Материалы и конструкции корпусов маломерных судов

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).

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.

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).

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.

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.

Классификация и устройство маломерных судов

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

Общее устройство корпуса маломерного моторного судна

Несмотря на разнообразие маломерных судов, их корпуса устроены, в основном, из одних и тех же элементов:

Как уже упоминалось выше, корпус судна состоит из набора и обшивки. Набор состоит из продольных и поперечных связей, которые служат основанием для обшивки, придают корпусу необходимую форму и обеспечивают его прочность.

Поверх шпангоутов накладывается кильсон — съемная доска, которая соединена с килем латунными болтами. Верхние концы шпангоутов соединяются двумя изогнутыми по форме борта судна привальными брусьями, которые в свою очередь врезаны в форштевень и соединены с ним и между собой брештуком — мощной стальной кницей с деревянной накладкой. Кормовые концы привальных брусьев скреплены кницей с транцевой доской. Привальный брус, также как и киль, придает судну продольную прочность и надежность набора.

В настиле палубы выделяют среднюю часть (средняя доска), которая располагается от форштевня к ахтерштевню, и называется мидельвейсом. Элемент палубы в виде бруса, расположенный у самого борта называется ватервейсом, служит для предохранения судна от попадания в него воды.

По типу крепления наружной обшивки корпуса судна к набору корпуса различают: вгладь, клинкерную, диагональную (чаще для деревянной обшивки) и композитную (чаще для металлической и пластиковой обшивки).

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.

Пособие судоводителю-любителю, справочник 1988 года

Глава II. Устройство маломерных судов, их оборудование и снабжение

Устройство корпуса

Набор корпуса судна (рис. 5), 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.

Рис. 5. Деревянный корпус моторной лодки: 1-обшивка; 2 – палуба; 3 – бимс; 4 – шпангоут; 5 -спинки сидений; 6 -транец; 7 – вырез для крепления подвесного мотора; 8 – бортовой стрингер; 9-привальный брус; 10 – скуловой стрингер; 11 – киль: 12 – днищевые стрингеры

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.

Вдоль всего киля и форштевня у деревянных судов с наружной стороны прикрепляется шурупами металлическая подкильная полоса-оковка, служащая для предохранения киля и форштевня от механических повреждений.

Кормовая часть моторных судов обычно заканчивается транцем. Он представляет собой раму из брусков дерева твердых 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.

Поперечными связями являются шпангоуты (см. рис. 5). Они бывают гнутые, изготовленные из одного бруса, натесные, изготовленные из кривослойных сучьев или корней, и футоксовые – из нескольких кусков (футоксов). В последнем случае части шпангоутов, расположенные по днищу, называются флортимберсами, по борту – топтимберсами. К килю шпангоуты крепятся болтами с прокладками или прочными шурупами. Поперечные связи, соединяющие между собой верхние концы шпангоутов, называются бимсами. Назначение бимсов – придать жесткость шпангоутной рамке и поддерживать настил палубы. Для большей жесткости бимсы иногда подкрепляют вертикальными стойками – пиллерсами.

Металлические шпангоуты изготовляют из стальных или дюралюминиевых угольников. Эти шпангоуты иногда комбинируют с деревянными. Тогда их ставят в тех местах судна, где требуется повышенная прочность, например в месте установки двигателя.

Каждый шпангоут имеет свой порядковый номер. Счет номеров ведется от носа судна. Расстояние между соседними шпангоутами называется шпацией.

Поверх шпангоутов вдоль киля укладывают продольный брус или толстую доску, называемую кильсоном. Для его изготовления можно использовать сосну или лиственницу. Кильсон предназначен для рассредоточения нагрузки на большую часть киля и большее число шпангоутов.

Для крепления обшивки и для усиления продольной прочности корпуса внутри него устанавливают продольные бруски, называемые стрингерами. В зависимости от расположения стрингеры бывают бортовые, днищевые и скуловые. Число бортовых и днищевых стрингеров зависит от размеров моторного судна, его конструкции и материала обшивки. Наиболее ответственным является скуловой стрингер V-образных судов, на котором соединяются днищевая и бортовая обшивки. У деревянных судов этот стрингер обычно изготовляют из твердой древесины, в то время как бортовые и днищевые стрингеры можно изготовлять из сосны или лиственницы. На металлических судах стрингеры делают из угольников.

На малых моторных судах (в отличие от крупных судов) внутри корпуса устанавливают привальные брусья. Верхняя грань бруса должна быть на одном уровне с верхней гранью самого верхнего пояса обшивки. Оба привальных бруса (правого и левого бортов) выгибают по обводам корпуса судна и крепят к каждому шпангоуту и бимсу шурупами диаметром 4-8 мм или болтами. В носу привальные брусья соединяют между собой и с форштевнем угольником, называемым брештуком. Кормовые ветви привальных брусьев крепят к транцевому шпангоуту и обшивке транца металлическими или дубовыми кницами. Материалом для изготовления привальных брусьев служит сосна или лиственница.

