![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Гаращенко, Г. М. Безопасность судовождения учебное пособие
.pdfДлинное судно поворачивается медленнее вследствие большей величины бокового сопротивления, -при наличии дифферента на нос, а не на корму,— быстрее. Измеря ется дифферент величиной угла наклона судна (в гра дусах) или чаще разностью осадок носа и кормы (в ли нейных мерах, например, в сантиметрах).
Р ы с к л и в о с т ь — способность судна самопроиз вольно отклоняться от заданного курса. Особенно резко обнаруживается при плавании в сторону более глубокой воды, затрудняя управление и увеличивая время прохо димого пути.
Корпус судна
Основным конструктивным элементом всякого судна является корпус, представляющий собой водонепрони цаемую удлиненную емкость той или иной формы и раз меров, способную плавать на воде, с плавными очерта ниями, более или менее заостренными оконечностями. Передняя по ходу оконечность называется носовой, а задняя — кормовой.
Боковые стенки корпуса называются б о р т а м и . Ес ли смотреть с кормы судна на нос, то справа — пра вый, а слева — левый борт.
Нижняя часть корпуса называется д н и ще м , а верх няя — п а л у б о й .
Поперечное сечение, судна посередине его длины на зывается м и д е л ь-ш п а н г о у т о м .
В а т е р л и н и я м и именуются линии пересечения уровня воды и поверхности корпуса судна при разных осадках (погружениях).
Г р у з о в а я в а т е р л и н и я соответствует осадке груженого судна.
Часть корпуса, находящаяся ниже грузовой ватерли нии,— подводная, а выше — надводная.
В о д о и з м е щ е н и е м называется объем (или вес) воды, вытесняемой судном (измеряется в объемных или весовых единицах).
На моторных лодках используют преимущественно бензиновые двигатели разных мощностей и конструкций, движителем является гребной винт.
Корпус во время плавания испытывает действие дав
ления воды и веса грузов, |
механизмов, надстройки |
и т. д. |
(давления воды и веса |
Кроме постоянных сил |
96
грузов, механизмов, надстройки), на судно действуют переменные (волны на качке, давления на руль при по вороте), ударные (при столкновении) и случайные (при затоплении отсека) силы. Определив их, можно рассчи тать прочность судна. Различают местную, продольную (киля, стрингеров и наружной обшивки бортов), попе речную (шпангоутов, бимсов) и общую прочность.
Для того чтобы придать корпусу соответствующую жесткость и способность сопротивления действующим на него усилиям, днище и борта укрепляют в продольном
ипоперечном направлениях при помощи набора. Корпус состоит из прочного каркаса (набора), на
стила палубы, бортовой, днищевой обшивок и перебо рок (рис. 57).
Рис. 57. Элементы конструкции корпуса:
/ — форштевень; 2 — киль; 3 — стрингер; 4 — приваль
ный брус; 5 — транец; б — шпангоут; 7 — бимс; |
S — |
палуба; 9 — люк; 10 — банка; 11 — подключины; |
12 — |
обшивка. |
|
Вкорпусе различают следующие основные части:
Ки л ь — прочная продольная балка, идущая по дни щу в средней части судна от носа до кормы. На нее опирается поперечный набор.
Ф о р ш т е в е н ь — прочная балка в носовой оконеч ности киля, поднимающаяся кверху и служащая для сое динения продольных связей и обшивки в носу судна.
А х т е р ш т е в е н ь — прочная балка |
в кормовой |
оконечности киля, загибающаяся кверху. |
|
6—2364 |
97 |
В связи с тем, что ахтерштевень и форштевень под вергаются всякого рода ударам, их на деревянных су дах обивают листовой сталью.
Малые суда вместо ахтерштевня заканчивают стен кой, которая называется транцевой доской.
Фо р п и к — крайний носовой отсек.
Ах т е р п и к — крайний отсек в кормовой оконеч
ности судна.
Б а к — образованная приподнятыми бортами над стройка в носовой части, начинающаяся непосредствен
но от передней оконечности судна. |
баку, расположен |
Ю т — надстройка, аналогичная |
|
ная в кормовой части судна. |
высоте стенки, ог |
Ф а л ь ш б о р т — небольшие по |
|
раждающие палубу с обоих бортов |
между баком и |
ютом. Являются продолжением бортов, бывают и в око нечностях судна.
