книги из ГПНТБ / Баснин Р.В. Конструкция корпуса и рулевое устройство надводного корабля

Отдельные пояса наружной обшивки имеют специальные названия:

—килевой — средний пояс днищевой обшивки, им явля­ ется горизонтальный киль;

—днищевые— пояса между килевыми и скуловыми поясами;

—скуловой — пояс, ограничивающий скулу — место пере­ хода днища в борт;

— бортовые — пояса, ограничивающие борт;

—ледовый — бортовой пояс в районе ватерлинии;

—ширстрек — верхний бортовой пояс.

нагрузку. Листы килевого, скулового и ширстречного поясов участвуют в общем изгибе корпуса и оказываются более напряженными, чем соседние с ними листы днищевых и бортовых поясов. Поэтому килевой, скуловой пояса и пояс, ширстрек имеют наибольшую толщину.

По длине корабля при продольном изгибе изгибающий момент достигает наибольшего значения в средней части корпуса и уменьшается в оконечности, поэтому листы поясов обшивки в средней части корабля на 10—15% толще листов в оконечностях.

При выборе толщины листов различных поясов учитыва­ ется не только прочность корпуса, но и его механический и коррозийный износ в процессе эксплуатации, а также его ослабление в результате вырезов в обшивке. Так, ледовый пояс обшивки, подверженный случайным ударам, действию льда и усиленной коррозии, вследствие того что он попере­ менно погружается и выходит из воды, делается утолщенным или изготовляется из стали повышенной прочности. Местное утолщение листов поясов обшивки выполняется также в районе якорных клюзов, где обшивка подвержена наиболь­ шему истиранию (эрозии); в местах выхода гребных валов, где она ослаблена вырезами; в районе гребных винтов, где на обшивку действуют дополнительные нагрузки при работе гребных винтов. В этих местах толщина листов поясов обшив­ ки увеличивается на 40—50% по сравнению с толщиной соседних поясов.

С учетом возникающих напряжений от общего изгиба и износа, а также условий наименьшего веса корпуса, наруж­ ная обшивка бывает различной толщины: для крейсе­ ров она составляет 18—30 мм; эсминцев — 8—14 мм; сторо­ жевых кораблей и тральщиков — 5—10 мм; катеров — 4—5мм. Наибольшая толщина наружной обшивки соответствует

10

более напряженным поясам наружной обшивки в их средней части.

Палубы, платформы, второе дно

П а л у б а м и называются водонепроницаемые перекрытия, разделяющие корпус по высоте и расположенные по всей длине корабля. Основным назначением палуб является обеспечение водонепроницаемости корпуса, а также продоль­ ной и поперечной прочности корабля от усилий продольного изгиба и поперечного сжатия.

Палубы подразделяются на верхнюю (ВП), среднюю (СП), нижнюю (НП).

Современные корабли строят трехпалубными, двухпалуб­ ными и однопалубными. Число палуб определяется назначе­ нием и размерами корабля. Так, например, на крейсере и больших ракетных кораблях две палубы: верхняя и нижняя; на эсминце, сторожевом корабле, тральщике и других кораб­ лях соответствующего водоизмещения только одна — верхняя палуба.

В е р х н я я п а л у б а (рис.9) является частью непроницае­ мого контура корабля. Она обеспечивает кораблю непрони­ цаемость и необходимую прочность его верхней части. На верхней палубе размещаются: оружие корабля, корабельные устройства, надстройки и т. д. Части верхней палубы имеют

а также для увеличения запаса плавучести верхняя палуба имеет продольную и поперечную кривизну (рис. 9а).

имеет форму выпуклой кривой со стрелкой погиби, равной '/so ширины корабля.

Конструктивно верхняя палуба состоит из настила и под­ крепляющего его набора.

Н а б о р п а л у б ы (рис. 10) выполняется по той же систе­ ме, что и набор других корпусных перекрытий. На современных кораблях наибольшее применение находит продольная система набора палубы, то есть балками главного направления явля­ ются продольные связи набора — продольные ребра жестко­ сти, карлингсы, — а перекрестными (поддерживающими) свя­ зями— рамные (усиленные) бимсы. Продольные связи идут непрерывно по большей части длины палубычерез вырезы в рамных бимсах и прочно с ними соединяются на сварке, при этом соединение выполняется непроницаемым (рис. 11).