На кромке борта (по верхним торцам шпангоутов, верхней кромке привального бруса и верхнего пояса бортовой обшивки) устанавливают горизонтальный плоский брус, называемый планширем (рис. 6). Его назначение – закрыть кромку обшивки и торцы шпангоутов. Крепят планширь к привальному брусу и шпангоутам шурупами. Материалом для изготовления планширя служат прочные породы дерева или бакелизированная фанера, на нем обычно устанавливают так называемые дельные вещи (кнехты, утки, киповые планки ит. п.). У палубных судов планширь делается иной формы и называется ватервейсом.

Рис. 6. Конструкции бортовых узлов: 1-обшивка корпуса; 2- буртик; 3 – планширь; 4 – привальный брус; 5 – шпангоут; 6-планширь-ватервейс; 7- палуба; 8 – бимс

Рис. 7. Бортовой и дцищевой узлы крепления обшивки на пазовых рейках: 1-скуловой стрингер; 2 – топтимберс; 3 – бортовая обшивка; 4 – пазовая рейка; 5 – буртик; 6 – планширь-ватервейс; 7 – палуба; в -бимс; 9 – привальный брус; 10-внутренняя обшивка; 11 – скуловая кница; 12 – елань; 13 – киль; 14 – лежни елани; 15-флортимберс; 16 – обшивка днища

С внешней стороны лодки или катера по обоим бортам устанавливают полукруглый брус, называемый буртиком (см. рис. 6). Он расположен таким образом, чтобы прикрыть собой паз между планширем и верхним поясом обшивки. Крепится буртик к обшивке на шурупах. Его назначение – защитить борт от повреждений. Материалом для изготовления буртика служит дуб. Для прочности с наружной стороны буртик обивают полосой из латуни, нержавеющей или хромированной стали.

Водонепроницаемость корпуса и продольную прочность судна обеспечивает обшивка. Материалом для обшивки служат сосновые или еловые доски, различные сорта фанеры, дюралюминий и т. д. Если на обшивку употребляют строительную фанеру, то ее предварительно надо пропитать кипящей олифой (для большей водонепроницаемости). Еловые доски по сравнению с сосновыми меньше набухают от влаги, поэтому ими обшивают днище и подводную часть борта, а сосновые доски ставят главным образом на обшивку надводного борта. Пояс обшивки, прилегающий непосредственно к килю, называется шпунтовым, а самый верхний пояс – ширстреком. Доски, идущие на эти пояса, должны быть на 2-4 мм толще других досок, используемых на обшивку.

На моторных судах с деревянными корпусами применяют главным образом следующие виды крепления обшивки:

вгладь – обшивные доски плотно подгоняют друг к другу и крепят к шпангоутам заклепками или шурупами; пазы между досками конопатят. Такая обшивка применяется на крупных катерах;

внакрой – нижний край каждой верхней доски накладывают на верхний край каждой нижней доски. Крепят доски обшивки между собой и к шпангоутам заклепками с шайбами или шурупами. Такая обшивка обеспечивает большую прочность по сравнению с обшивкой вгладь, поэтому’ для нее можно использовать более тонкие доски. Недостаток такой обшивки- повышенное сопротивление воды при движении судна, ввиду чего ее применяют главным образом на тихоходных судах, а также на гребных лодках и шлюпках;

на пазовых рейках (рис. 7)- доски обшивки крепятся к пазовым рейкам на заклепках и гвоздях взагиб. Такая обшивка применяется на моторных судах наиболее часто. Она создает ровную наружную поверхность и придает прочность конструкции. Пазовые рейки крепятся к шпангоутам с помощью заклепок или шурупов. Концы реек в штевне или транце утапливаются в специально выдолбленные места и крепятся шурупами длиной не менее трех толщин обшивки;

диагонально-продольная – доски располагаются в два или три ряда под углом друг к другу. Между рядами досок для водонепроницаемости прокладывают пропитанную суриком парусину или суровое полотно. Доски внутреннего слоя располагают под углом в 45° к шпангоуту с креплением на рейки, а наружного слоя – как у обычной обшивки. Каждый слой обшивки крепят шурупами к шпангоутам и стрингерам, между собой слои соединяют заклепками. Этот вид обшивки наиболее прочный из всех видов деревянной обшивки. Он применяется на быстроходных судах с мощными двигателями, где требуется легкость и вместе с тем большая прочность корпуса.

