Поздовжніми елементами (балками) суднає:

  • кіль- Поздовжня балка днищового набору, що проходить посередині ширини судна;
  • стрінгери- Поздовжні балки днищового та бортового набору. Залежно від місця розташування вони бувають: бортові, днищові та вилицьові.
  • Карлінгси- Поздовжні підпалубні балки;

Поздовжні ребра жорсткості - поздовжні балки меншого профілю, ніж у стрінгерів та карлінгсів. За місцем розташування вони називаються підпалубними, бортовими або днищовими та забезпечують жорсткість зовнішньої обшивки та настилу палуби при поздовжньому вигині.

Поперечні елементи судна

Поперечні елементи (балки) судна:

  • Флори - поперечні балки днищового набору, що простяглися від борту до борту. Вони бувають водонепроникні, суцільні та бракетні;
  • Шпангоути – вертикальні балки бортового набору, які з'єднуються внизу з флорами за допомогою книжок. Книця – це деталь з листової сталі трикутної форми, що використовується для з'єднання різних деталей корпусу. На малих суднах (човнах) флори можуть бути відсутніми і шпангоути є цільними балками бортового та днищового набору.
  • Бімси – поперечні балки підлалубного набору, що проходять від борту до борту. За наявності вирізів у палубі бімси розрізаються і називаються напівбімсами. Вони одним кінцем з'єднуються зі шпангоутом, а іншим кріпляться до масивного комінгсу, який облямовує виріз у палубі, з метою компенсації ослаблення палубного перекриття вирізами.

на Мал. 1зображено найпростіший пристрій корпусу маломірного судна із зазначенням основних елементів набору, а на Мал. 2представлений повніший набір корпусу дерев'яного моторного човна.

Мал. 1. Влаштування корпусу маломірного судна.
1 – форштевень; 2 – кіль; 3 - стрінгер; 4 – бортова обшивка; 5 – транець; 6 – шпангоут; 7 – бімс; 8 - палуба

Шпангоути судна нумеруються від носа до корми. Відстань між шпангоутами називається шпацією. Вертикальні, що окремо стоять стійки круглого або іншого перерізу, називаються піллерсами.

Мал. 2. Елементи набору дерев'яний корпус моторного човна.
1 – обшивка; 2 – палуба; 3 – бімс; 4 – шпангоут; 5 – сидіння; 6 – транець; 7 – місце кріплення мотора;
8 - бортовий стрінгер; 9 – привальний брус; 10 - виличний стрінгер; 11 – кіль; 12 - днищові стрінгери

Піллерс служить для підкріплення палуби і в своїй нижній частині впирається в місця перетину флор (шпангоутів - на малих суднах) з поздовжніми днищовими балками (кіль, стрінгер, кільсон), а у верхній частині - бімсів з карлінгсами. Установка піллерса показана на Мал. 3.

Мал. 3. Встановлення піллерсу
1 – настил палуби; 2 – карлінгс; 3 – бімс; 4 – поперечний комінгс; 5 – піллерс;
6 – настил другого дна; 7 – флор; 8 – кіль; 9 – обшивка днища.

Вертикальні або похилі балки, що є продовженням кіля, називаються штевнями (у носовій частині - форштевень, в кормовій - ахтерштевень). Корпус судна може бути розділений на окремі відсіки за допомогою поперечних та поздовжніх водонепроникних перегородок. Носова частина судна між форштевнем та першою перебиранням називається форпік, а кормовий відсік – ахтерпик. У моторних човнів водонепроникна конструкція транця, що утворює нішу і призначена для розміщення човнового мотора, називається моторною нішою. Моторну нішу, розташовану вище за рівень води і з шпигатами - отворами для зливу води, називають нішою-рецесом.
Для більш повного уявлення про елементи набору корпусу Мал. 4зображено поперечний розріз суховантажного судна з комбінованою системою набору, але в рис. 5 набір корпусу металевого катера "Чібіс".

Мал. 4.Комбінована система набору.
1 - планшир; 2 – стійка фальшборту; 3 – фальшборт; 4, 10-бімс; 5 – настил палуби; 6 – карлінгс; 7 – ребро жорсткості; 8 – комінгс люка;
9 - піллерс; 11 - стійка перебирання; 12 -перебирання поперечна; 13 - настил другого дна; 14 - кіль; 15 - кіль горизонтальний; 16 -стрінгер днищовий;
17 – обшивка днища; 18 – флор; 19 -аркуш крайній міждонний; 20 - кіль виличний; 21 - пояс вилицевий; 22, 25 - шпангоут;
23 - полубімс; 24 - бортова обшивка; 26 – книця; 27 - ширстрек.

Мал. 5. Набір корпус катер.
1 – рамний шпангоут; 2 – карлінгс; 3 – комінгс; 4 – настил палуби; 5 – привальний брус; 6 – шпангоут; 7 – бортова обшивка;
8 - виличний косинець; 9 – флор; 10 - стрінгер; 11 – кіль; 12 – бракета; 13 - днищна обшивка; 14 – книця.

Зовнішня обшивка

Зовнішня обшивка судна забезпечує водонепроникність корпусу та одночасно бере участь у забезпеченні поздовжньої та місцевої міцності судна. На металевих суднах обшивка складається із сталевих листів, що розташовуються довгою стороною вздовж судна. Крім сталевих листів, особливо на металевих моторних катерах та човнах використовуються листи з алюмінієвих сплавів. З'єднання листів обшивки проводиться за допомогою заклепок і зварювання встик. Ряд листів обшивки, що йде вздовж судна, називають поясом. Верхній пояс бортової обшивки називається ширстрвком, а нижче йдуть бортові пояси і на вилиці - вилицьовий пояс. Середній днищовий пояс називається горизонтальним кілем. Лінія з'єднання одного пояса з іншим називається пазом, а місце з'єднання листів один з одним в одному поясі - стиком. Розміри листів та їх товщина різні та залежать від конструкції судна, його розмірів та призначення. Для обшивки катерів, моторних, вітрильних і гребних човнів дуже часто використовуються дерев'яні матеріали, деревослоїсті пластики, склопластики, текстоліти та інші матеріали, що відповідають за своїми властивостями та міцністю вимогам суднобудування.