11

При значительной длине бимсов и карлингсов и при нали­ чии на палубе сосредоточенных постоянных грузов связи палубного набора поддерживаются п и л л е р с а м и — верти­ кальными стойками обычно из трубчатой стали. Концы пил­ лерсов при помощи двух или четырех книц присоединяются

листы по стыкам и пазам соединяются в стык электросвар­ кой. Пояса палубного настила, за исключением палубных стрингеров, располагаются параллельно диаметральной пло­ скости.

П а л у б н ы м и с т р и н г е р а м и называются крайние к бортам пояса палубного настила. Соединение палубного стрингера с ширстреком осуществляется либо впритык на сварке, либо с помощью стрингерного угольника на заклеп­ ках (рис. 13). Заклепочное соединение обеспечивает эластич­ ность и предотвращает распространение трещин в попереч­ ных направлениях по борту или палубе. Палубные стрингеры имеют наибольшую толщину; в них запрещается делать большие вырезы, так как они играют важную роль в обеспе­ чении продольной прочности корпуса.

Листы палубного настила остальных поясов у оконечно­ стей тоньше, что обусловливается уменьшением величины изгибающего момента при продольном изгибе корабля. По мере удаления от бортовых стрингеров к диаметральной плоскости толщина листов палубного настила также умень­ шается. Это вызвано их меньшим участием в обеспечении продольной прочности. Вырезы в палубном настиле (дымо­ ходы, шахты вентиляции, люки) ослабляют его, поэтому в местах вырезов настил усиливается н а к л а д н ы м и л и с т а ­ ми. Часть листов на палубах устанавливается с ъ е м н ы м и обычно на болтах или заклепках. Они снимаются при выгруз­ ке для ремонта больших механизмов.

Для прохода личного состава с верхней палубы в'ниже­ лежащие помещения в настиле палубы вырезаются гермети­ чески закрывающиеся отверстия, называемые л ю к а м и (рис. 14). Люки, как правило, имеют прямоугольную форму, но бывают и круглые. В целях сохранения прочности настила по периметру люка навариваются накладные листы и комингс. Крышка люка для водонепроницаемости имеет резиновую прокладку. При задраивании люка резина крышки прилегает к комингсу, при этом плотность задраивания крышки люка осуществляется клиновыми или барашковыми задрайками, которые должны быть расхожены, резьба сма­ зана, а уплотнительная резина помелена раствором мела в

12

воде. На крышке люка в соответствии с Корабельным уста­ вом наносится литер «Т», согласно которому люк задраивается лишь по тревоге, или литер «Б» (боеприпасы), по кото­ рому люк всегда задраен, а при отсутствии людей в помеще­ нии —^заперт на замок.

С учетом возникающих напряжений от общего изгиба и износа толщина листов настила верхней палубы для различ­ ных кораблей изменяется: на крейсерах от 6до22лш; на эс­ минцах — от 5 до 14 мм; на тральщиках — от 4 до 8 мм и т. д. Наибольшая толщина соответствует толщине палубного стрингера.

С р е д н я я и н и ж н я я п а л у б ы являются внутренними палубами. Средняя палуба расположена ниже верхней, а нижняя — ниже средней. Внутренние палубы выполняются без погиби и седловатости, на них размещаются вспомога­ тельные механизмы, мастерские, кладовые, лазарет, жилые помещения команды, каюты офицерского состава и т. д.

Набор и настил внутренних (промежуточных) палуб, если они не являются броневыми, по конструкции аналогичны набору и настилу верхней палубы, но рассчитаны на меньшую общую прочность.

П л а т ф о р м а м и называются горизонтальные перекры­ тия, идущие не по всей длине корабля, а только по части корпуса — в носу и в корме (рис. 9а). В зависимости от расположения различают носовые и кормовые платформы. В пределах своего расположения платформы делят внутрен­ ний объем корпуса по высоте. При наличии нескольких носо­ вых или кормовых платформ нумерация их идет снизу вверх: первая платформа, вторая и т. д. Платформы участвуют лишь в обеспечении общей поперечной и местной прочности корпуса, поэтому толщина настила платформы выбирается с учетом располагающихся на них механизмов и усилий, которые они испытывают со стороны бортовых перекрытий. Обычно толщина настила платформ при нахождении на них механизмов можег доходить до 6—8мм; без груза—4—6мм.

Для придания жесткости от усилий поперечного сжатия и вибраций работающих механизмов листы настила плат­ форм подкрепляются балками, параллельными короткой

по верху днищевого набора и ограничивающий сверху междудонное пространство (рис. 9а).

