Что такое набор корпуса судна
§ 4. Понятие о наборе корпуса судна
Набор корпуса состоит из продельных и поперечных балок (связей) различного профиля, имеющих своеобразную форму и образующих каркас судна. Совместно с наружной обшивкой, продольными и поперечными переборками набор корпуса судна обеспечивает ему необходимую прочность и жесткость. Различают три основных системы набора (рис. 4): продольную, при которой основу набора составляют неразрезные балки, расположенные вдоль корпуса судна, а поперечные балки находятся на значительном расстоянии одна от другой;
поперечную, если основу набора составляют неразрезные балки, расположенные поперек корпуса судна, а продольных балок меньше, чем поперечных;
продольно-поперечную (смешанную), когда днище и палубу судна набирают по продольной системе, а борта и переборки — по поперечной системе набора. Смешанную систему набора применяют в основном на наливных и сухогрузных транспортных судах, а также на военных кораблях.
Рис. 4. Схемы систем набора корпуса судна: а — продольная; б — поперечная.
1 — поперечные связи; 2 — киль; 3 — продольные связи.
Таким образом, все основные связи корпуса судна можно разделить на продольные и поперечные. К продольным связям относятся: обшивка корпуса, настил палуб и платформ, настил второго дна, продольные переборки, продольные днищевые, бортовые и подпалубные балки. К поперечным связям можно отнести: обшивку корпуса, настилы палуб, днища и второго дна, поперечные переборки и все поперечные балки. Ниже перечисляются все основные продольные и поперечные балки, составляющие набор корпуса судна (рис. 5).
Рис. 5. Набор корпуса судна.
Продольные балки. Киль тянется по днищу судна в ДП от форштевня до ахтерштевня. Различают вертикальный киль 12, состоящий из непрерывных вертикальных листов, сваренных между собой, и горизонтальный киль 11, представляющий собой лист наружной обшивки, расположенный в районе ДП по всей длине судна.
Стрингер состоит из сваренных между собой листов или профилей, поставленных по возможности перпендикулярно к обшивке. Различают днищевые 10, бортовые 6, скуловые 9 и палубные 3 стрингеры, так как они тянутся вдоль судна по днищу, под настилом палуб и т. д. Днищевые стрингеры обычно обозначают порядковыми номерами от ДП к бортам. Палубным стрингером называют крайний лист палубного настила, соединяемый с бортом сваркой при помощи угольника.
Карлингс — профильная балка, проходящая вдоль судна под настилом палубы. Количество карлингсов 1 зависит от назначения судна и конструкции его палубы.
Поперечные балки. Шпангоут — сварная или профильная поперечная связь, обеспечивающая прочность и устойчивость бортов. Различают простые (холостые) 5 и рамные 7 шпангоуты. Холостые шпангоуты изготовляют из катаных профилей, а рамные— из листовой, профильной и полосовой стали. Расстояние между двумя соседними шпангоутами называют шпацией.
Флор — сварная или профильная поперечная связь, обеспечивающая прочность и устойчивость днища. По конструкции флоры 8 разделяют на проницаемые, непроницаемые и бракетные. Проницаемые флоры имеют вырезы 13, предназначенные для проходов и для облегчения конструкции.
Бимс — поперечная связь, расположенная под палубой. Бимсы разделяют на холостые 15 и рамные 2.
Шпангоуты правого и левого борта, флор и бимс, соединенные сваркой, образуют поперечную раму набора корпуса судна.
Пиллерс 14 — вертикальная стойка, предназначенная для восприятия вертикальной нагрузки от палуб, платформ и других вышележащих горизонтальных перекрытий и передачи ее на нижележащие палубы или днище судна.
Кница 4 — листовая деталь, соединяющая ребра смежных конструкций, расположенных под углом друг к другу, например бимс-шпангоут, флора-шпангоут и т. д. В зависимости от расположения кницы называют: кница бимса, шпангоутная кница,
скуловая кница и т. д.
СИСТЕМЫ НАБОРА КОРПУСА СУДНА.