Палубний настил

Палубний настил забезпечує водонепроникність корпусу зверху та бере участь у забезпеченні поздовжньої та місцевої міцності судна. Найбільше навантаження при поздовжньому вигині припадає на підлогу в середній частині судна, тому листи палуби на краю дещо тонші, ніж в районі мідельшпангоуту. Листи настилу розташовуються довгою стороною вздовж судна, паралельно діаметральної площини, а крайні пояси лівого та правого бортів - уздовж бортів, вони називаються палубними стрінгери і мають велику товщину. Палубний стрінгер з'єднується з ширстреком за допомогою клепки, зварювання або склеювання залежно від матеріалу листів настилу.

Люки та горловини

Люки та горловини послаблюють міцність палуби, в їх кутах виникає концентрація напруги, що сприяє появі тріщин. У зв'язку з цим кути всіх вирізів в обшивці корпусу закруглюють, а листи палубного настилу по кутах вирізів роблять міцнішими. Для підкріплення палуби, ослабленої вирізами, і запобігання попаданню води в люк по краях вирізу роблять комінгс, що має пристрій для закриття люка (горловини). Комінгс облямовує і вирізи в перебірках, комінгсом також називають частину перебирання під дверний отвір.

Фальшборт та леєрна огорожа

На морських, річкових та сучасних прогулянкових суднах для запобігання людям від падіння за борт відкриті палуби мають фальшборт або леєрну огорожу.

Фальшборт(Мал. 6) являє собою, як правило, металевий пояс бортової обшивки. Він встановлюється на низько розташованих палубах, схильних до заливання водою в штормову погоду.

Мал. 6.Фальшборт.
1 – контрфорс; 2 – фальшборт; 3 - планшир; 4 – стійка жорсткості.

З внутрішньої сторони фальшборт підкріплюється стійками, які називаються контрфорсами та встановлюються через дві – три шпації. Для збільшення міцності фальшборту між його стійками іноді приварюються ребра. По верхній кромці фальшборту зміцнюється смуга, яка називається планшир. Для стоку за борт води, що попадає на палубу, у фальшборті робляться вирізи - штормові портики. Враховуючи, що повному видаленню води через штормові портики перешкоджає косинець палубного стрінгера, то для повного стоку води з палуби за борт робляться шпигати - вирізи в кромці ширстрека, що виступає над палубою, і в косинці палубного стрінгера. Леєрна огорожа ( Мал. 7) складається з вертикальних стійок, з'єднаних між собою тугонатягнутими тросами (леєрами) або ланцюгами.


Мал. 7. Леєрна огорожа (знімна).

Стійки можуть з'єднуватися між собою двома, трьома або чотирма рядами горизонтальних круглих прутів, найчастіше сталевих. Ці горизонтальні лозини називаються рейлінгами.

Суднобудівельні матеріали

Є основні матеріали, що використовуються для виготовлення корпусів, елементів набору, суднових пристроївта деталей.

Сталь- має багато властивостей, необхідних для спорудження судна (щільність 7,8 г/см 3). Вона міцна, добре піддається обробці. Найчастіше використовуються суднобудівні вуглецеві та низьколеговані сталі.

Листова сталь має товщину від 0,5 до 4 мм (тонколистова) і 4 - 1400 мм. У суднобудуванні найбільш поширені листи довжиною 6-8 м і шириною 1,5-2 м. З вуглецевих сталей випускають профілі: кутовий, швелерний, двотавровий, напівособульбовий і зетовий, а з низьколегованих сталей ті ж профілі, крім зетового та двотаврового. З листової сталі виготовляють обшивку корпусу, перебирання, друге дно, палуби тощо; із профільної: бімси, шпангоути, стрінгери та ін. елементи набору корпусу. Методом лиття виготовляються деталі складної форми: якірні клюзи, якорі, ланцюги, штевні, кронштейни гребних гвинтів та ін.

Алюмінієві сплавимають меншу, ніж у сталі, щільність (2.7 г/см 3) та достатню міцність. Найбільшого поширення мають сплави алюмінію з магнієм та марганцем. З цих сплавів виготовляють маломірні судна, надбудови, перегородки, трубопроводи, вентиляційні труби, щогли, трапи та інші важливі суднові деталі.

Деревина та деревні матеріалиБагато років (до XIX ст) були єдиним матеріалом для будівництва судів. Маючи багато переваг, деревина продовжує використовуватися в суднобудуванні і в даний час. З деревини виготовляються корпуси невеликих морських та річкових суден, катери, шлюпки, гребні човни, спортивні та вітрильні судна, настили палуб, оздоблення суднових приміщеньі т.д. Найчастіше у суднобудуванні застосовується сосна. Вона використовується на виготовлення набору та обшивки. Ялина застосовується для обшивки підводної частини судна, т.к. вона менш гігроскопічна. Модрина і тик використовуються для настилу палуб та зовнішньої обшивки, для обробки житлових та службових приміщень - дуб, бук, ясен, горіх, береза ​​та інші. З бука та ясена, крім того, роблять штевні дерев'яних суден, у т.ч. маломірні. Широко застосовуються в суднобудуванні бруси, дошки, рейки, фанера та плити з деревини, що використовуються для виготовлення зовнішньої обшивки суден, обробки кают, салонів і т.д.

Пластикичерез малу щільність, хороші діелектричні та теплоізоляційні властивості, високу корозійну стійкість, зручні методи переробки та достатню міцність збільшують термін служби окремих деталей суден. ластики діляться на дві основні групи: термопласти (оргскло, капрон, поліетилен та ін. пластики, здатні знову набувати при нагріванні пластичного стану і твердніти при охолодженні) і реактопласти - пластики, що не піддаються нагріванню повторному розм'якшенню, тобто. пластичності. Найбільше застосування в суднобудуванні мають склопластики - різні синтетичні смоли (епоксидні, поліефірні та ін) армовані скловолокном у вигляді тканини, матів, джгутів. Зі склопластиків виготовляють маломірні судна (шлюпки, катери, яхти, човни), труби та інші суднові конструкції та деталі.

Основними недоліками пластиківє: невисока теплостійкість, низька теплопровідність, схильність до пластичної деформації під дією постійного навантаження за нормальної температури (повзучість).

Чавунзастосовується для виготовлення литих виробів: кнехтів, кипових планок, дейдвудних труб, гребних гвинтів та інших деталей.

Бронза- сплав міді з оловом чи алюмінієм, марганцем, залізом. З неї виготовляються підшипники ковзання, облицювання гребних валів, корпуси кінгстонів, черв'ячні колеса та інші деталі.

