Й учебный вопрос. Устройство корпуса судна; Студопедия

{RANDOM_PARAGRAPH=100-400}

Й учебный вопрос. Устройство корпуса судна

Судно – плавучее сооружение, имеющее водонепроницаемый корпус и предназначенное для перевозки грузов и пассажиров, водного промысла или выполнения других хозяйственных и специальных задач.

Под маломерными судами понимаются суда и другие водные транспортные средства (моторные, гребные и несамоходные) валовой вместимостью менее 80 регистровых тонн, пассажировместимостью 12 и менее человек, со стационарными двигателями мощностью менее 55 кВт (75 л.с.) или подвесными моторами независимо от мощности.

/ 1 Регистровая тонна = 2,831685 м 3 – единица объема , применяемая для выражения регистровой вместимости судна (объема внутренних помещений судна./

Шлюпкаминазываются беспалубные маломерные гребные, парусные и моторные суда. Их изготавливают из дерева, металла, пластмасс, а также резинотканей (надувные). По назначению шлюпки делятся на служебные (судовые), спасательные и спортивные. В зависимости от размеров и конструкции шлюпки подразделяются на баркасы, вельботы, ялики и тузики.

Катер– самоходная шлюпка, имеющая палубу и хорошие мореходные качества. Применяется для служебно-вспомогательных целей (гидрографические, водолазные, лоцманские, санитарные, буксирные, спасательные, рабочие, разъездные и др.) и народохозяйственные (рыбопромысловые, пассажирские).

Катера могут оснащаться двухмачтовым парусным и весельным (от 10 до 16 весел) вооружением с кливером, фоком и гротом. На них устанавливается мотор, обеспечивающий автономность плавания, предусмотрена обитаемость экипажа.

Семейство маломерных судов очень многообразно, поэтому приведенная ниже классификация не претендует на полноту и законченность, она может изменятся и дополнятся ( см. “Морские и речные термины. Словарь.” – М.: “Былина”, 1997.(Инв.620у) терминсуда):

1. По назначению:

· транспортные суда (для перевозки грузов и пассажиров);

· спортивные (для спортивных целей и тренировок);

· специальные (для проведения специальных работ на воде).

2. По режиму движения:

* водоизмещающие (суда, которые поддерживаются на плаву за счет “архимедовой силы”);

* глиссирующие (суда, у которых при движении, благодаря особой формы днища, возникает гидродинамическая сила, вызывающее значительное всплытие судна и скольжение его по поверхности воды);

* на подводных крыльях (суда, у которых при движении за счет аэродинамической подъемной силы подводных крыльев, корпус судна выходит из воды);

* на воздушной подушке (суда, у которых корпус поддерживается над поверхностью за счет нагнетания воздуха под основание камеры днища).

3. По роду движителя:

4. По материалу корпуса:

* из других материалов.

5. По конструкции набора корпуса:

* с продольным набором;

* с поперечным набором;

* со смешанным набором;

6. По роду двигателя:

* со стационарным двигателем;

* с подвесным двигателем.

7. По обводам корпуса:

8. По количеству корпусов:

* многокорпусные (катамараны, тримараны, многоточечные, лыжи, сани и др.).

Требования к маломерным и прогулочным судам изложены в ГОСТ 19105-79, ГОСТ 19356-79, общее устройство маломерного моторного судна представлено на рис.1.

Основными составными частями маломерного моторного судна (на примере катера любительской постройки) являются:

Корпус (1). Основная часть судна, в которую входят набори обшивка. Набор

(на примере катера любительской постройки).

1-корпус судна; 2-надстройка; 3-рубка; 4-моторная ниша; 5-главный двигатель; 6-реверс-редукторное устройство с гребным винтом; 7-кокпит; 8-леер; 9-мачта; 10-ходовые огни; 11-надводный борт; 12-редан; 13-днище; 14-подводный борт; 15-каюта; 16-кубрик; 17-форпик.

состоит из продольных и поперечных связей, служащих основанием для обшивки. Передняя часть (надстройка) корпуса называется баком (бак), средняя часть – шканцами (шканцы), кормовая часть (надстройка) – ютом (ют).

Надстройка (2). Конструкция над корпусом судна, являющаяся продолжением его бортов, или помещение, расположенное на палубе по всей ширине корпуса судна.

Рубка (3). Часть надстройки или конструкция на палубе не занимающая всей ширины корпуса судна (расстояние от борта до стены рубки более 4% от ширины корпуса). Рубка – помещение для управления судном и двигателем. На маломерных судах надстройка и рубка совмещается.

Моторная ниша (4). Отсек в кормовой части корпуса судна для размещения главного судового двигателя, узлов и агрегатов систем двигателя, топливных емкостей. Моторная ниша может быть открытая (как правило для подвесных двигателей) и закрытая (для стационарных двигателей).

Читайте также:

Выбор материала для постройки яхты

Главный двигатель (5), реверс-редукторное устройство с гребным винтом (6). Механизмы, приводящие в движение маломерное судно.

Кокпит (7). Вырез или углубление в палубе маломерного судна на юте, как правило отделен от остальной палубы буртиком. Предназначен для размещения пассажиров, грузов и экипажа.

Леер (8).Туго натянутый тонкий трос в качестве ограждения вдоль бортов судна при отсутствии фальшборта. Фальшборт – продолжение борта над палубой в носовой и кормовой части судна.

Мачта (9). Часть рангоута маломерного судна, установленная в диаметральной плоскости судна, возвышающаяся над рубкой и предназначенная для установки приборов сигнализации (ходовых огней) и связи.

