Судном называется инженерное сооружение, способное перемещаться по воде и нести на себе грузы и людей. Это определение относится как к большим морским и речным судам, так и к малым: катерам, моторным лодкам, яхтам, байдаркам и т.д.
Теоретический чертеж судна
Теоретический чертеж судна - это совокупность кривых, изображающих поверхность корпуса судна. На основании теоретического чертежа производятся расчеты и постройка судна.
Теоретический чертеж судна - это совокупность кривых, изображающих поверхность корпуса судна. На основании теоретического чертежа производятся расчеты и постройка судна
Для наглядного представления о наружных очертаниях (обводах) корпуса принято условно изображать его в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 1).
Рис.1. Основные плоскости корпуса судна
ДП - диаметральная плоскость;
ОП - основная плоскость;
- плоскость мидель-шпангоута;
ОЛ - основная линия.
Диаметральная плоскость (ДП) - продольно-вертикальная плоскость, делящая судно на две симметричные части: левую и правую. Изображение судна в этой плоскости называется боком.
Плоскость мидель-шпангоута (миделя) - поперечно-вертикальная плоскость, проходящая через середину судна. Обозначается значком Изображение судна в этой плоскости называется корпусом.
Основная плоскость (ОП) - горизонтальная плоскость, проходящая через нижнюю точку теоретической поверхности корпуса судна в плоскости мидель-шпангоута. Изображение судна в этой плоскости называется полуширотой.
Основная линия (ОЛ) - линия пересечения основной и диаметральной плоскостей судна.
Каждая из секущих плоскостей, пересекаясь с корпусом, образует некоторую линию. В результате пересечения корпуса судна плоскостями, параллельными ДП, образуется боковая проекция (бок). Линии сечения на боке называются батоксами. Аналогично получаются и две другие проекции: корпус и полуширота. На первой линии сечения называются ватерлиниями, на второй -шпангоутами. Теоретический чертеж дополняется таблицами плаэоеых ординат, зная которые, всегда можно вычертить его, а также детали набора корпуса в натуральную величину для их изготовления. К главным размерениям судна относятся длина, ширина, высота борта и осадка (рис. 2).
Рис. 2. Главные размерения судна: а) без постоянно выступающих частей; б) с постоянно выступающими частями; в) в поперечных сечениях корпуса.
Длина наибольшая (Lнб) - расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носа и кормы судна без учета выступающих частей.
Длина габаритная (Lгб) - максимальная длина судна с учетом выступающих частей.
Длина конструктивная (Lквл) - длина, измеренная между носовым и кормовым перпендикулярами конструктивной ватерлинии. При этом конструктивная ватерлиния (КВЛ) - ватерлиния, принятая за основу построения теоретического чертежа и соответствующая полученному предварительным расчетом полному водоизмещению судна.
Ширина наибольшая (Внб) - расстояние по КВЛ, измеренное в самой широкой части судна без учета выступающий частей.
Ширина габаритная (Bгб) - максимальная ширина судна с учетом выступающих частей, например привальных брусьев.
Ширина на мидвль-шпангоутв (В) - расстояние по КВЛ в самой широкой части судна.
Высота борта (Н) - вертикальное расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте между внутренними поверхностями верхней палубы (у борта) и горизонтального киля.
Осадка (Т) - вертикальное расстояние, измеренное от КВЛ до нижней кромки киля в месте наибольшего углубления судна. Различают также осадку носом (Тн) и кормой (Tк). Разность между ними называется дифферентом Δ:
Δ = Тк - Тн (дифферент на корму), Δ = Тн - Тк( (дифферент на нос).
Средняя осадка судна равна полусумме осадок носом и кормой:
Форму корпуса характеризуют также соотношения главных размерений. Например, отношением UB определяется ходкость судна. Чем больше эта величина у водоизмещающего судна, тем оно быстроходнее. Для быстроходных катеров отношение длины к ширине находится в пределах 2.3 - 3,2, для катеров с умеренными скоростями 3,6 - 5,0, а для тихоходных 3,3 - 4,2. Отношение L/T характеризует управляемость судна, отношение В/Н - остойчивость судна.
Системы набора корпусов
Конструкция корпуса должна обеспечивать водонепроницаемость и достаточную прочность судна. Корпус, испытывая действие сил собственного веса судна и сил давления воды, которые распределяются по длине неравномерно, может получить изгиб.
Способность судна сопротивляться изгибающим нагрузкам называется продольной прочностью. Кроме продольного изгиба судна, под действием давления воды, груза, механизмов и другого судового оборудования возникает местная деформация днища, бортов и настила в поперечном направлении.