У многих моторных судов корпус сверху покрывают плотным деревянным настилом – палубой. Конструктивно дощатая палуба состоит из мидельвейса – средней доски, укладываемой по диаметральной плоскости судна, ватервейсов – крайних широких досок, выпиливаемых по обводу палубы, и собственно палубы. К бимсам палубу крепят на гвоздях, ватер- и мидельвейсы – на шурупах. Дощатую палубу обязательно конопатят, шпаклюют водоупорной шпаклевкой и для придания большей водонепроницаемости покрывают сверху проолифленной парусиной или стеклотканью, края которой забавляют под буртик и закрепляют им. Для палубы можно применять доски любых пород древесины. Толщина их обычно берется на 15-20% меньше толщины досок бортовой обшивки.

Рис. 8. 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- крышка люка; 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 – клотик 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 – комитгс люка; 38-горловина (лаз в переборке); 39 – бимс; 40 – таранная переборка; 41-лобовая стойка кубрика; 42 – карлингс кубрика; 43 – комингс кубрика; 44 – боковая стойка кубрика; 45 – переборка; 46 – стенка кубрика; 47 – скуловой угольник 48-водонепроницаемая переборка; 49 – бортовой стрингер; 50-фундамент двигателя; 51 – полубимс; 52-комингс кокпита; 53 – ахтерпиковая переборка; 54 -лейдвудная труба; 55 – кронштейн гребного вала: 56 – гребной винт

Внутри корпуса на днище поверх шпангоутов укладывают плотные съемные щиты из досок, называемые еланью, или решетчатые щиты, называемые рыбинами. Назначение елани и рыбин – рассредоточить нагрузку и предохранить изнутри корпус судна от механических повреждений.

Корпус моторного судна обычно разделяют специальными водонепроницаемыми переборками на три отсека. Носовой отсек называется форпиком, средний – рабочим отсеком и кормовой – ахтерпиком.

На рис. 8 показан разрез катера для пояснения основных наименований его корпуса и надстроек.

Устройство судов. Корпус

Корпус — основная часть любого судна, состоящая из набора (каркаса) и обшивки. Набор представляет собой совокупность продольных и поперечных связей, обеспечивающих корпус жесткостью и придающих ему соответствующую форму.

Нос судна — передняя по ходу часть судна.

Корма — задняя часть судна.

Борт — боковая сторона корпуса. Каждое судно имеет два борта — правый и левый. Для определения бортов нужно стать лицом К носу судна, при этом справа будет правый борт, слева — левый.

Ватерлиния — теоретическая или условная линия, получающаяся от пересечения поверхности корпуса судна с горизонтальной плоскостью или уровнем воды. Грузовая ватерлиния — ватерлиния при наличии на судне установленного для него количества грузов и пассажиров. Грузовую ватерлинию рекомендуется провести контрастной краской вокруг всего корпуса. Грузить судно на осадку выше грузовой ватерлинии нельзя.

Осадка — размер погружения в воду корпуса судна. Различают осадку груженого судна и порожнего. Измеряется осадка от нижней кромки днища судна или от кромки лопасти гребного винта до действующей ватерлинии. Каждому водителю необходимо точно знать осадку своего судна в зависимости от загрузки, чтобы при плавании на мелководных участках не допускать посадки судна на мель или повреждения гребного винта.

Надводный борт — часть борта, находящаяся выше грузовой ватерлинии. В связи с тем что при правильной загрузке судна надводный борт в обычных условиях не погружается в воду, его иногда называют «сухим бортом».

Минимальная высота надводного борта — наименьшее расстояние от действующей ватерлинии до линии палубы или выреза в транце при полном водоизмещении судна.

Главные размерения судна и его элементы

Рис. 2. Главные размерения судна:

а) без постоянно выступающих частей;

б) с постоянно выступающими частями;

в) в поперечных сечениях корпуса.

К главным размерениям судна относятся длина, ширина, высота борта и осадка (рис. 2).

• Длина наибольшая (Lнб)- расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носа и кормы судна без учета выступающих частей.

• Длина габаритная (Lгб) – максимальная длина судна с учетом выступающих частей.

• Длина конструктивная (Lквл) – длина, измеренная между носовым и кормовым перпендикулярами конструктивной ватерлинии. При этом конструктивная ватерлиния (КВЛ) – ватерлиния, принятая за основу построения теоретического чертежа и соответствующая полученному предварительным расчетом полному водоизмещению судна.

• Ширина наибольшая (Внб) – расстояние по КВЛ, измеренное в самой широкой части судна без учета выступающий частей.

• Ширина габаритная (Вгб) – максимальная ширина судна с учетом выступающих частей, например привальных брусьев.