Надводный борт (11), подводный борт (14), днище (13). Элементы внешней обшивки корпуса выше и ниже конструктивной ватерлинии (КВЛ).

Редан (12). Уступ на поверхности днища маломерного судна в носовой части, который обеспечивает при движении судна его подъем из воды до положения скольжения (глиссирования).

Каюта (15), кубрик (16). Помещения на судне, предназначенное для проживания экипажа судна и пассажиров.

Форпик (17). Носовой отсек, расположенный непосредственно у форштевня.

Несмотря на разнообразие маломерных судов, их корпуса устроены, в основном, из одних и тех же элементов. Общее устройство корпуса маломерного моторного судна представлено на рис.2.

Курс подготовки судоводителей маломерных судов

Настоящий курс, представляет собой учебное пособие для подготовки судоводителей яхт, катеров и гидроциклов для сдачи экзамена на право управления маломерным судном в ГИМС МЧС Российской Федерации. Цель курса – помочь начинающему судоводителю получить базовые знания о судах и реках, правилах плавания на внутренних водных путях РФ, безопасности движения по воде и подготовиться к экзаменам на право самостоятельного управления судном. Книга предназначена для широкого круга читателей, интересующихся возможностью безопасного и приятного отдыха на воде и желающих получить право самостоятельного управления речными маломерными судами. В формате pdf.a4 сохранен издательский макет.

1 — Носовой релинг; 2 — Форлюк; 3 — Кранцы; 4 — Леерноя стойка; 5 — Леерное ограждение; 6 — Штурманский мостик; 7 — УКВ антенна; 8 — GPS антенна; 9 — Навигационные огни; 10 — Телевизионная антенна; 11 — Радиолокационная антенна; 12 — Кормовая палуба; 13 — Спасательная подкова; 14 — Шлюпбалка; 15 — Спасательный плот; 16 — Платформа для купания; 17 — Палубный душ; 18 — Кранцы; 19 — Транец; 20 — Механизм рулевого привода; 21 — Топливный танк; 22 — Гребной винт; 23 — Кронштейн гребного вала; 24 — Гребной вал; 25 — Ватерлиния; 26 — Утка; 27 — Надводный борт; 28 — Кают-компания; 29 — Обеденный стол; 30 — Правый двигатель; 31 — Камбуз; 32 — Правый бортовой огонь; 33 — Контрольно-измерительные приборы; 34 — Навигационные приборы; 35 — Каюта; 36 — Гальюн с душем; 37 — Носовая каюта — кубрик; 38 — Форштевень.

Основные элементы судна

Маломерное судно, как и любое транспортное судно, по своей композиции делится на корпус (само судно) и надстройку или рубку. надстройка — конструкция над корпусом судна, являющаяся продолжением его бортов, или помещение, расположенное на палубе по всей ширине судна (корпуса).

Рубка — конструкция на палубе, не занимающая всей ширины корпуса судна (остаются проходы на палубе вдоль бортов). На маломерных судах рубкой часто называют помещения для управления судном и двигателем.

Носовая часть палубы называется баком, надстройка над ним — баковой. Кормовая часть палубы называется ютом, надстройка над ним ютовой. Надстройки и отдельные имеют только крупные катера и моторные яхты. Большинство моторных катеров имеет надстройку, где рубка совмещается с помещением для пассажиров. Вместо надстройки часто устанавливают бортовые ограждения от захлестывания воды, с ветровым стеклом и неполным постоянным или откидным тентом.

Корпус судна является основной частью судна, он состоит из набора и обшивки. Набор состоит из продольных и поперечных связей, служащих основанием для обшивки — оболочки судна, обеспечивающей корпусу водонепроницаемость и совместно с набором прочность и жесткость. Очертания корпуса, как правило, плавны, заострения характерны только для носа и кормы.

Переднюю оконечность судна называют носовой, а заднюю — кормовой, боковые стороны, или стенки корпуса, называют правым и левым бортами, если смотреть с кормы на нос судна. Часть корпуса, находящуюся под водой, называют подводной, а над водой — надводной. Нижнюю часть корпуса называют днищем, а верхнюю, горизонтальную, — палубой. Палуба на маломерных судах, например мотолодках, может отсутствовать.

Для более полного представления об устройстве корпуса маломерного судна на рис.1 изображена схема корпуса современно го металлического катера.

Элементы набора

Судовым набором называется совокупность продольных и поперечных балок, образующих каркас судна, корпуса.

Набор корпуса судна являясь каркасом, делается из наиболее прочных материалов. Состоит он из продольных и поперечных связей. Основной продольной связью является киль, установленный в диаметральной плоскости судна. У деревянных судов он представляет собой прочный брус из крепких пород дерева (дуб, ясень и т. п.), а у металлических — утолщенную полосу металла. В носовой части судна непосредственно к килю присоединяется форштевень. Это загнутый кверху брус или металлический угольник, являющийся продолжением киля. Подобный брус или угольник, но установленный в кормовой части, называется ахтерштевнем. У деревянных судов форштевень и ахтерштевень, как и киль, изготовляют из прочных пород дерева. Кормовая часть моторных судов обычно заканчивается транцем. Он представляет собой раму из брусков дерева тверядых пород, обшитую снаружи досками или фанерой. Транец надежно крепится к килю. Для судов с подвесными моторами транцы должны быть повышенной прочности, так как они воспринимают упор гребного винта и вибрацию работающего двигателя.

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, по перечную и комбинированную (рис.2)

Рис. 2 Системы набора

Продольными элементами (балками) судна являются:

Киль продольная балка днищевого набора, проходящая посередине ширины судна;

Форштевень переднее конструктивное оформление (продолжение киля), им заканчивается набор корпуса судна с носа.

