Величко С.В. Устройство и живучесть корабля
Подождите немного. Документ загружается.
50
2.3. КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА КОРАБЛЯ
Составные части корпуса корабля и их общая
характеристика
Понятие «корпус корабля» включает в себя основной
корпус, надстройки и мачты.
Основной корпус является наиболее ответственной частью
корпуса. Он представляет собой прочную водонепроницаемую
оболочку обтекаемой формы с острыми носовыми обводами и
несколько тупыми кормовыми. Внутри основного корпуса
размещаются главная энергетическая установка, боеприпасы,
средства защиты корабля, все его энергозапасы, продовольствие,
наиболее важные системы и устройства, а также личный состав.
Конструктивно основной корпус корабля состоит из
листов обшивки и подкрепляющего ее набора. Обшивка
выполняет роль водонепроницаемой оболочки. Набор
представляет собой каркас из продольных и поперечных связей.
Они прочно соединены между собой и с обшивкой и придают
корпусу корабля нужную форму, общую и местную прочность и
жесткость.
Рис. 2.3. Главные части основного корпуса:
1 - кормовая оконечность; 2 - верхняя палуба; 3 - платформы; 4 -
носовая оконечность;
5 - днище; 6 - второе дно; 7 - главные поперечные переборки;
8, 9 – борта
51
Главными частями основного корпуса корабля являются:
днище, борта, палубы, платформы, главные поперечные и
продольные переборки и оконечности (рис. 2.3).
Днище обеспечивает герметичность корпуса снизу. У
современных кораблей водоизмещением более 500 т днище
имеет второе дно, которое простирается от борта до борта
примерно на 2/3 длины корабля под жизненно важными его
частями. Назначение второго дна - предохранение внутренних
помещений корабля от попадания в них воды при повреждении
наружной обшивки днища. В междудонном пространстве
располагаются топливные, масляные и водяные цистерны
судового запаса. Днище - самая прочная и жесткая корпусная
конструкция. На нем располагаются фундаменты под главные и
крупные вспомогательные механизмы.
Борта обеспечивают герметичность корпуса с боков. Они
простираются от района скулы до верхней палубы. Если
смотреть с кормы в нос корабля, то слева будет левый борт, а
справа - правый борт.
Палубами называются горизонтальные непроницаемые
конструкции, разделяющие корпус корабля по высоте и
расположенные по всей длине и ширине. Палуб у кораблей
может быть несколько. Крупные корабли (типа крейсеров)
обычно имеют верхнюю, среднюю и нижнюю палубы. Корабли
среднего водоизмещения (типа эскадренных миноносцев)
обычно имеют не более двух палуб, которые называются
верхней и нижней палубами. Небольшие корабли (типа
сторожевых кораблей, тральщиков и т. п.) имеют только одну
верхнюю палубу. Она герметизирует корпус сверху. Верхняя
палуба корабля в продольном направлении имеет седловатость,
которая улучшает его мореходность.
Носовая часть палубы называется баком, средняя -
шкафутом, кормовая - ютом.
Палубы, идущие не по всей длине и ширине корабля,
называются платформами. Они получаются, как правило, из-за
наличия у корабля энергетических отсеков большой высоты и
ширины. В результате непрерывность палуб нарушается, они
образуют платформы - носовые, средние и кормовые. Небольшие
корабли имеют обычно только платформы в носу и корме.
52
Главные поперечные и продольные переборки делят
основной корпус корабля на водонепроницаемые отсеки и
обеспечивают непотопляемость корабля. На современных
кораблях обычно ставят только поперечные переборки. Их
количество колеблется от 5 - 7 у небольших кораблей до 18 - 20 у
крупных кораблей. Главные поперечные переборки обязательно
доводятся до верхней палубы (палубы непотопляемости). В
случае получения кораблем пробоины они должны сдержать
напор воды и не допустить ее попадания из аварийного отсека в
смежные. Главные поперечные переборки, ограничивающие
оконечности корабля, называются концевыми главными
поперечными переборками (соответственно носовой и
кормовой).
Оконечностями называются части основного корпуса,
расположенные от главных концевых переборок в сторону
штевней. У корабля бывают две оконечности - носовая и
кормовая.
Штевни - это мощные фигурные балки, являющиеся в носу
и корме корабля продолжением вертикального киля - самой
мощной продольной связи днища. В носу располагается
форштевень, в корме - ахтерштевень. Штевни соединяют между
собой бортовые и днищевые листы наружной обшивки корпуса.
