Схема и принцип работы H-моста для управления двигателями

В различных электронных схемах часто возникает необходимость менять полярность напряжения, прикладываемого к нагрузке, в процессе работы. Схемотехника таких устройств реализуется с помощью ключевых элементов. Ключи могут быть выполнены на переключателях, электромагнитных реле или полупроводниковых приборах. Н-мост на транзисторах позволяет с помощью управляющих сигналов переключать полярность напряжения поступающего на исполнительное устройство.

Что такое Н-мост

H-мост

В различных электронных игрушках, некоторых бытовых приборах и робототехнике используются коллекторные электродвигатели постоянного тока, а также двухполярные шаговые двигатели. Часто для выполнения какого-либо алгоритма нужно с помощью электрического сигнала быстро поменять полярность питающего напряжения с тем, чтобы двигатель технического устройства стал вращаться в противоположную сторону. Так робот-пылесос, наткнувшись на стену, мгновенно включает реверс и задним ходом отъезжает от препятствия. Такой режим реализуется с помощью Н-моста. Схема Н-моста позволяет так же изменять скорость вращения электродвигателя. Для этого на один из двух ключей подаются импульсы от широтно-импульсного модулятора (ШИМ).

Схемой управления режимами двигателя является h-мост. Это несложная электронная схема, которая может быть выполнена на следующих элементах:

• Биполярные транзисторы
• Полевые транзисторы
• Интегральные микросхемы

Основным элементом схемы является электронный ключ. Принципиальная схема моста напоминает латинскую букву «Н», отсюда название устройства. В схему входят 4 ключа расположенных попарно, слева и справа, а между ними включена нагрузка.

H-мост

На схеме видно, что переключатели должны включаться попарно и по диагонали. Когда включен 1 и 4 ключ, электродвигатель вращается по часовой стрелке. 2 и 3 ключи обеспечивают работу двигателя в противоположном направлении.  При включении двух ключей по вертикали слева или справа произойдёт короткое замыкание. Каждая пара по горизонтали закорачивает обмотки двигателя и вращения не произойдёт. На следующем рисунке проиллюстрировано, что происходит, когда мы меняем положение переключателей:

Схема работы H-моста

Если мы заменем в схеме переключатели на транзисторы, то получим такой вот (крайне упрощенный) вариант:

H-мост

Для того чтобы исключить возможное короткое замыкание h-мост на транзисторах дополняется входной логикой, которая исключает появление короткого замыкания. В современных электронных устройствах мостовые схемы изменения полярности дополняются устройствами, обеспечивающими плавное и медленное торможение перед включением реверсного режима.

Н-мост на биполярных транзисторах

Транзисторы в ключевых схемах работают по принципу вентилей в режиме «открыт-закрыт», поэтому большая мощность на коллекторах не рассеивается, и тип применяемых транзисторов определяется, в основном, питающим напряжением. Несложный h-мост на биполярных транзисторах можно собрать самостоятельно на кремниевых полупроводниковых приборах разной проводимости.

H-мост на биполярных транзисторах

Такое устройство позволяет управлять электродвигателем постоянного тока небольшой мощности.  Если использовать транзисторы КТ816 и КТ817 с индексом А, то напряжение питания не должно превышать 25 В. Аналогичные транзисторы с индексами Б или Г допускают работу с напряжением до 45 В и током не превышающим 3 А. Для корректной работы схемы транзисторы должны быть установлены на радиаторы. Диоды обеспечивают защиту мощных транзисторов от обратного тока. В качестве защитных диодов можно использовать КД105 или любые другие, рассчитанные на соответствующий ток.

Недостатком такой схемы является то, что нельзя подавать на оба входа высокий потенциал, так как открытие обоих ключей одновременно вызовет короткое замыкание источника питания. Для исключения этого в интегральных мостовых схемах предусматривается входная логика, полностью исключающая некорректную комбинацию входных сигналов.

Схему моста можно изменить, поставив в неё более мощные транзисторы.

Н-мост на полевых транзисторах

Кроме использования биполярных транзисторов в мостовых схемах управления питанием, можно использовать полевые (MOSFET) транзисторы. При выборе полупроводниковых элементов обычно учитывается напряжение, ток нагрузки и частота переключения ключей, при использовании широтно-импульсной модуляции. Когда полевой транзистор работает в ключевом режиме, у него присутствуют только два состояния – открыт и закрыт. Когда ключ открыт, то сопротивление канала ничтожно мало и соответствует резистору очень маленького номинала. При подборе полевых транзисторов для ключевых схем следует обращать внимание на этот параметр. Чем больше это значение, тем больше энергии теряется на транзисторе. При минимальном сопротивлении канала выше КПД моста и лучше его температурные характеристики.

Дополнительным негативным фактором является зависимость сопротивления канала от температуры. С увеличением температуры этот параметр заметно растёт, поэтому при использовании мощных полевых транзисторов следует предусмотреть соответствующие радиаторы или активные схемы охлаждения. Поскольку подбор полевых транзисторов для моста связан с определёнными сложностями, гораздо лучше использовать интегральные сборки. В каждой находится комплементарная пара из двух мощных MOSFET транзисторов, один из которых с P каналом, а другой с N каналом. Внутри корпуса также установлены демпферные диоды, предназначенные для защиты транзисторов.

В конструкции использованы следующие элементы:

• VT 1,2 – IRF7307
• DD 1 – CD4093
• R 1=R 2= 100 ком

Интегральные микросхемы с Н-мостом

В ключах Н-моста желательно использовать комплементарные пары транзисторов разной проводимости, но с одинаковыми характеристиками. Этому условию в полной мере отвечают интегральные микросхемы, включающие в себя один, два или более h-мостов. Такие устройства широко применяются в электронных игрушках и робототехнике. Одной из самых простых и доступных микросхем является L293D. Она содержит два h-моста, которые позволяют управлять двумя электродвигателями и допускают управление от ШИМ контроллера. Микросхема имеет следующие характеристики:

• Питание – + 5 В
• Напряжение питания электромотора – + 4,5-36 В
• Выходной номинальный ток – 500 мА
• Ток в импульсе – 1,2 А

Микросхема L298 так же имеет в своём составе два h-моста, но гораздо большей мощности. Максимальное напряжение питания, подаваемое на двигатель, может достигать + 46 В, а максимальный ток соответствует 4,0 А. Н-мост TB6612FNG допускает подключение двух коллекторных двигателей или одного шагового. Ключи выполнены на MOSFET транзисторах и имеют защиту по превышению температуры, перенапряжению и короткому замыканию. Номинальный рабочий ток равен 1,2 А, а максимальный пиковый – 3,2 А. Максимальная частота широтно-импульсной модуляции не должна превышать 100 кГц.

Мостовые устройства управления электродвигателями часто называют драйверами.  Драйверами так же называют микросхемы, только обеспечивающие управление мощными ключевыми каскадами. Так в схеме управления мощным электродвигателем используется драйвер HIP4082. Он обеспечивает управление ключами, собранными на дискретных элементах. В них используются MOSFET транзисторы IRF1405 с N-каналами. Компания Texas Instruments выпускает большое количество интегральных драйверов предназначенных для управления электродвигателями разных конструкций. К ним относятся:

• Драйверы для шаговых двигателей – DRV8832, DRV8812, DRV8711
• Драйверы для коллекторных двигателей – DRV8816, DRV8848, DRV8412/32
• Драйверы для бесколлекторных двигателей – DRV10963, DRV11873, DRV8332

На рынке имеется большой выбор интегральных мостовых схем для управления любыми электродвигателями. Сделать конструкцию можно и самостоятельно, применив качественные дискретные элементы.

Н-мост на транзисторах или как управлять двигателем постоянного тока | Электронные схемы

радиоуправляемый автомобиль с микросхемой драйвером MX1508

радиоуправляемый автомобиль с микросхемой драйвером MX1508

Радиоуправляемые модели могут перемещаться вперед и назад при активации этих команд на пульте управления.При разборке моделей,можно увидеть,что перемещение вперед и назад осуществляется с помощью одного двигателя постоянного тока.Где эта «невидимая рука»,которая меняет местами контакты питания двигателя? Ведь если не менять полярность,машинка двигалась бы только в одну сторону.Эта «рука» называется Н-мост.Он может быть выполнен на специальной микросхеме для управления двигателем или на транзисторах.

Простой аналог моста для наглядности его работы, можно собрать на четырех кнопках.При замыкании кнопок S1 и S4,ток пойдет от плюса питания и S1,через плюс двигателя и далее на минус через S4.При этом двигатель будет вращаться в одну сторону.При замыкании кнопок S3 и S2,ток пойдет через S3 на минус двигателя и через S2 на минус питания.Двигатель вращается теперь в противоположную сторону.Если надо резко остановить двигатель,нажимаем на кнопки S1 и S3.

Н-мост на четырех кнопках

Н-мост на четырех кнопках

Самое главное,не нажать одновременно кнопки S1-S2 или S3-S4.Название Н-мост дано из-за графической схожести схемы с латинской буквой Н.

наглядная работа н-моста на кнопках

наглядная работа н-моста на кнопках

Рассмотрим работу моста на биполярных транзисторах.Схема взята из выпускаемой радиоуправляемой модели.Пока на управление не будет подано управляющее напряжение со знаком +,двигатель вращаться не будет,ток потребления устройством будет равен нулю.При подаче положительного напряжения на базу транзистора кт315 слева по схеме,открываются транзисторы VT2-VT3 и ток,также как и по схеме с кнопками,проходит на двигатель через открытые транзисторы.Реверс двигателя произойдет,если подать плюс на базу транзистора VT6,при этом откроются транзисторы VT1-VT4.При подаче управляющего напряжения сразу на два входа,ток потребляемый схемой возрастет в три раза,но транзисторы останутся целыми,это при питании 5 Вольт и с маломощным двигателем.

Н-мост на биполярных транзисторах

Н-мост на биполярных транзисторах

Для управления мощными двигателями,надо применять полевые транзисторы,с ними нагрев будет меньше,схемы в интернете есть.Также можно управлять двигателем с помощью ШИМ сигнала с микросхем-микроконтроллеров,не забывая при этом ставить конденсатор параллельно выводам двигателя для подавления помех.С мощным двигателем и с биполярными транзисторами,для их защиты надо будет ставить четыре защитных диода на четыре транзистора.