ахтерштевень конструктивное оформление кормовой оконечности судна (продолжение киля), им оканчивается набор корпуса судна с кормы. На моторных лодках с кормы находится транцевая доска (транец).

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 (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.

Бимсы поперечные балки подпалубного набора, проходящие от борта до борта. При наличии вырезов в палубе бимсы разрезаются и называются полубимсами. Они одним концом соединяются со шпангоутом, а другим крепятся к массивному комингсу, который окаймляет вырез в палубе, с целью компенсации ослабления палубного перекрытия вырезами. На рис. 3 изображено простейшее устройство корпуса маломерного судна с указанием основных элементов набора, а на рис. 4 представлен более полный набор корпуса деревянной моторной лодки.

Рис. 3 Устройство корпуса маломерного судна место крепления

Рис. 4 Элементы набора деревянного корпуса моторной лодки

Рис. 5 Разрез катера

1 — перо руля, 2 — гельмпорт, 3 — румпель секторного типа, 4 — транец, 5 — отверстие газовыхлопа, 6 — настил палубы, 7 — привальный брус, 8 — решетка воздухозаборника, 9 — степс, 10 — кормовой флагшток, 11 — клотик флагштока, 12 — кормовой сигнальный огонь, 13 — шахта воздухозаборника, 14 — фальшборт, 15 — платформа кокпита, 16 — задрайка, 17 — леер (релинг), 18 — дверь фальшборта, 19 — крышкалюка, 20 — поручень, 21 — комингс люка моторного отсека, 22 — крыша ходовой рубки, 23 — сиденье рулевого, 24 — штурвал, 25 — карлингс 26 — бортовой сигнальный (отличительный) огонь, 27 — топовый сигнальный огонь, 28 — клютик мачты, 29 — пульт управления судном, 30 — бимс, 31 — мачта, 32 — подушка крепления мачты, 33 — крыша кубрика (каюты), 34 — водонепроницаемая переборка, 35 — швартовная утка, 36 — киповая планка, 37 — комингс люка, 38 — горловина (лаз в переборке), 39 — бимс, 40 — таранная переборка, 41 — лобовая стойка кубрика, 42 — комингс кубрика, 43 — боковая стоика кубрика, 44 — переборка, 45 — стенка кубрика, 46 — водонепроницаемая переборка, 47 — бортовой стрингер, 48 — фундамент двигателя, 49 — полубимс, 50 — комингс кокпита, 51 — ахтерпиковая переборка, 52 — кронштейн гребного вала, 53 — гребной винт

Шпангоуты судна нумеруются от носа к корме. Расстояние между шпангоутами называется шпацией. Вертикальные, отдельно стоящие стойки круглого или иного сечения, называются пиллерса ми. Пиллерс служит для подкрепления палубы и в своей нижней части упирается в места пересечения флор (шпангоутов на малых судах) с днищевыми продольными балками (киль, стрингер, кильсон), а в верхней части бимсов с карлингсами.

Корпус судна может быть разделен на отдельные отсеки при по мощи поперечных и продольных водонепроницаемых переборок.

Крайняя носовая часть судна между форштевнем и первой переборкой называется форпик, а крайний кормовой отсек ахтерпик.

У моторных лодок водонепроницаемая конструкция у транца, об разующая нишу и предназначенная для размещения лодочного мотора, называется моторной нишей.

Моторную нишу, расположенную выше уровня воды и снабженную шпигатами отверстиями для слива воды, называют нишей-рецессом.

На рис. 5 показан разрез катера для пояснения основных наименований его корпуса и надстроек.

Главные размерения судна

Основными элементами, отличающими одно судно от другого, являются их геометрические характеристики: длина, ширина, высота борта и осадка. Эти характеристики своего судна, или, как их называют, главные размерения, судоводитель должен знать. Изменения размерений, зависящие одно от другого, например осадку и высоту надводного борта, он должен проверять.

Изменение количества груза и людей на борту меняет осадку и высоту надводного борта, создает крен и дифферент, что отражается на навигационных качествах судна: плавучести, остойчивости, ходкости, устойчивости на курсе и др.

Материалы и конструкции корпусов маломерных судов

Дюралюминий – сплав алюминия с медью (около 4 %), магнием (1,5 %) и марганцем (0,5 %) – принадлежит к так называемым недеформируемым и термически упрочняемым сплавам. Для постройки моторных лодок чаще всего применяют листы из дюралюминия Д16АТ, подвергаемые закалке для достижения высокой прочности. Это позволяет применять для наружной обшивки сравнительно тонкие листы: 1,5-2 мм для днища и 1,2-1,8 мм для бортов (при длине лодки 3,5-5 м). Попытки согнуть дюралевый лист в обычном холодном состоянии под малым радиусом приводят к появлению трещин в материале, поэтому необходима предварительная термообработка – отпуск. Заготовка нагревается до 350 °С, затем ей дают остыть на воздухе. После гибки деталь нужно вновь закалить нагревом до 500 °С и охлаждением в воде.

Хотя в принципе сварка дюралюминия возможна, при постройке корпусов малых судов она не применяется. При нагреве металла в зоне сварного шва происходят явления, подобные отжигу, при которых сплав утрачивает прочность. Обычно прочность сварных соединений дюралюминия составляет 40-60 % прочности основного металла.

