Звичайно кораблі можуть бути різними, розглянемо з яких частин складається корабель, представлений на картинці: Першою частиною є ніс корабля. Друга частина називається бульб. Третя частина це якір. Четвертою є бортом. П'ята та шоста частина корабля це корма. Сьома частина корабля димар. Восьма частина корабля називається ходова рубка. Дев'ята частина називається палубою.
Написати про всі деталі та частини корабля буде досить важко, тому що їх кількість вимірюється десятками. Тому розповім лише про основні елементи. Ніс. Це передня частина судна, його будують так, щоби мінімізувати опір води. Передній край носа називається форштевнем. Корми. Це задня частина судна, вона ділиться на 2 частини – підводну та надводну. Щогла. Вертикальна конструкція (стовп, споруда), підтримується відтяжками (вантами). Служить для кріплення вітрил, постановки систем спостереження, несення розпізнавальних знаків та інших цілей. На кораблі може бути різна кількість матчів, все залежить від типу судна та його розмірів. Борт. Це бічна частина судна. Палуби. Якщо говорити простою мовою, це суцільне горизонтальне перекриття на кораблі. Кіль. Балка, яка проходить посередині днища (починаючи від носової частини та закінчуючи кормою). Використовується для підвищення міцності судна та його курсової стійкості. Каюти. Використовуються для проживання людей, а також службових цілей. Трюм. Простір між днищем судна та нижньою палубою. Використовується для розміщення вантажу, запасів, суднових механізмів.
Перед корабля називається носом, задня-кормою.Передня частина корабля називається бак (біля фок щогли для вітрильників). Задня частина над кормою – ют.. Горизонтальні майданчики – палуби, можуть бути кілька, один над одним подібно до поверхів у будинку. Самий низ корабля – це кіль, він йде подібно до хребта, до яких подібно до ребер кріпляться шпангоути, а до них – обшивка. Парусний корабль має щогли – від однієї до п'яти (у кліперів), кожна має свою назву. Так у трищоглового судна: передня щогла-це фок-щогла, далі грот-щогла і бизань-щогла. Обов'язковою для кораблів є наявність якірного пристрою. У сучасних кораблів замість вітрила встановлено силову установку з суднових дизелів або турбін, які обертаються від пари, нагрітої в атомному реакторі (атомоходи), раніше використовувалася парова установка (пароходи). Силова установка обертає гребний гвинт або колесо (для застарілих колісних пароплавів). Для збільшення живучості начиння корабля розділена герметично перебірками на відсіки.
Корабель насправді дуже складний технічний виріб, який удосконалювався століттями, і складається з величезної кількості частин і деталей, особливо сучасні кораблі. Можна лише розповісти про деякі найголовніші частини.
Попереду корабля розташований – ніс, його завдання – розтинати воду, щоб вона обтікала корабель по бортах. Борти на кораблі два, відповідно лівий та правий борт. там, де внизу сходяться борти корабля, розташований – кіль, він скріплює борти корабля і служить для його стійкості. задня частина корабля називається – кормою. Між бортами знаходиться трюм корабля, де можна перевозити різні вантажі. Зверху корпус корабля накриває – палуба, де встановлюється рубка, з якої капітан корабля ним управляє.
На одній сторінці і не розповісти про всі назви частин корабля, там довідник досить значний. Якщо тільки коротко по основних елементах: Кіль – самий низ Форштевень, ніс – передня частина Корма – задня частина Порт – надбудова над кормою Трюм – приміщення в середній частині Палуба – підлога корабля
Основою корабля служить корпус, який забезпечує герметичність трюмів (внутрішня частина корабля, де розташовуються каюти, речові сховища і т.д.), плавучість забезпечує осадку корабля. Вже на корпус монтуються різноманітні пристрої: рульове, швартове, якірне, підйомне і т.д. Верхня частина корпусу – палуба, на ній встановлюються щогли, труби, різні споруди. Корабель має багато різних елементів, серед яких кіль, корми, флагшток, якір і т.д.
Частин корабля так само багато, як і членів команди цього самого корабля. Основними частинами (елементами) корабля є такі: Передня частина корабля або ніс корабля (по-іншому – форштевень); Задня частина корабля називається кормою; Позаду, саме, розташоване і кермо корабля; Нижня частина корабля одержала назву кіль; Підлога корабля або горизонтальні майданчики, якими пересувається команда корабля, називається палубою; Також серед основних елементів корабля виділяють трюм. Також у корабля є щогли (кілька штук).