Латунь- Сплав міді з цинком. З неї виготовляються труби для теплообмінних апаратів, деталі ілюмінаторів, електродеталі, гребні гвинти та інші вироби.

Залізобетон- матеріал, що складається з бетону, армованого металевим каркасом. Застосовується переважно для будівництва плавучих доків, кранів, дебаркадерів.

Надбудови та рубки

Надбудовами називаються всі закриті приміщення, розташовані вище верхньої палубивід борту до борту. Носова надбудова називається баком, кормова – ютом. Середня надбудова спеціальної назви не має. Надбудова, що має ширину менше ширини судна, називається рубкою. Наприклад, штурманська рубка. Конструкція палуб і бортів надбудов і рубок подібна до конструкції інших палуб і бортів на суднах. Бортова обшивка та перебір надбудов, як правило, мають меншу товщину і можуть відрізнятися матеріалом від корпусу.


Конструкція корпусу (рис. 1.15) визначається призначенням судна та характеризується розмірами, формою та матеріалом частин та деталей корпусу, їх взаємним розташуванням, способами з'єднання.

Корпус судна є складною інженерною спорудою, яка в процесі експлуатації постійно піддається деформації, особливо при плаванні на хвилюванні. При проходженні вершини хвилі через середину судна корпус відчуває розтягування, при одночасному попаданні носового і кормового країв на гребені хвиль корпус відчуває стиск. Виникає деформація загального вигину, у результаті судно може переломитися (рис. 1.16). Здатність судна чинити опір загальному вигину називається загальною поздовжньою міцністю.

Зовнішні сили, діючи безпосередньо окремі елементи суднового корпусу, викликають їхню місцеву деформацію. Тому корпус судна повинен також мати місцеву міцність.
Крім цього, корпус судна повинен мати водонепроникність, яка забезпечується зовнішньою обшивкою та настилом верхньої палуби, які кріпляться до балок, що утворюють набір корпусу судна («скелет» судна).
Система набору визначається напрямком більшості балок і буває поперечна, поздовжня та комбінована.
При поперечній системі набору балками головного напрямку будуть: у палубних перекриттях – бімси, у бортових – шпангоути, у днищових – флори. Така система набору застосовується на порівняно коротких суднах (до 120 метрів довжини) і найбільш вигідна на криголамах і суднах льодового плавання, оскільки забезпечує високу опір корпусу при поперечному стисненні корпусу льодом. Мідель-шпангоут - шпангоут, що знаходиться на середині розрахункової довжини судна.
При поздовжній системі набору у всіх перекриттях у середній частині довжини корпусу балки головного напрямку розташовані вздовж судна. Краї судна при цьому набираються по поперечній системі набору, т.к. в краях поздовжня система неефективна. Балками головного напряму в середніх днищових, бортових та палубних перекриттях є відповідно днищові,
бортові та підпалубні поздовжні ребра жорсткості: стрінгери, карлінгси, кіль. Перехресними зв'язками служать флори, шпангоути та бімси. Застосування поздовжньої системи у середній частині довжини судна дозволяє забезпечити високу поздовжню міцність. Тому дана система застосовується на довгих суднах, що зазнають дії великого згинального моменту.

При комбінованій системі набору палубні та днищові перекриття в середній частині довжини корпусу набираються за поздовжньою системою набору, а бортові перекриття в середній частині та всі перекриття в краях – по поперечній системі набору. Таке комбінування систем набору перекриттів дозволяє раціональніше вирішити питання загальної поздовжньої та місцевої міцності корпусу, а також забезпечити хорошу стійкість листів палуби та днища при їх стисканні. Комбінована система набору застосовується на великотоннажних суховантажних суднах та танкерах. Змішана система набору судна характеризується приблизно однаковими відстанями між поздовжніми та поперечними балками (рис. 1.17). У носовій та кормовій частинах набір закріплюється на замикаючих корпусах форштевні та ахтерштевні.

1. Конструкція корпусу морських суден. 2-ге вид., перераб. та дод. - Л., Суднобудування, 1969.

У першій частині підручника містяться загальні питання конструювання корпусу судна, викладені вимоги до корпусу в цілому та окремим його конструктивним елементам, розглянуто загальний вигин та загальна міцність корпусу, місцева міцність корпусних конструкцій, докладно описані системи набору. Розглянуто технологічні чинники, що впливають форму суднових конструкцій, дано аналіз причин пошкодження корпусів транспортних судів. Окремі глави присвячені розгляду конструктивних особливостей транспортних та промислових судів. Докладно викладено методику проектування конструкцій суднового корпусу відповідно до правил класифікаційних товариств та за розрахунковим методом.

Друга частина книги присвячена проектування елементів корпусних конструкцій.

Підручник призначений для студентів кораблебудівних вузів та факультетів, а також може бути використаний фахівцями підприємств та проектно-конструкторських організацій суднобудівної промисловості.

2. Том 1. Загальні питання щодо конструювання корпусу судна. 4-те вид., перероб. - Спб., Суднобудування, 1993.

Розглянуто питання проектування конструкцій з урахуванням їх експлуатаційної міцності, зручності обслуговування та ремонтопридатності, а також питання технологічності виготовлення окремих конструкцій при будівництві, їх стандартизація і уніфікація.

На відміну від третього видання, матеріал підручника доповнено аналізом численних нових конструктивних типів судів, рекомендаціями щодо використання принципу оптимізації при виборі елементів корпусу, а. також відомостями про нові умови експлуатації численних вітчизняних криголамів і судів льодового плавання та відповідні принципи їх конструювання. У книзі використано останні статистичні дані про пошкодження корпусних конструкцій.

Підручник призначений для студентів кораблебудівних вузів та факультетів, може бути корисним для проектних організацій.

3. Том 2. Місцева міцність та проектування окремих корпусних конструкцій судна. 4-те вид., перероб. - Спб., Суднобудування, 1993.

Розглянуто питання проектування конструкцій з урахуванням їх експлуатаційної міцності» зручності обслуговування та ремонтопридатності, а також питання технологічності виготовлення окремих конструкцій для будівництва, їх стандартизація та уніфікація,

На відміну від третього видання матеріал підручника доповнено аналізом численних нових конструктивних типів судів, рекомендаціями щодо використання принципу оптимізації при виборі елементів корпусу, а також відомостями про нові умови експлуатації численних вітчизняних криголамів та суден льодового плавання та відповідних принципів їх конструювання. У книзі використано останні статистичні дані про пошкодження корпусних конструкцій.