• Ширина на мидель-шпангоуте (В) – расстояние по КВЛ в самой широкой части судна.

• Высота борта (Н) – вертикальное расстояние, измеренное на мидель-шпангоуте между внутренними поверхностями верхней палубы (у борта) и горизонтального киля.

• Осадка (Т) – вертикальное расстояние, измеренное от КВЛ до нижней кромки киля в месте наибольшего углубления судна. Различают также осадку носом (Тн) и кормой (Тк;). Разность между ними называется дифферентом D: Различают осадку груженого судна и порожнего. Измеряется осадка от нижней кромки днища судна или от кромки лопасти гребного винта до действующей ватерлинии. Каждому водителю необходимо точно знать осадку своего судна в зависимости от загрузки, чтобы при плавании на мелководных участках не допускать посадки судна на мель или повреждения гребного винта.

Набор корпуса, системы набора. Основные понятия и термины.

Конструкция корпуса должна обеспечивать водонепроницаемость и достаточную прочность судна. Корпус, испытывая действие сил собственного веса судна и сил давления воды, которые распределяются по длине неравномерно, может получить изгиб.

Способность судна сопротивляться изгибающим нагрузкам называется продольной прочностью.

Кроме продольного изгиба судна, под действием давления воды, груза, механизмов и другого судового оборудования возникает местная деформация днища, бортов и настила в поперечном направлении.

Способность судна противостоять усилиям, вызывающим деформацию корпуса в поперечном направлении, называется поперечной прочностью.

При чрезмерных нагрузках может произойти разрушение корпуса. Чтобы этого не случилось, листы обшивки подкрепляют набором – продольными и поперечными балками.

Совокупность продольных и поперечных балок, образующих каркас судна, называется судовым набором корпуса.

Набор корпуса судна являясь каркасом, делается из наиболее прочных материалов. Состоит он из продольных и поперечных связей. Основной продольной связью является киль, установлен ный 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 твердых 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, поперечную и комбинированную (рис.3)

.

Элементы набора

Продольными элементами (балками) судна являются:

Киль – продольная балка днищевого набора, проходящая посередине ширины судна;

Стрингеры – продольные балки днищевого и бортового набора. В зависимости от места расположения они бывают: бортовые, днищевые и скуловые;

Карлингсы – продольные подпалубные балки;

Продольные ребра жесткости – продольные балки меньшего профиля, чем у стрингеров и карлингсов. По месту расположения они называются подпалубными, бортовыми или днищевыми и обеспечивают жесткость наружной обшивки и настила палубы при продольном изгибе.

Поперечные элементы (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. 4 изображено простейшее устройство корпуса маломерного судна с указанием основных элементов набора, а на рис 5 представлен более полный набор корпуса деревянной моторной лодки.

Шпангоуты судна нумеруются от носа к корме. Расстояние между шпангоутами называется шпацией. Вертикальные, отдельно стоящие стойки круглого или иного сечения, называются пиллерсами. 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. Установка пиллерса показана на рис. 6.

На малых моторных судах (в отличие от крупных судов) внутри корпуса устанавливают привальные брусья. Верхняя грань бруса должна быть на одном уровне с верхней гранью самого верхнего пояса обшивки. Оба привальных бруса (правого и левого бортов) выгибают по обводам корпуса судна и крепят к каждому шпангоуту и бимсу шурупами диаметром 4—8 мм или болтами. В носу привальные брусья соединяют между собой и с форштевнем угольником, называемым брештуком. Кормовые ветви привальных брусьев крепят к транцевому шпангоуту и обшивке транца металлическими или дубовыми кницами.

Корпус моторного судна обычно разделяют специальными водонепроницаемыми переборками на три отсека. Носовой отсек называется форпиком, средний — рабочим отсеком и кормовой — ахтерпиком.

На рис. 8 показан разрез катера для пояснения основных наименований его корпуса и надстроек.

Рис 8 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, // — клотик флагштока, 12—кормовой сигнальный огонь, 13— шахта воздухозаборника, 14— фальшборт, 15 — платформа кокпита 16—задрайка, 17 — леер (релинг), 18 — дверь фальшборта, 19—крышка люка, 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—карлингс кубрика, 43 — комингс кубрика, 44 — боковая стоика кубрика, 45 переборка, 46- стенка кубрика, 47—скуловой угольник, 48—водонепроницаемая переборка, 49 — бортовой стрингер 50 — фундамент двигателя, 51 -полубимс, 52—комингс кокпита, 53 — ахтерпиковая переборка 54 —дейдвудная труба, 55— кронштейн гребного вала 56 – гребной винт

Наружная обшивка. Наружная обшивка судна обеспечивает водонепроницаемость корпуса и одновременно участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна.

