Практическое занятие № 1

Тема: Конструктивные элементы корпуса судна. Конструкция мидель-шпангоута СРТ

Цель занятия: Получить общее понятия о строении судна и его конструктивных элементах корпуса судна.

Теоретическая часть

Конструкция корпуса (рисунок 1) определяется назначением судна и характеризуется размерами, формой и материалом частей и деталей корпуса, их взаимным расположением, способами соединения.

Рисунок 1 – Внутреннее устройство судна

а) сухогрузное судно б) танкер

1 – форпик; 2 – грузовые трюма; 3 – твиндек; 4 – двойное дно; 5 – диптанк; 6 – машинное отделение; 7 –туннель гребного вала; 8 – ахтерпик; 9 – ют; 10 – средняя надстройка; 11 – рубка; 12 – бак; 13 – сухогрузный трюм; 14 – насосное отделение; 15 – коффердам.

Корпус судна представляет собой сложное инженерное сооружение, которое в процессе эксплуатации постоянно подвергается деформации, особенно при плавании на волнении. Кроме этого, корпус судна должен обладать водонепроницаемостью, которая обеспечивается наружной обшивкой и настилом верхней палубы, которые крепятся к балкам, образующим набор корпуса судна («скелет» судна). Система набора определяется направлением большинства балок и бывает поперечная, продольная и комбинированная.

При поперечной системе набора балками главного направления будут: в палубных перекрытиях — бимсы, в бортовых — шпангоуты, в днищевых — флоры. Такая система набора применяется на сравнительно коротких судах (до 120 метров длины) и наиболее выгодна на ледоколах и судах ледового плавания, так как обеспечивает высокую сопротивляемость корпуса при поперечном сжатии корпуса льдом. Мидель-шпангоут — шпангоут, находящийся на середине расчетной длины судна. При продольной системе набора во всех перекрытиях в средней части длины корпуса балки главного направления расположены вдоль судна. Оконечности же судна при этом набираются по поперечной системе набора, т.к. в оконечностях продольная система не эффективна. Балками главного направления в средних днищевых, бортовых и палубных перекрытиях являются соответственноднищевые бортовые и подпалубные продольные рёбра жёсткости: стрингеры, карлингсы, киль. Перекрёстными связями служат флоры, шпангоуты и бимсы.  Применение продольной системы в средней части длины судна позволяет обеспечить высокую продольную прочность. Поэтому данная система применяется на длинных судах, испытывающих действие большого изгибающего момента.

Рисунок 2 – Смешанный набор судна Рисунок 3 – Подпалубный набор

1–киль; 2–настил второго дна; 1-палубный настил; 2-бимс; 3-карлингс;

3–бортовой стрингер; 4-бимс; 4-пиллерс; 5-бимсовая кница; 6- шпангоут;

5-палубный стрингер; 6-кница; 7- бортовая обшивка

7-ширстрек; 8-шпангоут; 9-бортовой пояс;

10-скуловой пояс; 11-флор;

12-днищевой стрингер; 13-килевой пояс.

При комбинированной системе набора палубные и днищевые перекрытия в средней части длины корпуса набираются по продольной системе набора, а бортовые перекрытия в средней части и все перекрытия в оконечностях — по поперечной системе набора. Такое комбинирование систем набора перекрытий позволяет более  рационально решить вопросы общей продольной и местной прочности корпуса, а также обеспечить хорошую устойчивость листов палубы и днища при их сжатии. Комбинированная система набора применяется на крупнотоннажных сухогрузных судах и танкерах. Смешанная система набора судна характеризуется примерно одинаковыми расстояниями между продольными и поперечными балками (рисунок 2.3). В носовой и кормовой частях набор закрепляется на замыкающих корпус форштевне и ахтерштевне.

Задание

1. Нарисуйте конструктивные элементы корпуса судна.

2. Конструкция мидель-шпангоута.

Вопросы для самоконтроля

1. Системы набора корпуса судна?

2. Назовите основные конструктивные элементы корпуса?

3. Конструкция корпуса судна?

4. Где расположен вертикальный киль?

5. Что такое форштевень и ахтерштевень?

Литература: [3]: с. 33-105, 147-214; [8]: с. 5-17.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2

Тема: Рулевое устройство

Цель занятия: Изучение рулевого устройством и принцип управления судном

Теоретическая часть

Современный судовой руль представляет собой вертикальное крыло с внутренними подкрепляющими ребрами, вращающееся во­круг вертикальной оси, площадь которого у морских судов составляет 1/10 - 1/60, площади погруженной части ДП (произведения длины судна на его осадку: LT).

По форме профиля пера рули делятся на плоские и профильные обтекаемые. Профильный руль состоит из двух выпуклых наружных оболочек, имеющих с внутренней стороны ребра и вертикальные диафрагмы, сваренных друг с другом и образующих каркас для повышения жесткости, кото­рый с обеих сторон покрыт приваренными к нему стальными листами.