Существенным недостатком дюраля является его сравнительно низкая коррозионная стойкость, особенно в морской воде. Причиной тому являются образующиеся в воде электролитические микропары алюминий – медь. Особенно интенсивно коррозия развивается в соленой морской воде, поэтому эксплуатация лодок с корпусами из дюралюминиевых сплавов в морских условиях не рекомендуется. Обычно листы металла, выходящие с прокатного завода, покрывают тонким слоем чистого алюминия – так называемым плакирующим слоем, для защиты дюралюминия от коррозии в процессе производства и хранения металла. Готовые корпуса из дюралюминия нуждаются в тщательном лакокрасочном покрытии по специальной схеме.

Основной принцип конструкции дюралевых лодок – в подкреплении тонкой обшивки большим числом продольных ребер жесткости – стрингеров, которые опираются на сравнительно редко расположенные шпангоуты.

Алюминиево-магниевые сплавы АМг составляют группу термически неупрочняемых деформируемых и свариваемых легких сплавов. В мелком судостроении наибольшее распространение получили сплавы марки АМг5 (5 % магния), предназначенные для листовых конструкций и АМг61 для листов и профилей. Листы и профили из этих сплавов обладают пластичностью, позволяющей подвергать их гибке в холодном состоянии, хорошо свариваются в среде защитных инертных газов (чаще всего применяется аргоно-дуговая электросварка) прочность сварных швов обеспечивается не ниже 90 % основного металла. Сплавы типа АМг обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем дюралюминий, и могут использоваться для корпусов судов, эксплуатируемых в морской воде.

Алюминиево-магниевые сплавы обладают несколько меньшей прочностью, чем дюраль, поэтому обшивку лодок приходится делать более толстой, чтобы обеспечить при эксплуатации ровную, без вмятин, поверхность корпуса. А в случае изготовления сварного корпуса очень трудно избежать коробления тонкой обшивки при ее сварке с набором: по сравнению со сталью алюминий обладает в 2 раза более высоким коэффициентом линейного удлинения при нагреве, поэтому и деформации при сварке соответственно больше. Все это заставляет использовать для наружной обшивки листы толщиной не менее 2 мм, а при сварке корпусов длиной более 5 м – уже толщиной 3-4 мм.

Первой отечественной цельносварной лодкой из легких сплавов является моторная лодка Крым; ее опытные образцы были изготовлены в 1969 г. Тогда ее конструкция в известной мере копировала клепаный корпус – с большим числом продольных ребер жесткости, привариваемых к наружной обшивке. Длительный опыт эксплуатации позволил выявить слабые места в этой конструкции – соединения продольного и поперечного набора и т. п. и рекомендовать более рациональную схему подкрепления днища – в виде П-образных штампованных поперечных флоров, привариваемых к обшивке по фланцам. Для уменьшения коробления обшивки в процессе сварки уменьшены протяженность и калибры сварных угловых швов, увеличен объем контактной электросварки.

Другой путь уменьшения объема сварки корпуса – применение штампованных конструкций обшивки с ребрами жесткости в виде гофров или зигов.

Для постройки пластмассовых корпусов в отечественном судостроении используются исключительно стеклопластики. Исходными материалами для них являются ненасыщенные полиэфирные смолы и армирующие стеклонаполнители в виде тканей, холстов и жгутов (ровницы). Постройка или формование корпуса лодки производится в матрице – обычно разъемной по килю наружной форме корпуса. Поверхность матрицы тщательно шпаклюется и полируется, благодаря чему наружные поверхности корпуса лодки получают блестящую глянцевую поверхность. При формовании на матрицу сначала наносят разделительный слой, например, из поливинилового спирта или воска, который обеспечивает свободное отделение готовой обшивки от поверхности матрицы. Затем наносят декоративный слой связующего – смолы с соответствующими добавками – ускорителем и инициатором, а также пигментом для окрашивания этого слоя в желаемый цвет. После желатинизации декоративного слоя начинается формование обшивки, которое состоит в последовательной укладке слоев армирующей стеклоткани и тщательной прикатке их валиками к поверхности формы. В зависимости от толщины армирующей ткани таких слоев укладывают 4-8 (для корпусов длиной до 6 м).

Читайте также:

Использование для постройки яхты дерева

Стеклоткань придает пластику необходимую прочность. Наиболее прочный и плотный пластик получается при использовании тонкой ткани сатинового переплетения типа Т-11-ГВС-9 по ГОСТ 19170-73 (прежде эта стеклоткань выпускалась с индексом АСТТ (б)-С2О). При собственной толщине ткани в 0,38 мм один ее слой в обшивке дает толщину 0,5 мм. Другой тип тканей, используемых для формования корпусов лодок, – стеклорогожа или ткань жгутового переплетения. Эта ткань более толстая – например, марки ТР-07 имеет толщину 0,7 мм, поэтому для получения той же толщины обшивки, что и при использовании сатиновой ткани, достаточно уложить вдвое меньшее количество слоев рогожи. Однако плотные жгуты волокон рогожи хуже пропитываются связующим и при слабой прикатке слоев к матрице такая обшивка нередко фильтрует воду. Поэтому часто обшивку формуют из тканей обоих типов: наружные слои делают из сатиновой стеклоткани (при большой толщине прокладывают также один-два промежуточных слоя между стеклорогожей), внутренние – из стеклорогожи.

Для формования используется еще так называемая стеклосетка СЭ – очень тонкая и редкая ткань, хорошо пропитываемая связующим. Уложенная в самый наружный слой, она выравнивает поверхность, скрадывает грубую текстуру нижележащего слоя стеклоткани и хорошо держит слой окрашенного связующего.

При использовании любого стеклонаполнителя стараются выдержать соотношение массы связующего со стеклотканью примерно 1 : 1. В отечественном судостроении получила применение полиэфирная смола типа НПС-609-21М – менее токсичная и более дешевая, чем эпоксидные смолы ЭД-5 и ЭД-6, используемые чаще всего для ремонта.

