Виды килей морских судов

Обновлено: 24.05.2024

Ветеран парусного спорта, дизайнер множества парусных и моторных яхт Роджер Маршалл (Roger Marshall) написал для журнала Sail статью, в которой подробно описал современные способы крепления киля и их слабые места.

В погоне за производительностью на современных яхтах ставят все более тонкие кили. Возникает проблема: чем тоньше киль, тем сложнее крепить его к корпусу.

Проблема с длинной историей

Этот трагический инцидент — один из многих среди череды крушений, произошедших за последние годы в Европе и Америке из-за проблем с килем.

Впрочем, эти проблемы появилась не вчера. Раньше, когда на судах использовались железные кованые гвозди и — в качестве необрастайки — медные пластины, было множество случаев потери киля.

Основной причиной тогда была коррозия железных болтов.

Традиционные конструкции крепления киля

На некоторых старых моделях яхт с плавниковым килем болты крепления заводили в карманы внутри киля и в эти карманы вкручивали гайки. Такое крепление киля давало возможность провести осмотр крепежа киля на наличие коррозии металла.

Некоторые судостроители решили, что шпильки, залитой свинцом, будет достаточно, чтобы удержать киль на месте. Но такой метод крепления был ненадежным, потому что со временем киль начинал создавать дополнительную нагрузку на корпус, когда свинец деформировался под давлением болтов и соскальзывал по ним.

Современные конструкции болтовых креплений киля

Современные длинные кили с бульбом на конце с их чрезвычайно тонким профилем создают гораздо больше конструкторских проблем, чем обычные плавниковые кили, которые можно увидеть на большинстве серийных яхт.

В некоторых современных килях вообще невозможно разместить болты крепления из-за их очень узкого профиля.

Вместо этого свинцовый бульб крепят болтами к нижней части плавника киля (который может быть изготовлен из металла либо композитного материала), а сам плавник присоединяют к корпусу несколькими способами.

Один из распространенных способов крепления киля к корпусу — вмонтировать плавник киля в герметичный бокс наподобие швертового колодца и сболтить конструкцию. Другой способ — приварить горизонтально к верху плавника лист металла и закрепить через него болтами киль к днищу яхты.

Что может стать причиной разрушения таких креплений? Поры, образованные при сварке деталей, и потеря прочности металла в результате нагрева и последующего охлаждения иногда приводят к потере тонких плавниковых килей с бульбом. Но не менее важным остается факт, что на тонкий профиль киля действует колоссальная нагрузка от бульба на конце длинного плавника, когда яхта идет под креном. Все вышесказанное, а также постоянная работа киля и вибрации могут ослабить сварочные соединения и привести к потере киля.

Современные кили гоночных яхт не предназначены для нагрузки от ударов ни при какой скорости. Когда происходит столкновение с дном, киль не только отламывается, но появляются еще и повреждения в корпусе в районе верхней части плавника.

Взгляните на фото перевернутого корпуса яхты Cheeki Rafiki. Здесь видно, как при потере киля отрывает верхние слои стеклоткани, и если присмотреться, видны следы коррозии на некоторых килевых болтах.

Также может присутствовать зазор между поверхностью крепления киля и корпусом, обычно в носовой части киля. Он возникает вследствие компрессии конструкции корпуса в районе крепления из-за того, что киль всегда хочет провернуться в корму.

При посадке на мель нагрузка на и без того нагруженный тонкий плавниковый киль с бульбом может оказаться чрезмерной. Она может разрушить сварное соединение или срезать болты крепления. На киле с композитным плавником удар может сбить бульб с плавника, а если плавник длинный, то он может сломаться сам или повредить корпус.

Помимо посадки на мель, существуют и другие проблемы, с которыми можно столкнуться. Если яхта сходит с огромной волны, соединение киль-корпус перегружается, что со временем приводит к расслаиванию корпуса и, как следствие, потере киля.

Движение на больших скоростях при волнении может привести к перегрузке композитного корпуса, особенно если он сделан из неустойчивых к расслаиванию смол.

Характеристики материалов также влияют на надежность крепления киля.

Существует множество ситуаций, в которых современный киль можно потерять в переходе. К сожалению, в большинстве случаев узнать причину потери киля практически невозможно, пока его не обследуют. Плохие характеристики ламинарности смолы и материалов в целом могут также привести к потере киля.

— Поврежденный стеклопластик или потемнение из-за коррозии или проникновения вовнутрь воды вокруг крепления киля к корпусу;
— Любая щель, неважно, каких размеров (если только это не облущенная краска), между килем и корпусом;
— Появление доступа воды к килевым болтам в результате усадки конструкции корпуса в районе крепления киля;

Запомните, все болты крепления киля должны проходить через жесткости набора корпуса. Киль не должен издавать никакого шума при смене галса и в целом в движении. Если яхта ударилась килем о что-либо в море или села на мель, нужно проверить состояние креплений в сухом доке или с помощью дайвера-сюрвейера. Посадка на мель может повредить как корпус яхты, так и само крепление киля.