Корабель може бути як великим, і невеликим. Корабель може мати різне призначення, наприклад, для перевезення вантажів та пасажирів. У зв'язку з цим пристрій кораблів може дещо відрізнятися, хоча все ж таки основні частини у всіх однакові. На зображенні можна побачити всі ці частини:
Кораблі трохи відрізняються один від одного залежно, але все ж таки є і багато спільного в пристрої кожного судна.Форштевенем чи носом корабля називається передня частина. Корми – це задня частина корабля. Кіль – найнижча частина судна. Підлога судна називається палубою (втім, це всі знають). Трюм – це приміщення і знаходиться в середній частині корабля. Корабель не може бути без днища. Ще є щогли з вітрилами, бушприт, якір і кермо як обов'язкові елементи пристрою корабля. Хто цікавиться пристроєм корабля, тобто роман-довідник Владислава Крапівіна «Фрегат «Дзвінкий».
Розглянемо основні елементи маломірного судна. Корпус – основна частина будь-якого судна, що складається з набору (каркасу) та обшивки. Набір є сукупністю поздовжніх і поперечних зв'язків, що забезпечують корпус жорсткістю і надають йому відповідну форму. Ніс судна – Передня по ходу частина судна. Корма – Задня частина судна. Борт – Бічна сторона корпусу. Кожне судно має два борти – правий та лівий. Для визначення бортів потрібно стати обличчям до носа судна, праворуч буде правий борт, зліва — лівий. Ватерлінія – Теоретична або умовна лінія, що виходить від перетину поверхні корпусу судна з горизонтальною площиною або рівнем води. Вантажна ватерлінія – ватерлінія за наявності на судні встановленої для нього кількості вантажів та пасажирів. Вантажну ватерлінію рекомендується провести контрастною фарбою навколо корпусу. Грузити судно на осадку вище за вантажну ватерлінію не можна. Опад – Розмір занурення у воду корпусу судна. Розрізняють осаду завантаженого судна та порожнього. Вимірюється осад від нижньої кромки днища судна або від кромки лопаті гребного гвинта до діючої ватерлінії.Кожному водієві необхідно точно знати осідання свого судна в залежності від завантаження, щоб при плаванні на мілководних ділянках не допускати посадки судна на мілину або пошкодження гребного гвинта. Надводний борт – Частина борту, що знаходиться вище вантажної ватерлінії. У зв'язку з тим, що при правильному завантаженні судна надводний борт у звичайних умовах не занурюється у воду, його іноді називають «сухим бортом». Мінімальна висота надводного борту – Найменша відстань від діючої ватерлінії до лінії палуби або вирізу в транці при повному водотоннажності судна. Головні розмірення судна та його елементи Мал. 2. Головні розміри судна:
- Довжина найбільша (Lнб)- відстань, виміряне в горизонтальній площині між крайніми точками носа і корми судна без урахування частин, що виступають.
- Довжина габаритна (Lгб) – максимальна довжина судна з урахуванням виступаючих частин.
- Довжина конструктивна (Lквл) – довжина, виміряна між носовим та кормовим перпендикулярами конструктивної ватерлінії. При цьому конструктивна ватерлінія (КВЛ) – ватерлінія, прийнята за основу побудови теоретичного креслення та відповідна отриманому попереднім розрахунком повної водотоннажності судна.
- Ширина найбільша (Внб) – відстань по КВЛ, виміряна у найширшій частині судна без урахування виступаючих частин.
- Ширина габаритна (ВГБ) – максимальна ширина судна з урахуванням частин, що виступають, наприклад привальних брусів.
- Ширина на мідель-шпангоуті (В) – відстань по КВЛ у найширшій частині судна.
- Висота борту (Н) – вертикальна відстань, виміряна на мідель-шпангоуті між внутрішніми поверхнями верхньої палуби (біля борту) та горизонтального кіля.
- Осаду (Т) – вертикальна відстань, виміряна від КВЛ до нижньої кромки кіля в місці найбільшого поглиблення судна. Розрізняють також осаду носом (Тн) та кормою (Тк;). Різниця між ними називається диферентом D: Розрізняють осаду завантаженого судна та порожнього. Вимірюється осад від нижньої кромки днища судна або від кромки лопаті гребного гвинта до діючої ватерлінії. Кожному водієві необхідно точно знати осідання свого судна в залежності від завантаження, щоб при плаванні на мілководних ділянках не допускати посадки судна на мілину або пошкодження гребного гвинта.