Палубный настил. Палубный настил обеспечивает водонепроницаемость корпуса сверху и участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна.

Фальшборт и леерное ограждение. На морских, речных и современных прогулочных судах для предохранения людей от падения за борт открытые палубы имеют фальшборт или леерное ограждение.

Надстройки и рубки. Надстройками называются все закрытые помещения, расположенные выше верх ней палубы от борта до борта. Носовая надстройка называется баком, кормовая – ютом. Средняя надстройка специального название не имеет.

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 (рис. 9). 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 а, 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 а подъемная сила сначала возрастает и при некотором значении, называемом критическим углом атаки акр, достигает максимального значения. При дальнейшем увеличении а подъемная сила уменьшается, что связано с отрывом потока от верхней поверхности крыла. Сила лобового сопротивления с увеличением угла атаки непрерывно растет.

Рис 9 Силы, действующие на профиль крыла

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 рис. 10. 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°.

Малопогруженное крыло (рис. 10, а) имеет высокое гидродинамическое качество, поэтому необходимая подъемная сила обеспечивается при сравнительно малых его площадях. Существенным недостатком такого крыла, однако, является низкая мореходность: на волнении крылья могут оголяться, отчего происходят жесткие удары, так как в контакт с водой вступает сразу вся площадь крыла. На волнении судно с малопогруженными крыльями испытывает сильные колебания и часто срывается с крыльевого режима.

Мореходность судов на малопогруженных крыльях частично может быть повышена путем установки дополнительных несущих элементов, закрепленных под основным носовым крылом (рис. 10, б), расположения килевого участка —«чайки» в средней части крыла (рис.-10, в), дополнительных плоскостей на стойках крыла.

Рис 10 Схемы подводных крыльев, применяемых на маломерных моторных судах: а — малопогруженное крыло, б — крыло с дополнительным элементом, в — «чайка», г -крыло, пересекающее поверхность воды, д — трапециевидное крыло со стабилизаторами, е разрезное крыло

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.

Пересекающие поверхность воды крылья (рис. 10, г, д) обеспечивают более высокие мореходные качества и, кроме того, обладают свойством саморегулирования при изменении нагрузки в широком диапазоне. Стабилизация движения осуществляется в результате изменения погруженной площади крыла. Вследствие большого погружения эти крылья меньше подвержены волновым возмущениям, затухающим с увеличением глубины. Подъемная сила на пересекающих поверхность воды крыльях в условиях волнения изменяется плавно, без потери устойчивости. Благодаря наклонным частям крыла судно обладает повышенной остойчивостью — при крене этот участок входит в воду и создаваемая на нем подъемная сила восстанавливает судно в прямое положение.для улучшения мореходных качеств судно может быть оборудовано разными типами подводных крыльев. Например, носовое крыло делают пересекающим поверхность воды, а кормовое — в виде плоского малопогруженного крыла.

В практике мелкого судостроения имеют распространение также разрезные носовые крылья (рис. 10, е), которые легко сделать складывающимися. Следует отметить, что гидродинамическое качество такого крыла несколько ниже, чем сплошного, поэтому для получения той же скорости требуется несколько большая мощность двигателя.

• Устройство судов. Корпус

Размещение на данном сайте информации персонального характера произведено в соответствии с требованиями ст.9 Федерального Закона от 27.07.2006г. №152-ФЗ “О персональных данных”.

Тел: +7 (924) 782-47-07
Тел/Факс: +7 (4152) 300-150

&copy 2009 – 2022
Центр дистанционной подготовки судоводителей
“КАМСТОРМ”

Материал и конструкция корпуса



Алексей Рудченко 7 min read 19.04.2020 Добавить комментарий

Лодка – это средство передвижения в агрессивной среде, где вредить может вода (на металле образуется коррозия), соль из морской воды, острые предметы, непредвиденное мелководье и т. д. Прочность и качество корпуса играет важную роль при выборе судна, но важнее тип используемого материала. От него зависит вес, надёжность, долговечность, ходовые качества, стоимость и другие важнейшие параметры лодок. Правильный выбор материала – это большая часть успешного приобретения.

Дюралюминиевые лодки

Дюралюминий – это металлический сплав, изготавливаемый на основании алюминия с добавками меди (~4%), магния (1,5%) и марганца (0,5%). Его относят к сплавам, которые после термической обработки упрочняются. Дюралюминий не деформируется во время эксплуатации. В судостроении небольших лодок чаще используется сплав Д16АТ, его закаливают при высокой температуре для придания оптимальных прочностных показателей.

Материал используют для обшивки корпуса снаружи, преимущественно тонкими листами в 1,5–2 мм. Для обшивки бортов чаще применяют более тонкие листы – 1,2–1,8 мм, такие показатели актуальны для суден до 5 м в длину.