Конструкция всякого корпуса состоит из тонкой оболочки и подкрепляющих ее ребер —балок, образующих так называемый набор корпуса судна. Набор конструктивно расположен внутри корпуса, к нему своей внутренней стороной прилегает наружная обшивка и настилы палуб, скрепленные с ним сварными соединениями.
В соответствии с расположением элементов набора его разделяют на подпалубный, бортовой, днищевый и набор переборок. Конструкции, образованные набором с оболочкой, представляют собою основные связи судового корпуса, которые по их расположению разделяют на продольные и поперечнце связи. К продольным связям относятся: обшивка корпуса, настил палуб и платформ, продольные переборки и все продольные балки набора.
К поперечным связям по аналогии следует отнести ту же обшивку, настил палуб и платформ, поперечные переборки и все поперечные балки набора. Каждый из элементов этих связей выполняет определенную работу в общей конструкции корпуса.
Наружная обшивка воспринимает непосредственно давление забортной воды, обшивка переборок—давление воды на одну сторону в случае затопления отсека или давление жидкости из граничащей с ней цистерны, а детали набора (продольные и поперечные балки) являются опорами для обшивки и переборок, они воспринимают действующие на них усилия и передают их на другие прочные части корпуса. Система продольных и поперечных балок набора, перекрытых общей обшивкой или настилом, ограниченная жестким опорным контуром, образует так называемое корпусное перекрытие. В зависимости от преобладающего направления балок набора образуется определенная система набора корпуса судна. В судостроении приняты разнообразные конструкции корпуса, обусловленные типом судна, условиями его эксплуатации и перевозимыми грузами, но все они в зависимости от главного направления балок набора могут быть отнесены к одной из четырех основных систем набора: продольной, поперечной, смешанной и комбинированной.
 |
Рис.15. Набор корпуса судна. 1-комингс; 2-карлингс; 3-верхняя палуба; 4-бимс; 5-кница; 6-шпангоут;7-вторая палуба(твиндек); 8- обшивка; 9-днищевой флор; 10-вертикальный киль; 11-второе дно; 12-поперечная переборка; 13-пиллерс; 14-днищевой стрингер.
1.3.1.1. Продольной называется такая система набора корпуса, при которой балки главного направления расположены вдоль судна (рис.16,а). Конструкции этого набора воспринимают изгибающие усилия, действующие вдоль продольной оси корпуса и обеспечивают прочность и устойчивость перекрытий в продольном направлении, с меньшей затратой металла, позволяя выиграть в весе корпуса. Элементы набора этой системы приведены на рис.17. Продольную систему набора применяют для судов с большим отношением длины к ширине, таких, например, как быстроходные или наливные суда.
Рис. 16. Системы расположения основного набора корпуса судна: а — продольная; б — поперечная; в — смешанная; г — комбинированная. 1— стрингеры; 2 — рамные шпангоуты; 3 — шпангоуты; 4— поперечные переборки; 5 — холостые шпангоуты (ледовое подкрепление); 6 — вертикальный киль; 7 — радиальные (поворотные) шпангоуты.
1.3.1.2. Поперечной называется такая система набора корпуса, при которой балки главного направления расположены поперек судна в плоскости шпангоутов.
Рис.17. Элементы продольного набора корпуса. 1 — вертикальный киль; 2 — днищевые стрингеры — кильсоны; 3 — скуловой стрингер (междудонный лист); 4— бортовые стрингеры; 5 — подпалубные стрингеры — карлингсы.
Рис.18. Поперечное сечение корпуса танкера с продольной системой набора: а — с плоскими продольными переборками; б — с гофрированными переборками (волнистый гофр); в — с гофрированными переборками (коробчатый гофр). 1, 2, и 3 — подпалубные, бортовые и днищевые ребра жесткости соответственно; 4 — днищевые кницы; 5 — вертикальный киль; 6 — флор; 7 — продольные переборки; 8 — рамный шпангоут; 9 — рамный бимс; 10 — карлингсы; 11 — подпалубные кницы.
Поперечная система набора применяется преимущественно на морских транспортных судах с малым отношением длины к ширине, у которых продольная прочность обеспечивается наружной обшивкой, настилом палуб и вертикальным килем.