Киль — нижняя, как правило, горизонтальная балка или балки, проходящие посередине днища судна от носовой до кормовой его оконечности, и служащие для обеспечения прочности корпуса судна и обеспечения устойчивости.

На современных яхтах килем принято называть фальшкиль:

тяжёлый свинцовый или чугунный балластный киль на килевых яхтах, препятствующий их крену и опрокидыванию;

Связанные понятия

Бимс (от англ. beams — брусья) — поперечная балка, поддерживающая палубу, платформу, крышу надстройки. Часть набора корпуса корабля. Предназначен для придания жесткости перекрытиям, распределения нагрузки палубы на борт, конструкции и переборки, обеспечения поперечной прочности корабля.

Ахтерштевень (нидерл. achtersteven, achter — задний, steven — штевень, стояк) — задняя оконечность корабля в виде жёсткой балки или рамы сложной формы, на которой замыкаются вертикально киль, борт, обшивка и набор; к нему подвешивается судовой руль.

Па́луба, также дек (англ. deck) — архитектурный элемент судна, горизонтальное перекрытие в корпусе или надстройках, опирающееся на борта, переборки и пиллерсы (при их наличии) и состоящее из набора (бимсов, карлингсов и др.) и настила (обычно деревянного или металлического); разделяет внутреннее пространство корпуса корабля на помещения по вертикали.

Корпус судна — основная часть судна в виде водонепроницаемого и полого внутри тела обтекаемой коробчатой (для надводных судов) или цилиндрической (для подводных лодок) формы.

Упоминания в литературе

Дирижабль – управляемое летательное транспортное средство (аэростат). Корпус дирижабля удлиненной формы, в носовой части тупой и к корме заостренный для лучшей обтекаемости. Корпус заполнен газом – водородом или гелием; стабилизаторы и кили неподвижны и расположены горизонтально и вертикально; рули высоты – подвижные, горизонтальные; рули управления – вертикальные; гондола, в которой размещаются экипаж, пассажиры, грузы, двигатели и оборудование. Характеристики дирижабля – объем и скорость. Скорость, как правило, небольшая – до 135 км/ч.

В корме имелось хвостовое оперение с рулями. В прочных килях были установлены 4 баллона на 62 литра сжатого воздуха, используемого для продувки цистерн и работы элементов автоматики. Между килями располагался открытый торпедный аппарат под 457-мм торпеду.

Связанные понятия (продолжение)

Фальшборт (англ. bulwark) — ограждение по краям наружной палубы судна, корабля или другого плавучего средства представляющее собой сплошную стенку без вырезов или со специальными вырезами для стока воды (просветы между ширстреком и самим фальшбортом), швартовки (клюза) и прочими. Это конструкция из дерева или стальных листов с подпирающим набором (в зависимости из какого материала строилось плавучее средство).

Ватерли́ния (нидерл. waterlinie) — линия соприкосновения спокойной поверхности воды с корпусом плавающего судна. Также — в теории корабля элемент теоретического чертежа: сечение корпуса горизонтальной плоскостью.

Корма́ — задняя часть корпуса корабля (судна), подразделяется на надводную и подводную части. Форма подводной части кормы в определённой мере влияет на управляемость судна и сопротивление воды его движению. Форма надводной части кормы зависит от предназначения корабля (судна) и его размеров. Кормовая часть корабля была обычно рядом с управляющими элементами корабля (руль, судовые колёса, винт и т. д). Поэтому кормовая часть корабля обычно принадлежала капитану и в этой части корабля находились капитан.

Пиллерс (от англ. pillar — колонна или столб) — несущий элемент судового набора на который укладываются палубные бимсы. Представляет из себя одиночную вертикальную опорную стойку, которая служит опорой для корабельной палубы принимая на себя её вес, а также вес палубного груза и оборудования.

Борт — боковая часть судна, состоит из наружной обшивки и подкрепляющего набора. Часть борта выше верхней палубы называют фальшбортом.

Клюз (нидерл. kluis) — круглое, овальное или прямоугольное отверстие в фальшборте, в палубе или в борту, окантованное литой рамой или металлическим прутком, служащее для пропускания и уменьшения перетирания якорной цепи, швартовных концов или буксирного каната.

Двойное дно — кораблестроительный термин, часть корпуса судна: водонепроницаемый настил, привариваемый к верхним кромкам днищевого набора (флорам, вертикальному килю, стрингерам) на расстоянии нескольких футов от основного дна. Двойное дно является платформой, несущей большую часть нагрузки от перевозимых грузов, энергетические установки и прочие механизмы; при повреждении днища предотвращает попадание воды в корпус судна, а на танкерах — разлив нефти.

Переборка — вертикальная стенка внутри корпуса судна, кроме двойного борта, разделяющая внутреннее пространство на отсеки. Также к переборкам относятся наружные стенки надстроек и рубок.

Нос — передняя часть судна, противоположная корме. Устроен таким образом, чтобы сократить до минимума сопротивление воды. Передняя оконечность носа судна называется форштевнем.

Судовой отсек — пространство в корпусе корабля, ограниченное по длине сплошными поперечными переборками, по ширине бортами или сплошными продольными переборками.

