| КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА судна (от лат. constructio — составление, построение) | | Печать | |
|
1. Строение (уст-во) корпуса, определяемое назначением судна и соответствующим ему архитектурно-конструктивным типом; КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА характеризуется размерами, формой и материалом частей и деталей корпуса, их взаимным расположением, способами соединения, обусловливающими в совокупности схему восприятия внеш. нагрузок и их уравновешивание в корпусе без нарушений условий прочн., устойчивости и жесткости. КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА судна определяется техн. возможностями ист. этапа развития отдельных племен, народов и человечества в целом. Сначала плав. ср-вами служили стволы деревьев, затем связанные из них плоты, а в ряде местностей — и плоты из камыша и папируса. В каменном веке появились челны-однодеревки, позднее челны из коры и шкур, натянутых на каркас (прообразы наружной обшивки и набора). В Древнем Египте уже в III тыс. до н. э. суда собирались из отдельно изготовленных частей набора (киль, шпангоуты, штевни) и просмоленной обшивки. Финикийцы же иногда защищали подв. часть деревянной обшивки тонкими свинцовыми листами (в XVIII в. появились медные защитные листы). Все эти элементы КОНСТРУКЦИЙ КОРПУСОВ судов почти без принципиальных изменений сохранились до появления в конце XVIII в. железных корпусов. Первое железное судно построил англичанин Д. Уилкинсон в 1787 г. Во 2-й пол. XIX в. железо вытеснила сталь. Благодаря этому существенно возросли гл. размерения и водоизмещения судов, что вызвало изменение их констр.; появились новая — продольная — система набора, водонепроницаемые переборки, второе дно, доп. палубы, платформы и т. п. В результате перехода от клепки к сварке суд. конструкции были значительно упрощены, а доля корпуса в массе всего судна уменьшилась. В конце XIX в. появились и в 1-й пол. XX в. были значительно усовершенствованы расчетные методы проверки условий прочн. при выбранных размерах, форме, способах соединения и материале корпусных констр., а также при его постройке. До этого корпуса конструировали по прототипу. В дальнейшем развитию расчетных методов способствовало появление судов новых типов (СВП, СПК, контейнеровозов, лихтеровозов, ролкеров и т. п.), имеющих особые соотношения гл. размереннй и часто увеличенные размеры перекрытий днища, палуб, бортов, переборок. В КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА современных стальных судов можно выделить ряд типовых решений для отд. частей судна: форштевень, ахтерштевень, надстройка, трюм и т. д. В качестве составных элементов используют листовую сталь, профильный прокат, стальное литье и т. п. КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА существенно зависит от применяемого материала. Для корпусов деревянных судов используют доски и брусья из сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты, для отделки суд. помещений и корпусов катеров — из ясеня, бука, вяза, каштана, акации, а также фанеру из березы. Каркас судна образуется балками продольного набора и поперечным набором — шпангоутными рамами. В зависимости от конструкции рам различают корпуса с футоксовым набором, когда шпангоут состоит из отд. брусков—футоксов, с натесными шпангоутами, с гнутыми шпангоутами, с продольно-монолитной системой набора. Мор. суда неограниченного р-на плавания с округлыми обводами и значительной килеватостью обычно имеют корпус с футоксовым набором. Шпангоуты двухслойные, каждый слой состоит из футоксов. Стыки футоксов одного ряда перекрываются целой частью футоксов др. ряда. Оба ряда футоксов крепятся деревянными нагелями и болтами. Для повышения прочн. часто применяются металлич. шины, к-рые устанавливаются по бортам и палубам под углом в 45° к плоскостям шпангоутных рам. На палубе вдоль бортов и кромок больших вырезов (люков) ставятся продольные шины. Обшивка однослойная. Недостаток корпуса с футоксовым набором — увеличенная масса и большой расход лесоматериалов при постройке. Корпус с натесными однорядными шпангоутами типичен для мор. судов с V-образными (ломаными) обводами и судов с малыми радиусами скулового закругления. Шпангоуты из прямослойного леса имеют отд. днищевые и борт, ветви, соединенные флорами и скуловыми кницами из досок, брусьев, бакелизированной фанеры и металла. Шпангоуты из криволинейного леса твердых пород имеют соед. с 1 или 2 накладками или без накладок. Обшивка одно- или двухслойная. Корпус с гнутыми шпангоутами имеют в осн. суда, у к-рых масса корпуса должна быть миним.: шлюпки, боты, катера, спорт, суда. Обшивка однослойная вгладь, внакрой или фанерная. Продольно-монолитная система набора корпуса предложена в 1951 г. инж. Д. И. Николаевым. Толщина монолитной оболочки в 1,2- 1,3 раза больше толщины однослойной обшивки. Поясья обшивки имеют наклон к ДП, стыки поясьев разгоняются по длине, соседние поясья соединяются друг с другом нагелями или клеем. Для несамоходных, буксируемых и стояночных судов, выходящих в предустьевые р-ны моря, изредка применяются деревянные баржевые конструкции. У таких судов обводы в средней части прямоугольные, шпангоутные рамы состоят из 1 днищевой, 2 борт, и 1 палубной ветвей, обшивка однослойная. В