При попытке гнуть дюралевые листы под небольшим углом без предварительного разогрева чаще всего образуются трещины. Материал обязательно предварительно подвергают термообработке. Для заготовки используется нагревание до 350 °C, затем металлу позволяют самостоятельно остыть. Когда деталь будет сформирована, её снова нагревают до 500 °C, а для остывания погружают в воду.

В процессе изготовления маломерных суден дюралюминий не сваривается, хотя технология для сварки существует. В процессе нагревания места шва образуется явление, сходное с отжигом, соответственно, материал теряет должную прочность. Сварные соединения имеют только 40–60% от изначальной прочности дюралюминия.

Основной недостаток дюраля – это невысокая устойчивость к коррозии, наибольшая уязвимость в отношении солёной воды. Активное наступление коррозии дюралюминия при погружении в морскую воду приводит к постоянным ремонтам, соответственно, суда из этого металла не рекомендуется применять для мореходства. Лодка дюралюминиевая в морской воде в 1,5 раза быстрее выйдет из строя, и в 2 раза чаще будет нуждаться в ремонте.

Преимущественно на заводе-изготовителе металла используется поверхностное покрытие листов чистым алюминием, который призван защитить дюраль от коррозии во время хранения и производства. В обязательном порядке корпуса из дюралюминия требуют покрытия эмалью.

Для обеспечения должной жёсткости лодок из дюраля используются многочисленные стингеры, для крепления которых требуются шпангоуты.



Преимущества:

• прочность;
• долговечность;
• возможность разборки;
• остойчивость;
• относительная лёгкость.

Стеклопластик

Стеклопластиковые лодки активно используются в отечественном судостроении. Основу таких суден составляют полиэфирные смолы (только ненасыщенные типы) и специальные стеклонаполнители с армирующим слоем (выпускаются в виде холстов, тканей или жгутов).

Для конструирования и формирования корпуса обязательно используется матрица. Чаще всего корпус разъёмный, область соединения находится по килю. Вся матрица по поверхности обрабатывается шпаклёвкой и полируется, это приводит к идеальной ровности и глянцевому покрытию каркаса.

В процессе формирования внутрь укладывается разделительный слой для отделения матрицы от готовой конструкции. Далее, наносится слой декора с различными добавками (пигменты, ускорители или инициаторы). Когда декоративная поверхность достигнет желеобразного состояния, происходит дальнейшая укладка слоя стеклоткани для армирования. Далее, выполняется последовательная прикатка с помощью валиков. Преимущественно количество слоёв не меньше 4, а для больших суден может использоваться и 8 слоёв.



Стеклоткань обеспечивает для пластмассы должные показатели прочности. В зависимости от типа ткани, могут отличаться технические параметры. Самыми популярными являются сатиновые, жгутовые переплетения тканей и стеклорогожа. Преимущественно используется несколько типов одновременно. Сатиновые ткани более прочные и качественные. Российские производители чаще всего применяют полиэфирную смолу НПС-609-21М благодаря низкой токсичности и дешевизне.

Гребные виды лодок вмещают 2,5–3 мм пластика. Для катеров глиссирующего типа с длиной до 5 м рекомендуется применять 4–6 мм пластика для днища, а для бортов достаточно 3,5–5 мм. Для обеспечения прочности и жёсткости используются высадки и гофры внутри обшивки, и использование дополнительных рёбер необязательно. Днище может подкрепляться продольными флорами, стрингерами из пенопласта или фанеры с внешним покрытием стеклопластиком.

Преимущества стеклопластиковых суден:

• отсутствие необходимости в окраске;
• простота хранения, так как не требуется дополнительных процедур подготовки;
• не подвергается гнили, коррозии и гниению;
• не набухает от воды, даже при длительном нахождении в воде масса остаётся прежней;
• длительный срок службы – 25–30 лет.

Пластмассовые судна по конструкции корпуса имеют самый привлекательный внешний вид и обеспечивают качественные эксплуатационные параметры. Благодаря гибкости материала удаётся формировать самые эффективные обводы корпуса. Для пластмассовых суден важно обеспечить соблюдение технологии, иначе корпус будет уязвим, а динамические характеристики снижены.



Стекловолокно – это материал, уязвимый к абразивному трению, как и алюминий. При некачественной защите ремонт потребуется всего через несколько выходов в плавание. Важно следить, чтобы армирующая ткань всегда была защищена, иначе происходит ее быстрый износ.