Підручник призначений для студентів кораблебудівних вузів та факультетів, може бути корисним для працівників проектних організацій

Мал. 1. Системи набору КС:

1 – балки головного напряму; 2 ‒ перехресні зв'язки

Мал. 2. Система набору днищового I, бортового II та палубного III перекриттів КС:

1 ‒ днищовий стрінгер; 2 ‒ вертикальний кіль; 3 ‒ флор; 4, 11 ‒ бортові полотнища;

5 ‒ шпангоути; 6 ‒ палубний настил; 7, 9 ‒ палубний стрінгер; 8 ‒ комінгс люка;

10 ‒ поперечна перебирання

Мал. 3. Балки головного напряму та перехресні зв'язки у днищовому перекритті одинарного дна

Мал. 4. Переріз корпусу суховантажного судна при поперечній системі набору:

1 - планшир; 2 - Бімс палубний; 3 - Настил палуби; 4 - Поздовжня балка; 5 – карлінгс;

6 - комінгс люка; 7 – піллерс; 8 - полубімс; 9 - стійка перебирання; 10 - перебирання непроникне; 11 - настил другого дна; 12 - кіль вертикальний; 13 - кіль горизонтальний; 14 - стрінгер днищовий; 15 - днищна зовнішня обшивка; 16 - флор; 17 - вилковий пояс;

18 - трюмний шпангоут; 19 - Твіндечний бімс; 20 - зовнішня бортова обшивка;

21 - шпангоут твіндечний; 22 - книця бімсова; 23 - ширстрек; 24 - фальшборт

Мал. 5. Поперечна система набору днища в носовому краю рудовоза:

1 - стрінгер; 2 - флор; 3 - Обшивка днища; 4 - форпікова перебирання з ребрами жорсткості;

5 - шпангоути; 6 - ребра жорсткості для вертикального перебирання; 7 - бортова обшивка;

8 - настил другого дна

Мал. 6. Дніщеве перекриття з поздовжньою російською (стрінгерною) системою набору:

1 - обшивка днища; 2 - стрінгер; 3 - подвійний тунельний кіль; 4 - друге дно

Мал. 7. Поздовжня система набору в днищовому перекритті танкера:

1 - Поздовжня балка; 2 - Обшивка днища; 3 – флор

Мал. 8. Розрахункові схеми конструкцій днищового перекриття при поперечній ( а)

і поздовжньої ( б) системах набору

Мал. 9. Одинарне дно на малих судах:

а- судно із поперечною системою набору; б- судно з поздовжньою системою набору:

1 - зовнішня обшивка; 2 - Флор; 3 - стрінгерний косинець; 4 - полиця кільсона; 5 - Середній кільовий лист; 6 - брусковий кіль; 7 - шпангоут; 8 - Дерев'яний настил; 9 - вертикальний кіль; 10 - Бічний кільсон; 11 - вилицьова книця

Мал. 10. Подвійне дно:

а- із суцільними та бракетними флорами; б- з днищовими стрінгерами:

1 - Крайній міждонний лист (лляло); 2 - Обшивка днища; 3 - суцільний флор;

4 – днищовий стрінгер; ? - вертикальний кіль; 6 - шпангоут; 7- вилкова книця; 8 - настил подвійного дна; 9 - водонепроникний флор; 10 - бракету

Мал. 11. Конструкція подвійного дна:

1 - вертикальний кіль; 2 - горизонтальний кіль; 3 - Поздовжня балка; 4 - обшивка днища;

5 - днищовий стрінгер; 6 - настил внутрішнього дна; 7 - флор; 8 - міждонний похилий лист; 9 - виличний кіль

Мал. 12. Вузли примикання настилу другого дна до бортового перекриття

у районі вилиці (а в):

1 - Флор; 2 - настил другого дна; 3,5 - вилкова книця; 4,7 - крайній міждонний лист;

6 - вилковий пояс обшивки

Мал. 13. Конструктивні типи кілей:

а- в одинарному дні суховантажного судна; б- брусковий; в- тунельний кіль; г- Коробчастий; д- у одинарному дні наливного судна; е- Шарчастий; ж- вертикальний кіль у подвійному дні: 1 - горизонтальний кіль; 2 - вертикальний кіль; 3 - настил другого дна; 4 - Флор;

5 - днищові поздовжні балки; 6 - кільовий пояс днищової балки; 7 - брусковий кіль;

8 - коробчастий кіль; 9 - вільний поясок вертикального кіля

Мал. 14. Розподіл навантаження по поперечному перерізу суховантажного судна

(ординати в кілопаскалях; сумарне навантаження на днище не показано):

- Статичне навантаження;

Мал. 15. Бортові перекриття:

а- Поперечна система набору; б- Поздовжня система набору:

1 - обшивка бортів; 2 – шпангоут; 3 - бортовий стрінгер; 4 - рамний шпангоут;

5 - поздовжні ребра; 6 – палуба

Мал. 16. Бортові перекриття в МО:

1 - борт; 2 - підпалубна книця; 3 - палуба; 4 - поздовжнє ребро; 5 - карлінг; 6 - карлінг шахти; 7 - бімс шахти; 8 - шахта; 9 - рамний бімс; 10 - піллерс; 11 - рамний шпангоут;

12 - основний шпангоут; 13 - бортовий стрінгер; 14 - Друге дно; 15 - днищовий стрінгер;

16 - вертикальний кіль; 17 - Флор; 18 - днище; 19 - Машинний фундамент; 20 - платформа; 21 - поперечна перебирання ахтерпіка; 22 - вилкова книця

Мал. 17. Бортове перекриття судна льодового плавання з проміжними шпангоутами:

1 - днищовий вертикальний стрінгер (кіль); 2 - Друге дно; 3 - Поздовжня листова балка;

4 - Третє дно; 5 - бортовий стрінгер; 6 - Друга палуба; 7 - Твіндек; 8 - шпангоут;

9 - Комінгс вантажного люка; 10 - поперечна перебирання; 11 - флор

Мал. 18. Конструкції бортового перекриття танкера при поперечній системі набору:

1 - Основний шпангоут; 2 - рамний шпангоут; 3 - стрінгер; 4 - розпірки

Мал. 19. Встановлення розпірок у центральному ( а) та бічних ( б) танках арктичного танкера

Мал. 20. Двокорпусний танкер із поздовжньою системою набору:

1 - днищовий листовий стрінгер; 2- рамний шпангоут; 3 - бортовий стрінгер;

4 - рамний бімс; 5 - Поздовжнє перебирання

Мал. 21. Конструктивний пристрій корпусу танкера з поздовжньою системою набору палубного перекриття (перетин по МШ):

1 - стрінгерний косинець; 2 - рамний шпангоут; 3 - Поздовжня перебирання; 4 - поздовжня балка; 5 - Карлінг (відбійний лист); 6 - рамний бімс; 7 - поперечна перебирання; 8 - стійка перебирання; 9 - шпангоут; 10 - бортовий стрінгер; 11 - шельф; 12 - Поздовжня днищова балка: 13 - вертикальний кіль; 14 - Флор; 15 - вилкова книця; 16 - виличний пояс;

17 - розпірка; 18 - Поздовжня палубна балка; 19 - ширстрек

Мал. 22. Конструкція підпалубного набору суховантажного судна у районі

вантажного люка при поздовжній системі набору:

1- поздовжній комінгс вантажного люка; 2 - Поперечний комінгс вантажного люка;

3 - зварений посилений лист палуби; 4 - настил палуби; 5 - карлінгс, що переходить у нижню частину комінгсу; 6 - Поздовжня підпалубна балка; 7 - піллерс; 8 - книця; 9 - кінцевий бімс

Мал. 23. Конструкція в носовому краю судна з льодовими підкріпленнями

на клас «Л»:

1 - бортовий стрінгер; 2 - форпікова перебирання; 3 - настил диптанка; 4 - вертикальний кіль; 5 - платформа; 6 - форштевень; 7 - верхня палуба; 8 - палуба бака; 9 - Стінка ланцюгового ящика; 10 - відбійне перебирання в ДП; 11 - основний шпангоут; 12 - проміжний шпангоут;

13 - бімси; 14 - проміжний ряд бімсів між бортовими стрінгерами (холості бімси); 15 ~ книця

Мал. 24. Конструкція форштевню: брускового кованого:

1 - брестук; 2 - отвори для стоку води з брестку; 3 - паз для з'єднання форштевня

із зовнішньою обшивкою

Мал. 25. Конструкція форштевня:

1 - Обшивка днища; 2 - вертикальний кіль; 3 - бресток; 4 - нижня палуба; 5 - кований брус; 6 - бортове поздовжнє ребро жорсткості; 7 - верхня палуба; 8 - палуба напівбака

Мал. 26. Різновиди конструкції форштевні:

а- літо-зварний; б, в -зварний:

1 - литий (сталевий) брус; 2 - КС; 3 - бракету; 4 - брестук

Мал. 27. Самостійна конструкція бульба,

що приєднується до носового краю судна:

1 - форштевень; 2 - Поздовжнє перебирання бульба; 3 - Обшивка бульба; 4 - стрінгер бульба;

5 - Вертикальна діафрагма; 6 - Розпірка; 7 - шпангоут бульба; 8 - розподільна перебирання ланцюгового ящика; 9 - перебирання форпіка; 10 - головна палуба; 11 - Бімс

Мал. 28. Кормовий край з дейдвудом, старнпостом і опорами для пера руля

та льодовим зубом:

1 - ахтерштевень; 2 - яблуко ахтерштевня; 3 - старпост; 4 - гельмпортова труба; 5 - льодовий зуб; 6 - Транець; 7 – бімс; 8 - ахтерпікова перебирання; 9 - дейдвудна труба; 10 - Кіль;

11 - черевик; 12 - П'ята

Мал. 29. Литий збірний ахтерштевень Мал. 30. Ахтерштевень одногвинтового судна

одногвинтового судна зі вставним рудером з балансирним кермом:

постом: 1 - старпост; 2 - яблуко; 3 - балер керма;

1 - старпост; 2 - яблуко; 3 - Підошва; 4 - фланцеве з'єднання пера руля з балером;

4 - п'ята; 5 - рудерпост; 6 - петлі керма; 5 - Рудерпост; 6- протектори; 7- перо керма;

7 - вікно; 8 – арка 8 - п'ята; 9 – черевик

Мал. 31. Конструкція дейдвудної труби:

1 - дейдвудна труба; 2 - дейдвудна втулка; 3 - підшипник дейдвудного валу; 4 - стопорне кільце; 5 - гайка; 6 - фланець; 7 - сальникова втулка; 8 - вкладиш; 9 -сальникове набивання;

10 - водорозподільне кільце; 11 - трубки водяного охолодження; 12 - дейдвудний вал; 13 - облицювання дейдвудного валу; 14 - яблуко старнпоста; 15 - ахтерпикова перебирання

Мал. 32. Пристрій мортир двохвальної установки:

1 - мортира; 2 - кронштейн

Мал. 33. Бічний вид мортири двовального судна:

1 - мортира; 2 - діафрагма для кріплення мортири

Мал. 34. Вузол виходу гребного валу з корпусу:

1 - дейдвудна труба; 2, 5 - бакаутовий вкладиш; 3 - гребний вал; 4 - Бронзова втулка;

6 - гайка кріплення ГВ; 7 - обтічник; 8 - кронштейн; 9 - мортира; 10 - сальник;

11 - привариш; 12 - ахтерпікова перебирання; 13 - натискна втулка; 14 - флор

Мал. 35. Різні форми мортир двогвинтового судна:

1 - кронштейн; 2 - підшипник валу; 3 - Викрутки

Мал. 36. Плоскі перебирання суховантажного судна:

а- Розташування поперечних перебірок: 1 - таранна (форпікова) перебирання; 2 - Ланцюговий ящик; 3 - Кормова перебирання бака; 4 - трюмне перебирання; 5, 7 - носова та кормова перебирання МО; 6 - фронтальне перебирання (стінка) середньої надбудови; 8 - ахтерпікова перебирання; 9 - фронтальне перебирання юта;

б- Поперечна плоска аварійна перебирання: 10- стійки; 11 - пояси;

в -поперечна аварійна перебирання із коробчатими гофрами; г- форпік

Мал. 37. Конструкції плоских поперечних та поздовжніх перебирань танкерів:

