Архитектурно-конструктивные типы судов
Классификация судов по типу энергетической установки.
Классификация судов по назначению и другим признакам
КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВ
Для характеристики судов обычно используют их основные признаки. Разделение судов на группы по основным признакам называется классификацией судов. Главным признаком классификации является назначение судна.
Наиболее важным признаком судна является его назначение. По назначению суда можно разделить на следующие группы: транспортные, вспомогательные, специальные, рыбопромысловые, военные, прогулочные.
Транспортные суда предназначены для транспортировки грузов и пассажиров (рис. 1.1) В свою очередь, транспортные суда разделяются на подгруппы: сухогрузные, наливные и пассажирские.
|
К пассажирским судам относятся суда, перевозящие более 12 пассажиров или не членов экипажа. К этим судам относятся: пассажирские паромы (рис.1.2), круизные суда (рис. 1.3), суда местных линий, линейные и т.д. Следует отметить, что в настоящее время практически нет линейных пассажирских судов, так как длительность перевозки на большие расстояния и стоимость перевозки во много раз больше, чем на авиатранспорте. Суда, построенные как линейные, после переоборудования используются как круизные (для отдыха и путешествий). Паромы предназначены для перевозки людей и автомашин (или железнодорожных вагонов) на короткие расстояния, и к этим судам предъявляются требованиям, как к пассажирским судам. Еcли паром не предназначен для перевозки пассажиров, то его следует отнести к сухогрузным судам с горизонтальным методом грузовых операций ( ролкерам).
|
Рис. 1.2. Паром для перевозки пассажиров, автомашин и железнодорожных вагонов
Рис. 1.3.Круизное судно.
К наливным судам относятся танкеры-нефтевозы, танкеры-продуктовозы, газовозы, химовозы и т.д.
К сухогрузным судам относятся универсальные сухогрузные, суда для перевозки генеральных грузов (т.н. контейнеро-универсальные), балкеры различных типов для перевозки грузов навалом, рефрижераторные суда для перевозки скоропортящихся грузов, контейнеровозы, ролкеры — суда с горизонтальной погрузкой (т.н. накатные суда), грузовые паромы, лихтеровозы и т.д.
Особую подгруппу составляют суда двойного назначения (т.н. комбинированные суда): нефтенавалочники и нефтерудовозы и др. На этих судах реализована заманчивая идея загрузки судна в прямом и обратном рейсе.
Вспомогательные суда предназначены для обеспечения работы транспортных и других судов. К этой группе относятся буксиры, бункеровщики, плавкраны, перегружатели, снабженцы, рейдовые катера, нефтемусоросборщики и т.д. (рис. 1.4, 1.5)
|
ьь
ррррр
Рис. 1.4. Плавкран
Рис.1.5. Буксир-толкач
К группе специальных судов можно отнести научные суда, учебные, кабелеукладчики, трубоукладчики, дноуглубительные суда, плавучие доки, плавучие буровые платформы и т.д.
Плавучие доки (рис.1.6) предназначены для подъёма судов с целью осмотра и ремонта подводной части корпуса.
К другим признакам классификации относятся: район плавания, тип силовой установки, вид движителя, характер движения по воде, материал корпуса, архитектурно-конструктивные признаки.
| |||
| |||
Суда по району плаванияподразделяются на суда:
неограниченного района плавания – океаны и открытые моря (Рис.1.7);
Первого ограниченного района плавания (R1)- в морях с высотой волны 3% обеспеченности 8,5м, с удалением от места убежища не более 200 миль.
Второго ограниченного района плавания (R2) – в морях с высотой волны 3% обеспеченности 7м и с удалением от места убежища не более 100 миль.
Рис.1.7. Морское пассажирское судно.
Рис.1.8. Пассажирское судно смешанного района плавания (река-море).
Смешанное (река-море) плавание (R2-RSN) с высотой волны 3% обеспеченности 6м с удалением от места убежища в открытых морях до 50 миль, а в закрытых морях – до 100 миль (Рис.1.8.).
Cмешанное (река-море) плавание (R3-RSN) с высотой волны 3% обеспеченности 3,5м с учётом конкретных условий плавания и с удалением от места убежища не более 50 миль.
Портовое, рейдовое и прибрежное плавание (R3) в зависимости от конкретных условий.
В настоящее время на гражданских судах наиболее распространены малооборотные дизельные силовые установки из-за своей высокой экономичности, благодаря низким удельным расходам топлива, использованию дешевого топлива, высокого КПД установки, большого моторесурса. При ограничении размеров машинного отделения устанавливаются среднеоборотные дизели, размер которых значительно меньше, но для передачи на винт необходим редуктор. Такие суда называются теплоходами (т/х). В тех случаях, когда необходима очень большая мощность, и при ограничении размеров машинного отделения, на суда устанавливаются паровые турбины (с паровыми котлами) или газовые турбины. Такие суда называются паротурбоходами (птб/х, тб/х) и газотурбоходами (гтб/х).