Толщина обшивки легких пластмассовых гребных лодок составляет обычно 2,5-3 мм, глиссирующих корпусов длиной до 5 м – 4-6 мм, толщина их бортов – 3,5-5 мм. Как правило корпуса гребных лодок не нуждаются в подкреплении набором, их жесткость и прочность обеспечивается благодаря различного рода высадкам и гофрам в обшивке, а также пенопластовым заполнителям и банкам. Днище глиссирующих лодок подкрепляют продольными стрингерами и флорами из фанеры или пенопласта, оклеенного снаружи стеклопластиком.

Значительное число гребных лодок строится в России из шпона – древесно-слоистого пластика, выклеенного из тонких (0,5-1,5 мм) и узких (50-200 мм) полос, которые получаются лущением с вращающейся круглой заготовки – березового чурбана. Чурбан предварительно пропаривают и лист шпона снимают с него ножом по спирали. Из нескольких слоев, накладываемых друг на друга перпендикулярно, склеивают обычную фанеру. Узкими полосами шпона можно покрыть поверхность любой кривизны, а если их склеить на этой поверхности в несколько слоев, то после высыхания клея получится легкая и прочная скорлупа. Иногда лодки из шпона называют лодками из формованной фанеры.

Шпоновая (скорлупная) обшивка обладает такими ценными свойствами, как монолитность и эластичность при небольшой объемной массе. Как и стеклопластик, она нуждается в минимальном подкреплении набором, в то время как готовая скорлупа практически при такой же толщине весит вдвое легче пластмассовой. Формование корпусов из шпона механизировано – лодки запрессовывают в автоклаве при температуре 60 °С и давлении 3 кгс/см2. Склеивание полос шпона, которые располагают на форме-болване, под углом 45° друг к другу (обычно три-пять слоев), производят на водостойком клею ВИАМ-БЗ. Толщина готовой обшивки составляет 4,5-5 мм. Корпуса шпоновых лодок не имеют шпангоутов, обшивка подкрепляется килем, стрингерами и привальными брусьями; поперечную жесткость корпусу придают банки.

Дерево как судостроительный материал используют и при изготовлении сравнительно крупных яхт и при самостоятельной постройке катеров. Однако и здесь классическая конструкция деревянного корпуса заменяется на обшивку, клеенную из узких реек, отдельные полозья которой надежно соединены между собой при помощи водостойкого клея и гвоздей. Гнутоклееные или ламинированные конструкции используют и при изготовлении таких деталей набора корпуса, как шпангоуты, киль, бимсы, и т.п. Благодаря этому удается изготовить корпусные детали из небольших по размерам качественных заготовок древесины. В своем классическом виде – с наборной клинкерной обшивкой (кромка на кромку) – деревянные корпуса можно видеть только на гребных лодках – фофанах.

Читайте также:

Использование для постройки яхты дерева

Недостатки древесины как судостроительного материала хорошо известны: дерево впитывает влагу и рассыхается, изменяя свои размеры, подвержено загниванию и повреждению древоточцами, имеет неодинаковую прочность при нагружении вдоль и поперек волокон; постройка легких и прочных корпусов связана с тщательным отбором древесины и высоким качеством работ.

Для наружной обшивки деревянных судов применяют сосну, ель, кедр; для набора корпуса кроме сосны используют дуб и ясень – твердые и очень прочные породы древесины. Некоторые широко распространенные породы, например, береза, осина, бук, ольха для постройки корпусов лодок непригодны. Они сильно впитывают влагу, легко загнивают, особенно в контакте с металлическим крепежом, и не обладают достаточной прочностью.

Для обшивки, палуб и надстроек малых судов широко применяется фанера. Наиболее прочной и водостойкой является бакелитовая фанера марок БФС и БФВ по ГОСТ 11539-73, которая выпускается толщиной 5, 7, 10 и 12 мм. Эта фанера имеет большую объемную массу – 1,2 т/м, при окраске с нее необходимо удалять наружный слой смолы.

Там, где наиболее важны прочность и небольшая масса конструкции, используют 5-слойную авиационную фанеру марок БС-1, БП-1 и БПС-1 по ГОСТ 102-75. Слои этой фанеры склеены бакелитовой пленкой и смолой С-1; она выпускается толщиной от 1 до 12 мм. Для корпусов небольших моторных лодок при условии тщательного наружного покрытия корпуса (лучше всего оклейка стеклопластиком) может быть применена строительная фанера марок ФСФ или ФК по ГОСТ 3916-69.

Фанера, как и любой другой листовой материал, нуждается в хорошем подкреплении набором с тем, чтобы исключить ее «работу» как мембраны – со знакопеременными колебаниями. Современная тенденция – к применению преимущественно продольного набора, опирающегося на редко поставленные жесткие поперечные шпангоутные рамы или переборки. В качестве набора используются фанерные же элементы конструкции, такие как выгороди рундуков, воздушных отсеков и т.п. Ряд небольших гребных лодочек строят без традиционных реек в соединении по скуле и килю – здесь используют проволочные скрепки и склейку по пазам снаружи и изнутри лентами из стеклоткани на эпоксидном связующем.

Фанерные лодки могут служить в течение 10-12 лет при правильной конструкции и хорошей защите наружной поверхности. Большое значение имеет надежное закрытие всех кромок фанеры по скуле, транцу, по линии борта – именно отсюда начинается расслоение фанеры и ее загнивание.