В настоящий глоссарий не включены термины, применяемые для обозначения типов кораблей и судов, которые (за исключением многозначных терминов) вынесены в отдельный глоссарий Морские термины (типы кораблей и судов)

Ют (от нидерл. hut) — кормовая надстройка судна или кормовая часть верхней палубы. Ют, частично утопленный в корпус судна, называется полуютом. Старинное название шканцев и юта — ахтерзейль-кастель.

Фок-мачта — первая, считая от носа к корме, мачта на судне с двумя или более мачтами. Если на судне только две мачты, при этом передняя расположена почти в середине судна, то её называют грот-мачтой.

Тара́н — разновидность вооружения корабля, предназначенная для боя на самой короткой дистанции и имеющая вид конструктивного элемента форштевня в виде массивного бивня (шпирона), предназначенного для поражения подводной части вражеского корабля для нанесения ему потопления. Также сам тактический приём использования данного оружия в бою.

То́псель (нидерл. top-zeil (верхний парус)) — косой треугольный или трапециевидный дополнительный парус, поднимаемый в слабый ветер над гафельным или рейковым парусом между стеньгой и гафелем. На больших парусных судах с сухой (не имеющей рей) бизань-мачтой ставится над бизанью, на малых судах с косым вооружением — над фоком и гротом.

Леер (нидерл. leier, от leiden — вести́) — туго натянутый трос, оба конца которого закреплены на судовых конструкциях (стойках, мачтах, надстройках и т. п.). Леера, закрепленные концами к носу и корме судна, пропускаются средними частями через топы грот- и фок-мачт. Леера служат для подъёма косых парусов, ограждения палубных отверстий или открытых палуб в местах, не защищенных комингсом или фальшбортом, установки тентов, подвески шлангов при передаче жидкого топлива на ходу и других целей.

Ранго́ут (ранго́утное де́рево, ранго́утные дерева́) (от нидерл. rondhout — круглое дерево) — общее название устройств для постановки парусов (их подъёма, растягивания и удержания в штатном /рабочем/ положении), выполнения грузовых работ, подъёма сигналов и т. д. Ранее на судах парусного флота рангоут изготавливался из дерева (в связи с чем и назывался рангоутным деревом), впоследствии все главные части рангоута (мачты, бушприт, реи) стали изготавливать из стали или других материалов нерастительного.

Ми́дель, ми́делевое сече́ние (от нидерл. middel, буквально — средний, середина) — наибольшее по площади поперечное сечение тела, движущегося в воде или воздухе. Иногда площадью миделя называют площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную направлению движения тела.

Судово́й руль (от нидерл. roer) — элемент корабельного пассивного рулевого устройства, вертикальная пластина (перо руля), поворачивающаяся на оси (баллере) в кормовой подводной части судна. Служит для поворота корабля в ту или иную сторону при движении.

Спардек — разновидность облегченной верхней палубы, предназначенной для защиты перевозимого груза от действия морских волн. Как правило, спардеком оснащались только гражданские трёхпалубные суда, на которых спардек размещался над главной палубой и из-за чего они часто назывались спардечными. Опыт эксплуатации таких плавсредств показал, что их строительство не является целесоообразным, так как спардек не принимает участия в усилении общей продольной прочности судовых конструкций.

Похожие каноэ были обнаружены во многих местах. Чаще всего их находили в районе Глазго и немецкого Бремена. Почти все они намного меньше, чем лодка из Бригга, – имеют длину 10–15 футов (3,5–4 м) или даже меньше. Ближе всего к лодке Бригга по размеру подходят два каноэ, найденные в Шлезвиг-Гольштейне, в районе Валермоор-Марш, в 1878 году и в Лох-Артуре, в районе Дамфрис, в 1876 году. Вторая находка, как и многие более мелкие образцы, имеет такой же тип кормы, как лодка из Бригга, а лодка из Валермоора – такую же заплатку, как у лодки из Бригга. В ней также были добавлены шпангоуты для укрепления корпуса. Грузоподъемность выдолбленной лодки невелика. Форма ствола дерева не позволяет сделать ее глубокой, а большая толщина бортов утяжеляет. В случае волнения на озере или в море такие лодки черпают много воды. Чтобы преодолеть этот недостаток, людям пришла в голову идея привязывать или прикреплять колышками к бортам дополнительный кусок дерева. Увеличить высоту борта второй полосой было уже проще. С течением времени инструменты совершенствовались, дерево стало легче обрабатывать и вырезать куски необходимых размеров и формы, обшивка совершенствовалась, и первоначальная выдолбленная лодка постепенно трансформировалась до тяжелого киля . Так появились обшитые лодки. Примеры первой стадии этого процесса были найдены в Гиглсвике (Йоркшир) и Данциге.

