Вопросы для повторения

1. Какая конструкция называется надстройкой? Где располагаются надстройки по длине судна?

2. Охарактеризуйте конструкцию боковых стенок и концевых переборок надстроек.

3. Какие конструктивные подкрепления предусматривают в местах окончания длинной средней надстройки?

4. Назовите конструктивные особенности рубок.

5. Какая конструкция называется фальшбортом? Укажите нагрузки, действующие на фальшборт.

6. Расскажите о типах соединения фальшборта с корпусом.

Глава 13. Оконечности и штевни корпуса судна § 51. Носовая оконечность

Протяженность и особенности работы носовой оконечности. Формально к носовой оконечности относится часть корпуса, расположенная в нос от средней части и составляющая 0,3 длины судна для днищевых и 0,20L от форштевня для бортовых и палубных перекрытий. Конечно, такое разделение условно, так как нет резкой границы в конструкции корпуса. Носовая оконечность корпуса состоит из форпика и промежуточного района, конструкции которых проектируют с учетом особых условий их работы.

В носовой части корпуса, особенно между сечениями 0,10—0,251, действуют большие ударные нагрузки (слеминг) при плавании судна в балласте на волнении с малыми осадками (менее 0,03L), Слеминг зависит также от скорости судна, интенсивности волнения, полноты и формы обводов носовых шпангоутов, распределения грузов и массы корпуса и др. Скоростные суда кроме днищевого слеминга испытывают ударные волновые нагрузки в носу и в развал бортов (выппинг). При плавании во льдах бортовые и днищевые перекрытия подвергаются значительным ледовым нагрузкам.

В результате действия отмеченных нагрузок конструкции корпуса в носовой оконечности многих судов получают повреждения. На сухогрузных судах количество повреждений конструкций в носу достигает 60—65 % от общего числа повреждений корпуса. Наименее повреждаемы от слеминга наливные суда, так как они имеют сравнительно малую скорость и большую осадку носом в балласте.

Многие ледовые повреждения конструкций вызваны более интенсивной эксплуатацией судов в экстремальных условиях продленной навигации. При постоянной вибрации оконечностей судна и низкой температуре причиной повреждения конструкций могут быть различные конструктивные и технологические дефекты. Кроме остаточных деформаций обшивки, продольных балок основного набора часто теряют устойчивость и испытывают смятие нижних кромок днищевые рамные балки (флоры, днищевые стрингеры, вертикальный киль).

Требования к прочности и конструкции носовой оконечности. Повреждения конструкций (в частности, при плавании в ледовых условиях) свидетельствуют об относительной слабости и несоответствии прочности днищевых конструкций в носовой оконечности возросшим требованиям круглогодичной эксплуатации. В связи с этим Правила постройки судов корректируются с учетом перспектив эксплуатации. Как уже отмечалось (см. § 38), необходимо усиление конструкции корпуса судов, плавающих во льдах.

Определяя объем подкреплений днища на действие гидродинамической нагрузки, наиболее важным параметром считают осадку носом. На судах неограниченного района плавания с минимально возможной осадкой носом менее 0,04L в балласте необходимы дополнительные подкрепления корпуса в носовой части для восприятия слеминга. С уменьшением, например, минимальной осадки до 0,02L, потребовалось бы увеличить толщину днищевой обшивки на 20% и момент сопротивления балок на 40 %. Поэтому осадка судна носом менее 0,025L не допускается. На судах с осадкой 0,04L и более вероятность появления слеминга очень мала и дополнительные подкрепления не требуются, если судно не предназначено для плавания во льдах.

Нагрузки волновые эксплуатационные и от грузов, действующие на конструкции носовой оконечности корпуса, определяют с учетом сил инерции при качке на волнении и скорости судна по тем же формулам, что и для средней части. Дополнительно вычисляют экстремальные значения гидродинамического давления в случае удара волн в днище и развал бортов носовой оконечности.