Набір корпус, система набору. Основні поняття та терміни.
Конструкція корпусу повинна забезпечувати водонепроникність та достатню міцність судна. Корпус, відчуваючи дію сил власної ваги судна та сил тиску води, що розподіляються по довжині нерівномірно, може отримати вигин.
Здатність судна чинити опір згинальним навантаженням називається поздовжньою міцністю.
Крім поздовжнього вигину судна, під дією тиску води, вантажу, механізмів та іншого суднового обладнання виникає місцева деформація днища, бортів та настилу у поперечному напрямку.
Здатність судна протистояти зусиллям, що викликають деформацію корпусу у поперечному напрямку, називається поперечної міцністю.
При надмірному навантаженні може статися руйнування корпусу. Щоб цього не сталося, листи обшивки підкріплюють набором – поздовжніми та поперечними балками.
Сукупність поздовжніх та поперечних балок, що утворюють каркас судна, називається судновим набором корпуси.
Набір корпусу судна будучи каркасом, виготовляється з найбільш міцних матеріалів. Складається він із поздовжніх та поперечних зв'язків.Основний поздовжнім зв'язком є кіль, встановлений у діаметральній площині судна. кілю приєднується форштевень. Це загнутий догори брус або металевий косинець, що є продовженням. киля. Подібний брус або кутник, але встановлений в кормовій частині, називається ахтерштевнем. , обшиту зовні дошками чи фанерою. надійно кріпиться до кіля. Для суден з підвісними моторами транці повинні бути підвищеною міцністю, так як вони сприймають упор гребного гвинта та вібрацію працюючого двигуна.
Поздовжні та поперечні балки суднового набору розташовуються у певній послідовності, яка називається системою набору. системи набору поділяються на: поздовжню, поперечну і комбіновану (рис.3)
Елементи набору
Поздовжніми елементами (Балками) судна є:
Кіль – поздовжня балка днищового набору, що проходить посередині ширини судна;
Стрінгери – поздовжні балки днищового та бортового набору. Залежно від місця розташування вони бувають: бортові, днищові та вилицьові;
Карлінгси – поздовжні підпалубні балки;
Поздовжні ребра жорсткості – поздовжні балки меншого профілю, ніж у стрінгерів та карлінгсів.За місцем розташування вони називаються підпалубними, бортовими або днищовими та забезпечують жорсткість зовнішньої обшивки та настилу палуби при поздовжньому вигині.
Поперечні елементи (балки) судна:
Флори – поперечні балки днищового набору, що простяглися від борту до борту. Вони бувають водонепроникні, суцільні та бракетні;
Шпангоути – вертикальні балки бортового набору, які з'єднуються внизу із флорами за допомогою книжок. Книця – це деталь з листової сталі трикутної форми, що використовується для з'єднання різних деталей корпусу. На малих суднах (човнах) флори можуть бути відсутніми і шпангоути є цільними балками бортового та днищового набору.
Бімси – поперечні балки підпалубного набору проходять від борту до борту. За наявності вирізів у палубі бімси розрізаються і називаються напівбімсами. Вони одним кінцем з'єднуються зі шпангоутом, а іншим кріпляться до масивного комінгсу, який облямовує виріз у палубі, з метою компенсації ослаблення палубного перекриття вирізами.
на рис. 4 зображено найпростіший пристрій корпусу маломірного судна із зазначенням основних елементів набору, а на рис 5 представлений повніший набір корпусу дерев'яного моторного човна.
Шпангоути судна нумеруються від носа до корми. Відстань між шпангоутами називається шпацією. Вертикальні, що окремо стоять стійки круглого або іншого перерізу, називаються піллерсами. Піллерс служить для підкріплення палуби і в своїй нижній частині впирається в місця перетину флор (шпангоутів – на малих суднах) з поздовжніми днищовими балками (кіль, стрінгер, кільсон), а у верхній частині – бімсів з карлінгсами. Установка піллерса показана на рис. 6.