Стальные корпуса малых судов довольно редки. Вследствие большой объемной массы стали использование этого материала становится оптимальным при сравнительно больших размерениях судов – длине 6 м и более. Такие корпуса строят из обычной углеродистой стали марки Ст.3 по ГОСТ 380-71 или из стали повышенного качества марки Ст. 15 по ГОСТ 1050-74. Толщина наружной обшивки на лодке длиной 6 м составляет от 1,2 мм, на катере длиной более 12м – до 3 мм. Набор делается из полос, полособульбов и угольников соответствующих размеров (обычно высотой профиля от 25 до 60 мм в указанных пределах длины 6-12 м).

Наиболее простой и дешевый способ постройки стальных корпусов – сварка. Однако даже опытным сварщикам сложно обеспечить качественный шов при толщине металла немногим более миллиметра. Так как обшивку при сварке сильно коробит, то обычно берут листы толщиной не менее 2 мм, что существенно утяжеляет корпус. При клепаной конструкции можно выбрать минимальную (0,8-1,2 мм) толщину листов. Стальные корпуса не только тяжелее аналогичных по размерам деревянных, пластмассовых и алюминиевых, но и требуют большего внимания при эксплуатации.
Дерево, стеклопластик или дюраль?

Этот вопрос приходится решать покупателю серийной лодки или самодеятельному строителю. Деревянные лодки – наиболее дешевые; материал доступен, легок в обработке, а сборка корпуса с фанерной и даже с дощатой обшивкой достаточно проста. Пребывание на деревянном судне неизмеримо приятнее , чем на судне из любого другого материала. Однако в эксплуатации эти материалы недолговечны, особенно если летом лодка стоит постоянно на воде, а зимой хранится под открытым небом. В таких условиях фанера начинает расслаиваться через 4-5 лет, легко повреждается при ударах и вытаскивании лодки на берег. Деревянный корпус нуждается в постоянном уходе, частых ремонтах, хорошей защите шпаклевкой и красками от воды. Но все в зависит от хозяина: при хорошем уходе, хранении на берегу и защите корпуса от воды лодка может служить и до 30 лет.

Лодки из дюралюминия и особенно алюминиево-магниевого сплава выносливее и долговечнее, хотя профилактический малярный ремонт им также необходим ежегодно – каждую весну. В клепаном корпусе с большим числом деталей набора довольно сложно поддерживать чистоту. В море и на речных стоянках в районе агрессивных сточных вод дюралевый набор и, реже, обшивка начинает интенсивно разрушаться; в нормальных же условиях срок службы алюминиевых лодок превышает 15 лет.

Пожалуй, большинство выпускаемых в настоящее время алюминиевых лодок имеют недостаточно высокое качество отделки, не позволяющее сравнивать их с лодками из стеклопластика. Владелец дюралевой лодки испытывает ряд неудобств, натыкаясь постоянно на острые кромки листов и штампованных деталей. Алюминиевые лодки при плавании на волнении «гремят» и резонируют при работе подвесного мотора; нередко в них появляется течь от ослабевших заклепок.

Лодки из стеклопластика – самые дорогие, но, купив такую лодку, можно сэкономить и деньги, и время. Весной, когда владельцы деревянных или дюралевых лодок еще выжидают погожих дней для окраски, пластмассовую лодку уже можно спускать на воду. Отпадают заботы о поддержании лодки в порядке при хранении на берегу, о защите ее от коррозии и загнивания. Корпус не набухает – его масса не увеличивается от намокания; в принципе он может служить очень долго (25-30 лет).

Пластмассовые лодки – самые элегантные по внешнему виду, отличаются высокими эксплуатационными качествами: ведь при их проектировании конструктор имеет возможность применить наиболее оптимальные обводы корпуса. Однако при недостаточно тщательном соблюдении технологии изготовления или неудачной конструкции эти преимущества будут сведены на нет. Прежде всего, стеклопластик не любит абразивного трения. Если корпус не имеет хорошей защиты от истирания, например, защиты киля или обшивки с внутренней стороны корпуса, где часто на нее наступают, то через несколько навигаций лодка будет нуждаться в серьезном ремонте. Другая опасность – открытая поверхность армирующей стеклоткани, которая быстро изнашивается под воздействием внешней среды и истирания. Следовательно, купившему пластмассовую лодку все же не следует уповать на то, что лодка не будет нуждаться в наблюдении за ее состоянием.

Суда на подводных крыльях

Суда на подводных крыльях еще можно встретить почти на каждой реке, водохранилище и на море. Это — пассажирские теплоходы, служебно-разъездные катера, моторные лодки, конструкции которых разрабатывают сами судоводители.

Быстроходность судов на подводных крыльях достигается главным образом благодаря уменьшению сопротивления воды движению корпуса судна. У таких судов корпус при движении не касается водной поверхности. Происходит это в результате действия подъемной силы крыльев, укрепленных под корпусом, которая во время хода поднимает судно над водой и удерживает его в таком состоянии до тех пор, пока судно движется с достаточной скоростью. Поскольку при этом в воде находятся лишь крылья, стойки, гребной вал и винт, а их суммарная площадь значительно меньше площади корпуса, то и сопротивление воды движению судна будет значительно меньшем.

Принцип действия подводного крыла можно рассмотреть на схеме. При движении в воде любого тела на него действует сила сопротивления воды R, направленная в сторону, противоположную движению.