Ш п а н г о у т ы — поперечные связи набора корпу са. Часть их делают в виде поперечных рамок.
Для обеспечения прочности палубы под ней по ши рине судна устанавливаются б и м с ы (поперечные бал ки), располагающиеся всегда в плоскости шпангоутов, которыми образуют замкнутый контур и скрепляющиеся треугольными косынками — к н и ц а м и . Чтобы бимсы
не имели провеса, они опираются |
на вертикальные стой |
ки — п и л л е р с а . |
днищевые балки, свя |
К и л ь с о н ы — продольные |
зывающие шпангоуты друг с другом и придающие си стеме днищевого перекрытия необходимую жесткость и прочность. В значительной мере обеспечивают общую продольную прочность.
На корпусе судна, с наружной стороны, над ватер
линией |
устанавливается так называемый п р и в а л ь |
ный |
брус, который предохраняет обшивку корпуса |
от повреждения при различных ударах. |
|
Система набора может быть поперечной (для малых |
|
судов) |
или продольно-поперечной (для больших судов). |
Водоизмещение судна
Общий вес судна можно определить как сумму весов отдельных частей корпуса, механизмов и инвентаря или по водоизмещению. Для этого определяют объем под водной части корпуса, т. е. его объемное водоизмеще-
98
Ние. Так как судно ограничено кривыми поверхностя ми, то определение объема производят по формуле при ближенного расчета:
|
|
|
V0 = b L-B |
H м3 |
|
|
где Vo — объем водоизмещения, м3; |
|
|
||||
|
6 |
— коэффициент полноты водоизмещения, равный |
||||
|
|
0,29—0,54 (меньшее значение относится к кор |
||||
|
|
пусам с острыми обводами); |
|
|
||
|
L — длина судна, м; |
|
|
|
||
|
В |
— наибольшая ширина, м; |
|
|
||
|
Н — среднее углубление при нормальном грузе. |
|||||
Для получения весового водоизмещения надо объем |
||||||
водоизмещения |
умножить на |
вес 1 м3 |
воды: |
|
||
|
|
|
D = b-L-H B -( м3 |
|
|
|
|
|
|
Главные размерения |
|
|
|
Основными характеристиками всякого судна являют |
||||||
ся |
длина (L) |
и ширина (В) |
корпуса, |
высота |
борта |
|
(В) |
и осадка |
(Т), которые называют |
главными |
разме |
рениями. Существует их несколько разновидностей: тео ретические, конструктивные и габаритные. Для того чтобы различить разновидность главных размерений, к этим буквам прибавляют соответствующие индексы. Так, например, наибольшую длину обозначают буквой Тгаб (габаритная).
Для характеристики корпуса в судостроении пользу ются не только главными размерениями. В частности, мореходные качества судна во многом зависят от соот ношений главных его размерений. Чем больше отноше ние длины судна к ширине при том же водоизмещении, тем меньшее сопротивление воды на корпус при движе нии, тем оно быстроходнее.
Для судов, движущихся в водоизмещающемся режи ме плавания, корпусу с минимальным сопротивлением соответствует L / B ^ 5. Увеличение этого отношения улуч шает остойчивость на курсе, однако, снижает поворот ливость и требует большей площади руля.
Прочность корпуса моторного судна характеризует ся отношением LjH— длины к высоте борта. При боль шом отношении длины к высоте борта прочность умень
шается. |
|
6* |
99 |
Для современных судов это отношение — в преде лах от 6 до 14. Для наиболее прочных, с хорошими мо реходными качествами, оно имеет еще меньшее значение. Чем больше ширина судна по отношению к высоте бор та, тем лучше остойчивость.
Запас плавучести определяется отношением высоты борта к осадке Н/Т и характеризует непотопляемость и вместимость. Эти показатели улучшаются с увеличением отношения HIT, но одновременно увеличивается парус ность надводного борта судна, а в результате ухудшает ся управляемость. Для современных судов отношение HjT — в пределах 20—40.