н-мост на транзисторах с реально работающей схемой

н-мост на транзисторах с реально работающей схемой

Транзисторы: описание, подключение, схема, характеристики

Транзистор — электронная “кнопка” в цепи питания, которая нажимается не пальцем, а электрическим сигналом, например от контроллера, что позволяет управлять сильным импульсом при помощи слабого.

Содержание

• 
  Назначение
• 
  Биполярные транзисторы
• 
  Полевые транзисторы
• 
  Пример
• 
  Вывод

Назначение транзисторов

Транзистор — электронная “кнопка” в цепи питания, которая нажимается не пальцем, а электрическим сигналом, например от контроллера, что позволяет управлять сильным импульсом при помощи слабого. Также применяется для преобразования и коммутации электрических сигналов, что широко используется в электронных устройствах любой сложности, в том числе в микросхемах, в качестве атомарного триггера и так далее.

Как правило, у транзистора имеется три ноги: для входа, для выхода и для управляющего сигнала.

В DIY-разработках чаще всего используются транзисторы в двух корпусах: ТО-92 для небольших нагрузок и ТО-220 — более крупный и более мощный.

Транзисторы бывают двух типов: биполярные и полевые, каждый из которых имеет свои особенности, преимущества и недостатки.

Биполярные транзисторы.

Простое, надежное, компактное и недорогое устройство. Три контакта имеют следующие названия и назначения:

• Коллектор — контакт для мощного положительного тока, которым следует управлять.
• Эмиттер — контакт для “земли” мощного тока, на который открывается или закрывается транзит в зависимости от состояния Базы.
• База — та самая “кнопка”, подавая небольшой ток на которую можно разблокировать связь коллектор-эмиттер, а заземлив его — заблокировать.

Простейшая схема подключения биполярного транзистора выглядит так:

В роли затвора, в нашем случае, чаще всего выступает пин Ардуино. Токоограничивающий резистор нужен для того, чтобы этот самый пин не сгорел, так как при подаче сигнала этот контакт замкнется на землю. Для этой цели достаточно резистора номиналом от 180 Ом.

Основной характеристикой биполярного транзистора является является коэффициент усиления hfe, соотношение между управляющим током и током нагрузки:

Ice = Ibe * hfe

Давайте рассчитаем, какой ток можно пропустить через типовой транзистор bc337 в корпусе ТО-92. Согласно даташита, коэффициент усиления такого транзистора составляет от 160 до 400, возьмем 300 как разумно-оптимальный. Примем номинал токоограничивающего резистора за 1 кОм, значит на базе получим ток:

Ibe = V/R = 5/1000 = 0.005 А

Вычисляем максимальный управляемый ток при помощи нехитрой формулы:

Ice = 5 мА * 300 = 1500 мА

Ответ: при помощи транзистора bc337 мы (теоретически) можем управлять нагрузкой до 1.5 А. При более высокой нагрузке транзистор откроется не полностью, “лишняя” часть пойдет на нагрев и транзистор быстро сгорит.

К основным характеристикам биполярного транзистора также можно причислить максимальное напряжение коллектор-эмиттер и максимальный ток через коллектор. Для нашего примера bc337 эти параметры, соответственно, 50 В и 0.8 А. Получается, что расчетные 1.5 А мы пропускать через этот транзистор все-таки не сможем, максимум 0.8. Поэтому, перед выбором транзистора, обязательно изучите его характеристики и свойства нагрузки.

Биполярные транзисторы выпускаются в двух разновидностях: NPN и PNP.

Транзистор из рассмотренного выше примера — NPN (Negative-Positive-Negative), такие более эффективны, а значит и распространены. PNP-транзисторы работают по обратной логике: при заземлении базы открываются, при подаче на нее питания закрываются.

Полевые транзисторы

Полевый транзисторы позволяют управлять гораздо более мощными нагрузками, при тех же размерах корпуса. В отличие от биполярных транзисторов, ток через затвор полевых не проходит, он изолирован от главной нагрузки, управление происходит только при помощи напряжения, а значит токоограничивающий резистор для них не нужен.

Названия и назначения контактов:

• Сток — для подачи управляемой нагрузки;
• Исток — для заземления, связь с которым открывается или закрывается в зависимости от состояния затвора;
• Затвор — управляющий контакт, подаем напряжение — открываем транзистор, заземляем — закрываем.

Простейшая схема подключения полевого транзистора выглядит очень похоже:

Основными характеристиками полевого транзистора являются:

• Максимальное напряжение сток-исток;
• 
  Максимальный ток через сток;
• 
  Сопротивление сток-исток;
• 
  Рассеиваемая мощность;

Недостатком полевого транзистора является то, что часть пропускаемой мощности в нем превращается в тепло, потому рассеиваемая мощность является таким важным параметром. Выделяемая мощность — это напряжение в квадрате, умноженное на сопротивление сток-исток, если она превысит допустимое, транзистор перегреется и выйдет из строя.

Наиболее известная разновидность полевого транзистора — MOSFET, чаще всего в DIY используются именно они. Особое внимание обратите на транзисторы с буквой L в маркировке, например IRLZ44n, они очень удобны для работы с контроллерами благодаря логическому уровню управления. Это значит, что для полного открытия гарантированно хватит сигнала с пина, обычно это от 2,5 В и выше. Максимальный ток сток-исток таких транзисторов многократно больше, чем у полевых, в случае IRLZ44n это аж 45 А, против 0,8 А у bc337. Поэтому для управления серьезной нагрузкой рекомендуется использовать именно их.

Пример

Рассматривать применение транзисторов в качестве простого выключателя мы здесь не будем, тем более, что такие схемы уже приведены выше. Давайте попробуем сделать из них что-то более сложное и полезное. Например, управление асинхронным электромотором с возможностью реверса. Для этого применим схему подключения, известную как Н-мост. Простейший вариант будет выглядеть так:

Для запуска мотора в одном направлении, подаем на первый пин единицу, на второй ноль. Нетрудно заметить на схеме, что при этом ток пойдет по красной линии, плюс на левый контакт мотора, минус на правый. Если выставим состояние пинов в обратное положение, ток пойдет по синей линии и мотор будет крутиться в противоположном направлении. Если оба пина выставить в одинаковое положение, мотор вращаться не будет, так как на его контактах будет отсутствовать разница потенциалов.

Можно обойтись и одним пином, для этого подключить второй управляющий контакт через логический инвертор, как пример — микросхему 74HC04, которая превращает ноль в единицу и наоборот. Тогда на пинах всегда будет разноименный сигнал и мотор будет вращаться в ту или другую сторону, в зависимости от подключения и состояния единственного управляющего пина.

Вывод

Транзистор — очередной элементарный “кирпичик”, один из базовых элементов электроники, наряду с резистором и конденсатором и диодом. Комбинацией этих “кубиков” создается подавляющее количество электронных схем. Знать эти элементы, их свойства, разновидности и уметь ими пользоваться должен каждый DIY-мастер.

Создание бюджетного Н-моста

В этой статье будет рассмотрено создание бюджетного Н-моста для подключения коллекторного двигателя. Область применения, ну скажем для само балансирующих роботов с эл. двигателями 36 В и выше. Возможно эта схема уже существует, но я не встречал.

В моём проекте надо было заставить коллекторный двигатель работать в реверсивном режиме для поддержания само баланса при напряжении 36 вольт.  В интернете можно найти огромное количество схем на эту тему.

Но при повторении их лично я спалил не один десяток полевых транзисторов,  причем одни выгорали сразу при включении питания, другие после подключения нагрузки. Пробовал мосфеты и только N-P-N и в сочетании с P-N-P, как то не шло.

 Дошло дело до того, что стал подумывать о замене двигателя на 24 В. Есть в продаже драйвера способные управлять мощной нагрузкой и не надо голову ломать заплати и твори …даже прикупил драйвер двигателя BTS7960 43 А

Но решение пришло как то само собой. Я почему то решил заменить мосфеты верхнего плеча  P-N-P на тиристоры. Тиристор после включения не отключится пока не разорвешь питание, это может делать мосфет когда управляющее напряжении переходит в 0

Для построения Н-моста мне понадобилось:
1- два тиристора ( я взял ку-202 н) 400 В, 10 А
2- мосфеты N-P-N 2 шт- irfp-240 (200 В 20 А) 2 шт- irfs-740 (400 В 10 А)
3- сопротивления 100 ом -8 шт , 10 к- 8 шт
4- два кремниевых транзистора N-P-N КТ-815 и два P-N-P КТ-816
5- два диода д- 226Б

Выходы А и В управляются ардуино, Положительный сигнал «А» поступает на мосфет irfp-240  который управляет напряжением и на кремниевые транзисторы КТ-815 и КТ-816 которые полностью открывают мосфет и тиристор тем самым запуская электромотор.

 Диод нужен для того, чтобы отключить тиристор, он прерывает запитку мосфета irfs-740 при отключении сигнала с ардуино и цепь разрывается, без него тиристор подпитывает мосфет даже когда сигнал «А» с ардуино отсутствует.

  Мосфеты, управляющие оборотами электродвигателя, я поставил два, хотя можно было поставить и один отсечь сигнал диодами, но с ардуино напряжение ШИМ небольшое, а усилитель при потерях не хотелось строить. 
Если положительный сигнал будет на «В» вращение будет противоположное.

В итоге задача была решена, коллекторный электродвигатель работает в реверсном режиме и имеет регулятор оборотов, конечно крупный получился драйвер, но в будущем планирую применить на более высокое напряжение.

При нагрузке больше 5-7 А, тиристоры и мосфеты нужно подобрать соответствующей мощности.

Драйвер для трехфазного двигателя своими руками

Трёхфазные двигатели постоянного тока довольно часто применяются в быту и промышленности. Для их управления требуется техническое средство, преобразующее сигналы малой мощности в токи, способные управлять моторами.

Для этой цели существуют схемы различной степени сложности. Все они отличаются друг от друга либо мощностью, либо элементной базой, на основе которой они изготовлены. Рассмотрим для начала простейшие схемы.