1 - полотнище поперечної перебирання; 2 - звичайна стійка; 3 - шельф; 4 - полотнище поздовжньої перебирання; 5 - докова стійка; 6 - звичайна стійка поздовжньої перебирання;

7 - ширстрек; 8 - шпангоут; 9 - бортовий стрінгер; 10 - вилкова книця; 11 - Флор; 12 - Обшивка днища; 13 - ребро жорсткості днища; 14 - горизонтальний кіль; 15 - вертикальний кіль

Мал. 38. Шельфи на поздовжній та поперечній перебираннях танкера:

1 - шельф; 2 - ребра жорсткості

Мал. 39. Гофрована поперечна перебирання:

1 - шельф; 2 - полотнище (гофроване); 3 – докова стійка; 4 - Коробчастий гофр;

5 - хвилястий гофр

Мал. 40. Різні видигофрованих перебірок:

а- зі швелерів; б- зі стійками змінної висоти; в- хвиляста; г- зі швелерів

та листів; д- З обрізних профілів; е- з трапецієподібних профілів; ж -з кутових профілів

Мал. 41. Тунель гребного валу:

а- загальне розташування тунелю між перебірками ахтерпіка та МО; б- переріз тунелю площиною Б-Б; в- Розташування рецесу у ахтерпікової перебирання; г- Редуктор:

1 - рецес; 2 - аркове ребро; 3 - упорний підшипник

Мал. 42. Рецес наприкінці тунелю:

1 - настил другого дна; 2 - тунель; 3 - рецес

Мал. 43. Легка поперечна вигородка в ютовий надбудові:

1 - зовнішня обшивка; 2 - Комінгси; 3 - полотнище перебирання; 4 - стійка перебирання (полособульб); 5 - Поздовжнє перебирання

Розглянемо основні елементи маломірного судна.

Корпус- основна частина будь-якого судна, що складається з набору (каркасу) та обшивки. Набір є сукупністю поздовжніх і поперечних зв'язків, що забезпечують корпус жорсткістю і надають йому відповідну форму.

Ніс судна- Передня по ходу частина судна.

Корма- Задня частина судна.

Борт- Бічна сторона корпусу. Кожне судно має два борти – правий та лівий. Для визначення бортів потрібно стати обличчям до носа судна, праворуч буде правий борт, зліва — лівий.

Ватерлінія- Теоретична або умовна лінія, що виходить від перетину поверхні корпусу судна з горизонтальною площиною або рівнем води. Вантажна ватерлінія - ватерлінія за наявності на судні встановленої для нього кількості вантажів та пасажирів. Вантажну ватерлінію рекомендується провести контрастною фарбою навколо корпусу. Грузити судно на осадку вище за вантажну ватерлінію не можна.

Опад- Розмір занурення у воду корпусу судна. Розрізняють осаду завантаженого судна та порожнього. Вимірюється осад від нижньої кромки днища судна або від кромки лопаті гребного гвинта до діючої ватерлінії. Кожному водієві необхідно точно знати осідання свого судна в залежності від завантаження, щоб при плаванні на мілководних ділянках не допускати посадки судна на мілину або пошкодження гребного гвинта.

Надводний борт- Частина борту, що знаходиться вище вантажної ватерлінії. У зв'язку з тим, що при правильному завантаженні судна надводний борт у звичайних умовах не занурюється у воду, його іноді називають «сухим бортом».

Мінімальна висота надводного борту- Найменша відстань від діючої ватерлінії до лінії палуби або вирізу в транці при повному водотоннажності судна.

Головні розмірення судна та його елементи

Мал. 2. Головні розміри судна:

а) без постійно виступаючих частин;

б) з частинами, що постійно виступають;

в) у поперечних перерізах корпусу.

До головних розмірів судна відносяться довжина, ширина, висота борту та осаду (Рис. 2).

  • Довжина найбільша(Lнб)- відстань, виміряна в горизонтальній площині між крайніми точкаминоса та корми судна без урахування виступаючих частин.
  • Довжина габаритна(Lгб) – максимальна довжина судна з урахуванням виступаючих частин.
  • Довжина конструктивна(Lквл) - довжина , виміряна між носовим та кормовим перпендикулярами конструктивної ватерлінії. При цьому конструктивна ватерлінія(КВЛ) - ватерлінія, прийнята за основу побудови теоретичного креслення та відповідна отриманому попереднім розрахунком повної водотоннажності судна.
  • Ширина найбільша(Внб) - відстань по КВЛ, виміряна у найширшій частині судна без урахування виступаючих частин.
  • Ширина габаритна(ВГБ) - максимальна ширина судна з урахуванням частин, що виступають, наприклад привальних брусів.
  • Ширина на мідель-шпангоуті(В) - відстань по КВЛ у найширшій частині судна.
  • Висота борту(Н) - вертикальна відстань, виміряна на мідель-шпангоуті між внутрішніми поверхнями верхньої палуби (біля борту) та горизонтального кіля.
  • Осаду (Т) – вертикальна відстань, виміряна від КВЛ до нижньої кромки кіля в місці найбільшого поглиблення судна. Розрізняють також осаду носом (Тн) та кормою (Тк;). Різниця між ними називається диферентом D: Розрізняють осаду завантаженого судна та порожнього. Вимірюється осад від нижньої кромки днища судна або від кромки лопаті гребного гвинта до діючої ватерлінії. Кожному водієві необхідно точно знати осідання свого судна в залежності від завантаження, щоб при плаванні на мілководних ділянках не допускати посадки судна на мілину або пошкодження гребного гвинта.

Набір корпус, система набору. Основні поняття та терміни.

Конструкція корпусу повинна забезпечувати водонепроникність та достатню міцність судна. Корпус, відчуваючи дію сил власної ваги судна та сил тиску води, що розподіляються по довжині нерівномірно, може отримати вигин.

Здатність судна чинити опір згинальним навантаженням називається поздовжньою міцністю.

Крім поздовжнього вигину судна, під дією тиску води, вантажу, механізмів та іншого суднового обладнання виникає місцева деформація днища, бортів та настилу у поперечному напрямку.

Здатність судна протистояти зусиллям, що викликають деформацію корпусу у поперечному напрямку, називається поперечної міцністю.

При надмірному навантаженні може статися руйнування корпусу. Щоб цього не сталося, листи обшивки підкріплюють набором - поздовжніми та поперечними балками.

