Hệ thống lái là một tập hợp của nhiều hệ thống, thiết bị kết nối với nhau và có nhiệm vụ đảm bảo cho việc điều khiển con tàu theo yêu cầu của người lái. Tuỳ theo từng hệ thống lái mà kết cấu của chúng khác nhau nhưng một hệ thống lái tối thiểu phải có các phần như: bánh lái, hệ thống điều khiển, hệ thống truyền dẫn tín hiệu điều khiển, hệ thống động lực, hệ thống chỉ báo.
1. Bánh lái (Rudder)
Bánh lái được đặt ở cuối thân tàu, phía sau chân vịt, là thiết bị có tác dụng làm thay đổi hướng chuyển động của con tàu, hay là bộ phận tác động trực tiếp lên con tàu trong quá trình điều khiển.
2. Hệ thống điều khiển (Control stand)
Hình 3.1. Hệ thống điều khiển (Control stand)
Hệ thống điều khiển (còn gọi là máy lái) được đặt trên buồng lái và là nơi người lái thực hiện công tác bẻ lái để điều khiển hệ thống lái (Hình 3.1). Máy lái là nơi phát tín hiệu điều khiển theo ý muốn của người điều khiển. Tín hiệu điều khiển từ máy lái có tính quyết định đối với hoạt động của các hệ thống, các thiết bị khác trong hệ thống lái, mỗi tín hiệu thường xuất phát từ máy lái và kết thúc tại bánh lái.
Tuỳ theo hệ thống lái mà tín hiệu điều khiển truyền tới các hệ thống khác phát ra từ máy lái dưới nhiều chế độ lái khác nhau. Với các hệ thống lái đơn giản, thông
Cấp nguồn Vô lăng Chỉ báo góc bẻ lái Lựa chọn chếđộ lái (System) (Steering wheel) (Steering angle indicator) (Mode)
Đặt hướng lái tựđộng
(Course setting) Cần lái không truy theo
(NFU rod)
Bộ môn Điều động tàu - Khoa Điều khiển tàu biển 69
2008
thường chỉ có một chế độ đó là chế độ lái tay đơn thuần, tức là chế độ bẻ lái trực tiếp trên tay lái. Với các hệ thống lái hiện đại, thông thường có các chế độ lái như:
- Lái tay (Hand steering): Là chế độ bẻ lái trực tiếp của người điều khiển lên tay
lái chính của máy lái.
- Lái tự động (Auto pilot): Là chế độ lái do máy lái thực hiện theo ý muốn của người điều khiển.
- Lái từ xa (Remote steering): Là chế độ bẻ lái trực tiếp của người lái nhưng trên một bộ điều khiển cầm tay được kết nối bằng dây với máy lái chính.
- Lái sự cố (NFU): Là chế độ bẻ lái trực tiếp của người lái nhưng trên một hệ thống điều khiển khác, nhằm điều khiển trực tiếp hệ thống động lực bẻ lái trong trường hợp có sự cố đối với hệ thống điều khiển chính.
Tất cả các hệ thống lái khác đều có một hình thức điều khiển khác gọi là lái nóng. Hình thức này được áp dụng khi hệ thống điều khiển chính và lái sự cố trên buồng lái đã mất tác dụng. Người lái trực tiếp bẻ lái trên trục cơ của bánh lái (đối với hệ thống lái cơ đơn giản), đóng điện trực tiếp cho hệ thống động lực hoặc tác động lực trực tiếp lên trục cơ của hệ thống động lực để làm quay bánh lái (đối với hệ thống lái điện), đóng mở van trực tiếp hoặc dùng bơm tay điều khiển hệ thống động lực làm quay bánh lái (đối với hệ thống lái điện thủy lực).
3. Hệ thống truyền tín hiệu điều khiển
Là hệ thống có nhiệm vụ truyền các tín hiệu điều khiển từ máy lái tới nơi thực hiện việc bẻ lái, trong các hệ thống lái hiện đại nó còn là hệ thống truyền dẫn tín hiệu phản hồi từ bánh lái, nơi thực hiện bẻ lái về hệ thống điều khiển.
4. Hệ thống động lực (Steering gear)
Là hệ thống nhận tín hiệu điều khiển và thực hiện cung cấp năng lượng để làm quay bánh lái.
Trong hệ thống lái cơ đơn giản việc bẻ lái tại tay lái đồng thời cung cấp năng lượng và được truyền dẫn bằng hệ thống dây xích hoặc trục cơ trực tiếp tới bánh lái thay cho hệ thống động lực.
Trong các hệ thống lái cơ giới, cung cấp năng lượng làm quay bánh lái thường là các động cơ điện, động cơ thuỷ lực hoặc các bơm thuỷ lực.
5. Hệ thống chỉ báo (Indicator)
Hệ thống chỉ báo trong hệ thống lái có nhiệm vụ chỉ báo các thông số. Nó giúp cho người lái thực hiện chính xác mệnh lệnh lái, kiểm tra kết quả việc thực hiện mệnh lệnh bẻ lái tại bánh lái (Hình 3.2). Hệ thống chỉ báo phục vụ công tác lái tàu bao gồm:
- Chỉ báo góc bẻ lái (Steering angle indicator): Là đồng hồ được gắn cơ khí với tay lái chính, dùng cho người điều khiển biết trị số góc bẻ tay lái và hướng mạn hiện tại như thế nào.
- Chỉ báo góc bẻ của bánh lái (Rudder angle indicator): Là đồng hồ chỉ báo vị trí hay góc bẻ của bánh lái so với mặt phẳng trục dọc tàu và mạn bẻ hiện tại của bánh lái. Đồng hồ này chỉ báo đối với mọi hình thức bẻ lái và lấy tín hiệu phản hồi từ bánh lái. Nếu việc bẻ lái là để đưa ra mệnh lệnh lái cần thực hiện thì đồng hồ chỉ báo góc bẻ của bánh lái là thiết bị báo cáo kết quả hoàn thành việc thực hiện các lệnh đó. Trong trường hợp sử dụng chế độ lái tay (Hand steering) các chỉ thị trên đồng hồ chỉ báo góc bẻ của bánh lái luôn là sự kế tiếp của đồng hồ chỉ báo góc bẻ lái và phải có trị số tương đương.
Bộ môn Điều động tàu - Khoa Điều khiển tàu biển 70
2008
Hình 3.2. Các đồng hồ chỉ báo trong hệ thống lái