К поперечной системе набора относятся элементы, показанные на рис. 18.
1.3.1.3. Смешанной называется такая система набора корпуса, при которой балки представляют собой сетку, выполненную из непрерывных и разрезных балок продольной и поперечной систем, расположенных в продольном и поперечном направлениях — с некоторым преобладанием поперечных балок (рис.16, в).
По этой системе строят суда с относительным удлинением, предназначаемые для перевозки генеральных грузов. 
Рис.19. Сечение корпуса судна с поперечной системой набора. 1 — шпангоут рамный (усиленный); 2 — полубимс; 3 — бимс рамный (усиленный); 4 — бимс; 5 — бимсовая кница; 6 — шпангоут; 7 — скуловая кница; 8 — флор сплошной (непроницаемый); 9 — флор с вырезами; 10 — флор открытый (бракетный); 11— браке- ты; 12, 13 — верхние и нижние балки соответственно.
1.3.1.4. Комбинированной называется такая система набора корпуса, при которой балки продольной и поперечной системы представляют комбинацию для различных перекрытий (рис.16, г) в зависимости от преобладающих в них нагрузок. Там, где растягивающие или сжимающие усилия достигают максимального значения, например на палубах и на днище, ставят набор по продольной, а борта — по поперечной системе. Эта система позволяет наиболее рационально располагать элементы набора корпуса и при максимальной прочности судна достичь минимального его веса. Комбинированная система набора является наиболее прогрессивной и успешно применяется на больших морских судах, предназначенных для смешанных условий плавания (во льдах).
 |
Переборки на судах являются важнейшими конструкциями, так как они обеспечивают непотопляемость судна при повреждении корпуса, разделяют между собой грузовые помещения.
1.3.1.5. Поперечные главные переборки. Их количество определяется правилами Российского Морского Регистра Судоходства, которые требуют обязательную установку на всех судах следующих переборок:
— двух переборок, выгораживающих МО (при его расположении в средней части или сдвинутом в корму).
 |
Рис. 21.. Дейдвудное устройство одновинтового судна.
Набор корпуса – это совокупность продольных и поперечных балок, соединенных между собой и образующих остов судна. Наружная обшивка крепится к остову и представляет собой водонепроницаемую оболочку корпуса.
Листы обшивки с балками набора образуют перекрытия: бортовые, палубные, переборочные, днищевые.
Вопросы и задания для самопроверки:
Какие системы набора корпуса применяются для строительства различных судов?
Какая балка в наборе корпуса называется бимсом?
Какая балка в наборе корпуса называется шпангоутом?
Какая балка в наборе корпуса называется карлингсом?
Какая балка в наборе корпуса называется флором?
Какая балка в наборе корпуса называется стрингером?
Какая балка в наборе корпуса называется полубимсом?
Какая балка в наборе корпуса называется килем?
Что в наборе корпуса называется кницей?
Что в наборе корпуса называется пиллерсом?
Что в наборе корпуса называется комингсом?
Какие основные балки в поперечной системе набора?
Какие основные балки в продольной системе набора?
Какие основные балки в комбинированной системе набора?
Какое назначение поперечных переборок?
Где находится форпик?
Где находится ахтерпик?
Где находится форштевень?
Где находится ахтерштевень?
Где находится твиндек?
Где находится планширь и его назначение?
Где находится ширстрек?
Где находится скуловой пояс?
Что называют палубным стрингером?
Где в конструкции судна применяется контрфорс?
Где в конструкции судна применяется шпигат?
Где в конструкции судна применяется ватервейс?
Где в конструкции судна применяется палубный стрингер?
Что такое фальшборт и его назначение в корпусе судна?
Зачем на судне второе дно?
ТЕМА 1.4. АРХИТЕКТУРНО – КОНСТРУКТИВНЫЕ ТИПЫ СУДОВ.
