Современные движительно-рулевые и подруливающие устройства для морских и речных судов. Часть 1 : учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ  
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Каган З.Л. 
 
СОВРЕМЕННЫЕ ДВИЖИТЕЛЬНО-РУЛЕВЫЕ И ПОДРУЛИВАЮЩИЕ 
УСТРОЙСТВА ДЛЯ МОРСКИХ И РЕЧНЫХ СУДОВ 
 
Часть 1 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Альтаир–МГАВТ 
Москва  
2014 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 
 
 
 
 
 
 
 
Каган З.Л. 
 
СОВРЕМЕННЫЕ ДВИЖИТЕЛЬНО-РУЛЕВЫЕ И ПОДРУЛИВАЮЩИЕ 
УСТРОЙСТВА ДЛЯ МОРСКИХ И РЕЧНЫХ СУДОВ 
 
Часть 1 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Альтаир - МГАВТ 
Москва 2014 
 

УДК 629.5.035 

 

Каган З.Л. Современные движительно-рулевые и подруливающие 

устройства для морских и речных судов. Часть 1. Учебное пособие — М.— 

Альтаир–МГАВТ, 2014.—   80 с. 

Учебное пособие «Современные движительно-рулевые и подруливающие 
устройства для морских и речных судов. Часть 1»  по дисциплине «Теория и 
устройство судна. Судовые движители» разработано в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего 
профессионального образования для студентов, обучающихся по  направлению 
подготовки 180100.62 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника 
объектов морской инфраструктуры», а также для студентов, обучающихся по 
специальностям: «Эксплуатация судовых энергетических установок», «Судовождение». Учебное пособие также может быть использовано проектантами 
судов, специалистами и руководителями технических и управленческих служб 
флота, преподавателями, аспирантами и иными заинтересованными лицами. 
 

Рецензенты: 

Волхонов В.И.— к.т.н., профессор кафедры «Судостроение и судоре
монт» ФБОУ ВПО «Московская государственная академия водного транспор
та»;  

Вишневский Л.И.—  д.т.н., старший научный сотрудник, главный учё
ный секретарь  ФГУП «Крыловский государственный научный центр». 

 

Издается по решению Учебно-методического совета МГАВТ. 
 
Рассмотрен и рекомендован к использованию в учебном процессе на заседании 
кафедры «Судостроение и судоремонт»  (протокол № 8 от  30 января 2014г). 
   
Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать 
материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы. 
 

   © МГАВТ, 2014 

© Каган З.Л., 2014 

 

Оглавление 

 

1. Введение 

2. Основные определения, назначение и область применения со
временных ДРУ и ПУ для различных классов и типов судов и плав
средств  

3. Типы и основные конструктивные особенности современных

ДРУ и ПУ 

4. Технико-экономическое обоснование установки ДРУ и ПУ на

судах и плавсредствах 

5. Технические и конструктивные требования, предъявляемые к

ДРУ и ПУ. Требования к их установке, монтажу, освидетельствова
нию и испытаниям 

6. Сайты основных фирм создающих ДРУ и ПУ 

7. Библиография 

Стр. 

4 

 

 

6 

 

20 

 

55 

 

 

60 

73 

74 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ВВЕДЕНИЕ 

 

Быстро возраставшая с середины ХХ века интенсивность судоходства, не
прерывное увеличение количества судов и их размеров — значительно ослож
нили плавание в узостях, на внутренних водных путях, на подходных путях к 

портам и в портах. Наряду с расширением традиционных задач, обеспечивае
мых различными видами флотов (военный, транспортный, промысловый и тех
нический, добычи и разведки полезных ископаемых) и составляющих их раз
личными типами кораблей, судов и плавсредств, появились новые задачи, для 

обеспечения которых были созданы новые типы судов и плавсредств, техниче
ского, добывающего и т.п. флотов. Все это потребовало существенного увели
чения эффективности средств управления (СУ) и движения судами, особенно 

на малых скоростях хода и без хода при воздействии ветра, волнения, течения и 

других внешних сил, вызванных, например, мелководьем, близостью к берегу и 

другим судам. Для обеспечения ряда новых задач потребовалось удержание 

судна на месте или перемещение его малым ходом по жестко заданной траекто
рии. Все это потребовало создания и развития специальных устройств — 

средств активного управления судами (САУ), создающих упор под углом к 

диаметральной плоскости (ДП) судна на любых скоростях, в т.ч. на малых ско
ростях хода и без хода, и обеспечивающих любое заданное движение и управле
ние судном (плавсредством). К САУ относятся подруливающие устройства (ПУ) и 

движительно-рулевые устройства (ДРУ), в т.ч. главные движительно-рулевые уст
ройства (ГДРУ), такие, например, как поворотные колонки (ПК), в некоторых лите
ратурных источниках называются винто-рулевыми колонками (ВРК).  

