§ 33 Управление ледоколом, сигнализация, связь
Для осуществления четкого координированного руководства работой многочисленных механизмов и технических средств на ледоколе предусматривают развитую систему управления, сигнализации и связи.
Управление ледоколом сосредоточено в двух основных командных постах: ходовой рубке и центральном посту управления энергетической установкой (ЦПУ). Из ходовой рубки производят общее руководство работой ледокола, а из ЦПУ — управление работой энергетической установки, механизмов и систем и контроль за их работой. Имеется ряд местных постов, предназначенных для управления отдельными устройствами и механизмами: буксирной лебедкой, якорным устройством, грузоподъемными средствами и т. д. Помимо этого предусмотрено несколько постов управления, имеющих дублирующий или резервный характер: навигационные посты управления на открытом верхнем мостике, фок-мачте и в кормовой рубке; аварийный пост управления рулевой машиной в румпельном отделении и т. д.
На электроходах число оборотов гребного винта меняется при изменении напряжения генератора, а направление вращения — при изменении направления тока в якоре. Конструкция командных постов электромашинного телеграфа ледокола позволяет судоводителю непосредственно управлять гребными электродвигателями, причем число фиксированных положений рукояток телеграфа, и следовательно соответствующее число команд, составляет не менее 15—25 на передний и столько же на задний ход. Это обеспечивает хорошую маневренность управления. В ходовой рубке устанавливают три командных поста машинного телеграфа (один в центре ходовой рубки и по одному на ее крыльях), два-три таких же поста размещают на открытом верхнем мостике и один в кормовой рубке. Каждый командный пост телеграфа снабжается пультом (рис. 149), оборудованным необходимыми контрольными приборами, а также указателями числа оборотов и направления вращения гребных винтов. Передача команд с постов управления на регуляторы реверсировки поля (потенциометры) происходит электрическим путем. Все рукоятки телеграфов сблокированы между собой таким образом, что ими нельзя пользоваться одновременно.
Схемой управления электродвижения современного ледокола предусматривается автоматическое регулирование основных динамических процессов, характерных для работы ледокола. Так, например, резкое изменение нагрузки (при подключении или остановке одного из генераторов) выравнивается в соответствии с изменившейся скоростью хода без перегрузки. Если при маневрировании ледокола возникает обратный ток и соответственно рекуперативная энергия, то она автоматически ограничивается, так что первичные двигатели не получают ускорения; когда при входе ледокола с чистой воды в лед или при попадании льдин в гребные винты их число оборотов снижается, то мощность сохраняется, так как машины развивают при этом больший вращающий момент.
Управление рулевой машиной осуществляется электрически от рулевой колонки со штурвалом, установленной в центре ходовой рубки. Дополнительно рулевые колонки оборудуют также на открытом верхнем мостике, в кормовом посту управления и в румпельном отделении.
В центральном посту управления энергетической установкой (рис. 150) расположены пульт маневрирования и распределительные щиты, а также помещаются приборы, необходимые для обслуживания и контроля работы установки. Для каждого первичного двигателя имеется тахометр, тревожно-сигнальный индикатор давления масла и охлаждающей воды, кнопка для дачи приказаний о пуске, остановке и т. д. Установлены сигнальные указатели подключений генераторов, привод дистанционного управления главными выключателями генераторов, электроманевренные устройства для регуляторов потенциометров, тахометры гребных винтов, амперметры, ваттметры, индикаторы максимального тока и заземления и др. Располагая полной информацией о работе установки, вахтенный оператор ЦПУ может во всех случаях принять необходимые меры.
Номенклатура средств дистанционного контроля, измерения и сигнализации на ледоколе весьма обширна: она охватывает систему пожарной сигнализации, систему измерения уровней жидкости в отсеках ледокола и измерения его осадки, систему контроля и управления водонепроницаемыми дверями, авральную сигнализацию и т. д.
К навигационным приборам, которыми оборудованы все современные ледоколы, относятся: гирокомпасы, имеющие репитеры во всех постах управления; лаги с репитерами в штурманской рубке и ЦПУ; эхолоты; курсопрокладчик-автомат; радиопеленгатор; радиолокационные станции ближнего и дальнего действия.
Аппаратура радиосвязи должна обеспечивать ледоколу надежную двустороннюю радиосвязь практически на неограниченных расстояниях и в любое время. Все радиооборудование размещается в радиорубке, из которой ведется основная оперативная радиосвязь. Радиорубка ледокола должна быть оборудована в соответствии с правилами Регистра СССР. В радиорубке устанавливают: коротко- и длинноволновые передатчики со своими приемниками, УКВ-рацию, эксплуатационный передатчик средних волн, аварийную рацию и автоматический податчик сигналов тревоги и бедствия. В постах управления ледоколом имеются выносные посты связи, позволяющие командованию ледокола вести радиотелефонную связь без захода в радиорубку. Антенное устройство ледокола обычно состоит из горизонтальных Г-образных многолучевых и однолучевых антенн, вертикальных и штыревых антенн.