На малих моторних суднах (на відміну великих суден) всередині корпусу встановлюють привальні бруси. Верхня грань бруса повинна бути на одному рівні з верхньою гранню верхнього пояса обшивки. Обидва привальні бруси (правого та лівого бортів) вигинають по обводах корпусу судна і кріплять до кожного шпангоуту та бімсу шурупами діаметром 4-8 мм або болтами. У носі привальні бруси з'єднують між собою і з форштевнем косинцем, званим брестуком. Кормові гілки привальних брусів кріплять до транцевого шпангоуту та обшивки транцю металевими або дубовими кницями.
Корпус моторного судна зазвичай розділяють спеціальними водонепроникними перегородками на три відсіки. Носовий відсік називається форпіком, середній – робочим відсіком та кормовий – ахтерпіком.
На рис. 8 показаний розріз катера для пояснення основних найменувань його корпусу та надбудов.
Рис 8 Розріз катера- 1 – перо керма, 2 – гельмпорт, 3 – румпель секторного типу, 4 – транець, 5 – отвір газових лопу, 6 – настил палуби, 7 – привальний брус, 8 – грати повітрозабірника 9 степс, 10 – кормовий флагшток, // – клотик флагштока, 12-кормовий сигнальний вогонь, 13-шахта повітрозабірника, 14-фальшборт, 15 – платформа кокпіта 16-задрайка, 17 – леєр (релінг), 18 – двері фальшборту, 19-кришка люка, 2 моторного відсіку, 22 – дах ходової рубки, 23 – сидіння кермового, 24 – штурвал, 25 – карлінгс 26-бортовий сигнальний (відмінний) вогонь, 27 – топовий сигнальний вогонь, 28 – ключик щогли, 29 – пульт управління судном, 30 – бімс, 31 щогла, 32 – подушка кріплення щогли, 33 – дах кубрика (каюти), 34 – водонепроница швартовна качка, 36-кіпова планка, 37 – комінгс люка 38-горловина (лаз у переборці), 39 бімс, 40 – таранна перебирання, 41-лобова стійка кубрика, 42-карлінгс кубрика, 43 – комінгс кубика, 43 кубрика, 45 перебирання, 46 – стінка кубрика, 47-вилицьовий косинець, 48-водонепроникна перебірка, 49 – бортовий стрінгер 50 – фундамент двигуна, 51 -полубімс, 52-комінгс кокпіта, 53 – ахтерпікова перебирання 54 -дейдвудная труба, 55 – кронштейн гребного валу 56 – гребний гвинт
Зовнішня обшивка. Зовнішня обшивка судна забезпечує водонепроникність корпусу та одночасно бере участь у забезпеченні поздовжньої та місцевої міцності судна.
Палубний підлога. Палубний настил забезпечує водонепроникність корпусу зверху та бере участь у забезпеченні поздовжньої та місцевої міцності судна.
Фальшборт та леєрна огорожа. На морських, річкових та сучасних прогулянкових суднах для запобігання людям від падіння за борт відкриті палуби мають фальшборт або леєрну огорожу.
Надбудови та рубки. Надбудовами називаються всі закриті приміщення, розташовані вище верхньої палуби від борту до борту. Носова надбудова називається баком, кормова – ютом. Середня надбудова спеціальної назви не має.
Судна на підводних крилах
Судна на підводних крилах ще можна зустріти майже на кожній річці, водосховищі та на морі. Це пасажирські теплоходи, службово-роз'їзні катери, моторні човни, конструкції яких розробляють самі судноводії.
Швидкість суден на підводних крилах досягається головним чином завдяки зменшенню опору води руху корпусу судна. У таких суден корпус під час руху не стосується водної поверхні. Відбувається це в результаті дії підйомної сили крил, укріплених під корпусом, яка під час ходу піднімає судно над водою і утримує його в такому стані, поки судно рухається з достатньою швидкістю. Оскільки при цьому у воді знаходяться лише крила, стійки, гребний вал і гвинт, а їх сумарна площа значно менша за площу корпусу, то і опір води руху судна буде значно меншим.
Принцип дії підводного крила можна розглянути на схемі (рис. 9). При русі у воді будь-якого тіла на нього діє сила опору води R, спрямована у бік, протилежний руху.