При газовой турбине требуется минимальный объем машинного отделения, но требуется высококачественное и дорогое топливо при большом удельном расходе. Поэтому мало комерческих судов имеют газотурбинную установку.
Сокращение объема МО эффективно для судов, провозоспособность которых определяется объемом грузовых помещений: ролкеры, контейнеровозы, лихтеровозы....
Рис. 1.9. Атомный ледокол:
1-отделение гребных двигателей, 2-дизель-генераторы, 3-атомная паро-производительная установка, 4-отделение главных турбогенераторов, 5-отделение вспомогательных механизмов.
Перспективной является атомная силовая установка (рис. 1.9), которая наряду с преимуществами имеет также определенные недостатки. Поэтому невелико число судов с атомной силовой установкой - атомоходов (а/х).
Если приводом гребного винта является электромотор, а энергию для него вырабатывает дизель, то это судно - дизельэлектроход (дэ/х).
В зависимости от наличия или отсутствия главной силовой установки (с приводом на движитель) все суда делятся на самоходные и несамоходные (движитель – устройство, преобразующее энергию главного двигателя в энергию по преодолению сопротивления воды движению судна).
По виду движителяразделяются на суда:
с гребным винтом (наиболее распространенный движитель);
с крыльчатым движителем (рис 1.10) (эти движители обеспечивают высокую маневренность судну, но несколько меньший КПД);
с воздушным винтом;
Рис. 1.10. Крыльчатый движитель.
с водомётным движителем (высокопроизводительный насос выбрасывает струю воды, реакция которой движет судно) – используется на мелководье;
парусные (движитель - парус);
гребные(движитель – весло)
колесные (движитель – гребное колесо).
По характеру движения суда разделяются на:
водоизмещающие – вытесняющие корпусом воду, что обеспечивает их поддержание на воде (надводные суда) и под поверхностью воды (подводные суда);
глиссирующие– быстроходные катера, при движении которых на днище возникает гидродинамическая подъёмная сила, под действием которой судно частично выходит из воды – глиссирует (при этом уменьшается сопротивление движению и повышается скорость);
на подводных крыльях (СПК), которые имеют под днищем специальные подводные крылья создающие при движении гидродинамическую подъёмную силу, полностью выталкивающую судно из воды, что позволяет увеличить скорость этих судов до 50 узлов (рис 1.11);
на воздушной подушке (СВП), под днищем которых вентиляторами создаётся повышенное давление и судно поднимается над водой на 0,2 – 1,5 метра, что резко уменьшает сопротивление движению судна (рис.1.12);
экранопланы– (в стадии исследований) аппараты, летающие вблизи поверхности воды (рис.1.13), что обеспечивает значительное увеличение подъёмной силы при меньших затратах мощности (скорость до 400км/час).
Рис. 1.11. Судно на подводных крыльях.
1-корпус; 2- стойки; 3- подводные крылья; 4- ватерлиния на ходу судна; 5- ватерлиния на стоянке.
Рис. 1.12. Судно на воздушной подушке.
1- вентилятор; 2- воздушная шахта; 3- воздушный канал; 4- отсек плавучести; 5- воздушная подушка; 6- ватерлиния при работе вентилятора; 7- ватерлиния при неработающем вентиляторе.
По материалу корпусасуда подразделяются на:
стальные – большинство современных судов;
из лёгких сплавов – небольшие и скоростные суда (на подводных крыльях, на воздушной подушке, спасательные шлюпки и т. д.;
пластмассовые - небольшие суда, катера…;
железобетонные – стояночные (стоечные) суда, плавпричалы, плавмастерские, плавдоки…;
деревянные – небольшие рыболовные, спортивные…;
композитные –корпус судна из двух или трёх материалов (сталь+лёгкие сплавы - пассажирские суда; бетон+сталь – плавдоки и т.д.).
Признаки архитектурно-конструктивного типа судна: наличие и протяжённость надстроек; количество палуб; расположение машинного отделения; раскрытие палуб; форма носа и кормы; минимальный или избыточный надводный борт; число корпусов.
Надстройкой называется прочная водонепроницаемая конструкция на верхней палубе, простирающаяся от борта до борта судна. Рубкой называется конструкция, которая не доходит до бортов (на верхней палубе) более 4% ширины судна.
