Предисловие

Предметом дисциплины «УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОРАБЛЯ» является изучение основ конструкции надводных водоизмещающих кораблей, кораблей с динамическими принципами поддержания, а также общее знакомство с энергетическими установками, электроэнергетическими системами, рулевыми и якорно-швартовными устройствами, общекорабельными системами и принципами автоматизации кораблей. Курс лекций читается в первом семестре и преследует цель дать будущим специалистам в области корабельной автоматики и электрорадиотехники начальные сведения о профессии, познакомить их с объектом применения специальных знаний по электрооборудованию, радиооборудованию и автоматике. На старших курсах студенты подробно изучают корабельные приборы, системы и устройства. Но конструкция кораблей и главной энергетической установки рассматриваются только в рамках этой дисциплины. Поэтому в настоящем пособии они описаны более подробно.

В настоящее время слово «корабль» и «судно» имеют идентичное значение. В равной мере их можно использовать для обозначения морских подвижных объектов военного и гражданского назначения. В государственных стандартах чаще используется слово «корабль».

Введение

Условно историю судостроения можно разделить на 4 этапа.

1 этап – первое тысячелетие нашей эры.

Как полагают ученые, впервые появились выдолбленные деревянные лодки, затем уже весельные лодки. Их сменили гребные суда (Египет, Греция): униремы, диремы, триремы (по числу ярусов с гребцами). Эти суда уже разделялись на торговые и боевые. Торговые суда были шире и вместительней, а боевые – уже и быстроходнее.

2 этап – парусное судостроение.

Первыми судами, использующими парус, были галеры – гребные суда с парусами. Первыми чисто парусными судами большого водоизмещения были нефы. В России к первым парусным судам можно отнести поморские ладьи. В 15 и 16 веках в эпоху великих открытий широко использовались каравеллы. Дальнейшим развитием парусных судов были фрегат, шхуна, бриг, барк, баркентина, бригантина и клипер. Фрегат – трехмачтовый боевой корабль с прямыми парусами и одной пушечной палубой. Шхуна имеет две и более мачт с косыми парусами. Бриг – двухмачтовое судно с прямыми парусами. Барк – трехмачтовое судно, две первые мачты с прямыми парусами, а третья с косым парусом. Бригантина (шхуна – бриг) – двухмачтовое судно, первая мачта с прямыми парусами, вторая мачта с косым парусом. Баркентина (шхуна – барк) – трехмачтовое судно, первая мачта с прямым парусом, вторая и третья мачты с косыми парусами. Клипера имели более трех мачт, с большим количеством дополнительных парусов. Эти суда использовались для перевозки чая из Китая в Англию в 19 веке.

3 этап – паровые суда и железное судостроение – Х1Х век.

В 1807 году в Америке инженер Роберт Фультон построил первый колесный пароход «Клермонт» на основе машины Уатта. В Росси в Санкт-Петербурге в 1815 год на Адмиралтейских верфях построен первый в мире морской колесный деревянный пароход «Елизавета», рис.1.9. В 1817 год на Ижорском заводе в Санкт-Петербурге построен первый военный колесный пароход «Скорый». В 1843 году в Англии построено первое судно из железа «Грейт Бритн», а в 1848 году в России построено первое русское винтовое судно (парусно- паровое) фрегат «Архимед». Судно было снабжено машиной мощностью 300 л.с.

Во второй половине 19 века во всех странах широко использовались сталь и броня. Началось строительство броненосцев и крейсеров, изобретена паровая турбина.

4 этап – ХХ век.

Начало ХХ века началось бурное строительство использующих изобретенную паровую турбину, торговых и пассажирских пароходов и боевых кораблей: миноносцев, крейсеров, линкоров, броненосцев и крейсеров, а также подводных лодок. Произошло изобретение дизеля и применение его в качестве главного двигателя для торговых судов и боевых кораблей. В СССР в 1925 году на Балтийском заводе строится первая серия лесовозов грузоподъемностью до 3000 тонн. В 1931 году построены первые рыболовные траулеры и пассажирские суда.