Моторные лодки чаще всего имеют следующие раз
мерения: |
|
длина |
4—9 м; |
ширина |
1—2,5 м; |
осадка |
0,2—0,7 ы; |
водоизмещение |
150—3000 кг; |
скорость |
8—40 км/ч. |
Теоретический чертеж
Постройка судна обычно начинается с выбора формы и размеров корпуса, от чего зависит общее расположе ние силовой установки и оборудования. Корпус должен сочетать высокую прочность с малым весом.
Теоретический чертеж является основным, по кото рому строится лодка, и представляет собой проекции плоскостей сечения судна по трем взаимно перпендику лярным направлениям (рис. 58).
Вертикально-продольная, или диаметральная, плос кость проходит вдоль всего судна посередине ширины и является плоскостью его симметрии. Проекция на эту плоскость называется боком.
Плоскость грузовой ватерлинии (ВЛ) показывает границу между надводной и подводной частями корпуса судна. Проекция на эту плоскость называется полуширотой, или планом.
Вертикально-поперечная плоскость проходит посере дине длины судна. Проекция на эту плоскость называ ется миделем (серединой).
Если судно можно характеризовать только одной диаметральной плоскостью, то плоскости ватерлинии ус танавливают в зависимости от загрузки и погружения
100
Рис. 58. Расположение проекций в трех взаимно перпендикулярных плоскостях се чений корпуса судна:
схема расположения плоскостей; Dn — диамет
ральная плоскость; ВЛ — ватерлинии; х — мидель о -
(середина).
судна. Главной является грузовая ватерлиния, показы вающая осадку судна при полной загрузке. Обычно на носится вокруг корпуса яркой краской. Для современ ных судов принята форма корпуса, при которой наи большая ширина и длина подводной части находится в
плоскости ватерлинии.
По миделевому сечению можно определить ширину судна на любой ватерлинии и у палубы, а также сред нюю осадку и высоту.
На теоретическом чертеже (для малых судов выпол няется в масштабе 1 :4) указываются главные разме рения: длина, ширина, высота и осадка судна, по кото рым можно определить объем судна от киля до любой ватерлинии, а также площади каждой ватерлинии и каждого шпангоута.
По такому же чертежу не только выполняются ос новные элементы корпуса в масштабе 1:1, снимаются шаблоны, по которым изготавливаются части судна, но определяются и некоторые основные мореходные каче ства последнего, устанавливается, предназначена ли мо торная лодка для плавания на реках, озерах и водо хранилищах.
Требования к моторным лодкам
В соответствии с правилами технического надзора моторные лодки и катера должны иметь:
1) прочность, соответствующую разряду плавания судна и двигателю на нем;
2)остойчивость, позволяющую безопасно разместить на одном из бортов 60% груза от установленной грузо подъемности без затопления этого борта и опрокиды вания судна;
3)общий запас плавучести, позволяющий судну в
незагруженном состоянии оставаться на плаву при пол ном затоплении корпуса водой;
4)избыточный запас плавучести, равный 10% грузо подъемности судна;
5)гарантированный сухой борт не ниже, чем это ус
тановлено для присвоенного судну разряда плавания; 6) равномерное расположение сидений (размерами не менее 0,45X0,4 м2), исключающее крен или дифферент
судна; 7) судовые устройства и инвентарь в соответствии с
установленными нормами;
102
8) размеры корпуса, соответствующие принятым в судостроении соотношениям:
Т лЪ “ 77*1'5
Всем основным указанным выше требованиям отве чает, например, мотолодка «Ладога». Это комфорта бельная пластмассовая лодка длиной 4,75 м. Для фор мования корпуса применяются высококачественные ма териалы: сатиновая стеклоткань АСТТ и смола НПС- 609-21 м. Днище толщиной 4 мм подкреплено четырьмя фанерными флорами — составными частями набора судна.
Прочный транец рассчитан на установку двух под весных моторов мощностью по 20 л. с. Для окраски корпуса (красящий пигмент вводится в наружный слой сколы) используются наиболее стойкие пигменты бело го, зеленого, красного и желтого цвета. Секции палубы и основного корпуса склеиваются при сборке; соедине ние снаружи защищено лакированным дубовым бурти ком. Блоки пенопласта, обеспечивающие непотопляе мость, приклеиваются под палубой и на днище.