Алюминиево-магниевые конструкции

Корпус из алюминиево-магниевого сплава (АМг) не требует термического упрочнения. Металл относится к деформирующимся сплавам, которые легко подвергаются свариванию. В конструкции маломерных суден самое большое распространение приобрёл АМг5, где 5% магниевых добавок. Материал предназначается для изготовления листов, АМг61 – и профилей.

Алюминий в судостроении отличается высокой пластичностью, он может гнуться без предварительного подогрева. Сваривание выполняется с относительной лёгкостью, оно проводится с помощью инертных газов и аргонодуговой сварки. Прочность шва составляет 90%+ от целостного материала.

Устойчивость к коррозии значительно превосходит дюралюминий, такие корпуса пригодны к использованию в солёной воде, иногда его называют «морской алюминий». Небольшой недостаток в сравнении с дюралюминием – меньшая прочность, соответственно, требуется большая толщина покрытия, из-за чего увеличивается себестоимость и вес. Из-за больших показателей линейного расширения во время сваривания листы подвергаются большей деформации. В строении небольших судов используются листы толщиной от 2 мм, а для лодок более 5 м – не меньше 3 мм.



Для снижения деформации во время сваривания используется уменьшение протяжённости и калибра сварных швов на углах. Задействуется также больше контактной электросварки. Альтернативный вариант – использование штамповки с добавлением рёбер жёсткости (зиги или гофры).

Основные достоинства дюраля и алюминия – долговечность, износостойкость и выносливость, но потребуется регулярное проведение профилактических работ.

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.

Фанерные

Фанера – это листовой материал, который требует качественного подкрепления набором для исключения пропускания воды. Сейчас чаще используются продольные наборы, которые опираются на поперечные шпангоуты или переборки. Для набора используется также фанера, из которой изготавливают рундуки, выгородки, отсеки с воздухом.

Лодки из фанеры имеют недлительный срок службы – до 10 лет, реже – 12, при условии качественного ухода, поверхностной защиты и аккуратной эксплуатации. Важнейшее значение имеет прочное и надёжное перекрытие кромок вдоль транца, ватерлинии и скулы, так как эти участки скорее других расслаиваются и загнивают.

Стальные

Редко используются в строении маломерных судов. Сталь чаще применяется при длине от 6 м. Для соединения листов используется сварка, но процедура сваривания при относительно небольшой толщине материала бывает затруднительной. Требуется использование более толстых листов (от 2 мм), отчего лодка утяжеляется. Предпочтение можно отдать клёпанным конструкции с меньшей толщиной. Такие лодки также нуждаются в постоянном уходе.

ГЛАВА 2 Устройство судна



We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy I accept

Рис. 1 Типичная моторная яхта

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.

Различают теоретические размерения (расчетные, конструктивные главные размерения), соответствующие теоретическому чертежу судна, и габаритные – наибольшие размеры с учетом выступающих частей судна. Для определения различных качеств судна, а также в повседневной его эксплуатации учитываются теоретические размерения.

Теоретический чертеж судна это совокупность кривых, изображающих поверхность корпуса судна. На основании теоретического чертежа производятся расчеты и постройка судна. Для наглядного представления о наружных очертаниях (обводах) корпуса принято условно изображать его в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. (См. рис. 6)



Pиc. 6 Основные плоскости корпуса судна

Диаметральная плоскость (ДП) продольно-вертикальная плоскость, делящая судно на две симметричные части: левую и правую. Изображение судна в этой плоскости называется боком.



Плоскость мидель-шпангоута (миделя) поперечно вертикальная плоскость, проходящая через середину судна. Обозначается значком . Изображение судна в этой плоскости называется корпусом.

Основная плоскость (ОП) горизонтальная плоскость, проходящая через нижнюю точку теоретической поверхности корпуса судна в плоскости мидельшпангоута. Изображение судна в этой плоскости называется полуширотой.

Основная линия (ОЛ) линия пересечения основной и диаметральной плоскостей судна. Каждая из секущих плоскостей, пересекаясь с корпусом, образует некоторую линию. В результате пересечения корпуса судна плоскостями, параллельными ДП, об разуется боковая проекция (бок). Линии сечения на боке называются батоксами.

Аналогично получаются и две другие проекции: полуширота и корпус. На первой линии сечения называются ватерлиниями, на второй шпангоутами.

В судовождении же особенно важными являются габаритные главные размерения. их обозначения:

Длина наибольшая (Lнб) расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носа и кормы судна без учета выступающих частей.

Длина габаритная (Lгб) максимальная длина судна с учетом выступающих частей.

Длина конструктивная (Lгб) длина, измеренная между носовым и кормовым перпендикулярами конструктивной ватерлинии.

При этом конструктивная ватерлиния (КВЛ) ватерлиния, принятая за основу построения теоретического чертежа и соответствующая полученному предварительным расчетом полному водоизмещению судна.



