Общее устройство судов
Шрифт:
На дизель-электрических и атомных лодках-ракетоносцах надстройки расположены по всей длине лодки.
На атомных лодках, не имеющих вовсе надстроек, палубой служит верхняя часть прочного корпуса с нескользящим покрытием шириною около двух метров. Прочные рубки у них заменены выходной шахтой, представляющей собой вертикальный цилиндр или усеченный конус со средним диаметром около одного метра.
Современные подводные лодки отличаются очень большим диапазоном подводного водоизмещения: от сверхмалой подводной лодки США («Минисаб») водоизмещением 0,20 т до атомной подводной лодки Франции (Е-1) водоизмещением 9000 г, с расчетной глубиной погружения
Совершенствование атомных энергетических установок открыло возможность использования судов подводного плавания в гражданском флоте. Экономическая целесообразность использования таких судов возрастает с ростом их водоизмещения. Впервые в мире в Советском Союзе используется бывшая подводная лодка ВМС, переоборудованная для научно-промысловых целей.
Гражданские подводные лодки можно подразделить на грузовые, пассажирские и научно-исследовательские. К первому можно отнести спроектированные за рубежом атомные подводные транспортные суда, а к пассажирским подводным судам – уже эксплуатируемую прогулочную лодку «Огюст Пикар», плавающую в Женевском озере в Швейцарии. Научно-исследовательскими подводными лодками, применяющимися для глубоководных научных исследований, можно считать американские «Алюминаут» и «Элвин», а также японские «Иоммури» и «Куросио».
Глава V. Материалы, применяемые в судостроении
§ 20. Общие сведения о материалах
В судостроении находит применение большое количество материалов, основными из которых следует считать металлы, дерево и пластмассы. Каждый из применяемых материалов обладает определенными химическими, физико-механическими и технологическими свойствами, которые имеют решающее значение при определении их использования в судостроении.
Эти свойства, в соответствии с техническими условиями, должны быть достигнуты при изготовлении материалов и учтены при создании судовых конструкций.
Каждая поставляемая на судостроительный завод партия материала, несмотря на сопровождающие его документы – сертификаты, удостоверяющие его качество, на заводе вновь проходит химические, механические и технологические испытания.
В металлическом судостроении основным материалом для постройки корпусных конструкций служит сталь. В морском судостроении в основном применяют низколегированные стали, обладающие значительно повышенными прочностными характеристиками по сравнению с углеродистой сталью. Внедрение легированных сталей при равнопрочных конструкциях позволяет уменьшить собственный вес корпуса судна. Переход от клепаных конструкций к сварным, замена трудоемких и сложных крупногабаритных литых деталей (форштевней, ахтерштевней, кронштейнов, рулевых рам и пр.) сварными (из листового и профильного проката) и листосварными оказались возможными благодаря созданию новых марок сталей, которые хорошо свариваются и имеют повышенную прочность, а некоторые из них, кроме того, обладают высокими литейными качествами.
Одним из основных показателей механических качеств материала является предел текучести бT, который входит в расчетные формулы прочности судовых конструкций (и, следовательно, предопределяет их вес).
Для изготовления прочих, менее ответственных корпусных конструкций, применяют углеродистые судостроительные стали, чугун, легкие сплавы, цветные металлы, пластмассы и т. п.
§ 21.
В судостроении применяются черные металлы, в первую очередь углеродистые стали, обладающие пластичностью, хорошо свариваемые и противостоящие коррозии от воздействия соленой воды.
Стали. Применяют углеродистые судостроительные стали марок ВМСт. Зсп и С. Индексы означают: В – группа стали, которая характеризуется различными механическими свойствами и химическим составом; М – сталь изготовляется в мартеновских печах; сп – спокойная плавка; С – судостроительная сталь. Предел текучести этих сталей бT = 240 кГ/мм2. Углеродистые стали отличаются малым содержанием углерода (0,14-0,22%), а также вредных примесей серы и фосфора (не более 0,05%). Известно, что сера придает металлу красноломкость, а фосфор – хладоломкость.
Применяются низколегированные судостроительные стали марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1Д и 10ХСНД с более высокими пределами текучести бT = 300-400 кГ/мм2 с низким содержанием углерода (не более 0,12%) и добавками марганца, кремния, хрома, меди и никеля.
Стали поставляются металлургической промышленностью в виде листового проката толщиной от 4 до 32 мм и профильного проката. Длина поставляемых листов до 8000 мм, ширина-до 2500 мм.
В судостроении ковкой преимущественно изготовляют мелкие детали (штыри, леерные стойки, коуши и т. п.). Судовые поковки изготовляют из-углеродистой или легированной стали. К сталям с особыми физическими или физико-механическими свойствами относятся:
1) нержавеющая сталь, обладающая высокой сопротивляемостью коррозии. В ее составе характерно содержание не менее 12% хрома, способствующего образованию на поверхности стойкой окисной пленки, предохраняющей сталь от окисления. Эта сталь хорошо сваривается и позволяет получать прочные, устойчивые к коррозии детали. Нержавеющая сталь в морском судостроении используется как заменитель цветных металлов и сплавов для изготовления облицовки гребных валов, лопаток турбин и т. п.;
2) немагнитная сталь обладает слабой магнитной проницаемостью. Это достигается высоким ее легированием, при котором в состав стали вводятся никель и марганец. При добавлении в эту сталь свыше 13% хрома она приобретает дополнительные свойства стойкости против коррозии и кислотостойкости. Немагнитная сталь в судостроении применяется для изготовления корпусов и элементов навигационных приборов, оборудования и т. п.;
3) плакированная сталь – конструкционная углеродистая или низколегированная сталь, покрытая тонким слоем нержавеющей стали. Такая сталь, обладая высокой прочностью основного материала, является коррозионностойкой и вместе с тем позволяет экономить дорогой и дефицитный никель;
4) жароупорная сталь, легированная хромом, кремнием и алюминием, не окисляется и, благодаря введению молибдена, вольфрама, ванадия и прочих примесей, обладает высоким сопротивлением механическим нагрузкам во время работы при высоких температурах;
5) износоустойчивая сталь содержит 1,0-1,3% углерода и 11,0-14,0% марганца, применяется для изготовления способом фасонного литья деталей, работающих на износ под давлением, таких, например, как детали землечерпательных ковшей, драг и т. п.
Чугуны. В судостроении широко используется серый чугун благодаря его хорошим литейным качествам и относительной легкости механической обработки. Чугунные отливки дешевле стальных и применяются для изготовления гребных винтов, кнехтов, деталей судовых устройств, дельных вещей и т. д.