Судовой архитектурой называется общее расположение элементов корпуса, оборудования, устройств, планировка судовых помещений, которые должны быть выполнены наиболее рационально, с соблюдением требований безопасности, экономичности и современной эстетики, обусловливающее внешний вид судна. На изучении этих принципов возникла научная дисциплина, называемая судовой архитектурой. Главными архитектурными элементами всякого современного судна являются: корпус судна с его палубами, платформами, прочными поперечными и продольными переборками, надстройками и рубками. Часто бывает трудно провести различие между архитектурными и конструктивными элементами современных судов. Так, например, являющиеся основными архитектурными элементами прочные водонепроницаемые переборки, устанавливаемые исходя из расчета непотопляемости судна, одновременно обеспечивают общую и местную прочность и жесткость корпуса, выполняя функции жестких опорных контуров для наружной обшивки и плоских перекрытий (палуб и платформ). Некоторые промысловые устройства на судах, например кормовой слип для подъема сетей, представляют собой архитектурные и конструктивные элементы судна. При создании нового проекта за основу принимается прототип существующего судна, на основании анализа опыта постройки и эксплуатации которого выбирают элементы нового судна с учетом требований, предъявляемых к новому судну, так на основе научно-теоретических обоснований и практики создается новый проект.
Палубой называется сплошное перекрытие на судне, идущее в горизонтальном направлении. Палуба, идущая не по всей длине или ширине судна, а только на части ее, называется платформой. Внутреннее пространство корпуса по высоте разделяется палубами и платформами на междупалубные пространства, которые называются твиндеками. По правилам минимальное расстояние между палубами (в свету) должно быть не менее 2,25 м.
Палуба, идущая над днищем на протяжении некоторой части длины судна и конструктивно связанная с ним, называется вторым дном. На наливных судах второе дно делается только в районе машинно-котельных отделений. Образовавшееся по высоте пространство между днищем и настилом второго дна называется междудонным пространством и используется для размещения жидких грузов, таких, как жидкое топливо, вода, смазочное масло, водяной балласт и т. п.
Палубы, расположенные вверх от верхней палубы, носят название в соответствии с назначением: прогулочная шлюпочная палубаи т. п., за исключением палубы над рулевой рубкой, которая называется — верхний мостик.
По длине корпус разделяется прочными водонепроницаемыми поперечными переборками, образующими водонепроницаемые помещения, которые называются отсеками. Минимальное количество таких отсеков определяется в соответствии с требованиями непотопляемости судна. Помещения, расположенные над вторым дном и предназначенные для размещения в них сухих грузов, называются трюмными отсеками или трюмами. Отсеки, в которых размещены главные силовые или котельные установки, соответственно называются машинными или котельными отделениями. При расположении машинного отделения в средней части судна, а части грузовых трюмов — в корму от них, для ограждения линии гребного вала, идущего от машины к гребному винту, делается туннель гребного вала. Всякая емкость, образованная конструкциями корпуса и предназначенная для размещения в ней жидкого груза, называется цистерной.
Емкость для жидких грузов, размещенная вне второго дна, называется диптанком. Танкам и называются отсеки на наливных судах, предназначенные для перевозки жидких грузов. Отсеки в зависимости от расположения их по длине судна носят специальные названия.
Концевой — первый отсек от форштевня называется форпиком, а первая поперечная водонепроницаемая переборка называется форпиковой или таранной. Последняя перед ахтерштевнем поперечная водонепроницаемая переборка называется ахтерпиковой, а отделяемый ею до кормового образования отсек называется ахтерпиком.В форпике размещается специальное помещение, называемое цепным ящиком, в котором хранятся якорные цепи. В ахтерпике, имеющем в нижней части узкое пространство, вызванное формой кормы корпуса, проходит дейдвудная труба, через которую гребной вал выходит из корпуса судна наружу. Нижние части форпика и ахтерпика, сверху перекрытые платформами, обычно используются как балластные цистерны, при помощи которых создается или устраняется дифферент судна.
Узкие отсеки, отделяющие цистерны от остальных помещений, называются коффердамамиони должны быть пустыми, хорошо вентилируемыми и удобными для осмотра образующих их переборок. На танкерах их иногда заполняют водой во избежание скопления в них взрывоопасных газов.