Оскільки профіль крила має несиметричну форму і до того ж при русі судна крило розташоване по відношенню до потоку під деяким кутом а, званим кутом атаки, то повна сила R, що діє на крило, відхилиться від напрямку руху і буде спрямована по відношенню до нього під кутом . Цю силу можна розкласти на дві складові: перпендикулярну до напрямку руху Y і паралельну до напрямку руху X. Складова Y називається підйомною силою, оскільки вона прагне підняти крило. Складова X називається лобовим опором, оскільки вона протидіє поступальному руху крила. Виникнення підйомної сили пов'язані з утворенням біля крила циркуляційного потоку, який, накладаючись основний потік, прискорює рух води над крилом і уповільнює під крилом. У зв'язку з цим, згідно із законом Бернуллі, над крилом, де швидкість потоку збільшена, тиск знижується, а під крилом, де швидкість потоку зменшено, зростає.
Чим більша швидкість потоку, що набігає, тим більше будуть підйомна сила і лобовий опір. Ці сили залежать також від форми профілю крила та від кута атаки.
Зі збільшенням кута атаки а підйомна сила спочатку зростає і при деякому значенні, званому критичним кутом атаки акр, досягає максимального значення. При подальшому збільшенні підйомна сила зменшується, що пов'язано з відривом потоку від верхньої поверхні крила. Сила лобового опору із збільшенням кута атаки безперервно зростає.
Рис 9 Сили, які діють профіль крила
При малому куті атаки підводного крила судно не зможе вийти на крила через недостатнє значення підйомної сили, а при завищеному куті атаки через великий лобовий опір.
Досконалість крила прийнято оцінювати величиною, яка називається якістю крила і представляє відношення підйомної сили до лобового опору.
Зазвичай доцільні швидкості суден водотоннажністю 0,5-2 т, обладнаних підводними крилами, знаходяться в межах 40-70 км/год. При швидкості судна нижче 40 км/год криловий пристрій виходить дуже громіздким та важким; при швидкостях понад 70 км/год на крилах виникає явище кавітації, рух стає нестійким.
У криловому режимі маса судна сприймається підйомною силою носового та кормового крил, причому навантаження найчастіше розподіляється між ними порівну. Для виключення негативного впливу носового крила на кормову відстань між ними має бути не менше ніж 12—15 хорд крила.
На малих судах застосовують різні системи підводних крил, найбільш поширені у тому числі показані на рис. 10. Переважне поширення їх для річкових судів отримали малозанурені підводні крила. Глибина занурення носового крила такої конструкції становить 15-20% його хорди, кормового – 20-25%, висота підйому корпусу невеликих катерів над водою – 0,1 -0,5 м при ходовому диференті на корму 1,5-2,5 °.
Малопогруженное крило (рис. 10 а) має високу гідродинамічну якість, тому необхідна підйомна сила забезпечується при порівняно малих його площах. Істотним недоліком такого крила, однак, є низька мореплавність: на хвилюванні крила можуть оголюватися, через що відбуваються жорсткі удари, тому що в контакт із водою вступає одразу вся площа крила. На хвилюванні судно з малозануреними крилами зазнає сильних коливань і часто зривається з крильового режиму.
Мореплавність суден на малозавантажених крилах частково може бути підвищена шляхом встановлення додаткових несучих елементів, закріплених під основним носовим крилом (рис. 10, б), розташування кільової ділянки – «чайки» в середній частині крила (рис.-10, в), додаткових площин на стійках крила.
Рис 10 Схеми підводних крил, що застосовуються на маломірних моторних суднах: а – малозанурене крило, б – крило з додатковим елементом, в – "чайка", г -крило, що перетинає поверхню води, д – трапецієподібне крило зі стабілізаторами, е розрізне крило
Недоліком у перших двох випадках є збільшення габаритної осідання судна у режимі плавання;
Крила, що перетинають поверхню води (рис. 10, г, д) забезпечують більш високі морехідні якості і, крім того, мають властивість саморегулювання при зміні навантаження в широкому діапазоні Стабілізація руху здійснюється в результаті зміни зануреної площі крила Внаслідок великого занурення ці крила менше піддаються. хвильовим обуренням, що загасають зі збільшенням глибини. Перетинаючи поверхню води крилах в умовах хвилювання змінюється плавно, без втрати стійкості. різними типами підводних крил.Наприклад, носове крило роблять поверхню води, що перетинає, а кормове — у вигляді плоского малозануреного крила.
У практиці дрібного суднобудування мають поширення також розрізні носові крила (рис. 10, е), які легко зробити такими, що складаються. Слід зазначити, що гідродинамічна якість такого крила дещо нижча, ніж суцільного, тому для отримання тієї ж швидкості потрібна дещо більша потужність двигуна.