Теория и устройство судна

Вопрос 2. Выполните эскиз половины (по ДП) поперечного сечения судна, набранного по продольной системе набора. Составьте спецификацию всех элементов набора, наружной обшивки, палубного настила, настила второго дна, кратко поясните назначение каждого элемента. При постройке каких судов применяется эта система, каковы ее преимущества и недостатки?

Ответ

При продольной системе набора (рис. 1) главными балками, вос-принимающими основные нагрузки, являются продольные балки рам-ного и холостого профилей. Поперечными связями служат рамные шпангоуты, которые устанавливают через три-четыре шпации, т. е. на расстоянии 1650--2400 мм друг от друга. Расстояние между холос-тыми балками продольного набора принимают 500--600 мм, а кильсоны и карлингсы устанавливают на расстоянии 1500--2500 мм друг от друга.

Продольная система набора обеспечивает повышенную прочность корпуса на изгиб, так как листы обшивки, подкрепленные продольными ребрами жесткости, устойчиво работают на сжатие. Поэтому продольную систему набора применяют при изготовлении корпусов судов значительной длины. К недостаткам продольной системы набора относят более сложную стыковку секций при сварке корпуса и меньшую поперечную прочность.

Наружную обшивку корпуса и настил палубы сваривают из отдельных листов, длинные кромки которых направляют вдоль судна: они образуют пояса обшивки. Швы листов, идущие поперек судна, называют стыками, а вдоль судна -- пазами. Стыки должны лежать на расстоянии ¹/4-- ¹/з шпации от шпангоутов.

Для определения количества и размеров стальных листов, необхо-димых для постройки корпуса, вычерчивают растяжку наружной обшивки и палубного настила с показанием всех стыков и пазов, а также набора корпуса. Обшивку растягивают поперек судна -- по шпангоутам по одну сторону от ДП.

Обшивка и настил палубы являются основными связями эквива-лентного бруса, обеспечивающими общую и местную прочность корпуса. Роль отдельных поясов обшивки в обеспечении прочности неодинакова и определяется положением их относительно нейтральной оси эквивалентного бруса. Наиболее нагружены пояса палубы и днищевой обшивки, верхний пояс обшивки борта, называемый шир-стреком, и закругленный скуловой пояс в месте перехода бортов в днище (рис. 3).

Толщины обшивки и настила палубы назначают из условия обес-печения общей прочности корпуса. Однако Правилами Речного Регистра РСФСР установлены минимально допустимые толщины отдельных поясов из условия обеспечения судну необходимой долговечности с учетом коррозии и механического износа. Минимальную толщину наружной обшивки, настила палубы, ширстрека и палубного стрингера назначают в зависимости от длины, класса и типа судна по специальной таблице. При этом толщину наружной обшивки в носовой

Рис. 2. Отсеки корпусов судов с поперечной и продольной системами набора:

1 -- ширстрек; 27-- палубный и бортовой стрингеры; 3-- пиллерс; 4-- карлингсы; 5 -- рамный бимс; в -- холостые бимсы; 7-- кница; 8, 9, 10 -- холостой, флорный и рамный шпангоуты; // -- голубницы; 12, 14, 24 -- средний, бортовой и днищевый кильсоны; 13 -- утолщенный килевой пояс; /5 --флор рамного днищевого шпангоута; 16 -- скуловой пояс обшивки; 18, 23 -- рамные шпангоуты борта и днища; 19,21 -- соответственно палубные и бортовые продольные ребра жесткости; 20 -- обшивка палубы; 22 -- днищевые холостые продольные балки оконечности принимают не менее 1,25 толщины наружной обшивки в средней части судна, а толщину наружной обшивки в районе ахтерпика -- не менее толщины наружной обшивки в средней части кор-пуса. Ширина ширстрека должна быть не менее 0,2Н (где Н -- высота борта судна).

Основным поясом палубного настила является палубный стрингер, идущий вдоль бортов от носа до кормы. Ширину палубного стрингера у палубных судов принимают не менее 600 мм, а толщину -- не менее толщины ширстрека. Остальные пояса палубного настила делают несколько тоньше. Для сохранения прочности в палубном стрингере запрещается делать вырезы диаметром более d = 20t_пс (где t_пс -- толщина палубного стрингера) без надлежащего подкрепления.

Суда, плавающие в битом льду, вдоль всего корпуса имеют ледо-вый пояс, толщину обшивки которого в носовой части судна принимают равной 1,25t, в районе ахтерпика -- 1,2t. на остальной длине судна-- 1,15t (где t -- толщина обшивки борта в соответствующем районе для судна без ледовых подкреплений).

Верхняя граница ледового пояса проходит на 0,5 м выше грузовой ватерлинии, а нижняя -- на 0,5 м ниже ватерлинии порожнем, с учетом возможности дифферента судна.

Палубный настил судов-площадок и настил второго дна сухогрузных судов для защиты от повреждений при перегрузочных операциях утолщают на 3 мм и более, т. е. t_ш. > t₀ + 3 мм (где t₀ -- толщина наружной обшивки днища).