Встретив у Гогланда подводную лодку № 4 и выслушав коротенький доклад командира и комиссара последней, я пришел к заключению: подводный заградитель № 9 погиб. По-видимому, после удара носовыми рулями в кормовую систерну (так в документе. – В. Ш.) подводного заградителя № 9 подлодкой № 4 (последняя следовала в кильватер подводному заградителю № 9), пробита концевая систерна и получился дифферент на корму. Полагаю, что командир подводного заградителя № 9, желая выравнить дифферент, но, не зная еще последствий удара, начал погружаться и, упустив время, начал тонуть с большим дифферентом на корму. Потопление подлодки могло быть избегнуто, если бы командир подводного заградителя № 9, будучи убежден в том, что повреждена только концевая систерна (кормовая), мог бы срочно заполнить носовую концевую систерну, этим самым поставить лодку на ровный киль , и продолжил бы плавать. Но полагаю, что кроме повреждения кормовой систерны, был поврежден этим же ударом и прочный корпус, что еще больше увеличило дифферент на корму. С принятой водой и большим дифферентом на корму личный состав подводного заградителя № 9, по-видимому, был отравлен выделением хлора, что вместе со сдвигом всех механизмов лодки, а также с разливкой кислоты привело к гибели лодки со всем ее личным составом.

Первым человеком, поднявшимся на борт новой субмарины, которая долгие месяцы простояла на стапелях судоверфи Круппа в Киле , был старший механик. Он наблюдал за медленным строительством подводной лодки, за установкой различных приборов, электропроводки, топливных баков и балластных цистерн.

Поплавки для ловли на течении обладают тонким металлическим килем . Последний элемент не просто считается признаком хорошего тона. Во-первых, он обеспечивает низкое расположение центра тяжести, а во-вторых, на тонкий металлический киль не так будет влиять течение. Иначе говоря, он более устойчив в вертикальном положении.

Показания и мнение командира подводной лодки Б-76 капитана 2-го ранга A.M. Гаккеля: «Командую подводной лодкой Б-76 с 29.12. 61 года, до этого был старшим помощником командира пл Б-82. 11.1.62 года на подводной лодке проводился лечебный цикл аккумуляторной батареи, поэтому утром проворачивания механизмов не было. Я шел в кабинет торпедной стрельбы, но до кабинета не дошел, так как услышал сигнал боевой тревоги и сразу же побежал на подводную лодку, которая стояла у 1-го причала. По приходе на причал увидел густой дым, который шел из подводной лодки Б-37, увидел и услышал взрыв. Звук был такой, как будто что-то лопнуло, а затем раздался грохот. Ударной волны не ощутил, но стекла в рядом стоящем здании аккумуляторной мастерской были выбиты. В момент взрыва подводная лодка качнулась на правый и левый борт, затем встала на ровный киль .

Пожар, начавшийся на трубоукладчике, перекинулся теперь на сухогруз. Ослепительно полыхнуло разлившееся по поверхности моря топливо, багрово-красный факел взвился до самых до небес, уничтожая все живое вокруг, а изуродованные остовы двух намертво сцепленных судов, словно фитиль, чернели в самом центре этого факела. И вот уже остававшийся на плаву сухогруз опрокинулся вверх килем и начал опускаться под воду, а образовавшийся на этом месте сильный водоворот принялся безжалостно затягивать немногих уцелевших, вовремя прыгнувших за борт рабочих.

В 1986 году лодка с 4 исландскими рыбаками внезапно перевернулась. При этом 3 из них удалось ухватиться за киль . Температура воды не превышала +5 °C. Продержавшись 45 мин, все они вынуждены были поплыть к берегу. Но через 10 мин 2 утонули. И только 3-му удалось преодолеть 5 км до спасительного берега за 5 ч. 23-летний рыбак был ростом 195 см, весил 125 кг и одет только в рубашку и джинсы. Врачи относят этот случай к феноменальным в медицинской практике.

Технический прогресс любой отрасли промышленности в значительной мере обусловливается успехами в создании и использовании высококачественных материалов, обладающих определенным комплексом физических, механических и специальных свойств, и прогрессивной технологией их производства. Прочностные и другие свойства полимерных материалов (пластмасс) далеко не полностью отвечают современным требованиям судостроения, поэтому возможность замены металлов полимерами в судостроении носит достаточно ограниченный характер. Таким образом, основное применение для корпусных конструкций в ближайшие годы, как и ранее, найдут металлические материалы, в первую очередь на основе железа (сталь).

Сталь среди других металлов остается единственным материалом, который при аналогичных затратах на производство обладает наиболее подходящим сочетанием физических и механических свойств. При относительно низких требованиях к массе конструкций используют углеродистые стали обыкновенного качества марок ВСт.Зсп4, ВСт.Зсп2, ВСт.Зкп2 и другие с пределом текучести 235 МПа. Легирование в небольших количествах марганцем, медью и кремнием позволило создать серию низколегированных сталей повышенной прочности: марганцевую 09Г2, хромокремненикелемедистую 10ХСНД, а также нержавеющие стали: хромоникелетитановую 12Х18Н10Т и хромоникелеалюминиевую 09Х17Н7Ю1. Наилучший комплекс физико-механических свойств низколегированных сталей достигнут при их микролегировании ниобием.