Рис. 7 Главные размеры судна

Ширина наибольшая (Внб) расстояние по КВЛ, измеренное в самой широкой части судна без учета выступающих частей.

Ширина габаритная (Вгб) максимальная ширина судна в самой широкой части с учетом выступающих частей (привального бруса, ограждения двигателей, обносов и др.) Ширина на мидель-шпангоуте (В) расстояние по КВЛ в самой широкой части судна.

На рис.7 даны главные размерения судна, как без постоянно выступающих частей (а), так и с ними (б), а кроме того ещё и в поперечных сечениях корпуса (в). Кроме вышеперечисленных к главным измерения относятся ещё:

Высота борта (н) вертикальное расстояние на середине судна (миделе) от внутренней поверхности киля до нижней кромки палубы (или до планширя). Высота надводного борта – разность между высотой борта и осадкой (Н—Т) является величиной переменной. Для обеспечения безопасности плавания – сохранения судном плавучести, остойчивости и непотопляемости – высота надводного борта устанавливается в соответствии с нормами.

Осадка (Т) вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидельшпангоута от уровня спокойной воды, соответствующего грузовой ватерлинии, до низшей точки наружной обшивки или брускового киля, а также до низшей кромки гребного винта; замеряется на стоянке и обычно отличается от осадки на ходу. То же расстояние, замеренное при тех же условиях, но без груза и пассажиров, называется осадкой порожней.

Если судно имеет одинаковую осадку носа и кормы, то говорят, что судно сидит на ровном киле. Положение судна относительно поверхности воды определяется:

• креном наклонением судна относительно продольной оси к одному или другому борту;

• дифферентом (D) наклонением судна относительно поперечной оси, т. е. на нос (тогда осадка Тн) или на корму (тогда осадка Тк).

• Дифферент (Л) определяется как разность между осадкой носом Тн и осадкой кормой Тк. Дифферент вычисляется из большей осадки, т.е. D (Д) = ТкТн (дифферент на корму), D (Д) = ТнТк (дифферент на нос).

• Например, у форштевня Тн надо вычесть меньшую осадку у кормы Тк. Пример: Тн = 140 мм. Тк = 60 мм. D (Д) = ТнТк= 14060 = 80 мм.

Средняя осадка судна равна полусумме осадок носом и кормой: Тср = (Тн+Тк)/2.

Суда обычно строятся из расчета плавания на ровный киль, но практически это бывает редко, так как дифферент зависит от расположения груза, людей, скорости хода. Подчас дифферент создается искусственно.

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.

При переходе из пресной воды в соленую (из реки в море) и наоборот осадка судна изменяется за счет плотности соленой воды. В соленой воде судно имеет осадку меньше, чем в пресной.

Отношение главных размерений судна характеризует навигационные (мореходные) качества и маневренные элементы судна.

Отношение длины судна к ширине L/B характеризует ходкость судна. Для моторных лодок оно находится в пределах 2,3—3,7;

для современных быстроходных глиссирующих 2,3—2,7; для быстроходных открытых катеров 2,3—3,2; для тихоходных открытых катеров повышенной мореходности 2, 8—4, 0; для мореходных катеров 2,3—3,2; моторнопарусных судов 2,5—3,3; для парусных яхт до 5,0; для байдарок до 6,5.

От отношения L/B зависит также управляемость судном. Увеличение этого отношения улучшает устойчивость на курсе, но несколько снижает поворотливость и требует большей площади руля.

Отношение высоты борта к осадке Н/T влияет на остойчивость, непотопляемость и вместимость судна, т. е. Определяет запас водоизмещения. С ростом отношения Н/T увеличивается парусность судна. Величина Н/T для катеров и моторных лодок в зависимости от высоты надводного борта колеблется от 2,0 до 4,0. Наибольшее Н/T имеют мореходные моторные суда. Для парусных яхт Н/T =4/3.

С увеличением отношения ширины к осадке В/T остойчивость судна увеличивается; с уменьшением этого отношения увеличивается устойчивость на курсе.

Чем меньше отношение длины к осадке L/T, тем маневреннее судно. Кроме того отношение длины судна к высоте борта L/T характеризует прочность корпуса моторного судна. Корпус тем прочнее и жестче, чем больше высота борта при той же длине.

Отношение L/H для маломерных судов может изменяться от 6 до 8; меньшее значение относится к наиболее прочным судам с хорошими навигационными качествами.

Похожие записи:

1. Прицеп МЗСА 821131.202: технические характеристики, фото, отзывы
2. Свечи для лодочных моторов
3. Тест мотора Suzuki DF140
4. Numarine 102 RPH: описание яхты, технические характеристики, отзывы