Сукупність поздовжніх та поперечних балок, що утворюють каркас судна, називається судновим наборомкорпуси.

Набір корпусу судна будучи каркасом, виготовляється з найбільш міцних матеріалів. Складається він із поздовжніх та поперечних зв'язків. Основним поздовжнім зв'язком є ​​кіль, встановлений у діаметральній площині судна. У дерев'яних суден він є міцним брусом з міцних порід дерева (дуб, ясен і т. п.), а у металевих - потовщену смугу металу. У носовій частині судна безпосередньо до кіля приєднується форштевень. Це загнутий догори брус або металевий косинець, що є продовженням кіля. Подібний брус або косинець, але встановлений у кормовій частині, називається ахтерштевнем. У дерев'яних суден форштевень та ахтерштевень, як і кіль, виготовляють із міцних порід дерева. Кормова частина моторних суден зазвичай закінчується транцем. Він є рамою з брусків дерева твердих порід, обшиту зовні дошками або фанерою. Транець надійно кріпиться до кіля. Для суден з підвісними моторами транці повинні бути підвищеної міцності, так як вони сприймають упор гребного гвинта і вібрацію двигуна.

Поздовжні та поперечні балки суднового набору розташовуються у певній послідовності, яка називається системою набору. Залежно від співвідношення поздовжніх та поперечних балок системи наборуподіляються на: поздовжню, поперечнуі комбіновану (рис.3)

.

Елементи набору

Поздовжніми елементами (Балками)судна є:

Кіль -поздовжня балка днищового набору, що проходить посередині ширини судна;

Стрінгери -поздовжні балки днищового та бортового набору. Залежно від місця розташування вони бувають: бортові, днищові та вилицьові;

Карлінгси -поздовжні підпалубні балки;

Поздовжні ребра жорсткості -поздовжні балки меншого профілю, ніж у стрінгерів та карлінгсів. За місцем розташування вони називаються підпалубними, бортовими або днищовими та забезпечують жорсткість зовнішньої обшивки та настилу палуби при поздовжньому вигині.

Поперечні елементи (балки) судна:

Флори -поперечні балки днищового набору, що простяглися від борту до борту. Вони бувають водонепроникні, суцільні та бракетні;

Шпангоути -вертикальні балки бортового набору, які з'єднуються внизу із флорами за допомогою книжок. Книця – це деталь з листової сталі трикутної форми, що використовується для з'єднання різних деталей корпусу. На малих суднах (човнах) флори можуть бути відсутніми і шпангоути є цільними балками бортового та днищового набору.

Бімси -поперечні балки підпалубного набору проходять від борту до борту. За наявності вирізів у палубі бімси розрізаються і називаються напівбімсами. Вони одним кінцем з'єднуються зі шпангоутом, а іншим кріпляться до масивного комінгсу, який облямовує виріз у палубі, з метою компенсації ослаблення палубного перекриття вирізами.

на Мал. 4зображено найпростіший пристрій корпусу маломірного судна із зазначенням основних елементів набору, а на рис 5 представлений повніший набір корпусу дерев'яного моторного човна.

Шпангоути судна нумеруються від носа до корми. Відстань між шпангоутами називається шпацією.Вертикальні, що окремо стоять стійки круглого або іншого перерізу, називаються піллерс.Піллерс служить для підкріплення палуби і в своїй нижній частині впирається в місця перетину флор (шпангоутів - на малих суднах) з поздовжніми днищовими балками (кіль, стрінгер, кільсон), а у верхній частині - бімсів з карлінгсами. Установка піллерса показана на Мал. 6.

На малих моторних суднах (на відміну від великих судів) усередині корпусу встановлюють привальні бруси. Верхня грань бруса повинна бути на одному рівні з верхньою гранню верхнього пояса обшивки. Обидва привальні бруси (правого та лівого бортів) вигинають по обводах корпусу судна і кріплять до кожного шпангоуту та бімсу шурупами діаметром 4-8 мм або болтами. У носі привальні бруси з'єднують між собою і з форштевнем косинцем, званим брестуком. Кормові гілки привальних брусів кріплять до транцевого шпангоуту та обшивки транцю металевими або дубовими кницями.

Корпус моторного судна зазвичай розділяють спеціальними водонепроникними перебираннями на три відсіки. Носовий відсік називається форпіком, середній – робочим відсіком та кормовий – ахтерпіком.

На рис. 8 показаний розріз катера для пояснення основних найменувань його корпусу та надбудов.

Рис 8 Розріз катера- 1 - перо керма, 2 - гельмпорт, 3 - румпель секторного типу, 4 - транець, 5 - отвір газових лопу, 6 - настил палуби, 7 - привальний брус, 8 - грати повітрозабірника 9 степс, 10 - кормовий флагшток, // - клотик флагштока, 12-кормовий сигнальний вогонь, 13-шахта повітрозабірника, 14-фальшборт, 15 - платформа кокпіта 16-задрайка, 17 - леєр (релінг), 18 - двері фальшборту, 19-кришка люка, 2 моторного відсіку, 22 - дах ходової рубки, 23 - сидіння рульового, 24 - штурвал, 25 - карлінгс 26-бортовий сигнальний (відмінний) вогонь, 27 - топовий сигнальний вогонь, 28 - ключик щогли, 29 - пульт управління , 31 щогла, 32 - подушка кріплення щогли, 33 - дах кубрика (каюти), 34 - водонепроникна перебирання, 35 - качка швартування, 36 - кипова планка, 37 - комінгс люка 38 - горловина, лаз 3 - Таранна перебірка, 41-лобова стійка кубрика, 42-карлінгс кубрика, 43 - комінгс кубрика, 44 - бічна стоїка кубрика, 45 перебірка, 46 стінка кубрика, 47-скуловий косинець, 48-водонепроникна перебірка,0 фундамент двигуна;

Зовнішня обшивка.Зовнішня обшивка судна забезпечує водонепроникність корпусу та одночасно бере участь у забезпеченні поздовжньої та місцевої міцності судна.

Палубний підлога.Палубний настил забезпечує водонепроникність корпусу зверху та бере участь у забезпеченні поздовжньої та місцевої міцності судна.

Фальшборт та леєрна огорожа.На морських, річкових та сучасних прогулянкових суднах для запобігання людям від падіння за борт відкриті палуби мають фальшборт або леєрну огорожу.