Полученная таким путем сталь марки 15ГБ с пределом текучести 353 МПа успешно применяется при постройке судов. Наивысшей прочностью среди низколегированных сталей обладает сталь марки 10ХСНД с пределом текучести 392 МПа. Для судов, работающих в условиях низких температур, разработана низколегированная сталь марки 10ГНБ, микролегированная ниобием и алюминием.

Правила предусматривают использование для изготовления элементов конструкций корпуса судна судостроительной стали нормальной прочности категорий А, В, Д и Е с пределом текучести 235 МПа, а также сталей повышенной прочности с пределами текучести: 315 МПа для категорий А32, Д32, Е32; 355 МПа для категорий А36, Д36, Е36; 390 МПа для категорий Д40, Е40.

Наружная обшивка судна

Наружная обшивка судна – это непроницаемая оболочка корпуса судна, которая вместе с поддерживающим ее набором образует днище, борта и оконечности судна.

Листы наружной обшивки располагают длинной стороной вдоль корпуса судна, а их короткие стороны соединяют стыками, образуя ряд. Соединение продольных рядов листов обшивки именуют пазом, а ряд листов в продольном направлении, имеющих общий паз, — поясом наружной обшивки (рис. 1.10).

Скула судна – участок перехода подводной части от бортов к днищу, а пояс наружной обшивки в районе скулы —скуловым поясом наружной обшивки.

Наружную обшивку, расположенную выше скулового пояса, называют бортовой , а нижнюю часть обшивки, включающую листы скулового пояса, — днищевой обшивкой.

Пояс обшивки, примыкающий к брусковому килю (при отсутствии горизонтального киля), именуют шпунтовым , а крайний пояс настила палубы судна, примыкающий к бортовой наружной обшивке, — палубным стрингером.

Утолщенные листы наружной обшивки судна в районе действия ледовой нагрузки называют ледовым поясом наружной обшивки. Толщина поясьев наружной обшивки, кроме ледового пояса, к оконечностям уменьшается, а ледового пояса увеличивается. Вместе с тем в отдельных местах обшивка может иметь местные утолщения.

Перекрытие судна — участок обшивки или настила, подкрепленный набором и ограниченный опорным контуром, на который опирается набор. Опорным контуром днищевых и палубных перекрытий являются борта и поперечные переборки, бортовых перекрытий - поперечные переборки, днище и палубы. Длина перекрытий равна расстоянию между двумя поперечными переборками или выгородками, высота днищевых перекрытий определяется верхними кромками скулового пояса наружной обшивки, бортовых — расстоянием от днищевого перекрытия до ближайшей палубы или между палубами.

Жесткий элемент набора корпуса судна, предназначенный для восприятия продольных и поперечных нагрузок, называют балкой набора корпуса судна. Балки набора перекрытия располагают параллельно сторонам опорного контура. Балки, которых в перекрытии больше, — балки главного направления, а перпендикулярные им балки перекрестные.

Пластиной именуют часть обшивки перекрытия, расположенную между двумя балками главного направления и двумя перекрестными балками набора.

Шпангоутные рамы – рама, которая расположена по периметру в поперечном сечении корпуса судна и состоящую из последовательно соединенных друг с другом балок поперечного набора днища, шпангоутов и бимсов называют шпангоутной рамой, а шпангоутную раму миделевого сечения — мидель-шпангоутом.

Шпация - расстояние между двумя соседними рамами. Шпация по длине судна меняется.

Основные элементы шпангоутной рамы следующие:

Бимс — поперечная балка палубного перекрытия. Обыкновенный бимс выполняют из стального профиля, усиленный — из усиленного стального профиля, рамный (бимс увеличенных размеров) — из сварной тавровой балки. Бимс, идущий от борта и доходящий только до выреза грузового люка или карлингса называют полубимсом, а совпадающий с поперечной кромкой выреза грузового люка — концевым бимсом. Концевой бимс обычно выполняют в виде сварной тавровой балки, а полубимс — в виде стального профиля.

Шпангоут — поперечная балка бортового перекрытия. Как и бимс, он может быть обыкновенным, усиленным и рамным. Ветвь шпангоута, проходящую в трюме, называют трюмным шпангоутом, а в твиндеке — твиндечным. Шпангоут, устанавливаемый между основными шпангоутами, именуют промежуточным, а устанавливаемый в районе оконечностей судна под некоторым углом к ДП — поворотным.

Бимсовая кница — листовая деталь (чаще треугольной формы), соединяющая бимс со шпангоутом.

Флор — поперечная связь днищевого перекрытия судна в виде листов с подкрепляющим набором — сплошного флора, который может быть непроницаемым, разделяющим двойное дно на непроницаемое отсеки, и проницаемым, имеющим овальные или круглые вырезы—лазы, или в виде поперечных балок, идущих изнутри по наружной обшивке днища и снизу настила второго дна, соединенных у бортов бракетами, — бракетного флора. При отсутствии у судна двойного дна флор может быть выполнен в виде сварной тавровой балки.

Бракета — листовая деталь прямоугольной или близкой к прямоугольной формы, предназначенная для соединения набора корпуса судна и присоединения его к обшивке или настилу судна.