Для разделения корпуса судна по ширине в некоторых случаях ставят прочные водонепроницаемые продольные переборки. На наливных судах продольные переборки ставят для уменьшения момента инерции свободной поверхности жидкости, оказывающей влияние на остойчивость судна.
Продольные переборки ставятся и для выделения бортовых цистерн, в которых размещается топливо, вода или прочие жидкие грузы.
Выгородками на судне называются всякие легкие водопроницаемые переборки, разделяющие помещения. Шахтам называются отсеки, ограниченные вертикальными переборками, проходящими через несколько палуб, и не имеющие горизонтальных перекрытий. Могут быть шахты светлого люка, машинно-котельные, вентиляционные, грузовые, запасных выходов и т. п. Надстройкойназывается закрытое сооружение на верхней палубе, простирающееся от одного борта до другого или не доходящее до бортов на расстояние, не превышающее 0,04 ширины судна. Надстройки увеличивают общую вместимость судна при основных его размерениях, повышают высоту надводного борта, улучшая одно из мореходных качеств судна — непотопляемость, а также всхожесть на волну, уменьшают заливаемость палубы и т. п.
Полубаком или полуютомназываются концевые надстройки, имеющие высоту менее допускаемого междупалубного расстояния, в этом случае верхняя палуба идет не по всей длине судна, а начинается или оканчивается у торцевых переборок этих надстроек или с наклоном поднимается на эти надстройки, переходя в палубы полубака или полуюта.
Среднейназывается надстройка, расположенная посредине длины судна или сдвинутая в нос или корму. Она защищает во время качки от заливания водой наиболее важные помещения судна: пассажирские и жилые помещения, машинно-котельные отделения, командные посты и т. д.
Если протяженность надстроек не превосходит 15% длины судна, то их принято называть короткими, а если протяженность надстроек превосходит эту длину, то их считают длинными.
Рубкойназывается всякого рода закрытое помещение на верхней или вышележащих палубах надстроек, продольные наружные переборки которого не доходят до бортов основного корпуса судна на расстояние более 0,04 ширины судна.
Мостикомназывается узкая поперечная платформа, идущая поперек судна с одного борта на другой. Обычно на мостиках расположены легкие рубки со средствами управления судном на ходу. Свое название мостики носят в соответствии с расположенными на них помещениями.
Часть мостика, выдающаяся в сторону наружного борта за продольные наружные переборки расположенной под ним рубки, называется крылом мостика.
Фальшбортомназывается сплошное ограждение открытой палубы, выполненное из листового материала. Он служит для крепления находящихся на палубе грузов и предотвращения смывания за борт находящихся на ней предметов. На верхней торцевой кромке фальшборт обделан горизонтальной полосой, называемой планширем. Обшивка фальшборта подкрепляется косыми стойками, которые называются контрфорсами. По длине фальшборта делаются отверстия для быстрого стока воды, попавшей на палубу с накрывшей ее волной.
Рангоутомназываются круглые деревянные или стальные трубчатые части вооружения судов, расположенные на открытой палубе и предназначенные для несения сигналов и конструкции приборов связи (антенны всех видов радио и радиолокации), для размещения и крепления своего вооружения или служащие опорами для грузовых устройств (подвеска и раскрепление грузовых стрел). К рангоуту относятся: мачты, стеньги(продолжение мачт по высоте), а к его вооружению: стрелы, реи, гафели и т. п.
Рис.23. Фальшборт. 1 — обшивка фальшборта; 2 — планширь; 3 — стойка фальшборта (контрфорс); 4 — продольное ребро жесткости; 5 — холостая стойка.
Первая от форштевня мачта на судне называется фок-мачтой, вторая —гротмачтой, третья — бизаньмачтой, четвертая — второй бизаньюи т. д. Такелаж— наименование всех тросов, составляющих вооружение отдельных мачт. Такелаж, служащий для удержания или постоянного раскрепления рангоута в надлежащем положении, называется стоячим , а весь остальной такелаж, который может передвигаться (скользить по блокам),—переменным или бегучим, с его помощью выполняют работы, связанные с тягой, выбиранием и травлением.