Палубными надстройками называются закрытые
помещения, расположенные на верхней палубе. Носовая
надстройка, идущая от борта до борта, называется полубаком,
средняя - спардеком, а кормовая - полуютом. Эти надстройки
являются прочными. К надстройкам относятся также машинные
и котельные кожухи и рубки. Они являются легкими, толщина
листов у них меньше, чем у основного корпуса и прочных
надстроек.
Рубками называются короткие надстройки, не доходящие
по ширине до бортов. Обычно они именуются по своему
назначению: ходовая рубка, боевая рубка.
В зависимости от наличия и расположения на корабле
прочных надстроек и формы корпуса корабля в целом различают
несколько основных архитектурных типов надводных кораблей
(рис. 2.4): гладкопалубный (рис. 2.4, а и б), короткополубачный
53
(рис. 2.4,в), длиннополубачный (рис. 2.4, г), гладкопалубный с
полуютом (рис. 2.4, д), трехостровной (рис. 2.4, е).
Гладкопалубный тип широко применяется на крейсерах,
больших противолодочных кораблях, эскадренных миноносцах,
торпедных и ракетных катерах и авианосцах. Последние имеют
плоскую палубу, без седловатости. Все эти корабли имеют
надстройки, но не доходящие по ширине до бортов.
Короткополубачный тип применяется на тральщиках,
некоторых проектах катеров и сторожевых кораблей.
Длиннополубачный тип применяется на крейсерах,
тральщиках, эскадренных миноносцах.
Гладкопалубный с полуютом находит применение на
кораблях с ГТУ, десантных кораблях и танкерах.
Трехостровной архитектурный тип находит применение на
судах вспомогательного флота - крупных сухогрузах, плавбазах
и т. п.
Рис. 2.4. Архитектурные типы кораблей и судов
На верхней палубе или палубе полубака устанавливаются
мачты, грузовые стрелы, являющиеся рангоутом корабля.
Мачты представляют собой металлические конструкции,
прочно соединенные с корпусом корабля. Они предназначены
для размещения различных постов наблюдения, антенн, ходовых
54
огней корабля и огней на стоянке, поднятия различных сигналов
и флагов на корабле, поддержания грузовых стрел (рис. 2.5).
Наиболее широкое распространение в настоящее время
получили стержневые (3-, 4-х и многоногие) и башенноподобные
мачты.
Большие корабли имеют, как правило, две мачты: носовую
(фок-мачта) и кормовую (грот-мачта).
Для подъема военно-морского флага на ходу корабля и
гафельных огней в кормовой части мачты устанавливается
наклонная конструкция - гафель.
Понятие о корабельном перекрытии и системах набора
корпуса
Корабельным перекрытием называется плоская
конструкция, состоящая из листов и балок набора двух взаимно
перпендикулярных направлений, жестко связанных между собой
и с листами. С точки зрения этого определения корпус корабля
(борта, палубы, платформы, днище, переборки) состоит из
отдельных перекрытий. В каждом корабельном перекрытии
различают балки главного направления и перекрестные связи
(рис. 2.6).
Рис. 2.5. Конструкции мачт военных кораблей:
а - одинарная; б - треногая (вид с носа); в - башенноподобная
(вид сбоку);
55
1 - рей; 2 - клотиковые огни; 3 - фалы; 4 - металлическая труба;
5,8 - ноки рея; 6 - стеньга; 7 - марс; 9 - топ; 10 - гафель
Рис. 2.6. Корабельное перекрытие:
1 - перекрестные связи; 2 - балки главного направления
Балками главного направления (БГН) считаются те связи
набора, которых по направлению большинство в данном
перекрытии, а перекрестными связями (ПС) - балки,
перпендикулярные балкам главного направления. БГН - это не
обязательно самые крупные балки набора. В основу разделения
балок положена не величина, а количество балок того или иного
направления. БГН и ПС образуют опорный контур для листов,
придавая им жесткость и устойчивость.
В зависимости от ориентации БГН относительно длины
корабля различают две системы набора перекрытия: продольную
и поперечную.
Система набора перекрытия считается продольной, если
БГН ориентированы вдоль длины корабля, и поперечной, если
БГН ориентированы поперек (рис. 2.7).
56
Рис. 2.7. Системы набора перекрытий
Поскольку корпус корабля выполнен из отдельных
перекрытий, то в зависимости от того, по какой системе набора
выполнены основные корпусные перекрытия, различают
системы набора корпуса в целом.