Надстройки увеличивают объём надводной части судна – запас плавучести, уменьшают заливаемость палубы при ходе на волнении, в надстройках размещаются жилые, общественные, служебные и другие помещения. По количеству и расположению надстроек различают следующие архитектурные типы судов (рис.1.14):
гладкопалубныесуда, которые имеют только рубки;
трехостровные, имеющие три надстройки: носовую (бак), среднюю и кормовую (ют);
двухостровные, имеющие две надстройки: бак и ют, бак и среднюю надстройку, ют и среднюю надстройку;
одноостровные, имеющие одну из надстроек.
Если бак сливается со средней надстройкой, то говорят, что судно с удлиненным баком, если средняя надстройка сливается с ютом, то это судно с удлиненным ютом. Если надстройка простирается по всей длине, то это судно со сплошной надстройкой (т.н.шельтердечное).
Кроме перечисленных архитектурных типов встречаются квартердечные суда (имеющие квартердек – подъем верхней палубы на 0,8-1,2 м в кормовой части). Такие суда кроме квартердека могут иметь любые надстройки.
Палубой судна называется горизонтальная конструкция , простирающаяся по всей длине судна (в отличие от палубы платформа располагается на части длины судна). В зависимости от назначения и размеров суда могут иметь одну, две … 10 и более палуб (однопалубное судно, двухпалубное судно …). Верхняя палуба замыкает водонепроницаемый контур судна, а палубы, расположенные ниже, служат для горизонтального разделения внутри корпусного объёма.
Архитектурно-конструктивный тип судна определяется также расположением машинного отделения (МО). Современные суда обычно имеют кормовое, смещенное в корму (промежуточное)или среднее расположение МО(рис.1.15). В последние годы чаще встречаются суда с кормовым или промежуточным расположением МО, так как такое расположение МО позволяет выделить для груза наиболее удобные для грузовых операций судовые помещения.
|
К признакам, характеризующим архитектурно-конструктивный тип грузовых судов, относится также степень раскрытия палубы над грузовыми трюмами. Увеличение раскрытия ускоряет грузовые операции на судне. Суда, у которых раскрытие палубы более 60-70% площади над грузовым помещением (люки до 70-85% ширины судна), называются судами открытого типа.
|
Форма носа и кормы является также признаком, определяющим тип судна. Наиболее часто встречаются следующие формы носовой оконечности (рис.1.16): прямой наклонный форштевень (а), нос судна ледового плавания (б),нос ледокола (в), клиперский нос с бульбом пассажирских судов (г), бульбообразный нос (д), цилиндрический нос супертанкера (е), ложкообразный нос малого судна (ж). В последние годы чаще встречаются суда с бульбовой формой носа, которая уменьшает сопротивление воды движению судна, а также облегчает загрузку судна без дифферента на нос.
Рис. 1.16.Формы носовой оконечности судов
Наиболее древняя форма кормовой оконечности эллиптическаяилиобычная (рис.1.17.б). Она характеризуется обтекаемой (двоякой кривизны) подводной частью корпуса и конической надводной частью (образующая – прямая, на рисунке видна линия перехода). Крейсерскаяформакормы (рис.1.17.а) характерна для судов довоенной постройки (пассажирские суда, крейсеры…). Эта форма улучшает внешний вид судна, но достаточно сложна в постройке (двоякая кривизна обшивки). Транцевая форма кормы характерна для судов послевоенной постройки (рис.1.17.в). Эта форма кормы упрощает технологию постройки, позволяет улучшить расположение швартовного оборудования и облегчить швартовку в кормовой части судна.
Рис.1.17.Формы кормовой оконечности
Минимальный надводный борт, который определяет минимальный запас плавучести, устанавливается в соответствии с Международной конвенцией о грузовой марке. Если судно перевозит легкий груз (с малым удельным объемом), то может оказаться недостаточно объёма грузовых помещений для загрузки судна по минимальный надводный борт. В этом случае назначается судну больший минимального - избыточный надводный борт (суда с избыточным надводным бортом: сухогрузы, ролкеры, пассажирские суда). Суда с минимальным надводным бортом: рудовозы, навалочники (балкеры), танкеры ….
В зависимости от числа корпусов различают: однокорпусные суда, двухкорпусные суда – катамараны, трехкорпусные суда – трисеки.
|
|
Катамараны более устойчивы на волнении и имеют значительно большую площадь верхней палубы, что позволяет разместить больше пассажирских помещений или груза. У трисеков два сигарообразных корпуса с машинными установками расположены ниже поверхности воды, что практически, исключает волновую составляющую сопротивления воды и значительно уменьшает затраты мощности на движение судна, уменьшает вибрацию и шум в третьем корпусе. Третий корпус расположен над водой и соединяется с подводными корпусами с помощью колонн; в этом корпусе размещаются пассажирские, жилые, служебные помещения, груз. Этот архитектурный тип судна характерен для высокоскоростных судов.