Второе дно служит для защиты внутренних жизненно важных помещений корабля от затопления в случае повреж­ дения днища наружной обшивки корпуса. Оно является

13

литер «3», согласно которому они должны быть всегда задраены и отдраиваются только с разрешения командира электромеханической боевой части. Для каждого междудонного отсека устанавливаются, как правило, две горловины, чтобьГ обеспечить лучшую вентиляцию при выполнении в нем различных работ.

Поперечные и продольные переборки

П е р е б о р к а м и называются плоские вертикальные перекрытия, разделяющие внутренний объем корабля по дли­ не и ширине на водонепроницаемые отсеки.

В зависимости от назначения переборки разделяются на главные и второстепенные. Второстепенные переборки выпол­ няют роль простых перегородок между помещениями (напри­ мер между каютами) и состоят из стальных листов толщиной

2—3 мм.

Главные переборки предназначаются для обеспечения непотопляемости корабля, а также участвуют в обеспечении общей и местной прочности корпуса.

В зависимости от расположения главные переборки разде­ ляются на главные поперечные и главные продольные пере­ борки.

Главные поперечные переборки (рис. 9а) разделяют корпус по длине на автономные отсеки и препятствуют рас­ пространению воды по кораблю в случае аварийных или боевых повреждений корпуса.

«По своей важности,— учил С. О. Макаров,— поперечные переборки представляют главное средство против потопле-- ния». Кроме обеспечения непотопляемости, они препятствуют распространению по кораблю дыма, газов и огня.

Главные поперечные переборки участвуют также в обеспе­ чении общей поперечной прочности корпуса, воспринимая горизонтальные и вертикальные усилия сжатия от давления воды. При затоплении отсека они испытывают большое гид­ ростатическое давление воды, направленное перпендикулярно к плоскости переборки. При постановке корабля в док — выполняют роль главных опор, подвергаясь сильному верти­ кальному сжатию. Кроме того, поперечные переборки выпол­ няют роль пиллерсов, воспринимая давление Палуб с распо­ ложенными на них оружием, механизмами и другими груза­ ми. Поэтому, помимо герметичности, переборки должны обла­ дать достаточной прочностью и жесткостью.

Главные поперечные переборки (рис. 17) располагаются по всей ширине корпуса — от одного борта до другого, а по высоте — от днища до верхней палубы и палубы полубака.

15

Под главными поперечными переборками в междудонном пространстве обычно стоят непроницаемые флоры.

Дверей и лазов в главных поперечных переборках нег, только в отдельных случаях для прохода личного состава в штормовую погоду в верхней части переборок устанавли­ ваются штормовые лазы. Поскольку через поперечные пере­ борки должны проходить различные трубопроводы, электри­ ческие и телефонные кабели, валопроводы и т. д., то в них делаются отверстия со специальными устройствами, обеспе­ чивающими водо- и газонепроницаемость переборки. К таким устройствам относятся переборочные сальники, стаканы и кабельные коробки.

Количество главных переборок и расстояние между ними определяются в зависимости от размещения главных меха­ низмов и требований обеспечения непотопляемости: для одних кораблей — при затоплении только одного отсека; для дру­ гих— при затоплении любых двух смежных отсеков и т. д. На современных кораблях принято устанавливать следующее количество главных поперечных переборок: на тральщиках — 8—10; на сторожевых кораблях— 10—13; на эсминцах —

13—18; на крейсерах— 15—25.

Конструктивно главные поперечные переборки состоят из стальных листов и подкрепляющего набора. Соединенные между собой листы составляют полотнище переборки. Листы полотнища образуют горизонтальные пояса, которые по пазам и стыкам соединяются на сварке. Горизонтальное располо­ жение листов дает возможность изменять толщину их по вы­ соте переборки в зависимости от величины гидростатического давления воды при затоплении отсека. Наибольшую толщину имеет нижний пояс переборки, испытывающий большее давле­ ние воды, по сравнению с вышерасположенными поясами, и подверженный более интенсивной коррозии. К наружной обшивке, второму дну и палубам полотнище переборки по всему периметру приваривается двусторонним сплошным швом.

Набор большинства поперечных переборок военных ко­ раблей состоит из в е р т и к а л ь н ы х стоек. Лишь на пере­ борках в оконечностях, где высота переборки больше ширины, набор располагается горизонтально. В этом случае балки подкрепляющего набора называются г о р и з о н т а л ь н ы м и р е б р а ми . Вертикальные стойки и горизонтальные ребра уве­ личивают прочность и жесткость листов переборок. Они распо­ лагаются с одной стороны переборки и выполняются обычно из балок таврового или полособульбового профиля. Рассто­

16

настилу второго дна крепятся при помощи усиленных книц. Концы горизонтальных ребер крепятся к бортам кницами, протянутыми до ближайшего шпангоута.