Надбудови та рубки.Надбудовами називаються всі закриті приміщення, розташовані вище верхньої палуби від борту до борту. Носова надбудова називається баком, кормова – ютом. Середня надбудова спеціальної назви не має.

Судна на підводних крилах

Судна на підводних крилах ще можна зустріти майже на кожній річці, водосховищі та на морі. Це - пасажирські теплоходи, службово-роз'їзні катери, моторні човни, конструкції яких розробляють самі судноводії

Швидкість суден на підводних крилах досягається головним чином завдяки зменшенню опору води руху корпусу судна. У таких суден корпус під час руху не стосується водної поверхні. Відбувається це в результаті дії підйомної сили крил, укріплених під корпусом, яка під час ходу піднімає судно над водою і утримує його в такому стані, поки судно рухається з достатньою швидкістю. Оскільки при цьому у воді знаходяться лише крила, стійки, гребний вал і гвинт, а їхня сумарна площа значно менше площікорпусу, то й опір води руху судна буде значно меншим.

Принцип дії підводного крила можна розглянути на схемі (рис. 9). При русі у воді будь-якого тіла на нього діє сила опору води R, спрямована у бік, протилежний руху.

Оскільки профіль крила має несиметричну форму і до того ж при русі судна крило розташоване по відношенню до потоку під деяким кутом а, званим кутом атаки, то повна сила R, що діє на крило, відхилиться від напрямку руху і буде спрямована по відношенню до нього під кутом . Цю силу можна розкласти на дві складові: перпендикулярну до напрямку руху Y і паралельну до напрямку руху X. Складова Y називається підйомною силою, оскільки вона прагне підняти крило. Складова X називається лобовим опором, оскільки вона протидіє поступальному руху крила. Виникнення підйомної сили пов'язані з утворенням біля крила циркуляційного потоку, який, накладаючись основний потік, прискорює рух води над крилом і уповільнює під крилом. У зв'язку з цим, згідно із законом Бернуллі, над крилом, де швидкість потоку збільшена, тиск знижується, а під крилом, де швидкість потоку зменшено, зростає.

Чим більша швидкість потоку, що набігає, тим більше будуть підйомна сила і лобовий опір. Ці сили залежать також від форми профілю крила та від кута атаки.

Зі збільшенням кута атаки а підйомна сила спочатку зростає і при деякому значенні, званому критичним кутом атаки акр, досягає максимального значення. При подальшому збільшенні підйомна сила зменшується, що пов'язано з відривом потоку від верхньої поверхні крила. Сила лобового опору із збільшенням кута атаки безперервно зростає.

Рис 9 Сили, що діють на профіль крила

При малому куті атаки підводного крила судно не зможе вийти на крила через недостатнє значення підйомної сили, а при завищеному куті атаки через великий лобовий опір.

Досконалість крила прийнято оцінювати величиною, яка називається якістю крила і представляє відношення підйомної сили до лобового опору.

Зазвичай доцільні швидкості суден водотоннажністю 0,5-2 т, обладнаних підводними крилами, знаходяться в межах 40-70 км/год. При швидкості судна нижче 40 км/год криловий пристрій виходить дуже громіздким та важким; при швидкостях понад 70 км/год на крилах виникає явище кавітації, рух стає нестійким.

У криловому режимі маса судна сприймається підйомною силою носового та кормового крил, причому навантаження найчастіше розподіляється між ними порівну. Для виключення негативного впливу носового крила на кормову відстань між ними має бути не менше ніж 12—15 хорд крила.

На малих судах застосовують різні системи підводних крил, найбільш поширені у тому числі показані на рис. 10. Переважне поширення їх для річкових судів отримали малозанурені підводні крила. Глибина занурення носового крила такої конструкції становить 15-20% його хорди, кормового - 20-25%, висота підйому корпусу невеликих катерів над водою - 0,1 -0,5 м. ходовому диферентіна корму 1,5—2,5°.

Малопогруженное крило (рис. 10 а) має високу гідродинамічну якість, тому необхідна підйомна сила забезпечується при порівняно малих його площах. Істотним недоліком такого крила, однак, є низька мореплавність: на хвилюванні крила можуть оголюватися, через що відбуваються жорсткі удари, тому що в контакт із водою вступає одразу вся площа крила. На хвилюванні судно з малозануреними крилами зазнає сильних коливань і часто зривається з крильового режиму.

Мореплавність суден на малозавантажених крилах частково може бути підвищена шляхом встановлення додаткових несучих елементів, закріплених під основним носовим крилом (рис. 10, б), розташування кільової ділянки - «чайки» в середній частині крила (рис.-10, в), додаткових площин на стійках крила.

Рис 10 Схеми підводних крил, що застосовуються на маломірних моторних суднах: а - малозанурене крило, б - крило з додатковим елементом, в - "чайка", г -крило, що перетинає поверхню води, д - трапецієподібне крило зі стабілізаторами, е розрізне крило

Недоліком у перших двох випадках є збільшення габаритного осідання судна в режимі плавання; у третьому - зростання опору через «замикання» додаткових площин на ходу, до того ж ця схема не усуває «провалювання» крила при сході з хвилі.

Крила, що перетинають поверхню води (рис. 10, г, д) забезпечують більш високі морехідні якості і, крім того, мають властивість саморегулювання при зміні навантаження в широкому діапазоні. Стабілізація руху здійснюється внаслідок зміни зануреної площі крила. Внаслідок великого занурення ці крила менше схильні до хвильових обурень, що загасають зі збільшенням глибини. Підйомна сила на крилах, що перетинають поверхню води, в умовах хвилювання змінюється плавно, без втрати стійкості. Завдяки похилим частинам крила судно має підвищену стійкість - при крені ця ділянка входить у воду і створювана на ньому підйомна сила відновлює судно в пряме положення. Для поліпшення морехідних якостей судно може бути обладнане різними типами підводних крил. Наприклад, носове крило роблять поверхню води, що перетинає, а кормове — у вигляді плоского малозануреного крила.

У практиці дрібного суднобудування мають поширення також розрізні носові крила (рис. 10, е), які легко зробити такими, що складаються. Слід зазначити, що гідродинамічна якість такого крила дещо нижча, ніж суцільного, тому для отримання тієї ж швидкості потрібна дещо більша потужність двигуна.