Транзистор

Начинающему электрику приходится задаться вопросом подключения мотора к микроконтроллеру. Самым простым и мощным посредником для этого станет транзистор. Подойдут и полевые, и биполярные транзисторы. Самая элементарная схема управления двигателем постоянного тока показана на рисунке.

По существу, это наипростейший драйвер двигателя постоянного тока, предназначенный выполнить свою функцию. Диод, подключенный параллельно обмоткам мотора, защитит от возгорания элементов микросхемы в момент остановки электродвигателя, когда ЭДС самоиндукции создаст на обмотках резкий скачок напряжения. Транзистор КТ315 позволит:

1. регулировать ток I< 1 А и напряжение U< 40 В;
2. включать/отключать двигатель в одном направлении.

Для двухстороннего управления необходимо более сложное устройство.

Н-мост

Составление электроэлементов соответствующим образом (по типу Н-моста) позволит управлять мотором в обе стороны. H-мост представлен на чертеже:

Где INA, INB — входные сигналы управления;

VCC — электропитание моторов, в несколько раз превышающее напряжения управляющего сигнала;

GND — общая земля.

При подаче положительного сигнала на один из входов, электродвигатель будет вращаться в ту или иную сторону. Обычно, схема драйвера кроме H-моста, дополняется защитными диодами, фильтрами, опторазвязками и другими улучшениями. Самым популярным чипом драйвером является IR2110.

Рабочая схема Н-моста с IR2110

H-мост предназначается для управления моторами тогда, когда потребляемая мощность превышает 300 Вт. Если детали на рисунке слишком мелкие, то кликните по этой картинке — она увеличится.

В подобных схемах используются МОП-транзисторы. Система управления создаётся на основе микроконтроллеров. Результатом будет сформированная чистая синусоида на выходе.

Рекомендации

Использование в бытовых условиях трёхфазных двигателей постоянного тока не вызывает никаких затруднений тогда, когда управление ими осуществляется посредством специальных драйверов, например:

• одного реверсируемого двигателя постоянного тока;

• двух двигателей постоянного тока;

• двигателя постоянного тока с регулятором скорости.

Вооружившись технологией и желанием собрать устройство своими руками можно смело браться за дело. При работе драйверов требуется учитывать конструктивные особенности и некоторые рекомендации по подключению:

• проверка уровня заряда аккумуляторов, напряжение должно быть не менее 12 В;
• не допускать высоких токовых значений на выходе моста, чтобы не сгорели транзисторы;
• если продолжительное включение драйвера приводит к перегреву корпуса транзистора, то понадобится установка радиатора решетчатого типа на сток транзистора;
• двигатель с источником питания по шине +12 В выполнять многожильным медным кабелем, рассчитанным на большой ток.

Заключение

Трёхфазные электродвигатели широко применяются на разнообразном оборудовании, их постоянно совершенствуют, благодаря развитию полупроводниковой техники. Предлагаются универсальные решения создания устройств, работающих в широком диапазоне рабочих параметров, обеспечивающих надежную и удобную эксплуатацию агрегатов.

При желании можно самим собрать драйвер, и с помощью него вращать трёхфазный двигатель. По стоимости покупка отдельных компонентов схем и выполнение сборки собственноручно обходится дешевле, чем приобретение готового устройства.

Ещё по теме:

— Схемы подключения асинхронного и синхронного однофазных двигателей

— Схемы подключения электродвигателя через конденсаторы

— Реверсивная схема подключения электродвигателя

— Плавный пуск электродвигателя своими руками

—В чем разница асинхронного и синхронного двигателей

— Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

— Как проверить электродвигатель

— Ремонт электродвигателей

Как правильно подключить драйвер двигателя BTS7960 43A — X-SIMULATOR и RU-SIMULATOR & SimTools

Назначение выводов
«M+» и «M-» — Выходы для подключения мотора.
«M-» Выход левого плеча H-моста (чип U3).
«M+» Выход правого плеча H-моста (чип U2).
«S+» и «S-» — Питание мотора.
«Vcc» и «GND» — Питание логики.
«L_IS» — Выход состояния левого плеча H-моста (чип U3).
Вывод является флагом ошибки (если она есть), иначе с этого выхода можно снимать уровень напряжения пропорциональный току протекающему через мотор, а значит контролировать силу нагрузки приложенной к мотору.
«R_IS» — Выход состояния правого плеча H-моста (чип U2).
Вывод является флагом ошибки (если она есть), иначе с этого выхода можно снимать уровень напряжения пропорциональный току протекающему через мотор, а значит контролировать силу нагрузки приложенной к мотору.
«L_EN» — Вход разрешения работы левого плеча H-моста (чип U3).
Сброс в 0 — отключает выход мотора «M-» (переводит его в состояние высокого импеданса).
Установка в 1 — разрешает работу выхода мотора «M-».
«R_EN» — Вход разрешения работы правого плеча H-моста (чип U2).
Сброс в 0 — отключает выход мотора «M+» (переводит его в состояние высокого импеданса).
Установка в 1 — разрешает работу выхода мотора «M+».
«L_PWM» — Вход установки потенциала на выходе левого плеча H-моста (чип U3).
Сброс в 0 — устанавливает на выходе «M-» потенциал вывода «S-».
Установка в 1 — устанавливает на выходе «M-» потенциал вывода «S+».
Установка потенциалов «S+» или «S-» на выходе «M-» возможна только если установлена 1 на входе «L_EN».
«R_PWM» — Вход установки потенциала на выходе правого плеча H-моста (чип U2).
Сброс в 0 — устанавливает на выходе «M+» потенциал вывода «S-».
Установка в 1 — устанавливает на выходе «M+» потенциал вывода «S+».
Установка потенциалов «S+» или «S-» на выходе «M+» возможна только если установлена 1 на входе «R_EN»

Подключение драйвера
Двигатель подключается к выводам «M+» и «M-» клеммника.
Напряжение питания двигателя (5,5 — 27,5 В постоянного тока) подаётся на выводы «S+» и «S-» клеммника.
Напряжение питания логической части (5 В постоянного тока) подаётся на выводы «Vcc» и «GND».

Драйвером можно управлять по 2, 3, или 4 проводам:

Подключение драйвера мотора к Arduino по 2 проводам:
Выводы «L_EN» и «R_EN» драйвера соединяются друг с другом и подключаются к «Vcc» (не участвуют в управлении).
Вывод «L_PWM» подключается к любому выводу Arduino поддерживающему ШИМ.
Вывод «R_PWM» подключается к любому выводу Arduino поддерживающему ШИМ.
Управление драйвером мотора по 2 проводам:
Движение вперёд с регулировкой скорости: «L_PWM» = 0, «R_PWM» = ШИМ (чем выше ШИМ тем выше скорость).
Движение вперёд с регулировкой скорости: «L_PWM» = ШИМ, «R_PWM» = 1 (чем выше ШИМ тем ниже скорость).
Движение назад с регулировкой скорости: «L_PWM» = ШИМ, «R_PWM» = 0 (чем выше ШИМ тем выше скорость).
Движение назад с регулировкой скорости: «L_PWM» = 1, «R_PWM» = ШИМ (чем выше ШИМ тем ниже скорость).
Торможение: «L_PWM» = «R_PWM» = 0 или 1 (максимальное торможение).
Преимущества и недостатки схемы управления по 2 проводам:
Явное преимущество схемы — минимальное количество задействованных выводов Arduino.
Так как на входах «L_EN» и «R_EN» постоянно установлена 1 (они подключены к «Vcc»), значит выходы мотора «M+» и «M-» не переходят в состояние высокого импеданса (не отключаются), следовательно, можно осуществлять торможение скоростью (уменьшение скорости приводит к торможению). Это-же факт можно отнести и к недостаткам схемы, так как в ней нельзя освободить мотор, на его выводах «M+» и «M-» всегда установлены потенциалы «S+» и/или «S-».

Подключение драйвера мотора к Arduino по 3 проводам:
Выводы «L_EN» и «R_EN» драйвера соединяются друг с другом и подключаются к любому выводу Arduino поддерживающему ШИМ.
Вывод «L_PWM» подключается к любому выводу Arduino.
Вывод «R_PWM» подключается к любому выводу Arduino.
Управление драйвером мотора по 3 проводам:
Движение вперёд с регулировкой скорости: «L_PWM» = 0, «R_PWM» = 1, «EN» = ШИМ (чем выше ШИМ тем выше скорость).
Движение назад с регулировкой скорости: «L_PWM» = 1, «R_PWM» = 0, «EN» = ШИМ (чем выше ШИМ тем выше скорость).
Свободное вращение: «L_PWM» и «R_PWM» не имеют значения, «EN» = 0 (мотор электрически отключён).
Торможение: «L_PWM» = «R_PWM» = 0 или 1, «EN» = ШИМ (чем выше ШИМ тем сильнее торможение).

Преимущества и недостатки схемы управления по 3 проводам:
Не смотря на большее количество проводов, схема управления выглядит проще: «L_PWM» и «R_PWM» управляют направлением, а «EN» скоростью. Если на входах «L_PWM» и «R_PWM» одинаковый логический уровень, то «EN» управляет торможением.
Есть возможность регулировать уровень торможения при помощи ШИМ без подачи напряжения (разности потенциалов) на двигатель.
При подаче логического 0 на вход «EN», мотор электрически отключается от схемы. Например, если управляемое мотором устройство стоит на горке и на всех входах «L_PWM», «R_PWM» и «EN» установлена 1, то оно никуда не поедет, но стоит сбросить в 0 уровень на входе «EN», как мотор освободится и устройство скатится с горки. Еще одним примером может быть экономия электроэнергии: после достижения требуемой скорости, сбрасываем уровень на входе «EN» в состояние логического 0 и устройство будет продолжать движение по инерции, далее устанавливаем на входе «EN» логическую 1, набираем скорость и снова сбрасываем в 0.
К недостаткам схемы подключения по 3 проводам можно отнести то, что в схеме не предусмотрено торможение скоростью.
Подключение драйвера мотора к Arduino по 4 проводам:
Выводы «L_EN», «R_EN», «L_PWM» и «R_PWM» подключаются к выводам Arduino поддерживающим ШИМ (иначе целесообразнее использовать схему с 2 или 3 проводами).