Обводы днища лодки умеренно килеватые, благода ря чему она обладает хорошей приемистостью и легко выходит на глиссирование с одним 20-сильным мотором
даже при полной нагрузке, когда водоизмещение дости гает 600 кг.
«Ладога» имеет высокий борт — 0,7 м на миделе и 0,82 м на форштевне, запалублена с носа и снабжена самоотливной подмоторной нишей в корме. Благодаря этому на ней можно выходить в большинство наших внутренних водохранилищ при волне высотой 0,5—0,7 м
При почти такой же длине корпуса, как у популяр ной «Казанки», объем ее (L x B x H ) гораздо больше. Этот важный показатель характеризует не только хо рошие мореходные качества, но и возможность созда ния необходимого для дальних путешествий комфорта. «Ладога» отличается удобным просторным кокпитом. Его длина 2 м и ширина 1,2 м, так что в случае необ ходимости два-три человека могут расположиться на ночлег прямо в лодке. Два передних мягких сидения снабжены спинками; два задних устроены на полужесткой кормовой балке.
103
В передней панели кокпита, рядом со штурвалом, имеется объемистая ниша для хранения фонаря, кар ты — одним словом всего, что должно быть у водите ля под рукой. В ненастную погоду кокпит плотно за крывается тентом из плащ-палаточной ткани. Схема об щего расположения оборудования лодки приведена на рис. 59.
Рис. 59. Моторная лодка «Ладога».
Основные данные лодки: |
|
|
Длина наибольшая, м |
4,17 |
|
Ширина, |
м |
1,55 |
Высота |
борта, м |
0,7 |
Масса лодки с оборудованием |
215 |
|
(без мотора), кг |
||
Пассажировместимость, чел. |
4 |
|
Подвесной мотор, л. с. |
20—40 |
|
Скорость с мотором «Вихрь», |
|
|
км/ч: |
|
39 |
максимальная |
||
с полной нагрузкой |
28 |
Массовое производство моторной лодки «Ладога» уже освоено промышленностью.
104
Суда на подводных крыльях и на воздушной подушке
Во время движения судно испытывает главным об разом два вида сопротивления — волновое и трения о воду.
. Постепенное повышение скорости достигалось в ос новном за счет увеличения мощности устанавливаемых двигателей, усовершенствования их конструкций и улуч шения обводов корпуса.
Но в настоящее время наметились возможности для значительного повышения скорости хода на воде путем использования подводных крыльев и так называемой воздушной подушки, причем проблема движения судов на такой подушке находится в стадии дальнейшего изу чения.
Подводные крылья поднимают судно над поверхно стью воды, вследствие чего сопротивление ее на корпус исчезает и резко увеличивается скорость хода
Суда на подводных крыльях в состоянии покоя (без движения) полностью подчинены законам плавучести. По мере нарастания скорости они движутся сначала как водоизмещающие, затем как глиссирующие суда, и, на конец, когда подъемная сила крыльев становится доста
точной для |
преодоления |
веса судов, они отрываются |
от воды и |
продолжают |
движение, используя толь |
ко подъемную силу крыльев. Подводные крылья поз воляют повысить скорость маломерных судов в 1,5— 2 раза.
За короткий срок суда на подводных крыльях стали одними из наиболее популярных. Скорость п высокая экономичность позволяют им успешно конкурировать с другими видами транспорта.
В отличие от обычных суда на воздушной подушке не передвигаются по поверхности воды, а летят над ней на небольшой высоте. Движение основано на том, что па малой высоте от воды (по сравнению с линейными размерами судов в плане) создается подъемная сила при значительно меньшей затрате энергии, чем при дви жении на высоте, обычной для самолетов или вертоле тов. В этом случае на направление движения и размеры судов не влияют ширина и глубина реки, песчаные ко сы. Здесь принцип движения состоит в том, что под движущееся судно нагнетается воздух, который обра зует прослойку между поверхностью воды и днищем
105