Внутреннюю полость пера руля заполняют пористым материа­лом, предотвращающим попадание воды внутрь. Перо руля крепится к рудерпису вместе с ребрами (рисунок 4). Рудерпис отливают (или отковывают) заодно с петлями для навешивания руля на рудерпост (отливку иногда заменяют сварной конструкцией), являющийся неотъемлемой частью ахтерштевня.

По способу соединения с корпусом и количеству опор пера пассивные рули разделяют на:

- простые (многоопорные) (рисунок 4, а, 6);

- полуподвесные (одноопорные — подвешенные на баллере и опертые на корпус в одной точке) (рисунок 4.2, в);

- подвесные (безопорные, подвешенные на баллере) (рисунок , г).

По положению оси баллера относительно пера различают:

- рули небалансирные (обычные), у которых ось баллера проходит вблизи передней кромки пера;

- балансирные, ось баллера у которых расположена на некотором расстоянии от передней кромки руля. Полуподвесные балансирные рули называют также полубаллансирными.

Небалансирные рули устанавливают на одновинтовых судах, полубалансирные и балансирные — на всех судах. Применение подвесных (балансирных) рулей позволяет снизить мощность рулевой машины за счет уменьшения крутящего момента, необходимого для перекладки руля.

Рисунок 4 - Рулевое устройство с полуподвесным балансирным обтекаемым рулем:

1 - перо руля; 2 - рудерпис; 3 - нижний опорный подшипник баллера; 4 - гельмпортовая труба; 5 - верхний опорно-упорный подшипник баллера; 6 - рулевая машина; 7 - запасный валиковый рулевой привод; 8 - баллер; 9 - нижний штырь пера руля; 10 - рудерпост

Баллер руля — это массивный вал, при помощи которого поворачивает­ся перо руля. Нижний конец баллера обычно имеет криволинейную фор­му и заканчивается лапой — фланцем, служащим для соединения баллера с пером руля болтами, что облегчает съем руля при ремонте.

Баллер руля входит в кормовой подзор корпуса через гельмпортовую трубу, обеспечивающую непроницаемость корпуса, и имеет не менее двух опор (подшипников) по высоте. Нижняя опора распола­гается над гельмпортовой трубой и, как правило, имеет сальниковое уплотнение, препятствующее попаданию воды в корпус судна; верх­няя опора размещается непосредственно у места закрепления секто­ра или румпеля. Обычно верхняя опора (опорно-упорный подшипник) воспринимает массу баллера и пера руля, для чего на баллере делают кольцевой выступ.

Кроме рулей, на судах применяются подруливающие устройства. Посредством движителя, устанавливаемого в поперечном канале корпуса судна, они создают тяговое усилие в направле­нии, перпендикулярном его ДП, обеспечивают управляемость при отсутствии движения судна или при движении его на предельно ма­лых скоростях, когда обычные рулевые устройства неэффективны. В качестве движителей используются винты фиксированного или регулируемого шага, крыльчатые движители или насосы. Подруливающие устройства расположены в носовой или кормовой оконеч­ностях, а на некоторых судах устанавливают по два таких устройства и в носовой и в кормовой оконечностях. В этом случае возмо­жен не только разворот судна на месте, но и движение его лагом без использования главных движителей. Для улучшения управ­ляемости служат также поворотные насадки, закрепляемые на баллере, и особые балансирные рули.

В состав схемы управления рулевым устройством входят:

- пост управления со следя­щей электрической системой;

- электрическая передача от поста управления к электромотору.

Для дистанционного управления электрогидравлическими рулевыми машинами на судах широко применяется система управления «Аист». Совместно с гирокомпасом и рулевой машиной она обеспечивает четыре вида управления: «Автомат», «Следящий», «Простой», «Ручной».

Виды управления «Автомат», «Следящий» являются основными. При неисправности этих видов управления рулевой машиной переводят на «Простой». В случае отказа в работе дистанционной системы электрической передачи переходят на вид «Ручной».

Составными частями системы «Аист» являются пульт управления (ПУ) – авторулевой «Аист», исполнительный механизм (ИМ-1) и рулевой датчик (РД).

Основной пост управления находится в рулевой рубке у путевого компаса и репитера гирокомпаса. Штурвал или пульт управления рулем монтируют обычно на одной колонке с авторулевым агрегатом. Основным элементом электрической передачи является система контроллеров, помещенных в штурвальной колонке и связанных электропроводкой с электродвигателем основного привода в румпельном отделении.

Рулевые машины. В настоящее время широко применяются руле­вые машины двух типов — электрические и гидравлические. Управляют работой рулевых машин дистанционно из рулевой рубки, используя тросовую, валиковую, электрическую или гидравлическую передачу. На современных судах наиболее распространены две последние.

Рулевые приводы. На судах морского флота эксплуатируются разнообразные рулевые приводы, среди которых преимущественное распространение получили рулевые машины с электрическими и гид­равлическими приводами отечественного и зарубежного производства. Они обеспечивают передачу усилий рулевого двигателя к баллеру.

Задание

1. Нарисуйте схему рулевого устройства, Назовите его состав и назначение.

2. Нарисуйте схему подруливающего устройства. Объясните принцип работы.