В диаметральной плоскости с двух сторон переборок уста­ навливаются усиленные, так называемые д о к о в ы е стойки. Они воспринимают значительные вертикальные сжимающие усилия, действующие на переборку при постановке корабля в док на килевую дорожку, и передают их на всю площадь полотнища переборки.

С учетом коррозийного износа и воспринимаемых перебор­ кой сжимающих и растягивающих усилий толщина листов

ваются в большинстве случаев на кораблях большого водо­ измещения (крейсерах, эсминцах) и располагаются ближе к борту, образуя как бы второй борт.

БортоЕые отсеки, ограниченные обшивкой борта и про­ дольными переборками, защищают жизненно важные части корабля (энергетическую установку, погреба боезапасов) от проникновения воды при повреждениях борта. Кроме того, бортовые отсеки используются в качестве цистерн для хране­ ния в них топлива, воды и масла, а также для выравнивания крена. Продольные переборки устанавливаются с таким расчетом, чтобы суммарный крен при затоплении всех отсе­ ков одного борта не превышал 10—12°.

Все требования, предъявляемые к главным поперечным переборкам, относятся и к продольным. Конструкция продоль­ ных переборок аналогична конструкции главных поперечных переборок.

ОТДЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА КОРАБЛЯ

Подкрепление корпуса корабля

Корпус корабля в местах установки оружия и механизмов испытывает значительные усилия от их веса, сил отдачи при артиллерийской и ракетной стрельбе, инерционных сил, возникающих при качке корабля, и других.

Указанные усилия являются местными, поскольку они охватывают ограниченный район корпуса корабля. Для того чтобы эти усилия не вызывали местных деформаций корпуса, производят его местное усиление — установку подкреплений

с целью передачи и распределения возникающих нагрузок на главные связи набора корпуса и на большую площадь корпусных перекрытий.

Конструктивно подкрепления корпуса в местах установки оружия и механизмов, в зависимости от величины восприни­ маемых усилий, выполняются либо постановкой дополнитель­ ных связей набора (стрингеров, шпангоутов, бимсов, пил­ лерсов) и накладных листов, либо путем создания специаль­ ных конструкций (в виде жестких барабанов под артилле­ рию, мощных фундаментов под турбины, котлы, главные двигатели и т. д.). На рис. 18 представлено подкрепление корпуса под артиллерийскую установку тральщика. Конструк­ ция этого подкрепления состоит из стального сварного бара­ бана (1), накладных листов (2), соединенных с барабаном и служащих для передачи усилий большему числу связей палубного набора, усиленного (рамного) бимса (3) и верти­ кальных связей-пиллерсов (4) — для передачи усилий отдачи на главные связи набора корпуса.

На крупных артиллерийских кораблях (эсминцах, крей­ серах) указанная конструкция в виду больших усилий отдачи выполняется более прочной и жесткой.

Подкрепление корпуса в местах установки зенитной артил­ лерии и торпедных аппаратов имеет более простую конструк­ цию, состоящую из конического барабана с толщиной листа 8—10 мм и высотой до 500 мм. Барабан устанавливается на накладной лист верхней палубы, которая в свою очередь подкрепляется рамными бимсами и пиллерсами.

Для подкрепления корпуса в местах расположения глав­ ных механизмов (главных турбин, котлов и двигателей внут­ реннего сгорания) устанавливаются специальные конструк­ ции, называемые фундаментами. Они являются опорами механизмов и крепятся к корпусу корабля. Фундаменты служат для передачи и распределения нагрузки от веса механизмов и инерционных усилий, возникающих при работе механизмов и качке корабля, на главные связи набора и на возможно большую площадь днищевого перекрытия. Основ­ ное требование, предъявляемое к фундаментам корабельных механизмов,— это прочность и жесткость.

Конструкция фундаментов под главные механизмы состоит из мощных продольных и поперечных балок или листов, подкрепленных бракетами и кницами. Фундаменты устанавливаются на втором дне, при этом плоскости балок должны совпадать с плоскостями стрингеров и флор. Если это выполнить не удается, то под настилом второго дна, в зависимости от высоты междудонного пространства, устанав­ ливаются дополнительные стрингеры и флоры — полустрин­

18