констр. корпусов широко распространенных на Д. Востоке мелкосидящих кунгасов и кавасак киль широкий, набирается из неск. брусьев и загнут в корм, части вверх на 300- 400 мм, что позволяет быстро вытаскивать судно на берег прямо на киле кормой вперед. При постройке соврем, деревянных судов широко применяется склеивание конструкций. Легкие сплавы в КОНСТРУКЦИЯХ КОРПУСОВ судов применяют из-за более высоких, чем у стали, уд. прочн. (отношение предела текучести к уд. плотности) и коррозионной стойкости в мор. воде. Масса корпусов судов из легких сплавов существенно меньше. Типичные корпусные материалы алюминиевые и титановые (в меньшей степени и лишь в последние годы) сплавы. Корпуса из легких сплавов наиб, характерны для судов с динам. принципами поддержания (СДПП) и небольших скоростных водоизмещающих судов. Для уменьшения общей массы судна надстройки стальных судов, напр. пас, часто тоже изготовляют из легких сплавов. КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА судов из легких сплавов аналогична стальной, но имеет и особенности: большой объем клепаных и клееклепаных соед., обусловленный применением тонколистовых (0,5—2 мм) элементов и несваривающихся легких сплавов (напр., дуралюмина Д16), использование прессованных панелей для обшивки днища, бортов, настилов палуб, платформ, а также навесного способа соединения поперечных рамных балок (флоров, борт, стоек шпангоутов, бимсов) с продольными панельными балками. Характерный для корпусов СДПП конструктивный элемент — трехслойные панели, их тонкие (1 — 1,5 мм) наружн. несущие слон склеены или спаяны со сред, слоем — заполнителем, имеющим вид сотов (из алюминиевой фольги толщиной 0,03—0,1 мм). Такие трехслойные панели очень легки, прочны при изгибе, весьма устойчивы при сжатии в их плоскости, но обладают малой жесткостью при поперечном сжатии, из-за чего в узлах соед. и в местах установки суд. оборудования требуются местные подкрепления: спей, вкладыши между несущими слоями из алюминиевого сплава, дерева или синтетич. материалов и силовые окантовки трехслойных панелей (торцовые усиления). Железобетонные корпуса в осн. имеют дебаркадеры, плав. мастерские, несамоходные паромы, баржи, плав. доки. Применение железобетона экономит сталь и расходы на ремонт корпуса при эксплуатации. Осн. констр. элементы — железобетонные плиты и подкрепляющие их балки. Плиты идут на наружн. обшивку корпуса (обычно упрощенных обводов), настилы палуб и переборок. Балки устанавливают в соответствии с выбранной системой набора. Плиты и балки могут изготовляться до или в процессе постройки судна или его секции. Плиты армируются 1 — 2 сварными сетками из стержней диам. 6—10 мм. Толщина плит наружн. обшивки 60 -100 мм. Поперечное сечение балок, как правило, прямоугольное, его толщина не меньше толщины подкрепляемой плиты, высота не меньше 9 толщин. Армирующие стержни в растянутых зонах балки параллельны ее оси, в зонах действия макс, перерезывающих сил составляют с этой осью угол 30—60°. Вдоль балок с шагом не более 250 мм устанавливают поперечные стальные хомуты. Опорные сечения балок и плит имеют армированные усиления — вуты. Протяженность секционных стыков (ие менее 100—150 мм) должна обеспечивать возможность сварки выпусков арматуры и закладных деталей, а также последующее бетонирование мест соединения. Макс, унификация железобетонных элементов и секций существенно снижает трудоемкость изготовления корпуса судна. См. также Железобетонное судостроение. Пластмассовый корпус имеет гораздо меньшую массу, чем стальной тех же размеров, немагнитен и совершенно ие подвержен коррозии. Из-за этих ценных свойств корпуса не очень больших судов (дл. до 50 м) часто, начиная с 60-х гг., стали делать пластмассовыми. Как правило, применяются конструкц. стеклопластики — композиции стекло-материалов (армирующие наполнители) и полимерных смол (связующие). Для высоконагруж. констр. могут использоваться графито- и бороволоконные наполнители. Корпуса малых судов — дл. до 5— 6 м (шлюпки, разъездные катера, яхты) часто выполняют в виде неподкрепленной цельноформованной оболочки. Их жесткость обеспечивается криволинейной формой обшивки, килевой и планширными балками, констр. встроенных банок и воздушных ящиков. У больших или высокоскоростных судов оболочка корпуса может иметь подкрепления в виде продольных гофров—реданов и 1—2 флоров. Иногда корпуса таких судов состоят из внеш. и внутр. монолитных оболочек, соединенных внутр. набором. Пространство между оболочками может быть заполнено пенопластом. Более крупные суда имеют корпуса, аналогичные стальным: листовые элементы наружн. обшивки палуб и переборок подкреплены приформованным балочным набором, образующим продольную, поперечную или смеш. системы. Балки набора имеют Т-образный или, в отличие от стальных, П-образный профиль. Надстройки, рубки, переборки, платформы пластмассовых и стальных судов могут выполняться трехслойными (внеш. несущие слои из стеклотканей, внутр. слои или заполнитель — из пенопласта или текстолитовых сотов). См. также Пластмассовое судостроение. 2. Учебная дисциплина, выделившаяся в нач. XX в. из корабельной архитектуры — более общей дисциплины, до сих пор сохранившейся в ряде стран и включающей теорию корабля, строительную механику, проектирование судна и т. п. |