Поскольку профиль крыла имеет несимметричную форму и к тому же при движении судна крыло расположено по отношению к потоку под некоторым углом α, называемым углом атаки, то полная сила R, действующая на крыло, отклонится от направления движения и будет направлена по отношению к нему под углом. Эту силу можно разложить на две составляющие: перпендикулярную направлению движения Y и параллельную направлению движения X. Составляющая Y называется подъемной силой, так как она стремится поднять крыло. Составляющая X называется лобовым сопротивлением, ибо она противодействует поступательному движению крыла. Возникновение подъемной силы связано с образованием около крыла циркуляционного потока, который, накладываясь на основной поток, ускоряет движение воды над крылом и замедляет под крылом. В связи с этим, согласно закону Бернулли, над крылом, где скорость потока увеличена, давление понижается, а под крылом, где скорость потока уменьшена, возрастает.

Чем больше скорость набегающего потока, тем больше будут подъемная сила и лобовое сопротивление. Эти силы зависят также от формы профиля крыла и от угла атаки.

С увеличением угла атаки α подъемная сила сначала возрастает и при некотором значении, называемом критическим углом атаки α_кр, достигает максимального значения. При дальнейшем увеличении α подъемная сила уменьшается, что связано с отрывом потока от верхней поверхности крыла. Сила лобового сопротивления с увеличением угла атаки непрерывно растет.

При малом угле атаки подводного крыла судно не сможет выйти на крылья из-за недостаточного значения подъемной силы, а при завышенном угле атаки — из-за большого лобового сопротивления.

Совершенство крыла принято оценивать величиной, называемой качеством крыла и представляющей отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению.

Обычно целесообразные скорости судов водоизмещением 0,5–2 т, оборудованных подводными крыльями, находятся в пределах 40–70 км/ч. При скорости судна ниже 40 км/ч крыльевое устройство получается очень громоздким и тяжелым; при скоростях свыше 70 км/ч на крыльях возникает явление кавитации, движение становится неустойчивым.

В крыльевом режиме масса судна воспринимается подъемной силой носового и кормового крыльев, причем нагрузка чаще всего распределяется между ними поровну. Для исключения отрицательного влияния носового крыла на кормовое расстояние между ними должно быть не менее 12–15 хорд крыла.

На малых судах применяют различные системы подводных крыльев, наиболее распространенные из которых показаны на рисунке ниже. Преимущественное распространение из них для речных судов получили малопогруженные подводные крылья. Глубина погружения носового крыла такой конструкции составляет 15–20% его хорды, кормового — 20–25%, высота подъема корпуса небольших катеров над водой — 0,1–0,5 м при ходовом дифференте на корму в 1,5–2,5°.

Недостатком в первых двух случаях является увеличение габаритной осадки судна в режиме плавания; в третьем — возрастание сопротивления из-за «замыкания» дополнительных плоскостей на ходу, к тому же эта схема не устраняет «проваливания» крыла при сходе с волны.

Шпоновые лодки

Большое количество лодок для хождения на вёслах изготавливается из древесины с добавлением пластика, в них используется 1–3 слоя (толщина 0,5–1,5 мм). Наружная обшивка деревянных судов требует использование узких полос материала от 50 до 200 мм. Благодаря узким отрезкам, пластиком может покрываться практически любая поверхность, независимо от её кривизны. При использовании нескольких слоёв достигается прочная, износостойкая, защитная поверхность, которая значительно увеличивает долговечность конструкции.

Шпоновая обшивка обеспечивает 2 ключевых достоинства:

монолитность. В зазоры между досками или металлом не будет просачиваться вода;
эластичность. Позволяет покрывать поверхности с любым уровнем кривизны;
небольшая масса. Пластик увеличивает вес лодки на 5–10 кг, что в общей сумме не имеет принципиальной роли. Шпон требует наличия набора для подкрепления, но конечный вес конструкции меньше чистого пластика.

Лодки со шпоновой обшивной имеют толщину 4,5–5 мм. В их конструкции не требуется использования шпангоутов, а обшивка дополняется килем, привальным брусом или стрингером. Для увеличения поперечной жёсткости используют банки.

Материалы и конструкции корпусов маломерных судов

Курс подготовки судоводителей маломерных судов

Россия – великая морская и речная держава. Её берега омывают 14 морей, не говоря уже о крупных озерах. По территории нашей Родины протекает свыше 100 тысяч рек с бассейном более 100 кв. км и свыше миллиона рек с бассейном менее 100 кв. км. Построено много судоходных каналов. Постоянно пополняют водные ресурсы и регулируют сток рек обширнейшие водохранилища.

Из года в год на реках, озерах и морях России увеличивается количество маломерных судов. Они очень разнообразны по конструкции. Эксплуатация и управление маломерными судами имеют свои особенности. Плавание на маломерных моторных судах, как и езда на автомобиле, мотоцикле, мотороллере, доступно широкому кругу населения, поэтому увлечение ими становится всё более массовым, с каждым годом получая всё больший раз мах. Преимуществом маломерных судов является то, что на одном судне, исходя из вместимости, может быть размещено большое число участников плавания при весьма экономичном двигателе, подчас на одного человека приходится 1 л. с.

Техника управления моторным судном менее сложна, чем парус ной яхтой, и требует меньшей физической нагрузки, чем на гребных судах, к тому же оно надежно в эксплуатации, а его малая осадка позволяет совершать плавание и по каналу, и по несудоходной реке, и на открытых водных пространствах, в безветрие или при небольшом волнении. Большая маневренность позволяет без особых затруднений плавать по различным рейдам, шлюзоваться, идти вверх по рекам с сильным течением (против течения), оказывать в случае необходимости помощь другим судам и людям.