Если основные корабельные перекрытия (палубы, борта,
днище) выполнены по продольной или поперечной системе
набора, то говорят, что корпус корабля выполнен по продольной
(а) или поперечной (б) системе набора (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Системы набора корпуса: а - продольная; б -
поперечная; в - смешанная
Если часть основных перекрытий выполнена по
продольной системе набора, а часть по поперечной, то система
набора такого корпуса считается продольно-поперечной
(смешанной) (рис. 2.8, в).
57
Конструкция корпуса корабля по поперечной системе набора
Поперечная система набора корпуса в настоящее время
находит широкое применение при постройке небольших
кораблей и судов вспомогательного флота, а также прочного и
легкого корпуса подводных лодок. Для деревянных судов и
катеров она является основной. Балками главного направления в
этой системе набора являются шпангоуты, ветви которых у
палубы, борта и днища имеют свое название.
Шпангоут - это любое сечение корпуса корабля
плоскостью, параллельной плоскости мидель-шпангоута.
Расстояние между двумя смежными шпангоутами называется
шпацией. У современных кораблей различают три вида шпации:
- теоретическую, равную расстоянию между соседними
теоретическими шпангоутами (она равна 1/20 длины корабля);
- практическую, применяемую при разработке чертежей
общего расположения; она используется для определения места
расположения механизмов, помещений и т. п. и обычно
принимается равной 0,5 м; марки практических шпангоутов
наносятся на верхней палубе у борта;
- фактическую (или конструктивную), равную расстоянию
между соседними шпангоутами, выполненными в металле. У
поперечной системы набора фактическая шпация составляет
всего 0,5 - 0,9 м.
Корпус по поперечной системе набора выполняется
следующим образом.
58
Рис. 2.9. Конструкция палубного настила: 1-палубный стрингер;
2- пазы; 3-стыки
Палубное перекрытие состоит из палубного настила и
набора. Настил сваривается из отдельных листов (рис. 2.9).
Продольные сварные швы называются пазами, а поперечные -
стыками. Лист палубного настила, примыкающий к борту,
делается утолщенным на 1-2 мм и называется палубным
стрингером (рис. 2.9).
Набор палубного перекрытия (рис. 2.10) состоит из
бимсов, играющих роль балок главного направления (БГН), и
карлингсов, выполняющих роль перекрестных связей (ПС).
Бимсы обычно выполняются полособульбового профиля, а
карлингсы - составного таврового профиля, высотой в 1,5 - 2
раза большей, чем бимсы. В стенке карлингса делаются вырезы
для охвата бимсов. Карлингсы и бимсы привариваются к
палубному настилу. Место прохода бимсов через карлингс
обваривается. Опираются карлингсы на поперечные переборки.
59
Рис. 2.10. Конструкция палубы по поперечной системе набора:
1 - паз; 2 - палубный настил; 3 - палубный стрингер;4 - кница; 5 -
бимс; 6 - карлингс; 7 - ребра жесткости
Бортовое перекрытие (рис. 2.11) состоит из бортовой
обшивки, выполняемой из отдельных поясов, сваренных по
пазам и стыкам, и набора. Верхний лист бортовой обшивки
делается на 1 - 2 мм толще и называется ширстречным поясом.
Несколько утолщенным делается также пояс обшивки в районе
ватерлинии. Он называется ледовым поясом и служит для
увеличения местной прочности на случай плавания корабля в
мелкобитом льду. Слегка утолщается и лист бортовой обшивки в
районе скулы - так называемый скуловой пояс.
Утолщение палубного стрингера, ширстречного и
скулового поясов бортовой обшивки делается для повышения
общей продольной прочности корпуса при его плавании на
волнении.
Набор бортового перекрытия состоит из бортовых стоек
шпангоута, являющихся БГН, и бортового стрингера, играющего
роль ПС.
Бортовые стойки выполняются из полособульбов, а
бортовой стрингер из составного сварного таврового профиля,
как и карлингс. Бортовой стрингер служит промежуточной
опорой для бортовых стоек, а сам опирается на поперечные
переборки. Бортовые стойки привариваются к бимсам и
дополнительно раскрепляются кницами. Кницами же
подкрепляются полки карлингсов и бортового стрингера.
Бортовый стрингер ставится у кораблей с высоким бортом при
отсутствии промежуточных платформ и палуб.