Поперечные элементы судна

Методическое пособие

по разделу дополнительной образовательной программы "Морское дело"

Устройство судна

Автор-составитель:

педагог дополнительного

                              образования Арнаутов Н.П.

 

      Принято на заседании

      педагогического совета

       «_____» _____________20___ г.

      Протокол № ____

 

Системы набора корпуса. Элементы набора корпуса, их назначение, расположение и конструктивные особенности, обшивка и палубный настил.

Корпус состоит из набора, наружной обшивки и палубного настила, которые придают судну соответствующую форму и обеспечивают его прочность и водонепроницаемость. В зависимости от материала, из которого изготавливается корпус, существуют различные конструктивные типы корпусных конструкций. Но все они состоят из одних и тех же элементов.

Силовая конструкция из соединенных друг с другом продольных и поперечных связей, образующих каркас судна, называется набором ( Приложение 3 к теме 1.2 ).

В зависимости от направления основных несущих элементов различают три системы набора: продольную, поперечную и смешанную.

К продольным связям, обеспечивающим продольную прочность корпуса относятся киль, стрингеры, карлингсы, обшивка.

Киль – основная продольная связь, устанавливается в диаметральной плоскости вдоль всей длины судна. К нему примыкает лист днищевой обшивки – горизонтальный киль. Продолжением киля в носовой оконечности является форштевень – прочная балка, служащая для соединения вместе продольных связей и обшивки обоих бортов. Кормовая оконечность киля, служащая его продолжением, называется ахтерштевнем. На малых моторных судах кормовая часть обычно оканчивается поперечной перегородкой, называемой транцем, к конструкции которого предъявляются требования повышенной прочности. На мотолодке в месте крепления подвесного мотора транец усиливается установкой прочной доски от борта до борта или оборудованием ниши (рецесс), являющимися важными элементами жесткости. Транец катера со стационарным двигателем подкрепляется стойками, установленными в плоскости балок фундамента.

Стрингеры – связи, идущие вдоль корпуса, которые в зависимости от расположения бывают днищевыми, скуловыми и бортовыми.

Карлингсы – продольные подпалубные связи.

К поперечным связям, обеспечивающим поперечную прочность корпуса, относятся шпангоуты, бимсы, поперечные переборки.

Шпангоут – ребро жесткости бортовой обшивки, располагающееся в поперечной плоскости корпуса между днищем и палубой. Нижние концы шпангоутов обычно крепятся к концам поперечных днищевых связей между бортами судна, называемых флорами. Верхние концы шпангоутов соединяются поперечными связями (балками) – бимсами с помощью книц – деталей из листового материала треугольной формы. Для соединения различных элементов корпуса, так же как и кницы, используются бракеты – детали из листового материала прямоугольной формы. Шпангоут вместе с бимсами и флорами образует рамный шпангоут, обеспечивающий поперечную жесткость корпуса.

При наличии вырезов в палубе бимсы разрезают, и тогда их называют полубимсами. Они однимконцом соединяются со шпангоутом, а другим с комингсом, который окаймляет вырез в палубе.

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

Внутри корпуса на днище поверх шпангоутов укладывают плотные съемные щиты, называемые сланями или решетчатые щиты, называемые рыбинами.

Пиллерсы – вертикальные связи (стойки).

Элементы набора корпуса судна

Продольные элементы судна

Продольными элементами (балками) судна являются: киль - продольная балка днищевого набора, проходящая по средине 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 судна

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.

Рис. 4. Устройство корпуса маломерного судна.
1 - форштевень; 2 - киль; 3 - стрингер; 4 - бортовая обшивка; 5 - транец; 6 - шпангоут; 7 - бимс; 8 - палуба

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

Рис. 5. Элементы набора деревянного корпуса моторной лодки.
1 - обшивка; 2 - палуба; 3 - бимс; 4 - шпангоут; 5 - сидения; 6 - транец; 7 - место крепления мотора; 8 - бортовой стрингер; 9 - привальный брус; 10 - скуловой стрингер; 11 - киль; 12 - днищевые стрингеры

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.

