Штурвал — управляющее колесо судов и механизмов¶
Штурвал — управляющее колесо, служащее для изменения направления движения судна или управления различными механизмами. На судах штурвал является центральным элементом рулевой системы: через систему тросов, цепей, шестерён или гидравлики его вращение передаётся на руль, расположенный за кормой, и судно меняет курс. Помимо морского дела, термин применяется к колёсам управления самолётами (штурвал пилота), тракторами ранних образцов, а также к декоративным элементам интерьера и символу власти на гербах и флагах.
¶Происхождение и история
Слово «штурвал» пришло в русский язык из немецкого: Stuerrad — «колесо руля». Первые штурвальные колёсаа появились на европейских судах в начале XVIII века. До этого рулевое управление осуществлялось с помощью так называемого барна — деревянного рычага-колодки, установленного на палубе у кормы. Барн был прост, но требовал от рулевого значительных физических усилий, особенно при сильном течении или на больших судах.
Авторство первого штурвального колеса приписывают английскому инженеру Томасу Фоксу, который в 1703 году установил его на одном из королевских судов. Колесо оказалось эффективнее барна: оно давало рулевому больший рычаг и позволяло точнее дозировать усилие. К середине XVIII века штурвал вытеснил барн на большинстве торговых и военных судов Европы.
Первые штурвалы изготавливались из дуба или ясеня и имели от 4 до 12 спиц. На больших парусниках колесо могло достигать в диаметре более метра, чтобы рулевой мог преодолеть сопротивление руля на ходу. На российском флоте штурвал стал обязательным элементом корабельного оборудования в эпоху Петра I и последующих правлений.
¶Устройство и принцип работы
Классический штурвал состоит из обода (кольца), соединённого со ступицей спицами. Ступица насажена на вал, который проходит через палубу вниз, в рулевую рубку или машинное отделение. В простейших системах вал связан с рулевой лебёдкой цепным или тросовым приводом: вращение колеса наматывает цепь на барабан, цепь тянет перо руля в нужную сторону.
На судах XIX века использовалась система «колесо — сектор — цепь». На валу руля закреплялся зубчатый сектор, за который цепь заходила с двух сторон. Поворот штурвала влево натягивал одну ветвь цепи и ослаблял другую, сектор поворачивался, руль менял угол. Для облегчения работы рулевого применялись треногие блоки и тали.
С развитием судостроения появились механизированные системы:
- Гидравлический привод — штурвал управляет золотником распределителя, который направляет давление масла на гидромоторы, поворачивающие руль. Применяется на средних и крупных судах с начала XX века.
- Электрогидравлический привод — штурвал становится датчиком положения (синхронизатором), а поворот руля выполняет электродвигатель с гидронасосом.
- Дистанционное управление — сигнал от штурвала передаётся по проводам или шинам к рулевому приводу, что позволяет установить мостик вдали от кормы.
На современных судах штурвал, как правило, небольшого диаметра, так как усилие на руль развивает автоматика. На судах с дифферентными машинами и подруливающими устройствами штурвал может управлять не только рулём, но и этими механизмами одновременно.
¶Штурвал в авиации
В авиации штурвалом называют ручку управления самолётом (в вертолётах — циклический и общего подъёма рычаги). Штурвал пилота управляет элеронами, рулями высоты и направления. На ранних самолётах штурвал имел форму корабельного колеса, отсюда и название. На современных воздушных судах он заменён штурвальной колонкой или боковой ручкой (джойстиком), но термин «штурвал» сохраняется в пилотской терминологии: «за штурвалом» означает «пилотирует».
¶Штурвал как символ
Из-за центральной роли в управлении судном штурвал стал символом власти, руководства и движения к цели. Он изображается на гербах морских городов, эмблемах морских учебных заведений и судоходных компаний. В русской морской традиции фраза «взять штурвал» означает принять руководство. Штурвал присутствует в декоре морских ресторанов, клубов и музеев, используется как элемент интерьера.
¶Штурвал в России
В российском судостроении штурвалы изготавливались на специализированных предприятиях, в том числе на заводах, снабжавших Черноморский и Балтийский флоты. В советский период производство штурвальных механизмов было сосредоточено на заводах судового оборудования, выпускавших как классические колёса для учебных парусников (например, для «Крузенштерна» и «Мир»), так и современные дистанционные приводы для военных и гражданских судов.
На учебных парусниках штурвал сохраняется как элемент традиционной оснастки, хотя управление основным рулём часто дублируется автоматикой. Штурвал «Крузенштерна» — копия исторического образца, выполненная из бронзы и дерева.
¶Интересные факты
- На крупных парусниках XIX века штурвал мог иметь до 24 спиц, чтобы рулевой мог работать в перчатках в шторм.
- В британском морском праве рулевой, не выполняющий команды штурмана, несёт ответственность за происшествие.
- Слово «штурвал» используется в переносном смысле для обозначения руководящего центра любого процесса.
История штурвала отражает эволюцию судового управления: от примитивного барна до электронных систем автоматического управления курсом, где физическое колесо сохраняется лишь как резервный и символический элемент.
Источники:
- Большая советская энциклопедия, статья «Штурвал»
- Морской энциклопедический словарь, т. 3
- Судостроение: энциклопедия, под ред. В. А. Кузнецова
- Справочник по устройству судна, издательство «Транспорт»