В течение более шести десятилетий применение САУ, включая и главные 

движительно-рулевые устройства (ГДРУ), на кораблях и судах различного типа 

и назначения бурно развивалось, как в количественном, так и в качественном 

отношении, расширялась область их применения. Если в 50-ых годах ХХ века 

таких судов в мире насчитывалось несколько десятков, то уже в 80-ых годах 

это несколько сот типов различного назначения судов, а количество судов со

ставляло несколько тысяч без учета небольших катеров, яхт и т.п. С 80-ых го
дов за рубежом началось значительное применение САУ и ГДРУ (в основном 

ПК) на буксирах, судах речного и смешанного (река-море) плавания, ледоколах, 

круизных пассажирских судах и паромах, промысловых и различного типа до
бывающих и обеспечивающих судах, боевых кораблях и вспомогательных су
дах ВМФ, судах и плавсредствах технического флота и других.  

В развитии мирового судостроения в XXI веке существенно выросла доля 

применения движительно-рулевых устройств (ДРУ), включая ГДРУ, и подрули
вающих устройств (ПУ) на различных по типу и назначению судах и плавсредст
вах. Увеличилась эффективность создаваемых ДРУ и ПУ, возросла их мощность. 

Такая же тенденция в последние годы проявилась и в отечественном судостроении.  

В части 1 предлагаемой вниманию работы приведены основные направления 

развития, даны определения, назначение и область применения современных ДРУ и 

ПУ, разобраны примеры наиболее типичных конструкций с описанием их особен
ностей. В работе приведены основные технические и конструктивные требования, 

предъявляемые к ДРУ и ПУ, их установке, монтажу, освидетельствованию и испы
таниям. Рассмотрена эффективность и экономическая целесообразность примене
ния САУ и ГДРУ. Дан обзор основных фирм, занимающихся созданием различных 

типов ДРУ и ПУ. В работе использованы материалы тем, в которых принимал уча
стие автор, как ведущий исполнитель, по разработке стандартов [15–18], типораз
мерных рядов и более пятидесяти проектов различных по типу и назначению ДРУ 

и ПУ. В работе также использованы материалы по вопросам эксплуатации, приме
нения и разработки, современных ДРУ и ПУ, в т.ч. и тех, которые только ещё про
рабатываются, например приведенные в [5–7, 20].  

Во второй части предложены методы предварительного выбора типа и ос
новных параметров ДРУ и ПУ и оценка их эффективности при установке на су
да и плавсредства различного типа и назначения. Приведено описание конст
рукций и технических характеристик различных типов современных ДРУ и ПУ. 

Также даны предложения по проектированию, приведены многочисленные 

примеры применения ДРУ и ПУ и опыта их эксплуатации.  

2. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ 

ПРИМЕНЕНИЯ ДРУ И ПУ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ И ТИПОВ 

СУДОВ И ПЛАВСРЕДСТВ 

 

2.1. Основные определения и типы движительно-рулевых 

и подруливающих устройств 

Основным направлением увеличения эффективности средств управления 

судами на малых скоростях хода и без хода явилось применение средств актив
ного управления судами (САУ) [15–19]. К САУ относятся устройства с авто
номным приводом, создающие упор или тягу, направленную под углом к диа
метральной плоскости (ДП) судна на любых скоростях движения, обеспечивая, 

в отличие от обычных средств управления, хорошую эффективность управле
ния судном при движении на малых скоростях хода и без хода, а также на зад
нем ходу и при торможении. 

По возможности изменения направления упора или тяги САУ подразде
ляются на: 

- подруливающие устройства (ПУ) — устройство с рабочим органом в ка
нале расположенном в корпусе судна (или в насадке вне корпуса), создающее 

тягу, направленную под прямым углом к ДП судна; 

- движительно-рулевые устройства (ДРУ) — устройство с рабочим орга
ном, расположенным вне корпуса (или в корпусе) судна, создающее упор, на
правление которого может меняться относительно ДП судна. 

ДРУ в свою очередь делятся на главные движительно-рулевые устройства 

(ГДРУ) и вспомогательные движительно-рулевые устройства (ВДРУ).   