Система внутрисудовой связи ледокола включает: безбатарейные телефоны парной командной связи, судовую автоматическую телефонную станцию, громкоговорители для передачи приказаний и т. д. На новых ледоколах для дистанционного наблюдения за работой наиболее важных механизмов и обзора ледовой обстановки у бортов применяются телевизионные установки.
Совершенствование системы управления имеет для ледокола первостепенное значение, ввиду того что плавание во льдах относится к наиболее сложному виду мореплавания. Трудность счисления при плавании во льдах обусловлена почти постоянным дрейфом судна со льдом, который с трудом поддается учету, частыми сменами курса и непостоянством скорости. Ледовое плавание часто осложняется плохими гидрометеоусловиями и мелководьем. Необходимость непрерывного наблюдения за часто меняющейся ледовой обстановкой и действиями проводимых судов еще больше осложняет задачу судоводителя. По этой причине на ледоколах, в отличие от судов других типов, навигационную вахту вынуждены нести одновременно два судоводителя (помимо рулевого).
Возможности совершенствования системы управления ледоколом далеко не исчерпаны. От них в значительной степени зависит повышение экономической эффективности работы ледокола, так как совершенствование системы управления, с одной стороны, позволит сократить расходы на содержание ледокола за счет снижения расхода топлива, уменьшения штата команды и т. п., а с другой стороны, повысить скорость и безопасность проводки судов.
Совершенствование управления предполагает установку на ледоколе новых приборов для точного измерения всех необходимых параметров внешней среды и самого ледокола, а также создание автоматической системы, которая обрабатывала бы показания приборов, подавала на главный пульт управления информацию, отображающую окружающую обстановку, и выдавала рекомендации по управлению. К числу таких приборов в первую очередь относится ледовый лаг, поскольку ни один из существующих судовых лагов не обеспечивает надежного измерения скорости и пройденного во льду расстояния. Не менее важно разработать приборы для неконтактного измерения параметров ледовой среды (прежде всего толщины льда и его сплоченности), прибор для регистрации дистанции между ледоколом и проводимым судном. Необходимы приборы для измерения упора и момента на гребных валах, напряжений, возникающих в лопастях гребных винтов, а также телевизионная аппаратура для осмотра гребных винтов на плаву.
В настоящее время ставится вопрос о создании комплексной системы автоматического управления, объединяющей в единое целое основные системы управления ледоколов. Такая комплексная система должна охватывать как управление электроэнергетической установкой, так и процесс навигационного управления ледокола. Автоматизация управления судовой электроэнергетической установкой, по-видимому, будет развиваться по пути перехода от автоматизации отдельных процессов локального значения к формированию единых систем дистанционного автоматического управления, функционально связывающих разнообразную аппаратуру электроавтоматики. Участие оператора в управлении установкой будет постепенно снижаться, а исполнение множества операций будет подчинено логическому закону, устанавливающему связь действия системы с информационными сигналами состояния установки. Иными словами, речь идет о применении логических программных устройств управления с сохранением в системе локальных приборов электроавтоматики. Еще более высоким уровнем автоматизации судовых электроэнергетических установок будет введение в системы элементов прогнозирующего контроля и адаптации, применение вычислительных машин, сосредоточение средств автоматизации электроэнергетики в составе общей централизованной системы управления всеми техническими средствами ледокола.
Важным вопросом автоматизации процесса управления ледоколом является разработка усовершенствованного пульта управления, который обслуживался бы одним судоводителем (кроме рулевого). При создании такого пульта необходимо широко использовать устройства наглядного отображения окружающей обстановки и решений, получаемых вычислительными машинами. Необходимо, чтобы на пульт поступала информация со всех мест ледокола с помощью телевизионной аппаратуры, а также информация о параметрах льда на пути ледокола.
Пульт управления устанавливается в центре ходовой рубки, в то время как по обоим ее бортам, а также в кормовой рубке могут быть оборудованы упрощенные посты управления.
На открытом верхнем мостике ледокола оборудование стационарного поста управления нецелесообразно, ввиду того что, как показывает опыт эксплуатации, он редко используется судоводителями, а находящаяся на нем дорогостоящая аппаратура подвергается вредному воздействию атмосферной влаги и брызг. Взамен этого удобно предусмотреть выносной пульт управления, который, если это окажется необходимым, может быть использован для управления с верхнего мостика.
Развитие комплексной автоматизации системы управления ледоколом должно привести к централизованному управлению судном и энергетической установкой с мостика. Прямой контакт между вахтенным механиком и штурманом позволит гармонично сочетать специфику судовождения и эксплуатации электроэнергетической установки. Единый пост управления повышает качество управления и производительность труда оператора, связанные с концентрацией приборов, средств управления и с ростом объема получаемой им информации.