Дельными вещаминазывают унифицированные или стандартные изделия, которые являются не составной частью корпуса судна, а частью его оборудования, необходимого для эксплуатации судна и нормальных условий обитаемости. К ним относятся: судовые двери, необходимые для доступа с палуб в закрытые помещения; горловины или крышки люков — для закрытия отверстий в палубах; иллюминаторы, окна и светлые люки — для естественного освещения судовых помещений; судовые трапы — для сообщения между палубами или схода за борт; петли, задрайки, крючки и прочие изделия.
Системы набора корпуса судна.
Системы набора корпуса судна.
Общая прочность корпуса судна.
Конструкция корпуса определяется назначением судна и характеризуется размерами, формой и материалами частей и деталей корпуса, их взаимным расположением, способами соединения.
Корпус судна представляет собой сложное инженерное сооружение, которое в процессе эксплуатации постоянно подвергается деформации, особенно при плавании на волнении.
При прохождении вершины волны через середину судна, корпус испытывает растяжение, при одновременном попаданииносовойи кормовой оконечностей на гребни волн корпус испытывает сжатие. Возникает деформация общего изгиба, в результате чего судно может переломиться. Способность судна сопротивляться общему изгибу называется общей продольной прочностью.
Внешние силы, действуя непосредственно на отдельные элементы корпуса судна, вызывают их местную деформацию. Поэтому корпус судна должен обладать местной прочностью. Кроме этого, корпус судна должен обладать водонепроницаемостью, которая обеспечивается наружной обшивкой и настилом верхней палубы, который крепится к балкам, образующим набор корпуса судна «скелет судна».
Прочностью судна называется способность его корпуса не разрушаться и не изменять своей формы под действиям постоянных и временных сил. Различают общую и местную прочность судна.
Общей продольной прочностью корпуса судна – называется его способность выдерживать действие внешних сил, приложенных по его длине.
Общая прочность судна обеспечивается – водонепроницаемой оболочкой, которой служит обшивка и верхняя палуба, настил других палуб, продольные переборки с подкрепляющими их конструкциями и всеми конструктивными связями, имеющими длину больше высоты борта.
Местная прочность корпуса.
Местной прочностью корпуса называется – способность его отдельных конструкций противостоять дополнительному воздействию сил:
— давлению забортной воды;
— сосредоточенным нагрузкам (удары волн по корпусу во время качки).
Для обеспечения ме5стной прочности отдельных конструкций предусматривается их специальное местное подкрепление.
Система набора определяется направлением большинства балок и бывает:
— поперечная;
— продольная;
— комбинированная.
Рамный и холостой набор.
При продольной системе набора главными балками, воспринимающими основные нагрузки, являются продольные балки рамного и холостого профилей. Поперечными связями служат рамные шпангоуты, которые устанавливаются:
— через три – четыре шпации, т. е. на расстоянии:
— 1650 – 2400 мм друг от друга.
Расстояние между холостыми балками продольного набора принимают:
— 500 – 600 мм;
— кильсоны и карлингсы устанавливаются на расстоянии:
— 1500 – 2500 мм друг от друга.
— 4 – рамный шпангоут;
— 2 – холостой шпангоут.
Палубный настил.
Палубный настил обеспечивает водонепроницаемость корпуса сверху и участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна. Наибольшая нагрузка при продольном изгибе приходится на настил в средней части судна, поэтому листы палубы в оконечности несколько тоньше, чем в районе мидель шпангоута. Листы настила располагаются длинной стороной вдоль судна, параллельно диаметральной плоскости, а крайние полосья левого и правого борта – вдоль бортов, они называются палубными стрингерами имеют большую толщину. Палубный стрингер соединяется с ширстреком при помощи клепки, сварки или склеивания в зависимости от материала листов настила.
Настил главной палубы входит в состав элементов продольной прочности, он состоит из листов, идущих вдоль судна продольными поясами, при этом продольные швы (пазы палубного настила) должны быть параллельными диаметральной плоскости.
Системы набора корпуса судна.