محرك التوجيه

محرك التوجيه هو جهاز توجيه آلي للسفن. بدأ استخدامه عام 1866 مع السفينة البخارية " غريت إيسترن" ، ثم انتشر تدريجياً في جميع السفن البخارية الكبيرة. وحلّت محله في الاستخدام المكابس الهيدروليكية في ثلاثينيات القرن العشرين.

قبل اختراع محرك التوجيه، كانت السفن الحربية البخارية الكبيرة ذات التوجيه اليدوي تحتاج إلى طواقم ضخمة لتحريك الدفة بسرعة. وقد استخدمت البحرية الملكية ذات مرة 78 رجلاً يسحبون معدات البكرات والحبال لتحريك الدفة يدويًا على متن سفينة إتش إم إس مينوتور ، في اختبار للتوجيه اليدوي مقابل التوجيه البخاري. ^{[ 1 ]}

تم تركيب أول محرك توجيه مزود بنظام تغذية راجعة على متن سفينة " غريت إيسترن" التابعة لإسامبارد كينغدوم برونيل عام 1866. ^{[ 2 ]} صممه المهندس الاسكتلندي جون مكفارلين غراي، وبنته شركة جورج فورستر ، وكان عبارة عن مضخم ميكانيكي يعمل بالبخار يُستخدم لتحريك دفة التوجيه لتتوافق مع حركة عجلة القيادة . ونظرًا لحجم "غريت إيسترن"، التي كانت أكبر سفينة في عصرها، أصبح التوجيه الآلي ضرورة حتمية. وبعد ذلك، استُخدمت محركات التوجيه التي تعمل بالبخار في السفن البخارية الكبيرة. ^{[ 1 ]}

كان النظام الذي ابتكره جون مكفارلين غراي عام 1866 للسفينة البخارية "غريت إيسترن" أول نظام يدمج آلية التغذية الراجعة لإيقاف الدفة وتثبيتها في الوضع المطلوب من عجلة القيادة. تضمنت الآلية أعمدةً وتروسًا مخروطية وتروسًا تفاضلية بين عجلة القيادة وعمود الدفة ، بحيث يتحكم الناتج المشترك للتروس في صمام بخار قابل للعكس، من خلال آلية لولبية ورافعة. عند تحريك عجلة القيادة لأول مرة، يُفتح صمام البخار ويدير المحرك العمود عبر عجلة مسننة وترس ربع دائري. عندما "يتوافق" وضع التروس المتصلة بعجلة القيادة والعمود (مع ثبات مدخلات عجلة القيادة)، يعيد دوران الترس التفاضلي صمام البخار إلى وضعه المركزي وتُثبّت الدفة. إعادة عجلة القيادة تعكس العملية. ^{[ 2 ]}

في الأنظمة اللاحقة، كان عمود دوار وتروس ينقلان حركة عجلة القيادة إلى عمود لولبي كبير مجاور لمحرك التوجيه. يؤدي تدوير العمود إلى فتح صمام بخار عكسي، عبر "صامولة" (كم معدني متين ذو لولب داخلي) ورافعة. عند تدوير عجلة السفينة، يدخل البخار إلى محرك التوجيه، الذي يتحرك في الاتجاه المطلوب. في الوقت نفسه، تدور الصامولة، بواسطة تروس من المحرك، على طول اللولب في الاتجاه الذي يغلق الصمام. لذلك، لا يدخل البخار إلى المحرك إلا عند تدوير عجلة السفينة فعليًا، وإلا فإن حركة الصامولة على طول العمود تعيد الصمام إلى وضع الإغلاق، مما يوقف المحرك. يشير مؤشر على عجلة القيادة إلى زاوية الدفة. ^{[ 3 ]}

تم تجهيز السفينة البخارية "بيل أوف لويفيل"، المصممة على طراز نهر المسيسيبي، بمحرك توجيه. كان هذا المحرك، الذي كان جزءًا من التجهيزات الأصلية عند إطلاق السفينة في بيتسبرغ عام 1915، عبارة عن أسطوانة بخارية مزدوجة الفعل، مثبتة جانبيًا خلف المحركات الرئيسية وفوقها، وموصولة بالدفة. يتم التحكم في صمامات البخار الخاصة بالمحرك بواسطة وصلات ميكانيكية تمتد إلى أذرع مثبتة على جانبي جهاز التحكم في المحرك ، خلف عجلة القيادة مباشرةً في غرفة القيادة العلوية. لا توجد آلية تغذية راجعة: تتوقف العجلة بواسطة الأذرع وفرامل القدم (التي تعمل على حافة عجلة القيادة) عند الوصول إلى الوضع المطلوب. الغرض من المحرك هو تمكين ربان واحد من تدوير عجلة القيادة بسرعة؛ وهذا ضروري لأن الجمع بين الغاطس الضحل للسفينة وارتفاعها فوق سطح الماء يتطلب تغييرات سريعة في الدفة في ظل ظروف الرياح المتغيرة. ^{[ 4 ] [ 5 ]} محرك التوجيه متاح للعرض العام.

بحلول ثلاثينيات القرن العشرين، تم استبدال محركات التوجيه البخارية بمكابس هيدروليكية، تعمل بواسطة مضخات كهربائية. ^{[ 6 ]}

• نظام التوجيه المعزز
• نظام المؤازرة
• عجلة السفينة