Рис. 3. Обшивка корпуса в поперечном сечении (а) и растяжка наружной обшивки (б):

I -- пояс горизонтального киля; 2,3 -- пояса днищевой обшивки; 4 -- скуловой пояс; 5 -- пояс обшивки наружного борта; 6 -- ширст-рек; 7 -- палубный стрингер; в --продольный комингс; 9 -- фальшборт; П -- пазы; S -- стыки

Современные сухогрузные теплоходы и танкеры строят с двойным дном и двойными бортами. Это увеличивает общую прочность корпуса, повышает живучесть судна и создает удобства для выполнения пере-грузочных операций.

У речных судов с двойным дном (рис. 4) высоту междудонного про-странства принимают 800 мм при длине корпуса до 120 м и не менее 900 мм при большей длине корпуса. Набор второго дна изготовляют по той же системе, которая принята для днища и палубы корпуса данного судна.

Пространство между двойным дном и бортами разделено на отсеки непроницаемыми сплошными флорами шпангоутов. Для доступа в отсеки междудонного пространства и вентиляции их во время работ в настиле второго дна вблизи водонепроницаемых флоров делают лазы. Боковые кильсоны, проницаемые флоры и шпангоуты также имеют овальные вырезы размером 400x600 мм, позволяющие перемещаться по отсеку при осмотре. Однако высота этих вырезов не должна превышать половины высоты листа флоров и кильсонов. В среднем кильсоне во избежание нарушения прочности обычно вырезы не делают.

Толщину листов второго дна самоходных и несамоходных судов, на которых выгрузку осуществляют грейферами, принимают равной 8-- 10 мм.

Наружная обшивка служит для обеспечения непроницаемости и прочности корпуса. Она воспринимает гидростатическое давление воды, удары волн, сжатие льдами.

Рис. 4. Днищевое перекрытие с двойным дном:

/ -- настил второго дна; г --кница; 3 --поперечная переборка; 4 -- стойка поперечной пере-борки (контрфорс); 5, 6 -- флоры непроницаемый и проницаемый; 7 -- днищевая обшивка; 8 -- средний кильсон; 9 -- боковые кильсоны

Днищевой набор на судах с двойным дном (рис. 5). Все сухогрузные суда длиною более 61 м имеют двойное дно, которое образуется между днищевой обшивкой и стальным настилом второго дна, накладываемым поверх днищевого набора. Высота двойного дна не менее 0,7 м, а на больших судах 1 --1,2 м. Такая высота позволяет проводить работы в двойном дне при постройке судна, а также при очистке и окраске отсеков двойного дна в период эксплуатации.

Поперечными связями днищевого набора на судах с двойным дном являются флоры, которые бывают трех типов: сплошные, водонепрони-цаемые и открытые (бракетные и облегченные).

Сплошной флор состоит из стального листа, поставленного на ребро. Нижней кромкой флор соединен с днищевой обшивкой, а верхней -- с настилом второго дна. В сплошном флоре имеются большие овальные вырезы -- лазы, обеспечивающие сообщение между отдельными ячейками двойного дна. Кроме больших вырезов, в листе сплошного флора у днищевой обшивки и у настила второго дна делается несколько небольших вырезов -- голубниц для прохода воды и воздуха.

Водонепроницаемый флор конструктивно ничем не отличается от сплошного, но он не имеет никаких вырезов.

Бракетный (открытый) флор не имеет сплошного листа, а состоит из двух балок профильной стали: нижней, идущей по днищевой обшивке, и верхней, которая идет под настилом второго дна. Верхняя и нижняя балки соединены между собой прямоугольными обрезками листовой стали -- бракетами.

Продольными связями днищевого набора на судах с двойным дном являются вертикальный киль, крайние междудонные листы и днищевые стрингеры.

Вертикальный киль -- лист, поставленный на ребро и идущий в диаметральной плоскости непрерывно по всей длине судна. Он выполняется водонепроницаемым и делит двойное дно на отсеки левого и правого бортов. Вместо вертикального киля может устанавливаться туннельный киль, который состоит из двух листов, идущих параллельно диаметральной плоскости на расстоянии 1 --1,5 м друг от друга.

С бортов междудонное пространство ограничивается междудонными листами (скуловыми стрингерами), идущими по всей длине двойного дна непрерывно и не имеющими никаких вырезов. Нижней кромкой междудонный лист соединен с наружной обшивкой, а верхней -- с настилом второго дна. Крайние между донные листы обычно устанавливают наклонно, в результате чего в трюме по бортам образуются льяла, в которых собирается трюмная вода. Днищевые стрингеры представляют собой вертикальные листы, устанавливаемые по обе стороны от вертикального киля. Их разрезают на каждом сплошном флоре, а для прохода нижней и верхней балок бракетного флора в листе стрингера делают вырезы соответствующих размеров. Для уменьшения массы и обеспечения доступа ко всем частям двойного дна в днищевых стрингерах делают большие вырезы -- лазы.

Рис. 5. Днищевой набор на судах с двойным дном:

/-- настил второго дна; 2-- водонепроницаемый флор; 3-- бракетный (открытый) флор; 4-- сплошной флор; 5--вертикальный киль; 6--днищевой стрингер; 7-- крайний муждудонный лист (скуло-вой стрингер)