Управление драйвером мотора по 4 проводам:
В такой схеме можно осуществлять управление по любому из рассмотренных ранее вариантов управления, переключаясь с одной схемы на другую по мере необходимости.
Преимущества и недостатки схемы управления по 4 проводам:
Достоинство схемы заключается в её универсальности, можно использовать достоинства двух предыдущих схем и избавиться от их недостатков.
Явный недостаток схемы — максимальное количество задействованных выводов Arduino.
Узнать какие выводы Вашей Arduino поддерживают ШИМ можно в разделе Wiki — определение аппаратных выводов.

Питание
Напряжение питания двигателя (5,5 — 27,5 В постоянного тока) подаётся на выводы «S+» и «S-» клеммника.
Напряжение питания логической части (5 В постоянного тока) подаётся на выводы «Vcc» и «GND».

Мостовые схемы измерителей параметров элементов

Для измерения параметров элементов цепей методом сравнения применяют мосты. Сравнение измеряемой величины (сопротивления, индуктивности, емкости) с образцовой мерой при помощи моста в процессе измерения осуществляют вручную или автоматически, на постоянном или переменном токе. Мостовые схемы обладают высо­кой чувствительностью, большой точностью, широким диапазоном измеряемых значений параметров элементов. На основе мостовых методов строят средства измерения, предназначенные как для изме­рения какой-либо одной величины, так и универсальные аналоговые и цифровые приборы.

Существует несколько разновидностей мостовых схем измерения элементов R, L, С: четырехплечие, уравновешенные, неуравновешен­ные и процентные. Управление этими мостами может осуществляться как вручную, так и автоматически.

Наибольшее распространение получили схемы четырехплечих уравновешенных мостов (рис. 14.4). Для установления равновесия электронный или цифровой нуль-индикатор НИ включают в диаго­наль уравновешенного моста ( рис. 14.4, а). Сопротивления четырехплечего моста в общем случае имеют комплексный характер:

                        (14.7)

где Z1, Z2, Z3, Z4,- модули комплексных сопротивлений; φ1, φ2, φ3, φ4 — их соответствующие фазы.

а                                                   б

Рис. 14.4. Структурные схемы четырехплечих мостов:

а — обобщенная; б — для измерения активных сопротивлений

Условия равновесия моста определяются равенствами:

                                                                     (14.8)

                                                                 (14.9)

Для выполнения этих равенств необходимо наличие в плечах моста элементов с регулируемыми параметрами. Для обеспечения условия равенства амплитуд (14.8) наиболее удобно применять образцовое (эталонное) регулируемое активное сопротивление. Условий равновесия фаз (14.9) может выполнить эталонный конденсатор ем­костью Со
с малыми потерями.

14.3.1. Измерение параметров элементов на постоянном токе

Схема четырехплечего уравновешенного моста постоянного тока для измерений активных сопротивлений представлена на рис. 14.4, б. Ток в диагонали моста в момент измерения активного сопротивления устанавливают равным нулю. Согласно условию (14.8), для рав­новесия моста необходимо, чтобы выполнялось равенство RХR4
= R2R3, откуда неизвестное сопротивление

                                                              Rx = R2R3/R4.                                                            (14.10)

Для достижения равновесия моста с активными сопротивлении-ми достаточно иметь один регулируемый параметр (например, сопро­тивление резистора R4), как показано на рис.14.4, б. Пределы изме­ряемых сопротивлений для этих мостов составляют от 10-2
до 107 Ом; погрешности измерения — от долей процента до нескольких процен­тов в зависимости от диапазона измерения.

Показанная на рис. 14.4, б схема моста может быть частично реа­лизована на цифровых элементах. Для этого регулируемый резистор изготавливают в виде набора сопротивлений, выполненных в соот­ветствии с двоично-десятичным кодом. Сопротивления поочередно включают в плечо измерительного моста до тех пор, пока мост не уравновесится. Положение ключей характеризует код измеряемой ве­личины, поступающий затем на цифровое отсчетное устройство.

14.3.2. Измерение индуктивностн, емкости и тангенса угла потерь мостами     переменного тока

Схемы четырехплечих мостов на переменном токе для измере­ния индуктивности и добротности катушек показаны на рис. 14.5.

В них используют источники гармонического тока с напряжени­ем U и угловой частотой ω. Эти четырехплечие мосты обеспечивают наилучшее уравновешивание. Эквивалентные схемы замещения для катушек индуктивности с потерями могут быть последовательными или параллельными в зависимости от потерь, отраженных активным сопротивлением.

Рисунок 14.5. Мостовые схемы измерения индуктивности и добротности

с образцовыми элементами:

а – катушкой; б — конденсатором

Условие равновесия моста для схемы, показанной на рис. 14.5, а:

                    ,                                                                (14.11)

где Lx и Rx
— измеряемые индуктивность и сопротивление омических потерь в катушке; Lо
и Rо — образцовые индуктивность и сопротивление.

Приравняв действительные и мнимые члены в (14.11), находим:

Rx = R0 R2
/ R1 ;           Lx = L0 R2 / R1                                                (14.12)

Поскольку изготовление высокодобротных образцовых катушек вызывает определенные трудности, часто в качестве образцовой меры  в мостах переменного тока применяют конденсатор (рис. 14.5, б). Для этой схемы справедливо

               Rx + jωLХ = R2 R3(1/Rо
+ jωCo).                                                       (14.13)

Если в данном уравнении приравнять отдельно вещественную н мнимую части, то получим следующие выражения для определения  параметров катушки индуктивности:

                                 RХ = R2R3/Ro;                   LХ = CоR2R3.                                           (14.14)

Добротность катушки

Qх
= ωLх /Rх = RoωCo                                                        (14.15)

Для измерения емкости и тангенса угла потерь конденсаторов с дос­таточно малыми потерями применяют мостовую схему, показанную на рис. 14.6, а (последовательное соединение СХ и Rx), а с большими потеря­ми — на рис. 14.6, б (параллельное соединение Сх и Rx).

а                                             б

Рисунок. 14.6. Мостовые схемы измерения емкости и
тангенса угла со значениями потерь конденсаторов:
а — малыми; б – большими

Условие равновесия для схемы, показанной на рис. 14.6, а:

R4
[Rx + 1/(jωСх)] = R2
[Rо  +1/(jωСх)]

Разделив вещественную и мнимую части этого выражения, полу­чим формулы для определения параметров конденсатора:

Сх
= CoR4/R2;     Rx
= R2Rо/R4.                                                  (14.16)

Тангенс угла потерь конденсатора

tg δх = ωCхRх
= ωСоRо                                                          (14.17)

Для моста с параллельным соединением элементов  Сх  и Rx
(см. рис. 14.6, б) условие равновесия имеет следующий вид:

 Отсюда

                                        (14.18)

При параллельной схеме замещения конденсатора eгo тангенс угла потерь определяется выражением

                                           (14.19)

Уравновешивание схем обеспечивают поочередным регулирова­нием переменных образцовых сопротивлений или емкостей. Эту про­цедуру называют шагами, а количество шагов определяет сходимость моста. Мост с хорошей сходимостью имеет не более пяти шагов.

Мосты переменного тока используются на низких частотах (500… 5000 Гц), поскольку при работе на повышенных частотах по­грешности измерения резко возрастают. Погрешность измерений моста переменного тока определяют погрешности элементов обра­зующих мост, переходных сопротивлений контактов и чувствитель­ность схемы. Мосты переменного тока больше, чем мосты постоянного тока, подвержены влиянию помех и паразитных связей между плечами, плечами и землей и т д. Поэтому даже при тщательном экранировании моста и принятии других мер защиты погрешности у мостов перемен­ного тока больше, чем у мостов постоянного тока.

Похожие материалы:

низкоразмерная топология — Мостовое представление узла

Наиболее распространенное определение представления моста — это минимальное количество локальных максимумов на всех диаграммах узла. Точно так же будет такое же количество локальных минимумов. При этом мы можем думать, что все максимумы находятся на одной высоте, а все минимумы находятся на одной высоте, ниже максимумов.

Вот схема с 3 мостами. В коробке не хватает того, что называется тесьмой.Косы спускаются только сверху вниз. Иначе был бы другой мост.

Проблема здесь в том, что вы можете заплести косу, чтобы полученный узел не нуждался во всех трех перемычках, поэтому номер перемычки может быть меньше 3.

Специально для двух мостовидных узлов используйте только два полукруга сверху и снизу. Но с двумя узлами моста становится еще проще. (Опять же, будьте осторожны, это всего лишь два узла моста, которые обладают следующим свойством.)
В косе для узла с двумя перемычками можно считать, что одна прядь представляет собой вертикальную линию.Тогда остальная часть косы состоит только из трех прядей, которые чередуются между участками скручивания. См. Изображение ниже.

Чтобы узнать больше о том, почему это возможно, посмотрите рациональные узлы, которые аналогичны узлам с двумя мостами, и вы можете увидеть больше здесь и здесь.

Дополнение

Раз уж вы спросили, вот старый нарисованный от руки пример того, что вы просили. Узел, с которого мы начинаем, — это $ 7_7 $, который является рациональным узлом $ 8/21 $. Это означает, что мы помещаем эти наклонные линии на квадрат $ I \ times I $ и $ -8 / 21 $ на обратной стороне.Но для миллиметровой бумаги мы сделали наклон 1 на прямоугольнике 8 на 21. Итак, первый клубок в верхнем левом углу, мы получаем узел, прикрепляя два левых конца клубка, а затем то же самое для правого. Теперь у нас есть две соответствующие вещи, которые происходят между каждым изображением. Мы модифицируем диаграмму и модифицируем дробь.

Чтобы перейти к следующему изображению вверху, мы видим, что можем оттянуть красную часть обратно туда, где они встречаются на одной трети пути вниз по изображению. Затем мы можем повторить это для всех остальных дуг, пока не останутся только дуги, пересекающие два верхних угла.Точно так же мы можем просто повторить весь этот процесс для средней трети, чтобы получить второе изображение.

Для дроби мы используем разложение на частичную дробь, чтобы увидеть, что
$$ \ frac {8} {21} = \ frac {1} {\ frac {21} {8}} = \ frac {1} {2+ \ frac {5} {8}} $$
2 представляет собой два целых квадрата, которые мы изолировали, каждый из которых имеет только 1 пересечение.