Привод главных движительно-рулевых устройств обеспечивается работой 

главных двигателей (при необходимости, на отдельных режимах, может также 

обеспечиваться работой двигателей резервного или малого хода). ГДРУ спо
собны менять направление тяги или упора в широком диапазоне и в отличие от 

рулевых устройств обеспечивают управляемость судна не только при наличии 

скорости, но и без неё. В случае, если судно оборудовано ГДРУ, рулевое уст

ройство на нем может отсутствовать. К ГДРУ относятся: двухвинтовые движи
тельные установки с  раздельно поворотными насадками (РПН), поворотные 

колонки с гребными винтами (ПК), в том числе и в насадке, крыльчатые дви
жители (КД), некоторые конструкции водометных движителей (ВД) с ревер
сивно-рулевым устройством (РРУ) или днищевым поворотным устройством 

(ДПУ) и т.п. ДРУ. Установка на судне ГДРУ не исключает возможности уста
новки на этих судах ПУ и ВДРУ, если это обеспечивает высокую эффектив
ность при выполнении судном своих задач и экономическую целесообразность.  

Вспомогательные движительно-рулевые устройства и ПУ работают, не за
висимо от работы (или не работы) главных двигателей. ВДРУ предназначены, 

как для обеспечения высокой эффективности управления судном при движении 

на малых скоростях хода и без хода, создавая упор (тягу) изменяющуюся по 

направлению в широком диапазоне, включая направление вдоль ДП судна, так 

и для обеспечения движения судна малым и предельно малым ходом. ВДРУ 

может также использоваться, как движитель резервного хода. 

К ВДРУ относятся: выдвижные или откидные поворотные колонки (ВПК или 

ОПК); водометный движитель с днищевым поворотным устройством (ВД с ДПУ); 

крыльчатый движитель (КД), расположенный в подзоре; активный руль (АР). 

 

2.2. Основное назначение и область применения ДРУ и ПУ 

2.2.1. Управляемость  — это качество судна выполнять заданные маневры 

с помощью средств управления (СУ). В качестве основных расчетных манев
ров, принимаемых при оценке управляемости судна и эффективности его СУ, 

как правило, рассматриваются следующие:  

- удержание судна на курсе, т.е. возможность обеспечить прямолинейное 

движение судна в заданном направлении, с заданной скоростью и с углом 

дрейфа не превышающем допустимого значения, при заданном внешнем воз
действии произвольного направления; 

- циркуляция судна в зависимости от поступательной скорости и величины 

упора создаваемого СУ, определяется диаметр циркуляции (при нулевой скоро

сти ометаемая корпусом судна площадь) и время разворота на 180 (или 360); 

- решение статической задачи удержания ДП дрейфующего судна в произ
вольном по отношению к ветру (другим внешним воздействиям) положении, 

определяется также возможность разворота судна, т.е. величина  упора созда
ваемого СУ необходимая для преодоления равновесия; 

-  разворот судна относительно закрепленной оконечности (у причала) при 

прижимном ветре (определяется требуемая величина упора, создаваемая СУ и 

угловая скорость разворота судна).   

Приведенные выше расчетные маневры в разных сочетаниях рассматриваются 

во многих известных работах по управляемости судна [1-2, 4], [12-16], в которых 

предлагаются уравнения, описывающие эти маневры с принимаемыми авторами 

допущениями, и критерии, которые определяют возможность их выполнения.  

Силы и создаваемые ими моменты на корпусе судна, входящие в эти урав
нения можно разделить на три группы: движущие, внешние и реактивные. 

К движущим силам относятся силы, которые создаются средствами управ
ления судном и вызывают то или иное преднамеренное его движение. Приме
ром таких сил являются упор (тяга), создаваемый главными движителями и 

САУ, а также сила создаваемая рулевым устройством. 

К внешним силам  относятся силы, возникающие в результате взаимодей
ствия ветра, волнения и течения с корпусом судна, а также воздействием на 

корпус судна других судов, в т.ч. буксиров, посредством толкания или букси
ровки, силы, вызванные мелководьем, близостью к берегу и другим судам и 

плавсредствам. Действие внешних сил вызывает, как правило, непреднамерен
ное движение судна, которое должно быть нейтрализовано. 

Реактивные силы, действующие в основном на подводную часть судна и возни
кающие, как результат движения судна под действием сил первых двух групп, зави
сят от линейных и угловых ускорений, угла дрейфа, линейной и угловой скорости. 

