Суду, пристрій судів. Теорія пристрої судів

Будь суднобудівник, який планує забезпечувати вантажні або пасажирські потоки, повинен знати про те, як правильно створюються суду. Пристрій судів - це ціла наука, що дозволяє передбачати і правильно оцінити поведінку судна під час його експлуатації в любих, навіть найскладніших ситуаціях.

Що таке судно?

Судно є складним плавучим інженерною спорудою, яке вирішує цілу низку завдань - від народногосподарських до громадських і спеціальних. Кожне плавучий засіб складається з величезної кількості механізмів і вузлів, приладів і апаратів, цілісна і стабільна робота яких і створює суду. Пристрій судів складне і підкоряється законам фізики, а також будується на основі сучасних передових знань і прогресивних досягнень. Сучасні судна представлені у величезній різноманітності в залежності від особливостей їх проектування та основних характеристики. Суду бувають самохідними і несамохідними, плаваючими над водою, на воді і під водою, з різними видами корпусу.

Залежно від району плавання судна діляться на морські, внутрішнього плавання (тобто річкові та озерні) і змішаного типу, тобто ті, що здійснюють перевезення між морськими і річковими портами. Залежно від типу мотора, яке призводить судно в рух, виділяють пароплави, теплоходи і дізелеходи. Двигуни в судах можуть бути гвинтовими, з крильчатим рушієм, гребними колесами, судно може рухатися на вітрилах або веслах.

Які бувають цивільні судна?

Пристрій судів, які займаються цивільними перевезеннями, продумано таким чином, щоб забезпечувалася нормальна експлуатація засобів залежно від їх призначення. Найпопулярніші цивільні судна - це транспортні та промислові. Транспортні плавучі засоби призначені для перевезення пасажирів або вантажів, або того й іншого одночасно і діляться на лайнери і Трампа. Промислові представлені в більшому кількість видів - рибальські, китобійні, плавучі бази, рибоконсервні заводи-траулери і так далі.

Основні експлуатаційні властивості

Кожне судно володіє певними технічними властивостями. Від них залежать такі показники, як транспортна можливість і економічність, яку показують суду. Пристрій судів залежить від таких параметрів:

• вантажопідйомності: цей показник характеризує вантажі, які може перевезти судно без зміни проектної посадки-чистої вантажопідйомністю називають повний вага корисного вантажу, який перевозить засіб, і дедвейт - це загальна вага всього перевезеного вантажу, у тому числі обсяги палива, котельні води, ваги багажу та екіпажу, тобто сума всіх вантажів на судні;
• водотоннажності: це сума всього постійної ваги, який впливає на загальний вага всього судна;
• вантажомісткості: це обсяг всіх вантажних приміщень на плавучому засобі;
• зерновий місткості: це теоретичний обсяг вантажних приміщень, в якому не вважається об`єм корпусу та інших внутрішніх конструкцій;
• чистової місткості: цим показником відзначається умовний об`єм всіх приміщень судна, у яких перевозяться вантажі і пасажири;
• швидкості ходу: від цього показника залежить економічна ефективність судна і його провізна спроможність;
• дальності плавання: тобто відстані, яку судно може пройти на певній швидкості без необхідності поповнення запасів;
• маневреності: цим параметром позначається здатність судна виконувати певні маневри, в першу чергу змінювати напрямок і швидкість;
• автономності плавання: це показник часу роботи судна без поповнення палива, води, запасів їжі;
• живучості, тобто здатності судна в непередбачених обставинах завершити безпечне плавання.

Остійність - важливий показник

Теорія будови судна передбачає увагу остійності кожного плавучого засобів. Під цим параметром розуміються умови, при яких відбувається рух судна у вертикальному положенні і його випрямлення після способу. Важливу роль відіграє правильна завантаження кожного судна з урахуванням його надійності і економічності. Судно може змінювати свою рівновагу під впливом вітру і хвиль, причому остійність залежить від того, в якому становищі знаходиться метацентр по відношенню до центру тяжкості. Істинний метацентр - це точка, в якій перетинаються два сусідні напрямки викидає сили. Момент остійності позначається на випрямленні суду доти, поки центр ваги не ляже вище істинного метацентра. Якщо метацентр нижче, то судно не буде зберігати рівновагу.

Як влаштовано судно?

Загальне пристрій судів в найзагальніших рисах наступне. Головним елементом є корпус, що складається з зовнішньої обшивки - вона служить підставою для днища і борту. Зверху корпус закритий палубою, причому їх може бути декілька залежно від виду судна. Верхня палуба має довжину від борту до борту і від носа судна до його корми - на ній влаштовуються приміщення різного призначення. Якщо палуба довга - від борту до борту, то її називають надбудовою, якщо займає тільки частину судна - це рубка. На деяких судах на верхню палубу можуть прилаштовуватися ще короткі палуби - це можуть бути шлюпочні, прогулянкові палуби. Палуби ще вище мають спеціальне призначення, наприклад, радіорубка або центральний пост управління.

Для обшивки використовується листова сталь різної товщини, при цьому вона спирається на внутрішній каркас, який називається набором судна. Він включає в себе поперечні конструкції шпангоути, поздовжні балки стрингери, балки, що підтримують палубу. У палубах можуть вирізатися люки і вирізи, які повинні бути міцними, - для цього їх обробляють сталевими листами і косинцями.

Дно більшості сучасних суден подвійне, з внутрішнім настилом. Така продумана конструкція пов`язана із забезпеченням безпеки кошти. У міждонному просторі можуть зберігатися рідке паливо, прісна вода, водяний баласт, який вирівнюємо судно і глибше занурює його у воду. Всередині корпус ділиться на відсіки поперечними перегородками, завдяки яким досягається поперечна міцність і непотоплюваність судна.

Включає в себе і ряд життєво важливих елементів пристрій судна. Схема показує, що в кораблі є двигун, рушій і кермо. Рушій - це пристрій, який впливає на перетворення механічної енергії двигуна в енергію руху судна. Кермо потрібен для управління судном, при цьому в сучасному варіанті він трансформувався. Розглянемо особливості деяких систем судів докладніше.

Особливості форми корпусу судна

Теорія будови судна виходить з того, які навантаження на нього припадають. Корпус судна знаходиться під впливом гідростатичних сил тиску, які ростуть у міру збільшення глибини. Через тиск забортної води на судно діють поперечні навантаження і навантаження від власної обсягу засоби, а також сили, що виштовхує. Як наслідок, форма корпусу залежить від типу судна і його призначення, а також дедвейту, необхідного обсягу трюмів, кількості палуб, швидкості і поперечної остійності. Крім того, форма корпусу залежить від призначення транспортного плавучого засобу та його експлуатаційних характеристик.

Основні матеріали

Суднобудування - процес трудомісткий, в якому грає роль кожна деталь. Сучасні форми корпусів значно відрізняються від тих, що були спочатку. І в першу чергу зміни торкнулися використовуваних матеріалів і технологій. Якщо спочатку плавучі засоби створювалися з дерева, то поступово його змінив метал, сталь. Важливу роль відіграє невелику вагу конструкцій при збереженні міцності. Використання для з`єднання елементів зварювання дозволило суттєво зменшити кількість конструктивних елементів і зробити їх більш легкими і при цьому міцними.

Сучасні плавучі засоби мають деталі з м`якої сталі і сталевого литва, легких сплавів і пластмаси. Причому пластмаса широко використовується не тільки для виробництва деталей, але і при створенні невеликих суден, наприклад, рибальських або спортивних або рятувальних шлюпок.

Особливості зовнішньої обшивки

Зовнішня обшивка є зовнішньою оболонкою корпуси суден, на яку припадає тиск води. Саме від неї залежить міцність корпусу. Зовнішня обшивка - це окремі аркуші, з`єднані один з одним зварюванням. Товщина цього шару варіюється і залежить від довжини корабля, висоти його борту, а також від опади і відстані між шпангоутами - ребрами корпусами, від яких залежить форма конкретного судна. Пристрій морського судна таке, що одне і те ж судно може мати різну товщину обшивки на різних дільницях. Більша напруга відчуває середня частина судна, тому там товщина листів більше, ніж в краях. Піддаються посиленню днищевой набір на носі і кормі судна, що пов`язано з впливом кільової качки.

Палуба і Підпалубні набір

Палуба - важливий елемент будь-якого судна. Зовнішній пристрій морських суден з конструктивної точки зору одне і те ж, де палуба - це проходить горизонтально перекриття в корпусі. Верхня безперервна палуба вважається головною - вона утворює загальну оболонку судів. Всі палуби, розміщені нижче головної, потрібні для збільшення корисної площі судна. Палуби, облаштовані вище, носять назву надбудов. Настил головної палуби може бути різної товщини - це залежить від довжини судна і висоти його борту.

Особливості рульового пристрою

Рульовий пристрій судна виконує головну мету - протидіяти зовнішнім силам, тобто вітрі, течією, які можуть призвести до відхилення судів від курсу. В давнину замість рулів використовувалися орні весла на кормі, потім їх змінив шарнірний кермо, які містився на головній палубі. Сьогодні відомо кілька типів рулів - від звичайного і балансирного до носового підрулює пристрою. Рулі також бувають активними і пасивними: останні дозволяють повертати судно під час руху води по відношенню до корпусу судна. Активний кермо дозволяє повернути як рухоме, так і варте судно.

Пасивне рульовий пристрій судна включає в себе штурвальну колонку з передачею, рульову машину, перо керма. У старих кораблях збереглися одношарові рулі, а сьогодні застосовуються в основному профільні фігурні рулі. Активний кермо виконує свої функції навіть у тому випадку, якщо судно знаходиться без руху, тобто на якорі. Активний кермо широко використовується в оснащенні плавучих рибозаводів, китобійних і ремонтних судах.

Щоб підвищити маневреність судна, часто використовується підрулюючий пристрій судна. Вони монтуються на носі або кормі поперек плавучого засобу в тунелі, де також розташовуються два гребних гвинта. Це допоміжний засіб потрібно для того, щоб керувати судном на гранично малому ходу. Рульовий пристрій вибирається залежно від того, для чого використовується судно: одна група рулів позначається на збереженні стійкості на курсі, інша допомагає забезпечити хорошу повороткість.

Якір - важливий елемент

Якірне пристрій судна необхідно для того, щоб тримати плавучий засіб в певному положенні, коли потрібно протистояти таким зовнішнім чинникам, як вітер, хвилі, перебіг. Суду стояти на якорі в рейді або в очікуванні входу в гавань, а також при аварійних ситуаціях. Сучасні якоря представлені у великій різноманітності і діляться на групи. Наприклад, штокові якоря шток-анкер, якір Тротмана і якір Холла оснащують спортивні судна або вітрильні навчальні засоби.

Якірні пристрої судів працюють таким чином: при віддачі якір падає на дно, після чого відбувається його буксирування судном. Якір при русі чіпляється «лапами» за дно. Щоб його підняти, використовується якірний ланцюг: вона піднімає якір з поверхні дна, відриваючи його від грунту. Довжина якірного ланцюга залежить від тиску вітру, ударів хвилі і повинна приймати на себе всі ці зовнішні сили. Якірне пристрій найчастіше розташовується на носі судна, де ставиться і якірна лебідка, яка працює на електричному або гідравлічному приводі.

Ряд важливих деталей

Швартовочного пристрій судів потрібно для того, щоб судно могло встати біля причалу під час стоянки в порту. Швартування виконується за допомогою швартовів - вони тягнуться від судна до берега по діагоналі. Сьогодні ці елементи створюються з міцних синтетичних матеріалів. При наближенні суден до берега з них викидаються швартові троси.

Загальне пристрій судна представлено і численними судновими системами у вигляді осушувальної і баластної систем, опалення та кондиціонування. Кожна з них відіграє свою роль: осушення сприяє відведенню збирається на днище води за борт, баласт потрібен для осушення і заповнення цистерн морською водою, а від інших систем залежить безпека і комфортабельність експлуатації кожного судна.