Теперь мы повторяем весь процесс, но с $ \ frac {5} {8} $ и всем остальным, пока не получим только единицы в числителях и клубок не распадется на последнее изображение в правом нижнем углу и дробное разложение (которое отрезал) должно быть

$$ \ frac {1} {2+ \ frac {1} {1+ \ frac {1} {1+ \ frac {1} {1 + 1/2}}}} $$

Чтобы перейти от последнего изображения к квадратной башне (как на рисунке 2 в статье Хэтчера и Терстона), вы используете планарную изотопию, которая показана на рисунке 8 в статье Кауфмана и Ламбропулу.

Bridge Formula Weights — FHWA Freight Management and Operations

Версия для печати [ PDF 3.2 MB ]
Вам может понадобиться Adobe® Reader® для просмотра файлов PDF s на этой странице.
Контактная информация: обратная связь с операциями по адресу [email protected]

Министерство транспорта США
Федеральное управление шоссейных дорог
Офис операций
1200 New Jersey Avenue, SE
Вашингтон, округ Колумбия 20590
опс.fhwa.dot.gov

Август 2019
FHWA-HOP-19-028

Примечание

Федеральное управление шоссейных дорог (FHWA) пересматривает брошюру с указаниями по формуле веса федерального моста (май 2015 г.). Предыдущие издания этой брошюры с инструкциями отменены и более недействительны. Это руководство перефразирует положения 23 Свода законов США. § 127 и 23 C.F.R. § 658 только в целях иллюстрации. В случае разногласий закон и постановление имеют преимущественную силу в отношении максимально допустимых весов по формуле Federal Bridge.

Бридж Формула Весов

За некоторыми исключениями, указанными в этой брошюре, Формула моста устанавливает максимальный вес, который любой комплект осей автомобиля может нести на межштатной автомагистрали. В этой брошюре описывается формула моста, почему она была создана и как она используется.

Что это?

Конгресс принял формулу моста в 1975 году, чтобы ограничить отношение веса к длине транспортного средства, пересекающего мост. Это достигается либо за счет распределения веса на дополнительные оси, либо за счет увеличения расстояния между осями.

Соответствие ограничениям веса по формуле моста определяется по следующей формуле:

W = общий вес брутто на любой группе из двух или более последовательных осей с точностью до 500 фунтов.

L = расстояние в футах между внешними осями любой группы из двух или более последовательных осей.

N = количество осей в рассматриваемой группе.

В дополнение к ограничениям по массе Bridge Formula, Федеральный закон гласит, что одиночные оси ограничены до 20 000 фунтов, а оси, расположенные на расстоянии более 40 дюймов и не более 96 дюймов друг от друга (тандемные оси), ограничены до 34 000 фунтов.Полная масса автомобиля ограничена 80000 фунтами (23 USC 127).

Нужна ли формула?

Мосты на автомагистралях Interstate System спроектированы так, чтобы выдерживать широкий спектр транспортных средств и их ожидаемую нагрузку. Поскольку в 1950-х и 1960 годах грузовики становились все тяжелее, необходимо было что-то делать для защиты мостов. Решением было привязать допустимый вес к количеству и расстоянию между осями.

Рисунок 1

Расстояние между осями так же важно, как и вес оси при проектировании мостов.На Рисунке 1A нагрузка на элементы моста при проезде более длинного грузовика намного меньше, чем у короткого транспортного средства, как показано на Рисунке 1B, даже несмотря на то, что оба грузовика имеют одинаковый общий вес и веса отдельных осей. Вес более длинного транспортного средства распределяется, в то время как более короткое транспортное средство сосредоточено на меньшей площади.

Как используется формула?

Необходимо проверить вес на различных конфигурациях осей, чтобы определить соответствие формуле моста. Для правильного использования формулы моста необходимы три определения.

• Вес брутто — Вес транспортного средства или автопоезда и любого груза на нем. Федеральный предел веса брутто на межштатной системе составляет 80 000 фунтов, если Формула моста не требует более низкого предела веса.
• Вес одной оси — Общий вес одной или нескольких осей, расстояние между центрами которых не превышает 40 дюймов. Федеральный предел веса одной оси на межгосударственной системе составляет 20 000 фунтов.
• Вес тандемной оси — Общий вес двух или более последовательных осей, центры которых разнесены на расстояние более 40 дюймов, но не более 96 дюймов.Федеральный предел веса тандемной оси на межгосударственной системе составляет 34 000 фунтов.

Межгосударственная система ограничения веса в некоторых государствах может быть выше, чем цифры, указанные выше, из-за «дедушкиных» прав. Когда в 1956 г. были приняты ограничения по осям и полной массе Межгосударственной системы, а в 1975 г. были внесены поправки, штатам было разрешено сохранять или «дедушкины» ограничения по массе, которые были выше.

Расчеты по формуле моста

дают серию весов (Таблица мостов, страницы 5-6).Важно отметить, что ограничение веса одной оси заменяет ограничение веса по формуле моста для осей, расстояние между которыми не превышает 40 дюймов, а ограничение веса тандемной оси заменяет ограничение по весу по формуле моста для осей более 40, но не более 96 дюймов. отдельно. Например, на расстоянии 97 дюймов друг от друга две оси могут нести 38 000 фунтов (Рисунок 2A), а три оси могут нести 42 000 фунтов, как показано на Рисунке 2B.

Рисунок 2

Федеральный закон гласит, что любые две или более следующих друг за другом оси не могут превышать вес, рассчитанный по формуле моста, даже если отдельные оси, сдвоенные оси и полная масса находятся в установленных законом пределах.В результате группа осей, которая включает в себя весь грузовик, иногда называемую группой «внешнего моста», должна соответствовать формуле моста. Однако внутренние комбинации осей, такие как «мост трактора» (оси 1, 2 и 3) и «мост прицепа» (оси 2, 3, 4 и 5), также должны соответствовать весам, рассчитанным по формуле моста. (Рисунок 3).

Рисунок 3

На рис. 3 показан наиболее распространенный автомобиль, проверенный на соответствие требованиям по предельной массе. Хотя формула моста применяется к каждой комбинации двух или более осей, опыт показывает, что комбинации осей с 1 по 3, с 1 по 5 и со 2 по 5 имеют решающее значение и должны быть проверены.Если эти комбинации будут признаны удовлетворительными, то все остальные на этом типе транспортного средства, как правило, будут удовлетворительными.

Транспортное средство с массой и размерами оси, показанными на рисунке 4, используется для иллюстрации проверки по формуле моста.

Рисунок 4

Допустимая полная нагрузка для автомобилей в штатном режиме ¹

Перед проверкой соответствия формуле моста необходимо проверить одноосную, сдвоенную ось и полную массу транспортного средства.Здесь одиночная ось (номер 1) не превышает 20 000 фунтов, тандемы 2-3 и 4-5 не превышают 34 000 фунтов каждый, а общий вес не превышает 80 000 фунтов. Таким образом, эти предварительные требования выполнены. Первая комбинация Формулы Бриджа проверяется следующим образом:

Рисунок 5

Проверить оси с 1 по 3 (Рисунок 5)

Фактический вес = 12000 + 17000 + 17000 = 46000 фунтов.

N = 3 оси

L = 20 футов

Максимальный вес (Вт) = 51 000 фунтов, что больше фактического веса в 46 000 фунтов.Таким образом, требование формулы моста выполнено.

Пример из таблицы мостов (страницы 5 и 6)

Это же число (51000 фунтов) можно было бы получить из таблицы мостов, читая слева вниз до L = 20 и поперек направо, где N = 3.

Рисунок 6

Теперь проверьте оси с 1 по 5 (Рисунок 6)

Фактический вес = 12000 + 17000 + 17000 + 17000 + 17000 = 80000 фунтов.

Максимальный вес (W) = 80 000 фунтов (мостовой стол для «L» 51 фут и «N» для 5 осей).

Следовательно, такое расстояние между осями является удовлетворительным.

Рисунок 7

Теперь проверьте оси 2-5 (Рисунок 7)

Фактический вес = 17000 + 17000 + 17000 + 17000 = 68000 фунтов.

Максимальный вес (W) = 65 500 фунтов (мостовой стол для «L» 35 футов и «N» 4-х осей).

Это нарушение, потому что фактический вес превышает вес, разрешенный Формулой Бриджа. Чтобы исправить ситуацию, необходимо снять часть груза с автомобиля или увеличить расстояние между осями (35 футов).

Исключение из таблицы формул и мостов

В дополнение к примечаниям о правах дедушки на странице 3, Федеральный закон (23 USC 127) включает еще одно исключение из Формулы моста и Таблицы моста — два последовательных набора тандемных осей могут нести 34 000 фунтов каждый, если общее расстояние между первыми и последняя ось этих тандемов составляет 36 футов или более. Например, пятиосный трактор-полуприцеп может перевозить 34000 фунтов как на тандеме трактора (оси 2 и 3), так и на тандеме прицепа (оси 4 и 5), при условии, что оси 2 и 5 расположены на расстоянии не менее 36 футов друг от друга.Без этого исключения Формула моста допускает фактический вес только от 66 000 до 67 500 фунтов на тандемах, расположенных на расстоянии от 36 до 38 футов друг от друга.

Применение формулы моста к грузовым автомобилям с одной единицей

Описанная выше процедура может использоваться для проверки любых комбинаций осей, но несколько близко расположенных осей обычно создают наиболее критическую ситуацию.

Рисунок 8

Грузовик, показанный на Рисунке 8, удовлетворяет пределу веса одной оси (12000 фунтов меньше 20000 фунтов), пределу тандемной оси (30 000 фунтов меньше 34000 фунтов) и пределу полной массы (57000 фунтов меньше 80000 фунтов).При соблюдении этих ограничений выполняется проверка требований формулы моста для осей с 1 по 4.

Фактический вес = 12000 + 15000 + 15000 + 15000 = 57000 фунтов.

Максимальный вес (W) = 57 500 фунтов (мостовой стол для «L» 23 фута и «N» 4-х осей).

Поскольку оси с 1 по 4 являются удовлетворительными, проверьте оси со 2 по 4:

Фактический вес = 15000 + 15000 + 15000 = 45000 фунтов.