Скуловая кница — лист треугольной или близкой к треугольной формы, может быть с отогнутой кромкой или с приваренным пояском. При отсутствии второго дна скуловая кница соединяет шпангоут с флором или крайней днищевой продольной балкой либо крайние днищевые продольные балки с нижними бортовыми продольными балками судна. При наличии второго дна она соединяет шпангоут с крайним междудонным листом — горизонтальным или наклонным листом настила второго дна судна, примыкающим к его наружной обшивке.

Продольные связи набора корпуса судна

Продольные связи набора корпуса судна (см. рис. 1.10). К продольным связям набора корпуса относят стрингеры, карлингсы, кили, продольные балки набора.

Стрингер — усиленная продольная балка набора корпуса в районе бортового или днищевого перекрытия. Днищевой стрингер устанавливают перпендикулярно к ОП судна или нормально к наружной днищевой обшивке судна, бортовой — перпендикулярно или под некоторым углом к бортовой наружной обшивке судна. Днищевой стрингер уменьшенной высоты, расположенный между основными стрингерами по наружной днищевой обшивке или под настилом второго дна судна, называют полустрингером, а стрингер уменьшенной высоты и небольшой протяженности, служащий для распределения локальных нагрузок, приложенных к корпусу судна, — разносящим стрингером.

Карлингс - усиленная продольная балка палубного перекрытия.

Киль судна — продольная балка или балки, или пояс наружной обшивки судна, находящиеся в ДП либо простирающиеся симметрично этой плоскости в районе днища и служащие для обеспечения прочности корпуса судна.

Вертикальный киль — вертикальный днищевой стрингер в ДП, проходящий по всей длине или части длины судна.

Туннельный киль состоит из двух связанных вертикальных балок, расположенных рядом симметрично ДП судна. Горизонтальный средний пояс днищевой наружной обшивки, установленный симметрично ДП судна, называют горизонтальным килем, а киль в виде наружной продольной днищевой связи из бруса или нескольких полос, проходящий между форштевнем и ахтерштевнем по всей длине судна, — брусковым.

Балки набора корпуса судна, расположенные вдоль судна и подкрепляющие наружную обшивку днища, борта, настил палубы или платформы, настил второго дна, именуют продольной днищевой, продольной бортовой, продольной подпалубной балками судна и продольной балкой настила второго дна соответственно.

Ребро в виде профильного элемента, подкрепляющее лист обшивки, настила или балку набора корпуса судна составного профиля и обеспечивающее местную жесткость, называют ребром жесткости корпуса судна, а конструкцию, окаймляющую вырез в палубе, платформе, площадке, переборке, полупереборке, выгородке, настиле второго дна и бортах судна, — комингсом.

Переборки корпуса судна

Переборка — это вертикальная стенка из листов с набором, разделяющая внутреннюю часть корпуса на отсеки или ограничивающая надстройки и рубки. В зависимости от расположения и назначения переборка может быть поперечной и продольной, непроницаемой и проницаемой, главной, форпиковой и ахтерпиковой, полупереборкой, отбойной переборкой, выгородкой, огнестойкой переборкой.

Переборка, установленная в поперечном направлении судна, считается поперечной , в продольном направлении — продольной.

Переборку, которая в эксплуатации или аварийных случаях, предусмотренных расчетом, является непроницаемой, именуют непроницаемой, а к которой не предъявляется требований непроницаемости — проницаемой переборкой корпуса судна.

Непроницаемую поперечную переборку, которая доходит до палубы переборок, простирается от борта до борта и делит судно на отсеки, обеспечивающие его непотопляемость, называют главной поперечной переборкой корпуса судна , а аналогичную продольную переборку, простирающуюся на большей части длины судна и участвующую в обеспечении его общей продольной прочности, — главной продольной переборкой корпуса судна.

Непроницаемые поперечные переборки корпуса судна, отделяющие форпик и ахтерпик от остальных помещений, — соответственно форпиковая (таранная) и ахтерпиковая переборки.

Переборку корпуса судна, проходящую не по всей длине или ширине, или высоте отсека, именуют полупереборкой.

Переборка с вырезами, устанавливаемая внутри цистерн для уменьшения динамической нагрузки от перемещения жидкости— отбойная переборка.

Вертикальную или наклонную стенку с набором или без него, разделяющую помещения внутри отсека судна, называют выгородкой.

Если переборка вместе с изоляцией выдерживает действие пламени и не допускает значительного повышения температуры по другую сторону переборки, то это огнестойкая переборка корпуса судна.

Вертикальную балку набора корпуса судна составного или катаного профиля, входящую в состав набора переборки, именуют стойкой переборки судна, а усиленную стойку переборки — рамной стойкой.

Стойку увеличенных размеров, установленную над вертикальным килем или днищевым стрингером, под которым располагают кильблоки при постановке судна в док, называют доковой стойкой переборки. Горизонтальную балку переборок выполняют из составного или катаного профиля.

Усиленную горизонтальную балку переборки, состоящую из листа с подкрепляющим набором, именуют горизонтальной рамой переборки.