Перед второй Мировой войной в странах Европы и в СССР было бурное строительство боевых кораблей: крейсеров, эсминцев, сторожевых кораблей, торпедных катеров и дизельных подводных лодок.

В СССР первые попытки создания судна на подводных крыльях (СПК) относятся к началу 30-х г.г. Авторами разработок стали инженеры ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт) В.Г.Фролов и А.Н.Владимиров. Одновременно учеными ЦАГИ М.В.Келдышем (в будущем -– президентом Академии Наук СССР), Н.Е.Кочиным, М.А.Лаврентьевым и др. были выполнены фундаментальные теоретические исследования гидродинамики подводных крыльев, позволившие объяснить механизм и закономерности возникновения и изменения подъемной силы вблизи поверхности воды.

В 1941 г. в Горьком (Нижний Новгород) Р.Е.Алексеев приступил к работам по созданию СПК. В поисках схемы судна для речных условий с ограниченной осадкой он предложил использовать малопогруженное подводное крыло. В 1943г. Р.Е.Алексеев разработал проект и построил первый катер, который имел носовое и кормовое крылья. В крыльевой схеме этого катера заложены саморегулирование подъемной силы крыла в зависимости от глубины погружения (больше скорость – меньше погружение и подъемная сила, и наоборот), а также искусственное регулирование подъемной силы с помощью управления углом атаки носового крыла. Испытания катера прошли успешно. При массе около 0,9т и мощности двигателя 18 кВт он полностью выходил на подводные крылья и развивал скорость свыше 30 км/ч.

В 1945г. Р.Е.Алексеев разработал следующий проект СПК. Носовое крыло этого катера состояло из трех смещенных по высоте пластин. Каждое из двух кормовых крыльев, установленных по бортам, имело две разнесенные по высоте пластины. При массе около 1т и мощности двигателя 53 кВт, он развивал скорость около 80 км/ч.

В 1957 г. был построен теплоход «Ракета» на 66 пассажиров. В конце ХХ века в мире плавало более 1000 СПК, 80% из них - в СССР («Метеоры», «Кометы» и другие).

В 1978 году были построены боевые корабли на подводных крыльях (КПК): ракетный КПК «Ураган» и противолодочный КПК «Сокол». Скорость движения на волнении 5 баллов этих кораблей составляла 50 узлов.

В 1953 году Христофор Кокерелл (Англия), повторил опыт русских инженеров, который они провели до второй мировой войны, сконструировал судно на воздушной подушке (СВП), используя вентилятор для создания избыточного давления между корпусом речной плоскодонной лодки и поверхностью воды.

Первое СВП имело максимальную скорость хода 25 узлов и высоту подъёма 20,3см. Оборудование СВП гибкой «юбкой» – важное достижение, так как это позволило увеличить клиренс до 0, 61м и дало возможность двигаться СВП по взволнованному морю.

В СССР исследование и строительство СВП шло по заказам Военно-Морского Флота. СВП «Скат» был построен в 1969 году и имел водоизмещение 25 тонн, гибкое ограждение высотой 1,2 метра.

В 1973 году были построены два других десантных корабля на воздушной подушке (КВП) «Кальмар» (водоизмещением 150 тонн) и «Джейран» (водоизмещением 300 тонн). Они имели скорость хода на тихой воде до 70 узлов.

Строительство второго поколения десантных КВП в СССР началось в конце 70-х – начале 80–х годов: «Омар» (1979), «Касатка» (1982), тральщик пр.1206Т (1984), «Мурена» (1985), «Зубр» (1988). Скеговый ракетный КВП водоизмещением 1000 тонн был построен в 1991 году и до настоящего времени остается самым крупным КВП в мире.

В 1974 году был построен первый в мире боевой десантный экраноплан «Орленок», а в 1994 году - ракетный экраноплан «Лунь». Скорость движения экранопланов составляет 400-500 км/час над поверхностью воды на высоте от 2 до 10 метров.