К. Чайников - Общее устройство судов

Мортиры двухвинтовых судов имеют вид трубы, выходящей из корпуса, внутри которой проходит гребной вал. Мортиры удлиненной конструкции одновременно выполняют и роль кронштейнов (рис. 48).

Фундаменты и подкрепления корпуса под различные установки, машины, механизмы и т. п. представляют собой прочные и жесткие опоры, передающие развиваемые усилия, большой вес и инерционные усилия, возникающие при качке судна, на прочные связи корпуса без вибрации.

Рис. 48. Кронштейн и мортира гребного вала.

Конструкция корпуса подводных лодок имеет специфические особенности, обусловленные плаванием подводных лодок в воде на значительных глубинах, оказывающих большое давление на корпус.

Основными расчетными параметрами подводных лодок иностранные специалисты принимают:

а) рабочую, или оперативную, глубину – наибольшую глубину, на которую подводные лодки погружаются при эксплуатации;

б) расчетную, или разрушающую глубину, соответствующую гидростатическому давлению, которое принимается в расчетах прочности корпусных элементов;

в) испытательную, или предельную, глубину погружения. На эту глубину, несколько превышающую рабочую, американские подводные лодки погружаются во время проведения сдаточных испытаний.

По мнению иностранных специалистов, прочный корпус подводных лодок необходимо также рассчитывать на усталостную прочность с числом циклов «погружения-всплытия», равным 10 000- 30 000. Концентрация напряжений от гибки и сварки, коррозии, вибрации, растягивающих напряжений при всплытии корабля, когда возникает знакопеременный цикл нагрузки и т. п., может привести к текучести материала прочного корпуса в отдельных узлах, на глубинах, которые значительно меньше предельной. Про- изводится также проверка динамической равнопрочности элементов прочного корпуса подводной лодки или уточнение размеров отдельных корпусных конструкций в случае воздействия на лодку стандартного подводного взрыва.

Отношение расчетной глубины погружения к рабочей в иностранной литературе называется коэффициентом безопасности (аналогично отечественному понятию о запасе прочности).

Рис. 49. Конструкции поперечных сечений подводных лодок: а – однокорпусной; б – полуторакорпусной; в – двухкорпусной; г – многокорпусных. 1 – голландская подводная лодка «Дельфин» 2 – проект подводного танкера (США).

Коэффициент безопасности компенсирует возможные неточности при сложных расчетах и ряд принятых допущений. Зарубежные специалисты считают, что коэффициент безопасности следует выбирать таким, чтобы в случае провала в глубину на полной скорости лодка не могла бы превысить расчетную глубину погружения. При проектировании современных боевых подводных лодок американские специалисты считают возможным принимать коэффициент безопасности в пределах 1,5-2,0.

Американские экспериментальные подводные лодки рассчитаны на рабочую глубину погружения 600-960 м, а в перспективном проектировании подводные лодки рассчитываются на рабочие глубины, превышающие 4500 м.

Основным элементом конструкции подводного корабля является его прочный корпус, представляющий собою соединение круговых цилиндров или конических колец оболочки, называемых обечайками, подкрепленных поперечными ребрами жесткости – шпангоутами. В зарубежном подводном кораблестроении нашли применение также прочные корпуса с поперечными сечениями, имеющими вид овала и вертикальной или горизонтальной «восьмерки» (рис. 49).

Шпангоуты прочного корпуса имеют в сечении вид таврового профиля и поставлены внутри или снаружи корпуса. Наружный набор улучшает условия использования внутренних объемов и выполняет одновременно роль набора легкого корпуса. Для однокорпусных конструкций обычно применяют внутренние, а для двухкорпусных – наружные шпангоуты.

Поперечные водонепроницаемые переборки повышают устойчивость обшивки прочного корпуса и рассчитываются на равные с ним нагрузки. Как правило, применяются плоские поперечные переборки, полотнища которых подкреплены вертикальными стойками, опирающимися на прочный корпус и платформы.

Конструктивное оформление легкого корпуса, оконечностей подводных лодок, надстроек и ограждений выдвижных устройств рассчитывается на волновые нагрузки при плавании на водной поверхности (2,5-5 т/м²) или на взрывную нагрузку, которую принимают исходя из условия обеспечения равнопрочности всех конструкций лодки при подводном взрыве. Надстройки и ограждения выдвижных устройств некоторых атомных лодок ВМС США выполнены усиленными, исходя из возможности всплытия подводной лодки в битом льду или пробивки льда толщиной до 1 м.

В судостроении существуют два основных способа соединения деталей корпусных конструкций: сварной и заклепочный. Первый способ – основной, лишь в отдельных конструкциях корпуса применяются заклепочные соединения. В судостроении главным образом применяется метод электросварки. Соединения, выполненные электросваркой, обладают большими преимуществами, по сравнению с соединениями, выполненными при помощи клепки. Внедрение электросварки позволило:

1) уменьшить вес сварных конструкций корпуса приблизительно на 20%;

2) улучшить непроницаемость корпусных соединений;

3) удешевить на 50% стоимость постройки судна и резко сократить ее сроки благодаря упрощению технологии сборки и сварки корпусных конструкций;

4) сократить операции изготовления деталей корпуса в корпусообрабатывающих цехах и, как следствие, снизить стоимость оборудования на судостроительных заводах;

5) резко уменьшить шум при судокорпусных работах в связи с ограничением применения клепальных работ и резкого сокращения чеканки, а также прирубочных и сверловочных работ, исключительно вредно отражающихся на здоровье рабочих.

Типы сварных соединений, в основном применяемые в судостроении, показаны на рис. 50. Расположение в пространстве сварных швов показано на рис. 51.

Сварные швы, кроме того, классифицируют в зависимости от способа выполнения и калибра шва (рис. 52).

Электросварной шов выполняется ручным, полуавтоматическим или автоматическим способом.

Рис. 50. Типы основных сварных соединений: а – встык; б – тавровые; в – угловые; г – соединение внахлестку.