У днищевых перекрытий различают два принципиально различных варианта, а именно одинарное и двойное дно. Одинарное дно имеют, как правило, небольшие суда длиной менее 60 м, и прежде всего суда с сильным подъемом скулы и брусковым килем. Флоры со шпангоутами, в которые они переходят, образуют непрерывный поперечный набор. Продольные связи в районе днища, так называемые кильсоны, предохраняют флоры от продольного изгиба. Важнейшей продольной связью одинарного дна является средний кильсон, который наряду с подкреплением флоров и усилением киля (что важно при доковании) увеличивает продольную прочность судна.

Одинарное дно:

a - на буксире-ледоколе, b - на траулере бортового траления, с - средний кильсон стоящий на флорах, d - интеркостелный кильсон, е - средний кильсон в виде сплошного среднего килевого листа

1 - днищевый настил (деревянные планки, 2 - полка, 3 - флор, 4 - средний кильсон, 5 - брусковый киль, 6 - скуловая кница, 7 - бортовой (боковой) кильсон, 8 - верхний лист, 9 - интеркостельный лист, 10 - шпангоуты, 11 - бортовой килевой лист

Различают три варианта выполнения среднего кильсона:

- средний кильсон, стоящий на флорах, — у судов короче 30 м

- средний кильсон в виде среднего килевого листа

У небольших судов флоры в диаметральной плоскости обычно не разрезаны. У более длинных судов для лучшего восприятия продольных нагрузок предпочтителен непрерывный днищевой кильсон. В зависимости от ширины судна по каждому борту установлены один-два днищевых стрингера, назначение которых то же, что у среднего кильсона. Расстояние между днищевыми стрингерами и средним кильсоном и расстояние их от бортов судна составляет не более 2,25 м; в носовой оконечности из-за сильной нагрузки на днище при килевой качке их устанавливают на меньшем расстоянии друг от друга. Флоры состоят из подкрепленных вертикальными ребрами жесткости листов, проходящих по всей ширине судна и прерывающихся только на непрерывном среднем кильсоне. В оконечностях судна, в фор- и ахтерпике, флоры выполняются более высокими, в ахтерпике они доходят до уровня выше дейдвудной трубы. Одинарное дно между таранной и ахтерпиковой переборками (за исключением машинного отделения) закрывают деревянным настилом. В районе машинного отделения простое дно закрыто донными листами (еланями), обычно из рифленых листов.

При двойном дне над продольными и поперечными связями, расположенными на днищевых поясах наружной обшивки, имеется еще второе водонепроницаемое дно. Двойное дно по конструкции напоминает плоскую коробчатую балку. Поперечные связи у двойного дна состоят также из флоров. Двойное дно по сравнению с одинарным имеет следующие преимущества.

1. Повышается прочность судна при посадке на мель; при течи в районе двойного дна сохраняется плавучесть, так как вода может проникнуть только до настила второго дна. По этой причине требованиями Международной конвенции по охране человеческой жизни на море небольшим пассажирским судам предписано иметь второе дно в носовой оконечности от переборки машинного отделения до таранной переборки, а большим пассажирским судам (длиной более 76 м) — от ахтерпиковой до таранной переборки.

2. Водонепроницаемыми продольными и поперечными связями двойное дно разделяется на цистерны для размещения жидкого топлива, мазута и смазочного масла, мытьевой, питательной и балластной воды.

С другой стороны, двойное дно увеличивает собственный вес судна и повышает строительную стоимость. Поэтому на небольших судах от него отказываются или устанавливают его только в районе машинного отделения для цистерн топлива и смазочного масла. Вертикальный киль служит не только для увеличения продольной прочности судна и в качестве главной опоры при доковании, но и для увеличения жесткости днища между двумя переборками, а также для предотвращения деформации флоров. Киль проходит от кормы до носа через все судно. На середине длины судна его выполняют водонепроницаемым, чтобы разделить двойное дно по ширине и уменьшить свободную поверхность в цистернах двойного дна. В оконечностях, где из-за малой ширины судна цистерны проходят от борта до борта, вертикальный киль снабжен облегчающими вырезами (лазами). В зависимости от ширины судна по обе стороны от вертикального киля расположены один, два или более интеркостельных днищевых стрингеров, которые выполняют те же задачи, что и вертикальный киль. Чтобы уменьшить массу судна и сделать двойное дно доступным, в днищевых стрингерах, если они не служат для водо- и нефтенепроницаемого разделения судна, предусмотрены вырезы. Настил второго дна вместе с крайними междудонными листами образует днищевое перекрытие. Крайний междудонный лист либо расположен наклонно к настилу второго дна и примерно под прямым углом к скуле, либо лежит в плоскости второго дна. Для доступа в двойное дно в конце каждого его отсека в настиле выполнен закрывающийся люк. Переход от флоров к бортовым шпангоутам у крайних междудонных листов осуществляется с помощью скуловых книц, а у горизонтальных крайних междудонных листов - с помощью книц.

