Тема 1. 1  введение. Понятие о судне

1.1.1 Цель и задачи дисциплины

 

«Теория устройства судна» является одной из основных учебных дисциплин, необходимых для базовой подготовки современных квалифицированных морских инженеров и специалистов среднего звена, получающих подготовку по специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» и «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики». Она тесно связана с целым рядом специальных инженерных дисциплин, таких как «Теория корабля», «Конструкция и проектирование корпуса», «Технология судостроения», «Строительная механика корабля», «Гидромеханика».

 

Целью изучения дисциплины является:

 

  - приобретение знаний по мореходным качествам судов и их зависимости от характеристик самого судна и окружающей среды, конструкции и прочности корпуса, судовых устройств и систем;

  - получение навыков для оценки мореходных качеств и умения связывать характеристики, качества и условия эксплуатации судов с характеристиками и условиями эксплуатации судовых энергетических установок.

 

Основными задачами курса является изучение:

    - физической сути и принципов расчета мореходных качеств, прочности, конструкций металлических судов;

      -  состава, назначения и принципов действия основных судовых систем и устройств;

Судовые устройства играют решающую роль в обеспечении надежной и эффективной эксплуатации морских судов, а также безопасности находящихся на борту людей. При всем многообразии выполняемых функций и архитектурно-конструктивных типов (АКТ) они имеют общий признак – их основные элементы располагаются вне корпуса судна. К функциям традиционных судовых устройств относятся управление движением судна, его удержание в заданном районе акватории или у причальной стенки, обеспечение буксировки, грузовых и спасательных операций.

Современное судно, как сложное инженерное сооружение, должно обладать целым рядом эксплуатационных и мореходных качеств.

К эксплуатационным качествам судна относят грузовместимость (валовую и чистую) и быстроходность.

К мореходным качествам относят плавучесть, непотопляемость, остойчивость, прочность и управляемость.

 1.1.2 Понятие о судне, как о плавучем инженерном сооружении

 

Современное судно представляет собой сложное плавающее инженерное сооружение, которое может быть как самоходным, так и несамоходным.

Все самоходные суда по способу передачи реакции воды их корпусу подразделяются на следующие две группы:

    1. Водоизмещающие (надводные и подводные)

Характерным для этих судов является то, что их масса уравновешивается массой воды, вытесненной подводной частью корпуса.

    2. Суда с динамическими принципами поддержания.

- глиссеры - суда, опирающиеся на воду днищем;

- суда на подводных крыльях, которые опираются на воду подводным крылом;

- суда на воздушной подушке, которые опираются на воду через промежу­точную статическую воздушную подушку;

- экранопланы, опирающиеся на воду через динамическую воздушную по­душку.

Подавляющее большинство морских судов являются надводными, водоизмещающими судами.

Для выполнения задач по транспортировке грузов, перевозке пассажиров, производственной деятельности в море или других целей современные суда должны иметь прочные корпусные конструкции, многие десятки механизмов, устройств и аппаратов, сотни метров трубопроводов с арматурой, километры кабельных трасс с распределительными устройствами и в обязательном порядке все системы обеспечения комфортной жизнедеятельности находящихся на борту людей.

Работа в сложных условиях воздействия на судно морского волнения и ветра, приводящих к появлению огромных усилий в корпусных конструкциях, креплениях механизмов к фундаментам и вращающихся деталях и частях, качка и повышенная вибрация требуют обеспечения высокой степени качества изготовления и надежности в длительной работе всех элементов корпуса судна и установленных на его борту всех видов технических средств.

Водонепроницаемость корпуса обеспечивается наружной обшивкой. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости корпуса обшивку с внутренней стороны подкрепляют набором - поперечными и продольными балками.

Для перевозки определённого груза суда имеют грузовые помещения, помещения для размещения пассажиров и экипажа, а также ряд помещений специального назначения. В качестве помещений, прежде всего, используется основной корпус судна, который поперечными и продольными переборками делится на отсеки. Большую часть отсеков используют под грузовые помещения-трюмы и помещения для размещения судовой энергетической установки (СЭУ).

      Но во многих случаях объёма корпуса оказывается недостаточно для всех помещений и, и кроме того, не все из них можно расположить внутри корпуса. Поэтому на палубе судна делают надстройки и рубки. Под надстройкой понимают сооружение на верхней палубе на всю ширину судна или отстоящей от бортов на расстоянии не менее 4% его ширины. Надстройки не доходящие до бортов более чем на 4% ширины считаются рубками. Последние располагаются как на верхней палубе, так и на палубах надстроек и рубок.

В связи с этим суда имеют различные инженерно-архитектурные особенности.

  Под архитектурой судна будем понимать общую компоновку и ха­рактерные особенности его главных составных частей - надстроек, рубок, трюмных и междупалубных помещений, - а также формы судо­вых обводов.

Конструкцией судна - сочетание конструктив­ных элементов, образующих корпус судна, обеспечивающих ему кроме плавучести необходимую прочность. Между архитектурой и конструк­цией современных судов существует тесная взаимосвязь, поэтому появился термин, архитектурно-конструктивный тип судна.

Архитектурно-конструктивный тип - судна характеризуется его внешним видом и конструктивными особенностями. Он зависит от формы основного корпуса, расположения и количества надстроек и рубок, числа палуб и платформ, расположения МО, кожуха дымовой трубы, переборок и рангоута, высоты надводного борта и т. п.

Основной корпус - водонепроницаемое сооружение, состоящее из бортов и днища и закрытое палубой. Форма основного корпуса харак­теризуется формой и обводами носовой и кормовой оконечностей, линией погиби верхней палубы, формой мидель-шпангоута.

                 Рисунок 1.1-Формы носовой оконечности

Формы носовой оконечности весьма разнообразны. Для обычных сухогрузных судов характерен прямой форштевень с углом наклона 25-30° от вертикали (рис.1.1 а). Наклонная форма форштевня необходима для увеличения площади палубы с целью размещения палубных механиз­мов, улучшения всхожести на волну, уменьшения заливаемости и обеспечения безопасности. При столкновении судов наклонный форш­тевень вызывает повреждения в основном в надводной части как у протараненного судна, так и у таранившего.

У судов ледового плава­ния (рис.1.1 б) наклон форштевня в подводной части (под углом 40-50º к гори­зонту) улучшает условия плавания в битом льду, а почти

вертикаль­ный форштевень в надводной части позволяет следовать вплотную за ледоколом. Наклон форштевня в подводной части у ледоколов состав­ляет 25-30° к горизонту (рис.1.1 в). Форштевни быстроходных судов и пассажирских лайнеров в подвод­ной части имеют бульбообразную форму, а в надводной – клиперскую (рис.1.1 г). В ряде случаев бульбообразная форма уменьшает волнообразование, за счет чего скорость судна увеличивается на 1-5%. Бульбообразный нос применяют также на танкерах и сухогрузных судах с умеренными скоростями (рис.1.1 д). На супертанкерах и на крупнотоннажных балкерах полу­чила распространение носовая

оконечность цилиндрической формы (рис. 1 е) или бульбообразной формы таранно-конического типа. На небольших промысловых судов форштевень имеет обычно круглую ложкообразную форму (рис.1.1 ж).

                    Рисунок 1.2-Кормовая оконечность

Кормовая оконечность может быть крейсерской (рис.1.2а) или транцевой (рис.1.2в). Обыкновенная корма с подзором типична для тихоходных и речных судов (рис.1.2б). В последнее время на транспортных судах получила распространение крейсерско-транцевая корма (в надводной части – транцевая, в подводной – крейсерская), позволяющая упростить технологию постройки судов, уменьшить вибрацию корпуса за счет укорочения кормового свеса. Форма кормовой оконечности существенно зависит от числа винтов

Борта у судов  бывают вертикальными, наклонными (с завалом и развалом) или округленными.

Надстройка - непроницаемая палубная конструкция служащая для размещения различных судо­вых помещений. Длинные надстройки и рубки могут принимать уча­стие в обеспечении общей продольной прочности, снижая при этом напряжения в палубе до 30 %. На современных судах надстройки, кроме надстройки бака, и рубки, как правило, многоярусные.

В процессе эксплуатации судна на надстройки действуют силы тяжести различных устройств и вышележащих ярусов, удары волн при заливании палубы, усилия от общего продольного изгиба корпуса. Надстройки и рубки обычно изготовляют из стали. В последнее время на многих судах получили распространение надстройки и рубки из легких сплавов, что уменьшает массу корпуса и понижает ЦТ судна, улучшая при этом остойчивость.

По количеству и расположению надстроек и рубок различают сле­дующие архитектурные типы судов (рис.1.3): гладкопалубные, у которых имеются только рубки, трехостровные, имею­щие три надстройки: носовую (бак), среднюю и кормовую (ют); двух­островные, имеющие две надстройки: одноярусный бак и многояру­сную надстройку юта.

Если средняя надстройка сливается с ютом или баком, то судно соответственно имеет удлиненный бак или ют; одноостровные, имеющие одну над­стройку - бак или ют, со сплошной надстрой­кой по всей длине судна; квартердечные с местным подъемом верхней палубы на 0,8-1,2 м в кормовой части.

          Рисунок 1.3-Архитектурные типы судов

На архитектуру судна существенно влияет расположение МО по длине, (рис.1.4 а) - среднее расположение МО, (рис.1.4 б) – промежуточное и (рис.1.4 в) – кормовое расположение

                   Рисунок 1.4-Расположение МО на судне

Насыщенность механизмами, устройствами и оборудованием, ограни­ченность площадей и объемов для их размещения, доступности и удобства обслуживания требуют чрезвычайной тщательности при проработке всех во­просов технологии монтажа, обеспечения безопасности людей в процессе эксплуатации, выполнения работ по уходу за техническими средствами, при их разборке и сборке с целью ремонта.

 

Вопросы для самоконтроля:

     1  Основные цели и задачи изучения дисциплины?

2  На какие группы делятся суда по способу передачи реакции воды их  корпусу?

  3  Что должны иметь в своей конструкции суда как инженерное сооружение для выполнения различной производственной деятельности в море?

4  Дать определение понятиям: конструкция судна, основной корпус, надстройка, рубка, архитектурно-конструктивный вид?

5  Формы носовой и кормовой оконечности судна?

6  Архитектурные типы судов?

 

Рекомендуемая литература [ 1, 3, 5, 7 ]