Максимальный вес (W) = 42 500 фунтов (мостовой стол для «L» 9 футов и «N» для 3 осей.

Это нарушение, потому что фактический вес превышает вес, разрешенный Формулой Бриджа. Чтобы соответствовать формуле моста, необходимо либо уменьшить нагрузку, либо добавить оси, либо увеличить расстояние.

Заявление об обеспечении качества

Федеральное управление шоссейных дорог (FHWA) предоставляет высококачественную информацию для обслуживания правительства, промышленности и общественности таким образом, чтобы это способствовало общественному пониманию. Стандарты и политики используются для обеспечения и максимального повышения качества, объективности, полезности и целостности информации.FHWA периодически рассматривает вопросы качества и корректирует свои программы и процессы для обеспечения постоянного улучшения качества.

мост | История, конструкция, типы, детали и факты

мост , конструкция, которая проходит между опорами горизонтально и предназначена для восприятия вертикальных нагрузок. Прототип моста довольно прост — две опоры удерживают балку, но инженерные проблемы, которые необходимо преодолеть даже в этой простой форме, присущи каждому мосту: опоры должны быть достаточно прочными, чтобы удерживать конструкцию, и промежуток между опорами. должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки.Пролеты обычно делают как можно короче; длинные пролеты оправданы там, где не хватает хорошего фундамента, например, на глубоководных эстуариях.

Большой мост Сето

Многопролетный Большой мост Сето через Внутреннее море, соединяющий Кодзиму, Хонсю, с Сакаиде, Сикоку, Япония.

Orion Press, Токио

Британская викторина

Мост Викторина

Где самый длинный мост? Где находится мост Золотые Ворота? Узнайте об известных мостах, а также о мостах, установивших мировые рекорды, в этой викторине.

Все основные мосты строятся на деньги населения. Таким образом, конструкция моста, наилучшим образом отвечающая общественным интересам, преследует тройную цель: быть максимально эффективным, экономичным и максимально элегантным. Эффективность — это научный принцип, который позволяет сократить количество материалов при одновременном повышении производительности. Экономия — это социальный принцип, который ценит снижение затрат на строительство и обслуживание при сохранении эффективности. Наконец, элегантность — это символический или визуальный принцип, который оценивает личное самовыражение дизайнера без ущерба для производительности или экономии.Нет разногласий по поводу того, что составляет эффективность и экономичность, но определение элегантности всегда было спорным.

Современные дизайнеры писали об элегантности и эстетике с начала 19 века, начиная с шотландского инженера Томаса Телфорда. В конечном итоге мосты принадлежат широкой публике, которая является окончательным арбитром в этом вопросе, но в целом профессионалы занимают три позиции. Первый принцип гласит, что конструкция моста является прерогативой инженера, и что красота полностью достигается только добавлением архитектуры.Вторая идея, аргументированная с точки зрения чистой инженерии, настаивает на том, что мосты, обеспечивающие наиболее эффективное использование материалов, по определению красивы. Третий случай утверждает, что архитектура не нужна, но инженеры должны подумать о том, как сделать структуру красивой. Этот последний принцип признает тот факт, что у инженеров есть много возможных вариантов примерно равной эффективности и экономии, и поэтому они могут выражать свои собственные эстетические идеи без значительного увеличения материалов или стоимости.

Подвесной мост Томаса Телфорда через реку Конуи, ведущий к замку Конуи, район округа Конуи, Уэльс.

J. Allan Cash Фотобиблиотека / Encyclopædia Britannica, Inc.

Вообще говоря, мосты можно разделить на две категории: стандартные путепроводы или мосты уникальной конструкции через реки, ущелья или устья. В этой статье описываются особенности, общие для обоих типов, но основное внимание уделяется уникальным мостам из-за их большего технического, экономического и эстетического интереса.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Элементы конструкции моста

Базовые формы

Существует шесть основных форм мостов: балка, ферма, арка, подвеска, консоль и опора.

мостовидных протезов

Шесть основных мостовидных форм.

Британская энциклопедия, Inc.

Балочный мост — наиболее распространенная форма мостовидного протеза. Балка воспринимает вертикальные нагрузки при изгибе. Когда балочный мост изгибается, он подвергается горизонтальному сжатию сверху.При этом низ балки подвергается горизонтальному растяжению. Опоры переносят нагрузки от балки за счет сжатия вертикально к фундаменту.

Балочный мост, в котором силы растяжения показаны красными линиями, а силы сжатия — зелеными линиями.

Британская энциклопедия, Inc.

Когда мост состоит из балок, проложенных между двумя опорами, он называется мостом из балок с простой опорой. Если две или более балки жестко соединяются друг с другом через опоры, мост становится неразрезным.

Проектирование — История проектирования и строительства

В 1921 году инженер Джозеф Б. Штраус представил проект моста, который будет пересекать пролив Золотые Ворота — гибридного моста с пролетом подвески, поддерживаемым на каждом конце консольными фермами. К 1929 году инженеры-консультанты Леон С. Моисейф и О. Амманн убедил Штрауса принять более изящную конструкцию подвесного моста, которую мы видим сегодня.

Штраус поручил инженеру Чарльзу А. Эллису работать в сотрудничестве с Моиссеффом для выполнения расчетов, необходимых для завершения проектирования, что было сложной и сложной работой, выполняемой без современных компьютеров. Самым распространенным «калькулятором», который использовали инженеры-строители в ту эпоху, была логарифмическая линейка, а черчение выполнялось карандашом и бумагой на чертежных досках.

Инженеры опирались на последние достижения в теории конструкции подвесных мостов. Они подтвердили эти расчеты испытаниями на модели стальной башни в масштабе 1:56 (в 56 раз меньше, чем одна из настоящих башен). Испытания подтвердили правильность расчетов башни.

Геология расположения южной башни была исследована до начала строительства. Южную башню планировалось построить на расстоянии более 1100 футов (335 метров) от берега на серпантинной скале. Геолог-консультант Эндрю С. Лоусон (Andrew C. Lawson) наблюдал за испытанием под нагрузкой, проведенным путем размещения веса, эквивалентного полностью загруженному железнодорожному вагону, на участке серпантинной породы площадью всего 20 дюймов (508 миллиметров) квадратом. Камень был более чем достаточно прочным.

Больше изображений

Дальнейшее изучение этой темы

Команда дизайнеров

Команда Штрауса из Моста Золотые Ворота, Шоссе и Транспортный район (GGBHTD) (от 3 до взрослого)
Для проектирования и строительства моста потребовалась команда инженеров-строителей, инженеров-дорожников, геологов, архитекторов, руководителей строительства и др. профессионалы.

Джозеф Б. Штраус Биография из PBS American Experience (от 3-го до взрослого)
От поэта до рисовальщика и инженера по мосту, Джозеф Берманн Штраус был главным инженером и архитектором моста Золотые Ворота и оказал огромное влияние на его концепцию и дизайн. , и строительство.

Джозеф Штраус — провидец, поэт, строитель, мечтатель из Моста Золотые Ворота, шоссе и транспортного района (GGBHTD) (все возрасты)
На этом веб-сайте представлена ​​хронология основных достижений Джозефа Штрауса, а также некоторые из его лучших цитаты и «забавные факты».”

Биография Чарльза А. Эллиса из PBS American Experience (от 3-го класса до взрослого)
Чарльз Альтон Эллис, профессор инженерии в Университете штата Иллинойс, обладал техническими знаниями для анализа и формулирования решений для сложных деталей длиннопролетного подвесного моста. Из-за разногласий по техническим вопросам и задержек Джозеф Штраус уволил Эллиса в 1931 году.

Биография Леона Моисейффа из PBS American Experience (от 3-го до взрослого)
Джозеф Штраус нанял Леона Моисейфа, известного и уважаемого проектировщика мостов, в качестве инженера-консультанта по проекту.Мойсейф тесно сотрудничал с Чарльзом Эллисом над анализом ветра и прогиба моста.

Биография Ирвинга Морроу из PBS American Experience (от 3 до взрослого)
Ирвинг Морроу был архитектором из Сан-Франциско, который разработал для Моста такие украшения в стиле ар-деко, как уличные фонари, перила и вертикальные канавки на башнях и опорах. Он также отвечал за международный оранжевый цвет, который делает мост Золотые Ворота узнаваемой достопримечательностью для людей во всем мире.

Отчет геолога главному инженеру с моста Золотые Ворота, Шоссе и Транспортный район (GGBHTD) (все возрасты)

Дизайн и конструкция

Статистика проектирования и строительства моста из района Моста Золотые Ворота, автомагистралей и транспорта (GGBHTD) (для всех возрастов)
Знаете ли вы, что мост был спроектирован так, чтобы двигаться боком на середине пролета на высоту до 27,7 футов (8,4 м) при сильном ветре? Узнайте другие интересные факты, например, сколько весит мост, длина различных пролетов, высота башен и многое другое.

Контракты на строительство моста и стоимость от района шоссе и транспорта моста Золотые Ворота (GGBHTD) (для всех возрастов)
Общая стоимость моста составила 35 миллионов долларов (долларов 1930-х годов). Посмотрите, кому были отправлены контракты и для чего они были.

Мужчины, которые построили мост из американского опыта PBS (от 3 до взрослого)
Команда мужчин, которые построили мост, выполняла множество работ, начиная от восхождения на вершины башен для установки заклепок и заканчивая погружением под воду для строительства. основы.

Дизайн моста Золотые Ворота от моста Золотые Ворота, шоссе и транспортный район (GGBHTD) (от 3 до взрослого)
В этом кратком обзоре истории конструкции обсуждается переход от оригинальной гибридной конструкции с консольной подвеской к конструкции окончательная конструкция подвесного моста.

График строительства от Моста Золотые Ворота, Шоссе и Транспортный район (для всех возрастов)
Здесь представлены основные даты проектирования и строительства моста с декабря 1932 года по апрель 1937 года

Письмо Чарльза Эллиса в San Francisco Chronicle от PBS American Experience (от 6-го класса до взрослого)
После того, как он был уволен Джозефом Штраусом, он написал это письмо от 4 января 1933 года в San Francisco Chronicle с подробным описанием событий, которые привели к спору между Штраус и Эллис.Он также выражает озабоченность по поводу проектных расчетов.

Отчет о геологии Южного пирса за 1934 г. Комитета по строительству моста Золотые Ворота (от 9 до взрослого)
Это оригинальный отчет, представленный Совету директоров района Мост Золотые Ворота и шоссе 27 ноября 1934 г. Обеспокоенность Бейли Уиллиса по поводу геологических условий на месте южного пирса. (Название района позже стало мостом Золотые Ворота, шоссе и транспортным районом.) (10 МБ)

Масштабная модель моста с моста Золотые Ворота, шоссе и транспортный район
Инженер-строитель Сильвестр Блэк рассказывает о своей работе в качестве главного проектировщика запланированной 90-футовой модели моста из нержавеющей стали в масштабе 1:80.

NYC DOT — Мост Эда Коха Квинсборо

О мосту

Мост Эда Коха Квинсборо, также известный как мост на 59-й улице, представляет собой консольный мост с балками через Ист-Ривер.Он соединяет Манхэттен и Квинс и обслуживает одни из самых загруженных артерий Нью-Йорка. По состоянию на 2018 год по мосту Эда Коха Квинсборо ежедневно проезжают в среднем более 145 500 автомобилей, 5000 велосипедистов и 1900 пешеходов.

Факты о мостах

• Общая длина: 3725 футов
• Общая длина, включая подходы: 7 449 футов

История

Мост Эда Коха Квинсборо, спроектированный инженером-мостом Густавом Линденталем и архитектором Генри Хорнбостедом, был построен между 1901 и 1909 годами.Мост был открыт для движения 18 июня 1909 года как самый длинный консольный мост в Соединенных Штатах. Этот пятипролетный мост с консольными фермами, предназначенный для выдерживания более тяжелых нагрузок, является единственным из четырех великих мостов Ист-Ривер, который не является подвесным.

Мост удобно расположен над островом Рузвельта, что обеспечивает идеальную опору для пирсов. В первоначальный мост и подходы к нему ушло 75 000 тонн стали. Его первоначальная стоимость составляла около 18 миллионов долларов, в том числе 4 доллара.6 миллионов за землю.

Мост Эда Коха Квинсборо имеет два уровня: верхний уровень моста имеет четыре полосы движения транспортных средств, а нижний уровень имеет пять полос движения, состоящих из четырех внутренних дорог и южной внешней полосы. Северная внешняя проезжая часть служит пешеходной и велосипедной дорожкой. За прошедшие годы были внесены различные изменения. В 30-е годы прошлого века убрали нижние тележки с проезжей части и переоборудовали проезжую часть для движения автотранспорта. В 1950-х годах были убраны транзитные пути, построена северная верхняя проезжая часть и подъездные рампы A, C и D в Квинсе.В 1950-х годах трамвайные пути были удалены с нижнего внешнего уровня и заменены однополосной проезжей частью с каждой стороны, обозначенной северной и южной внешними дорогами.

Мост Эда Коха Квинсборо был объявлен национальной достопримечательностью 23 ноября 1973 года.

Текущий проект

Новости и уведомления

Следите за Мостом Эда Коха Куинсборо на Facebook, чтобы быть в курсе последних новостей и объявлений о строительстве, размещенных NYC DOT.

Замена верхней деки

Программа восстановления моста Эда Коха Квинсборо продолжается в соответствии с Контрактом №10. Проект ориентирован на замену верхней палубы. Ожидаемое завершение — конец 2022 года.

Презентация по замене верхней палубы моста Эд Коха Квинсборо (pdf)

Объем проекта:

• Замена верхней палубы главного мостика
• Восстановление верхней палубы на обоих подходах
• Восстановление металлоконструкций
• Палубные стыки и замена барьера
• Улучшение освещения и дренажа
• Покраска случайного моста
• Замена противопожарной системы

Удары

• Ночные и дневные закрытия, связанные с этим проектом, будут периодически объявляться
• Северная внешняя проезжая часть, по которой проходят пешеходы и велосипедисты, может быть сужена в непиковые часы максимум на 50 футов
• Дорожка для пешеходов и велосипедистов будет доступна всегда; однако пешеходам и велосипедистам рекомендуется соблюдать осторожность.
• Как минимум одна полоса движения в каждом направлении на верхней и нижней проезжей части всегда будет открыта

Контактное лицо по строительному проекту:

Для получения дополнительной информации об этом проекте, пожалуйста, свяжитесь с Анитой Навалуркар, представителем сообщества по реабилитации моста Эда Коха Квинсборо / Контракт №10, в [email protected] или по телефону 917-370-9770.

Предыдущие контракты

5 Контракт 5 (1995-2000) : Реконструкция основных пролетов и подходов нижних внешних автомобильных дорог. Снятие и замена настила проезжей части на северных и южных внешних проездах. Замена или усиление стрингеров, балок перекрытий, стяжных уголков, пластин и подшипников. Установка новых бордюров, ограждений и перил. Установка новой дренажной системы, $ 227 млн ​​

6 Контракт 6 (2003-2008) : Ремонт различных компонентов.Микроповерхность на верхних дорогах, открытие реабилитационной арки на подходе к Манхэттену, заполнение заполнения к западу от арки Первой авеню на северной и южной сторонах, установка гранитных боллардов на площади манхэттенского подхода в киоске и т. Д., $ 50 млн.

7 Контракт 7 (Расторгнут) : Контракт на структурную сейсмическую модернизацию моста Квинсборо

8 Контракт 8 (2009-2010) : Замена авиационных огней, 2 миллиона долларов

9 Контракт 9 (2009-2010) : Расследование проушин и булавок, 0 долл. США.62М

Предстоящие контракты

Мост Эда Коха Квинсборо постоянно поддерживается в хорошем состоянии благодаря капитальным проектам и текущему внутреннему ремонту с целью улучшения его компонентов, поскольку они выдерживают погодные условия и движение транспортных средств.

Инициатива мэра Билла Де Блазио «Мосты для людей» по преобразованию автомобильных полос в велосипедные в настоящее время проходит оценку Департамента транспорта Нью-Йорка.
Обновления по проекту

южной внешней проезжей части моста Эда Коха Квинборо

Диаграммы

, реализация капитальных проектов, программа капиталовложений

Департамент транспорта Нью-Джерси (NJDOT) использует два типа диаграмм для описания деятельности и продуктов капитального транспортного проекта: сетевые диаграммы и диаграммы структурной декомпозиции работ (WBS).

Сетевые схемы

Диаграммы сети

показывают действия, которым необходимо следовать, и взаимосвязь этих действий. NJDOT создал новую сетевую диаграмму для управления выполнением проектов по транспортировке капитала. Не все проекты следуют одним и тем же предписанным этапам работы. Сетевая диаграмма для конкретного проекта будет адаптирована к этому проекту. Руководителям проектов необходимо подготовить точный и полный комплект документов по строительному контракту, который соответствует всем политикам и стандартам проектирования NJDOT и Федерального управления шоссейных дорог (FHWA), имея в виду необходимость быстрого и экономичного внедрения улучшений шоссе и мостов.

Сетевые диаграммы используются в качестве основы для создания подробного расписания проекта и для управления отдельными рабочими пакетами.

Следующие сетевые схемы
в наличии:

Следующая сеть ограниченной области
схема имеется:

Диаграммы декомпозиции работ

Диаграммы структурной декомпозиции работ
показать продукты и разбивку
продуктов, капитального транспорта
проект.Диаграмма WBS NJDOT
показывает продукты фазы или
процесс и как связаны продукты
друг другу. В частности,
Диаграмма WBS показывает, насколько индивидуальны
продукты могут быть сгруппированы вместе
создать продукт высшего уровня, такой
как Отчет о разработке концепции.
Структурная декомпозиция работ
используется для создания описания объема
шаблоны для каждого этапа работы.
Словари WBS предоставляют дополнительные
описание продуктов WBS.

Следующие схемы и словари WBS
В наличии:

Файлы находятся в формате переносимого документа (PDF), и для них потребуется программа Adobe Acrobat Reader (доступна на нашей странице Adobe Access).

Корабельный мостик — конструкция и компоновка

Суда — это массивные суда длиной в сотни метров и весом в тысячи тонн. Возможность управлять таким большим судном и маневрировать имеет первостепенное значение.

Как может небольшой экипаж управлять кораблем таких гигантских размеров?

Здесь заходит мостик корабля.

Мостик — это главный центр управления судном, откуда капитан и офицеры могут управлять всеми операциями судна. Как правило, он расположен в месте с неограниченным обзором и непосредственным доступом к основным частям корабля.

Изображение только для ознакомительных целей; Кредиты: wikimedia.org

Исторически мост представлял собой конструкцию, соединенную с крыльцом, в котором находилось рулевое оборудование. Это название было дано, так как он очень напоминал настоящий мост.

Даже после того, как гребные колеса вышли из употребления и были заменены последними технологическими достижениями, термин «мост» все еще прижился. Капитаном мостика всегда является капитан, который сохраняет контроль и ответственность за судно, пока он находится на борту.

Во время круглосуточной вахты на мостике обычно возлагается вахтенный помощник высшего ранга. Только авторизованный персонал может входить в эту зону, и всегда должны соблюдаться строгие рабочие процедуры.

На мостике судна находится основное рулевое оборудование, навигационные карты, системы связи, система управления двигателем, а также различные другие устройства. Кроме того, к некоторым мостам примыкают крылья мостика, в которых размещается оборудование для кормовых и носовых подруливающих устройств. Эти крылья выходят за пределы главной комнаты мостика и обеспечивают четкий и беспрепятственный обзор окрестностей.

На мостике всегда находится вахтенный помощник капитана, который отвечает за маневрирование судна и координацию действий с машинным отделением.Как правило, на мостике должны присутствовать офицер и наблюдатель, чтобы предотвратить любые неприятные инциденты.

Для сложных маневров капитана судна часто вызывают на мостик, чтобы взять на себя управление. А в районах с повышенным риском окружающей среды часто привлекают пилотов для безопасного управления судном, используя свои знания региона. Мостик не только является сердцем корабля, но и командным центром, и здесь хранятся важные документы.

Судовые документы, разрешения, важные документы, паспорта, касса на случай чрезвычайных ситуаций и т. Д.хранятся в сейфе на мосту. По этой причине входы на мост часто сильно укреплены и снабжены пуленепробиваемым стеклом для предотвращения пиратских атак.

В этой статье мы рассмотрим общую схему моста, различные компоненты, которые здесь находятся, и рекомендации, которым необходимо следовать.

Схема и конструкция моста

Мостик корабля должен быть сердцем судна и должен обеспечивать четкий и беспрепятственный обзор окружающей местности.Несмотря на то, что на мостике установлено множество электронного и навигационного оборудования, основная цель должна быть выполнена.

Таким образом, мост в общих чертах разделен на две области — переднюю часть, предназначенную для четкого наблюдения, и оставшуюся область для органов управления и связи.

Область наблюдения огорожена спереди большими стеклянными панелями, сконструированными таким образом, чтобы выдерживать штормы и неблагоприятные погодные условия, такие как град. Часто конструкции из оргстекла используются и опираются на стальные или алюминиевые рамы.Также используются опускаемые шторы, чтобы видимость не ухудшалась при ярком свете.

Наряду с центральной смотровой площадкой есть еще крылья моста. Эти крылья представляют собой конструкции, которые поперечно выходят из мостика. Присутствуя с левого и правого борта, их основная цель — увеличить зону видимости, особенно во время сложных маневров, таких как стыковка с портом.

Кредиты: danr13 / depositphotos.com

В них также находятся органы управления отдельными носовыми и кормовыми подруливающими устройствами с каждой стороны.Подруливающие устройства — это пропеллеры, расположенные глубоко внутри корпуса, которые обеспечивают капитану более высокую степень контроля для точных поворотов и регулировок.

Крылья мостика могут быть открытыми или закрытыми в зависимости от типа корабля. В большинстве случаев крылья остаются открытыми, чтобы обеспечить максимальную видимость. Кроме того, на крыльях есть коммуникационное оборудование, позволяющее передавать информацию обратно на главную секцию мостика. Доступ к крыльям мостика разрешен только обученным морякам и вахтенным офицерам.

На остальной площади мостика размещается основное навигационное, рулевое и коммуникационное оборудование. Наряду с этим, существует множество элементов управления, которые управляют различными частями корабля удаленно.

Несколько внутренних телефонных линий соединяют мостик напрямую с главным механиком, капитаном, старшим помощником и машинным отделением. Это позволяет незамедлительно действовать на основании ввода вахтенного офицера.

Зона управления встроена в различные консоли, расположенные полукругом со всех сторон мостов.Сюда входят радиолокационные системы и рулевые органы управления, которыми руководят корабельные офицеры.

Все оборудование, используемое на борту, должно быть сертифицировано IMO и должно пройти серию испытаний, предназначенных для проверки его надежности и способности работать в течение длительных периодов времени. В целях безопасности на мосту хранятся огнетушители, сигнальные ракеты и аварийные маячки.

В целях борьбы с пиратством вся конструкция укреплена и должна пройти строгие проверки безопасности, особенно при плавании через такие регионы, как Африканский Рог или регион западной части Индийского океана.Хотя это рассадники преступной деятельности, большинству коммерческих перевозчиков не разрешается иметь на борту огнестрельное оружие или оружие.

Однако, на крайний случай, мостик управляет серией водяных насосов, расположенных по всему кораблю, что мешает любому другому судну подойти слишком близко. Кроме того, для обеспечения безопасности по контракту часто нанимают специальных маршалов, которые обычно хранят свое огнестрельное оружие на мосту.

Рулевое и двигательное оборудование на мосту

Для управления кораблем на одной из многочисленных консолей на мостике находятся органы управления рулем, двигателями и подруливающими устройствами.Хотя основное управление двигателями возлагается на главного механика или офицера в машинном отделении, именно офицер с мостика часто отдает команды машинному отделению.

Для увеличения скорости имеется телеграф двигателя, который позволяет устанавливать различные скорости и даже позволяет переключать гребные винты в обратном направлении. Часто на борту есть разные органы управления несколькими двигателями. В дополнение к двигателям и гребным винтам есть носовые и кормовые подруливающие устройства, которые обеспечивают более широкий диапазон точных движений.

Кредиты: Xtrememachineuk / wikipedia.org

Подруливающие устройства часто управляются с крыльев мостика, что обеспечивает лучшую видимость. В отличие от двигателей, подруливающие устройства обеспечивают рулевое управление как свою главную функцию по сравнению с мощностью.

Рулевое управление в основном контролируется рулем направления и подруливающими устройствами, а органы управления ими обоими находятся на мостике. Руль направления должен иметь возможность поворачиваться на 45 ° как по левому, так и по правому борту, не сталкиваясь с двигателями.В случае азиподов или интегрированных силовых установок часто используется более крупный командный центр из-за высокочувствительного характера оборудования.

Azipods — интересное технологическое изобретение, которое позволяет интегрировать обычные двигатели с рулями направления. Таким образом, набор азиподов способен достигать почти 100% эффективности за счет поворота практически в любом направлении. Это устраняет необходимость в различных элементах управления двигательной установкой и системами рулевого управления. Как правило, органы управления по левому борту имеют красный цвет, а правый борт — зеленый.Это позволяет офицерам и морякам упростить управление.

Навигация и связь на мосту

Навигация — это ключевой компонент судна, который является единственным средством безопасной доставки судна из порта в порт. Основное навигационное оборудование включает систему глобального позиционирования (GPS), приемник Navtex, систему отображения электронных карт и информации (ECDIS), радиолокационные системы и каналы связи.

Навигация часто управляется с помощью карт, которые используются для прокладки маршрутов.Чтобы судно оставалось на курсе, используется комбинация GPS и компаса. Карты и оборудование хранятся в разных местах, чтобы обеспечить разделение моста на отсеки. Кроме того, в дневное время для прицеливания используются бинокли. Однако в непогоду, при плохой видимости или в ночное время необходимо использовать радар для точного определения местоположения корабля и его навигации.

При использовании радара необходимо использовать шкалу дальности, основанную на скорости и движении вокруг судна.Суда весом более 10 000 брутто-тонн должны использовать два радара для определения курса и навигации.

Автоматические средства радиолокационной прокладки (ARPA), электронные средства построения графиков (EPA) и средства автоматического слежения (ATA) также необходимы на таких судах. Аварийные сигналы, предупреждающие о надвигающихся столкновениях, отказе оборудования и т. Д., Также используются для индикации ошибок. В определенных зонах на борту корабля световые индикаторы используются для предупреждения.

Инструкции и требования к мосту

В море суда должны соблюдать строжайшие протоколы для обеспечения соблюдения правил СОЛАС и ИМО.Поскольку мостик управляет всем кораблем, очень важно, чтобы мост и все оборудование соответствовали требованиям. В целях навигации мост должен располагаться таким образом, чтобы он был хорошо виден как впереди, так и на траверзе. Вахтенный помощник капитана (OOW) должен иметь обзор не менее 255⁰ с видимостью не менее 112,5⁰ как по левому, так и по правому борту.

Изображение только для ознакомительных целей; Кредиты: wikimedia.org

Для крыльев мостика должен быть хорошо виден борт судна с углом 180 ° по бокам и 45 ° с противоположной стороны.Для рулевого 60⁰ с обеих сторон является минимальной хорошей видимостью.

Суда валовой вместимостью более 10 000 должны включать в себя один радар диапазона X — 9 ГГц. Это соответствует руководящим принципам ИМО по навигации и рулевому управлению. В случае возникновения непредвиденных обстоятельств во всех зонах на борту судна размещается сигнализация. Эти сигналы указывают на отказ различного оборудования на мосту.

Кроме того, отказ или повреждение других частей корабля также передается на мостик для немедленных действий.Если вахтенный офицер не отвечает, через 30 секунд срабатывает резервный сигнал тревоги. Эта резервная сигнализация подается в офисах, столовых и каютах, указывая на необходимость в помощи.

Мостик военного корабля

Военные корабли часто имеют несколько мостов, которые служат разным целям. Например, на ходовом мостике размещается все навигационное оборудование и карты. Именно здесь завершается фактическое прокладывание маршрута, которое передается на капитанский мостик.На этом мосту размещены радары, которые используются как для навигации, так и для военных целей.

Также присутствует капитанский мостик, где капитан управляет судном и основными компонентами военного корабля. Когда военный корабль является центральным кораблем флота или флагманским судном, у него обычно есть отдельный адмиральский мостик, который используется для стратегических и командных целей. Здесь управление судном отделено от управления судном. Военный штаб, контролирующий флот, обычно размещается на этом мосту.

Системы моделирования мостов

На мосту находится чрезвычайно чувствительное оборудование. Умение успешно преодолевать водные препятствия требует обширной подготовки на мостике. В среднем офицеры тратят годы на оттачивание своих навыков, прежде чем им дадут контроль над мостом. Кроме того, поскольку контроль почти над каждой частью корабля осуществляется с мостика, вход разрешен только обученному и уполномоченному персоналу. В учебных целях невозможно дать новому рекруту команду над всем судном.Здесь в игру вступают симуляторы бриджа. Они похожи на тренажеры кабины самолетов, но значительно больше.

Кредиты изображений: mpa.gov.sg

Большинство учебных заведений имеют свои собственные тренажеры, которые позволяют новобранцам практиковаться на них до того, как они будут фактически развернуты на борту судна. Некоторые судоходные компании также предлагают специализированное программное обеспечение для моделирования, которое можно запрограммировать для отображения широкого спектра сценариев.

Например, MARIN в Нидерландах производит и продает различные симуляторы, которые проецируют реалистичные ситуации для инструкторов по обучению.Выбранное количество людей допущено к тренажеру и им разрешено тренироваться. Существуют различные типы симуляторов, которые можно использовать для проверки реакции в различных диапазонах видимости. Например, хотя идеальная дальность обзора должна составлять 270⁰, некоторые симуляторы можно запрограммировать для проверки способности офицеров управлять меньшей дальностью видимости.

Заявление об ограничении ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания «Марин Инсайт» не заявляют об их точности и не берут на себя ответственность за них. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Данная статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Ищете практичные, но доступные морские ресурсы?

Ознакомьтесь с цифровыми руководствами Marine Insight:

Электронные книги для палубного отдела — Ресурсы по различным темам, связанным с палубным оборудованием и операциями.