Маломерные суда весьма разнообразны: это лодки с подвесными моторами; килевые лодки с хорошей мореходностью и большой грузоподъемностью; моторные яхты с мощным двигателем, приспособленные к дальним походам самого различного назначения, способные держаться на большой волне, и многие другие, используемые для туризма, рыбалки, походов, спортивной подводной охоты, и т. п.

Моторные яхты, катера для дальних походов должны обладать хорошими мореходными качествами, быть тщательно оборудованы, а выходящие в море, озеро, большое водохранилище иметь навигационные приборы и пособия, а также необходимый запас топлива и продовольствия.

Если плавание моторных прогулочных, а также спортивно-гоночных судов ограничено небольшим конкретным районом, то плавание судов, управляемых судоводителями в дальних плаваниях может проходить в самых разнообразных условиях. Управление такими судами столь же ответственно, как и вождение однотипных судов транспортного, промыслового и служебно-разъездного флота. Поэтому суда должны иметь хорошие мореходные качества, а судоводитель – быть опытным в судовождении. Он должен уметь ориентироваться в постоянно меняющейся обстановке, учитывать все факторы, которые могут как-то повлиять на движение управляемого им судна. Важно предусмотреть время и место действия на судно неблагоприятных факторов, что возможно лишь при твердом знании теоретических основ судовождения и судовой практики.

Нужно воспитывать в себе «здравый рассудок» в отношении к окружающей обстановки, основой которого должно быть обеспечение безопасности плавания своего и других судов и непримиримое отношение к лихачеству и т. д. Здравый рассудок в судовождении – это необходимое для каждого судоводителя умение предвидения опасностей, что приходит как с теоретическими познаниями судовождения, так и с практическим опытом по управлению судном. Нужно всегда помнить о безопасности плавания.

Управление судном особенно затруднено в темное время суток. Ночное плавание на каждом судне сложно, а на маломерном – особенно. Это происходит из-за нарушения привычного ритма жизни, снижающего работоспособность (изменяются кровяное давление, частота пульса, сила и быстрота реакции, притупляется внимание и т. д.). Очень влияет на психику судоводителя ночная темнота, в которой понижена острота зрения; кроме того, судоводитель, не видя источников опасности, находится в состоянии постоянного ожидания ее. Это неизбежно вызывает беспокойство, чувство тревоги, волнение. Ясно, что от этого у судоводителя может теряться равновесие, контроль над своим поведением и действиями. Растут неуверенность, неопределенность и т. д.

Понятно, что для управления маломерным судном ночью важно не только знание специальной лоции, но и практический навык ночной работы. Если для судоводителя-профессионала совершенствование в ночном плавании приходит с увеличением плавательского опыта в темноте на определенном участке, то для судоводителя-любителя, периодически пребывающего в плаваниях и особенно в дальних, это невозможно, и опыт управления судном в условиях ограниченной видимости для него обычно несовершенен. Поэтому судоводителю-любителю следует избегать плавания в ночное время, при плохой видимости и в сумерки. Для судоводителей маломерных судов одинаково опасна посад ка судна на мель и повреждение корпуса на речном фарватере, плавание во время шторма и вне видимости берегов на водохранилище, озере, море. Для того чтобы предупредить судном в различных условиях. Высокая интенсивность движения мало мерных судов приходится на определенные часы общевыходных дней и накладывается на пики движения транспортного флота общего пользования, вывозящих пассажиров за пределы населенных пунктов к районам отдыха. Соответственно поток маломерных судов с отчетливо выраженной характерной интенсивностью, плотностью и скоростью осложняет движение транспортных судов на внутренних судоходных путях.

В стесненных условиях плавания на реках и каналах, где скорости одних составов с большими геометрическими характеристиками составляют 9 км/час, а других 60 – 70 км/час (суда на подводных крыльях, мощные современные катера) судоводитель, ведущий маломерное судно, должен быть особенно внимательным, т. к. он практически все время находится во взаимодействии с судоводителями других судов.

Помимо основной конечной задачи обеспечения прихода судна в конечный пункт, каждый судоводитель постоянно осуществляет задачу обеспечения безопасности плавания своего и других судов участников воднотранспортного потока.

Для достижения поставленных задач судоводитель маломерного судна в практике управления судном обязан:

• непрерывно оценивать меняющуюся навигационную обстановку;

• производить выбор пути и скорости на каждый момент движения;

• все время осуществлять управление судном по выбранному пути, изменяя скорость и направление движения своего суд на в пределах установленных норм;

• осуществлять и экстренно реагировать на вызванные изменения навигационной обстановки.

Серьезнейшим фактором в управлении маломерным судном являются малая дальность видимого горизонта и большая зависимость плавания маломерного судна от гидрометеорологических условий. Это обязывает любителя быть все время начеку и уметь своевременно по различной информации и приметам предвидеть погоду. У маломерного судна есть и ряд положительных факторов, облегчающих управление им.

Весь комплекс научных дисциплин, необходимых для изучения управления любым судном на море, разделяется на две основные науки: судовождение и судовую практику. Эти дисциплины тесно связаны между собой и в условиях плавания имеют определенные границы.

В прибрежных районах на морях, больших озерах и водохранилищах относительно большая свобода маневра позволяет судоводителю последовательно и раздельно решать вопросы судовождения и судовой практики. Но, как правило, необходимость в таких решениях возникает обычно неожиданно, нужно мгновенно принимать правильные действия по управлению судном, поэтому судоводитель должен обладать определенными качествами психологического характера. Он должен быть осторожен, а это отнюдь не страх или инстинкт самосохранения, это осознанный опыт и умение правильно отличать действительную опасность от воображаемой.

{RANDOM_PARAGRAPH=401-800}
{RANDOM_SECTION=500-3000}