В районе форпика применяют одинарное дно с поперечной системой набора и установкой между флорами в ДП бракет с поясками по верхней кромке. Если форпик используется как цистерна, то в ДП устанавливают отбойную переборку. По высоте на расстоянии не более 2 м располагают бортовые стрингеры, перевязанные распорными («холостыми») бимсами, или перфорированные платформы с площадью вырезов не более 10% общей площади (рис. 13.1).

Бортовые перекрытия в форпике вместо поперечной могут иметь продольную систему набора с расстоянием между рамными шпангоутами не более 2,4 м.

В переходном районе по длине судна — от форпиковой переборки до сечения 0,3L от носового перпендикуляра — продольная система набора, при условии ее применения в средней части корпуса, постепенно переходит в поперечную. Расположенные симметрично ДП днищевые продольные балки попарно, начиная от ближайшей к борту, обрываются на очередном флоре (рис. 13.2). Одновременно может заканчиваться не более 1/3 продольных балок.

Рис. 13.1. Поперечное сечение форпика (а). Вариант соединения бортовых балок (б). 1 — отбойная переборка; 2 — распорный бимс; 3 — бортовой стрингер; 4 — шпангоут; 5 — флор.	Рис. 13.2. Варианты (а и б) закрепления концов днищевых продольных балок в местах их окончания.

Конструкция днища в переходном районе характеризуется: утолщением шпунтовых, прилегающих к горизонтальному килю, поясьев; ограничением шпации балок основного набора (не более 0,7 м), уменьшением расстояния в два раза между основными днищевыми стрингерами и установкой между ними полустрингеров; подкреплением стенок флоров, стрингеров в районе вырезов, другими особенностями.

Количество вырезов в рамных балках должно быть минимальным. Сплошные флоры устанавливают на каждом шпангоуте при поперечной и на каждом втором— при продольной системе набора.

На танкерах в нос от грузовых танков применяется продольная или поперечная система набора перекрытий корпуса с минимальной высотой флоров h = 7L+ 100 мм. Расстояние между флорами при продольной системе набора составляет не более 2,8 м. Продолжением каждой второй днищевой продольной балки является днищевой стрингер с пояском по свободной кромке.

На сухогрузных судах, МО которых расположено в корме или в промежуточном районе, по соображениям удифферен-товки необходимы дополнительные емкости балластных цистерн в носовой оконечности, в том числе за счет увеличения высоты двойного дна в пределах носового трюма. Высота двойного дна изменяется постепенно, со сломами настила второго дна на поперечной переборке и сплошном флоре или чаще с уступом. В районе уступа внутреннее дно с меньшей высотой перепускается в нос на 2—3 шпаций и заканчивается горизонтальными кницами, установленными у бортов судна, по стенкам вертикального киля и днищевых стрингеров. По бортам судна в носовом трюме на уровне стрингеров форпика устанавливают разрезные на шпангоутах, равные им по высоте бортовые стрингеры.

Требования к толщине наружной обшивки в области действия ударных и ледовых нагрузок основаны на предпосылке «допускаемого повреждения», т. е. на нормировании остаточных деформаций. Ввиду того, что днищевая обшивка на построенных судах имеет большие остаточные деформации, в Правилах Регистра СССР повышены требования к ее толщине при расчете с учетом ударной нагрузки. В любом случае толщина днищевой обшивки в носовой оконечности допускается (в мм) не менее s_min = 1,2 при L < 200 м.

Для балок основного набора регламентируют упругий момент сопротивления и площадь поперечного сечения. Причем момент сопротивления существенно зависит от конструкции закрепления балок и их непрерывности в опорных сечениях.

Значения толшины стенок днищевых рамных связей (флоров, вертикального киля, стрингеров) при действии экстремальных нагрузок в носу принимают на основании расчета перекрытий по предельному состоянию.

Прочность днища в носу определяется прочностью флоров и в первую очередь прочностью на срез их опорных сечений. Устойчивость флоров обеспечивается основными и дополнительными днищевыми стрингерами. Они же разносят нагрузку и привлекают к совместной работе ближайшие флоры в районе действия ударных или ледовых нагрузок, имеющих выраженный локальный характер.