Рис. 6. Установка пиллерса
1 - настил палубы; 2 - карлингс; 3 - бимс; 4 - поперечный комингс; 5 - пиллерс; 6 - настил второго дна; 7 - флор; в - киль; 9 - обшивка днища.

Вертикальные или наклонные балки, являющиеся продолжением киля называются штевнями {в носовой части - форштевень, в кормовой - ахтерштевень). Корпус судна может быть разделен на отдельные отсеки при помощи поперечных и продольных водонепроницаемых переборок. Носовая часть судна между форштевнем и первой переборкой называется форпик, а кормовой отсек - ахтерпик. У моторных лодок водонепроницаемая конструкция у транца, образующая 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.
Для более полного представления об элементах набора корпуса на рис. 7 изображен поперечный разрез сухогрузного судна с комбинированной системой набора, а на рис. 8 набор корпуса металлического катера "Чибис".

Рис. 7. Комбинированная система набора.
1 - планширь; 2 - стойка фальшборта; 3 - фальшборт; 4, 10- бимс; 5 - настил палубы; 6 - карлингс; 7 - ребро жесткости; 8 - комингс люка; 9 - пиллерс; 11 - стойка переборки; 12 -переборка поперечная; 13 - настил второго дна; 14 - киль; 15 - киль горизонтальный; 16 -стрингер днищевой; 17 - обшивка днища; 18 - флор; 19 -лист крайний междудонный; 20 - киль скуловой; 21 - пояс скуловой; 22, 25 - шпангоут; 23 - полубимс; 24 - обшивка бортовая; 26 - кница; 27 - ширстрек.

Рис. 8. Набор корпуса катера.
1 - рамный шпангоут; 2 - карлингс; 3 - комингс; 4 - настил палубы; 5 - привальный брус; 6 - шпангоут; 7 - бортовая обшивка; 8 - скуловой угольник; 9 - флор; 10 - стрингер; 11 - киль; 12 - бракета; 13 - днищевая обшивка; 14 - кница.

Наружная обшивка

Наружная обшивка судна обеспечивает водонепроницаемость корпуса и одновременно участвует в обеспечении продольной и местной прочности судна. На металлических судах обшивка состоит из стальных листов, располагаемых длинной стороной вдоль судна. Кроме стальных листов, особенно на металлических моторных катерах и лодках используются листы из алюминиевых сплавов. Соединение листов обшивки производится при помощи заклепок и сварки встык. Ряд листов обшивки, идущий вдоль судна, называется поясом. Верхний пояс бортовой обшивки называется ширстреком, а ниже идут бортовые поясья и на скуле - скуловой пояс. Средний днищевой пояс называется горизонтальным килем. Линия соединения одного пояса с другим называется пазом, а место соединения листов друг с другом в одном поясе - стыком. Размеры листов и их толщина различные и зависят от конструкции судна, его размеров и назначения. Для обшивки катеров, моторных, парусных и гребных лодок очень часто используются древесные материалы, древеснослоистые пластики, стеклопластики, текстолиты и другие материалы, отвечающие по своим свойствам и прочности требованиям судостроения.

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 мидельшпангоута. Листы настила располагаются длинной стороной вдоль судна, параллельно диаметральной плоскости, а крайние поясья левого и правого бортов - вдоль бортов, они называются палубными стрингерами и имеют большую толщину. Палубный стрингер соединяется с ширстреком при помощи клепки, сварки или склеивания в зависимости от материала листов настила.

Люки и горловины

Люки и горловины ослабляют прочность палубы, в их углах возникает концентрация напряжений, способствующая появлению трещин. В связи с этим углы всех вырезов в обшивке корпуса закругляют, а листы палубного настила по углам вырезов делают более прочными. Для подкрепления палубы, ослабленной вырезами, и предотвращения попадания воды в люк по краям выреза делают комингс, имеющий устройство для закрытия люка (горловины). Комингс окаймляет и вырезы в переборках, комингсом также называют часть переборки под дверной проем.