К. Чайников - Общее устройство судов

Дальность плавания судна измеряется расстоянием, которое судно может пройти с заданной скоростью хода без пополнения запасов топлива. Современные суда, работающие на энергии расщепления атомного ядра, имеют неограниченную дальность плавания.

Автономность судна измеряется длительностью пребывания судна в море (в сутках) без пополнения запасов топлива, а также других расходных материалов, необходимых для нормальной жизни людей на нем.

Маневренность судна – его способность во время хода изменять направление движения и скорость хода.

Обитаемость судна характеризуется удобством размещения на нем экипажа и пассажиров, а также составом и оборудованием бытовых помещений.

Автоматизация судовождения и управления судном-совокупность машин программного действия, счетно-решающих устройств, навигационных и других приборов и устройств автоматического управления, обеспечивающих возможность, а также надежность применения на судах современных эффективных установок и механизмов, работающих на высоких параметрах, при сокращении обслуживающего их экипажа.

Оснащенность судна характеризуется количеством и качеством специального оборудования, обеспечивающего эффективное использование судна в соответствии с его назначением.

Прочность конструкций судна – способность элементов конструкций при минимальном весе противодействовать внешним нагрузкам, действующим на судно, устойчивость конструкций судна – неизменность формы конструкций при воздействии на них внешних сил.

Способность конструктивных элементов судна противостоять разрушающему воздействию различных физико-химических факторов (термостойкость, ударостойкость, коррозионная стойкость, износостойкость и т. п.), называется стойкостью материалов конструкции судна.

Тактико-технические (или боевые) качества кораблей обеспечивают выполнение поставленных перед нами задач, подобно тому как эксплуатационные качества обеспечивают соответствие назначению гражданских судов. Этими качествами являются:

боеспособность корабля – способность наносить удары по противнику с целью его уничтожения, сохраняя или поддерживая при этом свое оружие и технические средства;

живучесть корабля – способность его противостоять боевым и навигационным повреждениям, воздействию пожаров, атомному и химическому оружию. Борьба за живучесть корабля означает также борьбу за непотопляемость, тушение пожаров, исправление повреждений корпуса и боевых установок и переключение энергетических средств и их магистралей.

Остальными боевыми (или тактико-техническими) качествами кораблей являются уже знакомые нам: скорость хода, маневренность, дальность плавания, автономность и обитаемость.

Экономические качества судна рассматриваются в самом начале разработки его проекта. Прежде всего устанавливается экономическая целесообразность создания судна или его значение для прогресса в той отрасли народного хозяйства, для которой судно предназначается.

Достижение наилучших экономических качеств обеспечивается при выборе

1) оптимальных главных элементов судна (главных размерений, мощности установок, оснащенности и т. д.), обеспечивающих сокращение до минимума непроизводительного времени (при стоянках под погрузочно-разгрузочными операциями и т. п.) и увеличение времени нахождения судна в море за навигацию, на промысле и т. п.;

2) оптимальных режимов работы судна (скорости хода, производительности промыслового и перерабатывающего оборудования), обеспечивающих при наименьших затратах времени и энергии достижение наилучших показателей;

3) оптимальной технологии постройки судна (определение способа его постройки и назначение завода-строителя, наилучшим образом приспособленного для такого строительства). Основным экономическим качеством является рентабельность судна – окупаемость (в определенные сроки) затрат на его создание и эксплуатацию, т. е. прибыль, получаемая при эксплуатации судна (перевозка грузов, добыча и переработка продукции промысла и т. п.)

Возможна постройка судов, нерентабельность которых заранее известна, но совершенно оправданна, например постройка судов, при эксплуатации которых осваиваются новые способы получения энергии, новые районы и виды промысла, отрабатываются новые механизмы, приборы и устройства.

Мореходными качествами должны обладать как гражданские суда, так и военные корабли.

Изучением этих качеств с применением математического анализа занимается специальная научная дисциплина – теория судна.

Если математическое решение вопроса невозможно, то прибегают к опыту, чтобы найти необходимую зависимость и проверить выводы теории на практике. Только после всестороннего изучения и проверки на опыте всех мореходных качеств судна приступают к его созданию.

Мореходные качества в предмете «Теория судна» изучаются в двух разделах: статике и динамике судна. Статика изучает законы равновесия плавающего судна и связанные с этим качества: плавучесть, остойчивость и непотопляемость. Динамика изучает судно в движении и рассматривает такие его качества, как управляемость, качку и ходкость.

Познакомимся с мореходными качествами судна.

Плавучестью судна называется его способность держаться на воде по определенную осадку, неся предназначенные грузы в соответствии с назначением судна.

На плавающее судно всегда действуют две силы: а) с одной стороны, силы веса, равные сумме веса самого судна и всех грузов на нем (вычисленные в тоннах); равнодействующая сил веса приложена в центре тяжести судна (ЦТ) в точке G и всегда направлена по вертикали вниз; б) с другой стороны, силы поддержания, ил и силы плавучести (выраженные в тоннах), т. е. давление воды на погруженную часть корпуса, определяемое произведением объема погруженной части корпуса на объемный вес воды, в которой судно плавает. Если эти силы выразить равнодействующей, приложенной в центре тяжести подводного объема судна в точке С, называемой центром величины (ЦВ), то эта равнодействующая при всех положениях плавающего судна всегда будет направлена по вертикали вверх (рис. 10).

Объемным водоизмещением называется объем погруженной части корпуса, выраженный в кубических метрах. Объемное водоизмещение служит мерой плавучести, а вес вытесняемой им воды называется весовым водоизмещением D) и выражается в тоннах.

По закону Архимеда вес плавающего тела равен весу объема жидкости, вытесненной этим телом,