Способность судна противостоять усилиям, вызывающим деформацию корпуса в поперечном направлении, называется поперечной (местной) прочностью. При чрезмерных нагрузках может произойти разрушение корпуса. Чтобы этого не случилось, листы обшивки подкрепляют набором - продольными и поперечными балками. Расчеты прочности корпуса судна в целом и отдельных его частей производятся по специальным законам судостроения. При этом максимальные напряжения (нагрузки), возникающие в судовых конструкциях, не должны превышать допустимую величину, обеспечивающую необходимый запас прочности. Совокупность продольных и поперечных балок, образующих каркас судна, называется судовым набором корпуса. Продольные и поперечные балки судового набора располагаются в определенной последовательности, называемой системой набора. В зависимости от соотношения продольных и поперечных балок системы набора подразделяются на: продольную, поперечную и комбинированную (рис. 3).
Рис. 3. Схемы систем судового набора: а) - продольная; б) - поперечная; в) - комбинированная.
Элементы набора корпуса судна
Продольные элементы судна
Продольными элементами (балками) судна являются: киль - продольная балка днищевого набора, проходящая по средине ширины судна; стрингеры - продольные балки днищевого и бортового набора. В зависимости от места расположения они бывают: бортовые, днищевые и скуловые. Карлингсы - продольные подпалубные балки; Продольные ребра жесткости - продольные балки меньшего профиля, чем у стрингеров и карлингсов. По месту расположения они называются подпалубными, бортовыми или днищевыми и обеспечивают жесткость наружной обшивки и настила палубы при продольном изгибе.
Поперечные элементы судна
Поперечные элементы (балки) судна:
-
Флоры - поперечные балки днищевого набора, протянувшиеся от борта до борта. Они бывают водонепроницаемые, сплошные и бракетные;
-
Шпангоуты - вертикальные балки бортового набора, которые соединяются внизу с флорами при помощи книц. Кница - это деталь из листовой стали треугольной формы, используемая для соединения различных деталей корпуса. На малых судах (лодках) флоры могут отсутствовать и шпангоуты являются цельными балками бортового и днищевого набора.
Наружная обшивка
Наружная обшивка судна обеспечивает водонепроницаемость корпуса и одновременно участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна. На металлических судах обшивка состоит из стальных листов, располагаемых длинной стороной вдоль судна. Кроме стальных листов, особенно на металлических моторных катерах и лодках используются листы из алюминиевых сплавов. Соединение листов обшивки производится при помощи заклепок и сварки встык. Ряд листов обшивки, идущий вдоль судна, называется поясом. Верхний пояс бортовой обшивки называется ширстрвком, а ниже идут бортовые поясья и на скуле - скуловой пояс. Средний днищевой пояс называется горизонтальным килем. Линия соединения одного пояса с другим называется пазом, а место соединения листов друг с другом в одном поясе - стыком. Размеры листов и их толщина различные и зависят от конструкции судна, его размеров и назначения. Для обшивки катеров, моторных, парусных и гребных лодок очень часто используются древесные материалы, древеснослоистые пластики, стеклопластики, текстолиты и другие материалы, отвечающие по своим свойствам и прочности требованиям судостроения.
Палубный настил
Палубный настил обеспечивает водонепроницаемость корпуса сверху и участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна. Наибольшая нагрузка при продольном изгибе приходится на настил в средней части судна, поэтому листы палубы в оконечности несколько тоньше, чем в районе мидельшпангоута. Листы настила располагаются длинной стороной вдоль судна, параллельно диаметральной плоскости, а крайние поясья левого и правого бортов - вдоль бортов, они называются палубными стрингерами и имеют большую толщину. Палубный стрингер соединяется с ширстреком при помощи клепки, сварки или склеивания в зависимости от материала листов настила.
Люки и горловины
Люки и горловины ослабляют прочность палубы, в их углах возникает концентрация напряжений, способствующая появлению трещин. В связи с этим углы всех вырезов в обшивке корпуса закругляют, а листы палубного настила по углам вырезов делают более прочными. Для подкрепления палубы, ослабленной вырезами, и предотвращения попадания воды в люк по краям выреза делают комингс, имеющий устройство для закрытия люка (горловины). Комингс окаймляет и вырезы в переборках, комингсом также называют часть переборки под дверной проем.
Фальшборт и леерное ограждение
На морских, речных и современных прогулочных судах для предохранения людей от падения за борт открытые палубы имеют фальшборт или леерное ограждение. далее..
Судостроительные материалы
Имеются основные материалы, используемые для изготовления корпусов, элементов набора, судовых устройств и деталей. далее..
Надстройки и рубки
Надстройками называются все закрытые помещения, расположенные выше верхней палубы от борта до борта. Носовая надстройка называется баком, кормовая - ютом. Средняя надстройка специального названия не имеет. Надстройка, имеющая ширину меньше ширины судна, называется рубкой. Например, штурманская рубка. Конструкция палуб и бортов надстроек и рубок подобна конструкции остальных палуб и бортов на судах. Бортовая обшивка и переборки надстроек, как правило, имеют меньшую толщину и могут отличаться материалом от корпуса.