Кроме того, эти силы зависят от числа Фруда Fr (волновая составляющая сопротив
ления) и числа Рейнольдса Re (вязкостная составляющая сопротивления). Реактив
ные силы по своей природе делятся на гидродинамические и инерционные силы.  

Эффективность традиционно основного средства управления судном руле
вого устройства (РУ) достаточно сильно зависит от скорости движения судна и 

работы главного движителя (ГД), и с уменьшением скорости движения эффек
тивность РУ очень сильно уменьшается. Это объясняется тем, что боковая сила, 

возникающая на пере руля и обеспечивающая управляемость судна, пропор
циональна квадрату скорости набегающего на перо руля потока. Скорость на
бегающего на перо руля потока зависит от скорости судна и размещения пера 

руля относительно струи ГД и корпуса судна. Если струя ГД натекает на перо 

руля, то боковая сила создается даже при отсутствии хода, что позволяет набро
сить или отбросить корму судна при швартовке к причалу или отходу от него. 

Расположение пера руля за корпусом судна, особенно с широкой плохообтекае
мой кормой, приводит к уменьшению набегающего на перо руля потока и как 

следствие уменьшение боковой силы при достаточно больших значениях малой 

скорости, а также при движении толчками, когда ГД включается и выключается. 

При торможении струя от ГД уменьшает набегающий на перо руля поток до нуля 

и затем меняет его направление на противоположное. В результате боковая сила 

на руле уменьшается до нуля, а затем меняет свое направление. Поэтому при тор
можении и реверсе суда, как правило, плохо управляются рулем.  

Боковая сила, создаваемая на РУ существенно меньше гидродинамической 

силы возникающей на корпусе судна. При выполнении маневра удержание суд
на на курсе именно гидродинамическая сила на корпусе обеспечивает нейтра
лизацию внешнего воздействия на судно, а сила на РУ обеспечивает равновесие 

сил и моментов, действующих на судно. При развороте судна сила на РУ вызы
вает дрейф судна и как следствие возникновение гидродинамической силы на 

корпусе, являющейся центробежной силой,  в направлении противоположном 

силе на РУ. Гидродинамическая сила на корпусе и на РУ очень сильно зависят 

(близко к квадратичной зависимости) от линейной скорости судна. Внешние 

силы имеют слабую зависимость от скорости судна. Тяга ПУ имеет максималь
ное значение на швартовном режиме, а при движении судна, в зависимости от 

взаимодействия струи на выходе из ПУ с корпусом судна (за счет возникнове

ния зоны разрежения на корпусе при взаимодействии набегающего потока со 

струей), может значительно уменьшаться. Тяга ДРУ, если она используется как 

ВДРУ, имеет требуемую величину на швартовном режиме, а боковая состав
ляющая тяги ДРУ на скорости судна может иметь значения даже больше вели
чины тяги ДРУ на швартовах.  

Как следует из выше сказанного на малых скоростях хода и при отсутст
вии хода, также при торможении и движении толчками, судно практически не 

управляется РУ и здесь необходимо применение САУ (ПУ, ВДРУ) для обеспе
чения хорошей управляемости. Применение на судах ГДРУ обеспечивает  бо
лее высокие маневренные и пропульсивные характеристики. 

САУ могут размещаться, как в носовой, так и в кормовой оконечности 

судна. ПУ чаще устанавливаются в носовой оконечности судна, а ВДРУ (вы
движные или откидные ПК, соответственно ВПК или ОПК, КД, АР) чаще в 

кормовой оконечности. 

При движении  судна вперед сила, создаваемая СУ и прикладываемая к 

кормовой части корпуса судна, существенно эффективнее силы от СУ, которая 

прикладывается к носовой части корпуса судна. При движении судна задним 

ходом соответственно эффективнее сила от СУ, которая прикладывается к но
совой части корпуса судна. Теоретическое обоснование приведено в работе [2, 

4], [12–13]. Поэтому многие опытные судоводители, суда которых оборудованы 

носовым ПУ, при движении с малой скоростью по акватории порта или в узо
стях двигаются кормой вперед. На некоторых типах буксиров, в зависимости от 

технологии их использования, эффективно размещать ГДРУ в носовой части 

судна или в районе миделя.           

2.2.2. Основное назначение и область применения ПУ 

Основное назначение ПУ — обеспечение швартовки судна без помощи 

или при минимальном количестве буксиров, удержания судна на курсе и ма
неврирование при движении с малой скоростью переднего хода и без хода, при 

торможении или движении задним ходом, разворота на месте и динамического 

позиционирования в условиях внешнего воздействия: ветра, волнения и тече