Video: Il sistema di timoneria di una nave

Conosciamo tutti l'uso di un timone, che aiuta a virare una nave come e quando richiesto. I timoni sono il sistema principale per l'intero movimento e controllo delle navi. Ma non dobbiamo dimenticare che l'azione del timone dipende da un altro sistema fondamentale chiamato Steering Gear.

Il sistema di timoneria è stato una parte indispensabile dei macchinari della nave sin dall'avvento delle prime navi azionate manualmente.

Man mano che le navi continuavano a crescere di dimensioni e diventavano più veloci, furono incorporati sistemi moderni che facilitavano lo sforzo umano. Esistono due tipi di sistemi di sterzo comunemente utilizzati:

Il controllo centrale delle operazioni di governo è dato dal timone di qualsiasi nave, simile a un'automobile dove l'intero controllo della “capacità di governo” del veicolo poggia sul volante del conducente. La "forza di controllo" per la virata viene attivata dalla ruota del timone, che raggiunge il sistema di timoneria.

Oggigiorno nelle navi sono predominanti i sistemi elettroidraulici avanzati, in cui la pressione idraulica è sviluppata da pompe idrauliche azionate principalmente da motori elettrici.

Gli attuatori mediano la coordinazione tra la pressione idraulica generata dalle pompe (azionate elettricamente, ovviamente) e l'asse del timone convertendola in una forza meccanica, creando un momento di rotazione per il timone. Gli attuatori sono ora azionati principalmente elettricamente da unità di potenza.

Tali attuatori, a loro volta, possono essere di due tipologie:

In questo video parliamo dello sterzo idraulico di tipo Ram.

La scatola dello sterzo a pistone è uno dei sistemi di sterzo comunemente usati ed è piuttosto costosa nella costruzione. Il principio di base è lo stesso di un motore o di un ascensore azionato idraulicamente.

Ci sono quattro cilindri idraulici fissati ai due bracci del disco dell'attuatore su entrambi i lati. Questi cilindri sono direttamente accoppiati a pompe idrauliche azionate elettricamente, che generano pressione idraulica attraverso i tubi. Questo campo di pressione idraulica nelle pompe impartisce movimento ai cilindri idraulici, che corrisponde all'attuatore che agisce sull'asse del timone.

Il senso di rotazione del timone è guidato dall'azione della pompa idraulica. La fisica dietro la sua funzione può essere spiegata meglio con l'aiuto della figura seguente.

Qui i cilindri indicati con 1 e 3 sono collegati al lato di scarico della pompa. Ciò genera una pressione positiva nei cilindri del pistone. Gli altri due cilindri, 2 e 4, sono invece collegati al lato aspirazione della pompa.

Ciò crea una pressione negativa nei cilindri. Le forze risultanti creano un momento in senso orario nel timone. Per dirla semplicemente, le pressioni positive e negative delle pompe generano forze laterali sui cilindri, che costituiscono una coppia per ruotare l'asse del timone.

Allo stesso modo, per dirla in senso antiorario, viene effettuato il contrario, vale a dire, le estremità di scarico delle pompe sono collegate ai cilindri B e D, mentre il lato di aspirazione delle pompe è ad A e C. Questa pressione inversa il flusso delle pompe idrauliche viene ottenuto con l'ausilio di valvole di controllo azionate dalla timoneria.

La disposizione dello sterzo a pistone produce un valore di coppia considerevolmente elevato per una data potenza applicata. La pressione dell'olio idraulico varia da 100 bar a 175 bar a seconda delle dimensioni del timone e della coppia richiesta.

L'efficienza delle prestazioni della scatola dello sterzo dipende da alcuni aspetti principali. Questi requisiti di base che devono essere invariabilmente soddisfatti da tutti gli organi di governo sono guidati da regole stabilite dalle società di classificazione. Possono essere brevemente schematizzati come segue:

Secondo i requisiti SOLAS, tutte le navi cisterna di oltre 10.000 GRT e tutte le altre navi di 70.000 GRT dovrebbero avere un sistema di governo Safematic.

Dovrebbero essere previsti accorgimenti per isolare il guasto e continuare a utilizzare il sistema di sterzo in caso di emergenza. Per evitare il guasto totale del sistema di sterzo, nel sistema vengono introdotte valvole di bypass e isolamento automatico.