Флоры расположены в двойном дне под прямым углом к диаметральной плоскости судна. Как правило, они проходят от вертикального киля до крайнего междудонного листа. При этом следует различать три вида флоров. Водонепроницаемые флоры образуют ограничение междудонных цистерн, и по функции их можно сравнить с водонепроницаемыми поперечными переборками. При большой высоте двойного дна (более 0,9 м) они подкрепляются вертикальными ребрами жесткости. Сплошные флоры похожи на водонепроницаемые. Так как они не должны быть ни водонепроницаемыми, ни мас-лонепроницаемыми, в них устраиваются вырезы, чтобы уменьшить их собственную массу и сделать доступными отдельные отсеки двойного дна. Сплошные флоры в зависимости от длины судна ставят в носовой оконечности на каждом третьем или четвертом шпангоуте; на судах для перевозки тяжеловесных грузов, под машинными отделениями, а также под поперечными переборками, тяжелыми и конечными пиллерсами средних диаметральных переборок - на каждом шпангоуте. Открытые бракетные флоры ставят на шпангоутах, на которых не нужны водонепроницаемые или сплошные флоры. Они состоят из катаных профилей, которые устанавливаются на днищевой обшивке (нижний угольник флора) и на настиле второго дна (верхний угольник флора). Для соединения флоров с вертикальным килем, днищевыми стрингерами и крайним междудонным листом служат бракеты.

Двойное дно:

а — разделение двойного дна; b — двойное дно со сплошными и бракетными флорами; с — двойное дно с продольным набором (с продольными ребрами жесткости); d — двойное дно с днищевыми стрингерами.

1 — балластная вода (форпик); 2 — балластная вода (двойное дно); 3 — топливо; 4 — смазочное масло; 5 — коффердам; 6 — пресная вода; 7 — полка скуловой кницы; 8 — настил второго дна; 9 — водонепроницаемый флор; 10 — открытый бракетный флор; 11 — верхний угольник флора; 12 — нижний угольник флора; 13 — бракеты; 14 — сплошной флор; 15 — горизонтальный киль; 16 — вертикальный киль; 17 — бортовой стрингер; 18 — скуловой стрингер; 19 — скуловая кница; 20 — трюмные шпангоуты; 21 — скуловая кница; 22 — днищевые продольные балки; 23 — продольные балки второго дна; 24 — крайний междудонный лист; 25 — днищевые стрингеры.

В настоящее время вместо проницаемых устанавливают обычно сплошные флоры с увеличенными вырезами. Изготовление и сборка сплошных флоров проще, чем бракетных, вместе с тем при соприкосновении с грунтом сплошные флоры снижают деформации днищевых конструкций; кроме того, сплошные флоры лишь немного тяжелее, чем бракетные. Скуловые бракеты, или кницы, соединяют трюмные шпангоуты с крайним междудонным листом или вторым дном, т. е. с днищевыми поперечными связями, и подкрепляют скулу. Для уменьшения массы и для прокладки трубопроводов скуловые кницы снабжают вырезами. Свободную кромку скуловых бракет загибают либо снабжают ее пояском или горизонтальной кницей. Горизонтальные кницы служат для подкрепления прерванного крайним междудонным листом поперечного набора и для создания эффективного перехода от скуловой кницы к настилу второго дна и тем самым к днищевым флорам или бракете.

Наряду с традиционным способом постройки второго дна с бракетными или сплошными флорами на каждом шпангоуте, в последние десятилетия все чаще используют способ постройки с продольными ребрами жесткости, а для больших судов (длиной более 140 м) - с днищевыми стрингерами. Преимущество продольной системы набора состоит в том, что она существенно повышает продольную прочность днища. Днищевые продольные ребра жесткости или стрингеры воспринимают вместе с обшивкой возникающие в днище изгибающие напряжения корпуса судна (растяжение и сжатие), а также местные нагрузки. Двойное дно с продольными ребрами жесткости или стрингерами при одинаковой прочности легче, чем двойное дно с флорами на каждом шпангоуте. Недостатком является то, что процесс изготовления судов таким способом более трудоемок (особенно при гибке ребер жесткости для оконечностей) и, следовательно, дороже.

При продольной системе набора сплошные флоры располагают на каждом третьем-четвертом шпангоуте, т. е. на расстоянии примерно 3,6 м один от другого; только в районе носовой оконечности судна и под фундаментами главных двигателей эти расстояния меньше. Отстояния днищевых стрингеров друг от друга или от вертикального киля и крайнего междудонного листа составляют примерно 4,5 м; в районе носовой оконечности и под машинным отделением они меньше. Между флорами у крайнего междудонного листа ставят бракеты, а у днищевых стрингеров - вертикальные ребра жесткости на расстоянии шпации; у вертикального киля в зависимости от расстояния между флорами по обе стороны дополнительно ставят одну или две бракеты с фланцами. Днищевые ребра жесткости, которые в зависимости от размеров судна устанавливаются на расстоянии 0,7—1 м, проходят сквозь сплошные флоры. При продольной системе набора со стрингерами в последних выполняются эллиптические или арочные вырезы.

Читайте также: