БНБ "БРОКГАУЗ И ЕФРОН" (121188) - Photogallery - Естественные науки - Математика - Технология
|
СудостроениеОпределение "Судостроение" в словаре Брокгауза и Ефрона
Судостроение
К таблицам СУДОСТРОЕНИЕ I и II.
Фиг. 8. Сечение фигурного металла для судостроения: а — угловая сталь равнобокая (угольник р.), b — угловая сталь неравнобокая (угольник н.), с — тавровая сталь, d — бульбовая сталь (бимсовая сталь), е — углобимсовая сталь, f — тавробимсовая сталь, g — коробчатая (швелерная) сталь, h — зетовая (прямая) сталь, i — зетовая (косая) сталь, k — двутавровая сталь. Фиг. 9. Сечение судна, построенного по поперечной системе: 1 — брусковый киль, 2 — обшивка, 3 — лист флора, 4 — прямой угольник шпангоута, 5 — обратный, 6 — боковой киль, 7 — кильсона, 8 — пиллерс, 9 — бимс, 10 — заварная кница (т. е. разрезанная на конце, с приваренным внутри куском листа стали), 11 — деревянная настилка, 12 — фальшборт. Фиг. 10: а — наружный слой горизонтального киля, b — внутренний слой горизонтального киля, с — прямой угольник шпангоута, d — обратный угольник шпангоута, е — вертикальный киль, f — средний лист внутренней обшивки. Фиг. 11. Пример устройства кницы: a — бимс, b — шпангоут (из угольника), с — обшивка, d — обделочный угольник по палубе. Фиг. 12. Железная настилка палубы: a — листы настилки, b — планка (соединительная), с, с,... — места бимсов. Фиг. 13. Непроницаемая переборка (поперечная): a, a,... — листы обшивки, b, b,... — обделочный угольник, с, с — соединительная планка, d, d — ребро, укрепляющее переборку, е, е — кницы (листы), соединяющие ребра с верхом и низом, f — обделочный угольник при проходе бимсов через продольную непроницаемую переборку. Фиг. 14. Расположение непроницаемых переборок на военном судне: А — боковой разрез, В — план трюма, С — непроницаемые переборки в днище (непроницаемые шпангоуты и стирнгера — в средней части), D — сечение судна: а, а — машинные отделения, b, b, b — котельные отделения, с, с,... — угольные ямы, е, е — коридор позади брони. В носу и корме — выгородки для артиллерийских запасов (патронные, бомбовые и др. погреба), для провизии. Фиг. 15. Сечение парохода "Great Eastern", построенного по продольной системе набора: а — наружная обшивка, b — внутренняя обшивка, с, с,... — стрингера, d, d,... — продольные бимсы. Фиг. 16. Мидель-шпангоут (средний шпангоут) броненосного судна: а, а, а,... — бракеты шпангоута (короткие листы у шпангоута), b, b,... — флор с вырезами, с, с, с,... — стрингера, d — шельф (лист, образующий полку для брони), е — броневая плита, f — деревянная "подкладка позади брони" (для уменьшения передачи сотрясений корпусу судна при снаряде, попавшем в броню), g — шпангоут подводного борта, k — бронированная палуба с деревянною под нею подкладкою (в последнее время подкладка не ставится), i — стойка позади брони (продолжение шпангоута из коробчатого профиля). Наружная обшивка и внутреннее дно не показаны. Фиг. 17. Днище коммерческого судна, приспособленное для водяного балласта: а — горизонтальный киль, b — вертикальный киль, c — настилка внутреннего дна, d — непроницаемый стрингер, ограничивающий с бортов междудонное пространство, е — один из видов флора, f — шпангоут выше внутреннего дна, g — непроницаемый флор, разделяющий междудонное пространство по длине на отсеки. Фиг. 18. Форштевень коммерческого судна: а — верхняя палуба, b — форштевень, с — вертикальный киль, d — соединение штевня с брусковым килем в замок, е — сечение форштевня с показанием отогнутых краев обшивки. Фиг. 19. Форштевень военного судна (таран): а — форштевень, b — сечение по 1—2, с — сечение по 3—4, d — замок, соединяющий две части форштевня (при невозможности отлить его целым) и вид соединения сверху, е — вертикальный киль, f — горизонтальный киль, g — сечение по 5—6 (с приливом для соединения с вертикальным килем), h — усы тарана (ребра, укрепляющие его от изгиба в сторону), i — броневая палуба (карапасная), снимающаяся до форштевня, k — платформа, служащая для укрепления носовой части с тараном. Фиг. 20. Ахтерштевень коммерческого судна. Фиг. 21. Ахтерштевень военного судна с балансирным рулем (и отверстием для винта). Фиг. 22. Ахтерштевень военного судна с простым рулем. Фиг. 23. Сечение бронированного судна с двумя поясами брони и с внутреннею наклонною броневою палубою: а — пояс брони по грузовой ватерлинии, b — пояс казематной брони, с — броневая палуба (средняя тонкая часть), d — броневая палуба (боковая, наклонная толстая часть). Фиг. 24. Сечение бронированного судна с двумя поясами брони: а — броня по грузовой ватерлинии, b — пояс казематной брони, с — броневая палуба (тонкая). Фиг. 25. Сечение небронированного судна с угольной защитой жизненных частей (т. е. машин, котлов и проч.): a — верхняя угольная яма, b — нижняя угольная яма, c — котел, d — дымовая труба. Фиг. 26. Обшивка судна: a — шпангоуты, b, b... — листы обшивки (прилегающие поясья), c — прокладка (планка) на шпангоутах у накрывающих поясьев, d — стыковая планка. Фиг. 27. Продольный разрез цилиндрического котла с обратным ходом дыма: а — топка, b — колосники, с — огненная коробка, d — дымогарные трубки, е — связи соединяющие плоские части котла. Фиг. 28. Поперечный разрез цилиндрического котла с обратным ходом дыма: А — разрез по трубкам, В — разрез по огненой коробке, а, а — отверстия на плоской стенке для осмотра котла (с герметически закрывающимися крышками), b — шов на плоской стенке, с — ребра, укрепляющие верхнюю часть огненной коробки, d — связи у огненной коробки. Фиг. 29. Котел Дю-Тампля-Гюо. Cправа — cечение котла, слева — сечение по XYZ: A — колосниковая решетка, В — огненное пространство, С, С — водогрейные трубки, D, D — листы с просверленными отверстиями в нижней части, направляющие продукты горения в дымовую трубу, Е — дымовые ходы. Фиг. 30. Машина колесного парохода с качающимися цилиндрами: А — вал машины, В — цилиндр, С — золотниковая коробка (тяги не показаны), D — шток поршня. Фиг. 31. Боковое колесо с поворотными лопастями: а — вал машины, b — подшипник у борта, с — радиусы (неподвижные), d — эксцентрик на кожухе колеса, е — тяги от него, f — лопасти колеса. Фиг. 32. Упорный подшипник у вала винтового парохода. Фиг. 33. Поверхностный холодильник простейшего устройства: а — вход пара из цилиндра паровой машины, b — выход осажденной воды (в воздушный насос, c — вход и d — выход воды, осаждающей пар, e — вода трубки холодильника, f', f — трубные доски, в которые укреплены трубки холодильника. Фиг. 34. Винт 4-лопастный, со съемными лопастями: а — вал, b — муфта винта (ступица), с — гайка, навинченная на конец вала для удержания муфты, d — лопасти с муфтой внизу для прикрепления к муфте винта, е — сечение лопастей, f — колпак, предохраняющий гайку. Фиг. 35. Кронштейны гребных валов у двухвинтового судна: а — выход вала наружу судна, b, b — верхняя и нижняя часть кронштейна, с — подшипник кронштейна, d — винт. Фиг. 36. Разрез котла Бельвилля: А — трубки, В — нижний коллектор, С — верхний коллектор, D — дымовая труба, Е — колосники. Б) Железное cyдoстроениe. Развитие железоделательной промышленности, с одной стороны, и уменьшение количества лесов в Европе, с другой стороны, явились причиною того, что в начале XIX века появилось стремление строить суда из железа. Первое железное судно ("Аарон Мангби") было построено в Англии в 1820 г. Преимущества таких судов выяснились скоро, и из железа начали строить суда сначала речные, а потом и для океанского плавания. В 40—50 годах железо уже окончательно утвердилось в С.; по введении в промышленности мягкой стали Сименса-Мартена железо было заменено ею, и с половины прошлого века деревянные суда продолжали строить главным образом для каботажного плавания — особенно в странах, богатых еще лесом (Россия, Норвегия и т. д.); кроме того, мелкие суда (шлюпки, яхты) также еще до сих пор строят из дерева ради дешевизны и большей простоты их постройки. Преимущество железного, стального или другого металлического судна перед деревянным следующие: 1) большая крепость при возможности придавать судну всевозможные формы и размеры; 2) большая легкость корпуса судна, след., больший полезный груз; 3) более продолжительный срок службы: для деревянных судов он не более 15 лет; для железных — от 40—50 и более. Недостатки этих судов: 1) большая начальная стоимость их; 2) легкая пробиваемость обшивки при нормальных ударах, следовательно, большая опасность потопления, чем у деревянного судна, обладающего к тому же и плавучестью самого материала постройки. Первое неудобство окупается продолжительностью службы железного судна; второе стараются устранить устройством на судне непроницаемых перегородок (переборок), локализующих доступ воды при пробоине, и постановкой сильных помп и других средств, позволяющих выкачивать воду из любого непроницаемого отделения на судне. По конструкции остова (корпуса) судна деревянное судно было принято в начале за образец при постройке и железного с тою разницею, что брусья были заменены железными болтами и вообще фигурным металлом, а доски — листами. Сечения фигурного металла, употребляемого в С., показаны на фиг. 8. Конструкция железного судна, построенного с поперечным набором (шпангоутами), аналогично с конструкцией деревянного судна и показана на фиг. 9. Здесь составной деревянный шпангоут заменен железным из листа (флора) и двух угольников (нижний — прямой угольник; верхний — обратный), причем лист к борту суживается и при загибе вверх шпангоут состоит уже из двух угольников — прямого и обратного, склепанных между собою. На шпангоутах поставлены кильсоны, или стрингеры, из углового бимсового и др. вида железа, соответствующие деревянным кильсонам. Киль сделан в виде железной толстой полосы, к которой присоединяются листы обшивки, отогнутые так, что обхватывают его с боков; на металлических судах он уже не играет такой роли, как на деревянных, где он был главною связью для шпангоутов; поэтому он сохраняется лишь для уменьшения дрейфа и качки, так как представляет поверхность, сопротивляющуюся боковому движению в воде. На больших судах его не делают вовсе брусковым; лист обшивки на его месте делается толще и наз. горизонтальными килем; средний стрингер, проходящий над ним, — вертикальным килем. Для уменьшения же размахов качки приделывают к обшивке боковые кили (см. фиг. 9) на протяжении около 2/3 длины судна. Бимсы из углобимсового железа; соединение их с шпангоутом делается при помощи книц — железных листовых накладок; иногда же бимс разрезался у концов, причем нижняя часть его отгибалась вниз (фиг. 11). Соединение железных полос и листов заклепками представляет гораздо большую относительную крепость, чем соединение болтами деревянных частей; поэтому здесь бимс с шпангоутом образует сплошое кольцо, между тем как у деревянного судна тут всегда происходит игра, т. е. соединения расшатываются во время волнения. Обшивка у железных судов составлена из продольных листов, обыкновенно по очереди то прилегающих вплотную к шпангоутам (прилегающий пояс), то накрывающих по кромкам эти листы (накрывающий пояс). Палуба составлена также из продольных листов, но расположенных вгладь, на планках снизу, как показано на фиг. 1 2; пояс настилки, идущий по борту, назыв. палубным стрингером. Деревянная настилка палубы имеется и у большинства железных судов, так как она, с одной стороны, представляет большее удобство для ходьбы, с другой стороны, как нетеплопроводный материал, предохраняет жилые помещения от холода. Доски настилки располагаются так же, как и на деревянных судах; прикрепляются они к палубе при помощи болтов. На небольших судах иногда под деревянной настилкой не имеется железной; доски же прикрепляются непосредственно к бимсам, которые связаны между собою узкими железными полосами по середине и палубным стрингером по борту. Непроницаемые переборки на судах делаются из листов, склепанных друг с другом и прикрепленных к соседним частям при помощи углового металла, окаймляющего всю переборку по ее окружности (обделочный угольник). Этот угольник плотно прилегает ко всем частям у края переборки, напр. у бимсов, пересекающих продольную переборку, и зачеканивается по своим кромкам — так же, как и все швы переборки, для придания последней непроницаемости. Для противодействия давлению воды на переборку к ней прикрепляют вертикальные ребра (если листы горизонтальны; в противном случае наоборот) из фасонного металла — углового коробчатого, зетообразного и т. д. Расположение непроницаемых переборок зависит от назначения судна: коммерческое судно имеет их столько, чтобы при пробоине, заполнившей одно или два непроницаемых отделения, не затонуло; военное судно имеет больше переборок для того, чтобы такие помещения, как напр. патронные, минные и др. погреба, крюйт-камеры и т. д., находились каждый в особом водонепроницаемом отделении (фиг. 14). Для предохранения судна от небольших пробоин или течи в днище устраивается внутреннее дно: к обратному угольнику шпангоутов прикрепляются листы, образующие у днища вторую непроницаемую оболочку судна. Один из первых удачных примеров устройства такой двойной обшивки — это на известном "Great Eastern" (1858 г.), где внутренняя обшивка простиралась от днища до первой (снизу) палубы. На этом судне, сильно превосходившем современные ему суда своею величиною (длина 683 фт.; ширина 83 1/2 фт., водоизмещение 25000 тонн), впервые были приняты коренные изменения в конструкции набора для обеспечения продольной крепости. Шпангоутов на нем не было, но между внутренней и наружной обшивками были проложены продольные связи — стрингера, как это показано на фиг. 15. Точно так же и бимсы были заменены продольными балками. Этим устройством вполне достигалась продольная крепость, но оно было неудобно по своей трудности при постройке судна. Вследствие этого, а также и из-за необходимости на военных броненосных судах иметь и поперечную крепость для поддержки брони, на этих судах устроили комбинации из продольного и поперечного набора, создав так наз. клетчатую систему набора (фиг. 16). Здесь стрингера обыкновенно цельные; шпангоуты же состоят из листов, вставленных в промежутки между стрингерами. Верхние и нижние угольники прерываются то у стрингеров, то у шпангоутов, смотря по условиям постройки. Из-за более легкой сборки коммерческие суда стараются строить так, чтобы шпангоуты были целыми от днища до палубы, так как тогда возможно приступить к нескольким работам сразу: к постановке всех бимсов, настилке нескольких палуб и т. д. Двойное дно у коммерческих судов редко доходит до палубы; чаще всего оно применяется как помещение для водяного балласта (см. фиг. 17). Носовая и кормовая оконечности судна заканчиваются штевнями (форштевнем и ахтерштевнем), кованными железными или же из литой стали. Форштевень (фиг. 18 и 19) у коммерческих судов представляет собою полосу, выгнутую по обводу носа судна, четырехугольного сечения; у военных штевень служит и тараном, и поэтому делают его более крепкого сечения, причем для обшивки оставляют шпунт для предохранения отдирания листов при ударе; для предупреждения изгиба тарана в бок приделывают иногда к нему два продольных ребра с двух сторон (усы тарана). Руль у железных судов может быть сделан более разнообразного устройства, чем у деревянного; на фиг. 20 показан руль обыкновенный, коммерческих судов; на фиг. 21 руль балансирный (см. Руль), часто употребляющийся у военных судов; для предупреждения повреждения головы руля у военных судов подзор (свес) кормы делают так, чтобы румпель и другие рулевые механизмы находились ниже уровня воды. Наиболее резкое отличие в постройке военного судна от коммерческого — бронирование — начали применять со времен Крымской кампании, когда три французские деревянные батареи были покрыты железными плитами. Как состав брони, так и система бронирования часто менялись; в настоящее время принята броня из никелевой стали, закаленной особыми способами (по способу Гарвея — гарвеированная броня; по способу Круппа — круппированная). Системы бронирования показаны на фиг. 23 и 24; последний способ считается наиболее удачным, так как снаряд, пробивший бортовую броню, встречает наклонную (карапасную) под очень острым углом и отскакивает от нее, не повреждая жизненных частей (машины, котлов, артиллерийских погребов и проч.). Суда более легкие, не предназначенные для эскадренного боя (крейсера и т. п.), защищаются одною лишь палубною бронею, а также и углем, помещающимся в угольных ямах, расположенных по бокам котлов, машин и т. д. Правила постройки коммерческих судов описаны в изданиях английского Ллойда, бюро Веритас, германского Ллойда и т. под. "обществ регистрации судов", цель которых — дать возможность лицам, заинтересованным в С., возможность требовать от заводчиков вполне надежные для плавания суда. В) Судостроительные работы. — Постройка каждого судна разделяется на два периода: разработка проекта судна (приготовление его детальных рабочих чертежей) вместе со всеми необходимыми для судна расчетами и выполнение этого проекта из данных материалов. Выполнение проекта судна составляется из следующих работ: 1) разбивки на плазе, т. е. вычерчивания в натуральную величину чертежа судна в особом помещении (плазе) с гладко выстроганным и выкрашенным (обыкновенно в черную краску) полом; 2) вспомогательных работ в эллинге — установки стапель, блоков, лесов и т. д. и приспособлений для спуска судна на воду; 3) приготовления таблонов и лекал — особого рода выкроек из тонких деревянных досок, приготовляемых на плазе и служащих для следующей операции — 4) сборки корпуса судна. Эта работа состоит из обрезки по шаблонам и выгибки по лекалам листов и полос металла, малковки этих полос (т. е. придания поперечному сечению угольников и др. фасонного металла известного угла между его полками); наметки дыр на этих частях, продавливание или сверление их; установки всех частей на месте с временных их соединением на болтах; 5) провески набора — т. е. поверки правильности установки главных частей судна; 6) клепки корпуса судна; 7) чеканки — придания непроницаемости швам переборок, наружной и внутренней обшивок, палуб и др.; 8) установки дельных вещей — т. е. всех поделок — напр. клюзов, кнехтов, шлюпбалок, люков, дверей и т. п. предметов и прикрепления их к корпусу судна; 9) плотничьих работ — палуб, подкладки позади брони у военных судов и т. д.; 10) конопатных работ — конопатка палуб и т. д. и заливка щелей гарпиусом; 11) столярных работ — устройство легких деревянных переборок, дверей, мебели и т. д.; 12) окраски корпуса судна. Перечисленные работы касаются только корпуса судна; на паровом судне необходимы еще работы по машинной части: установка котлов, вспомогательных механизмов, электрического освещения и т. д.; на военном судне — работы по артиллерийским и минным установкам. Описание постройки военных судов см. Окунев, "Теория и практика кораблестроения (1860) (начало броненосного и желез. С.); Шлезингер, "Курс корабельной архитектуры" (1900 г.; издание еще продолжается в 1901 г.). Руководства к кораблестроению на французском (Gaide, Croneau и др.), английском (Reed — начало железного С .; Thearle) и др. языках. Г). Паровые суда и их машины. Паровой двигатель был применен впервые к кораблю американцем Фультоном, построившим первое удачное судно с паровою машиною для вращения боковых колес в 1807 г. в Америке. Применение винта в качестве двигателя вместо колес было произведено в тридцатых годах тремя изобретателями: чехом Иосифом Ресселем в 1827 г. и Эриксоном и Смитом одновременно в 1836 г. Кроме этих двух двигателей, других приспособлений для придания судну поступательного движения помощью паровой машины — почти не было; различные предложения, напр. двигать судно при помощи воды, выбрасываемой назад из судна, или, напр., особого горизонтального колеса с поворотными лопастями, по выполнении скоро убеждали изобретателей в своей непрактичности, так что широкого применения найти не могли. Весь двигательный механизм парового судна можно разделить на три органа: котел (производитель пара), машину (превращающую тепло, заключенное в паре, в работу), движитель — колеса, винт (применяющий эту работу к передвижению судна). а) Котел. Существующие морские котлы делятся на две главные группы: огнетрубные и водотрубные котлы. Первые представляют собою резервуар с водою, через который проходят трубки и каналы с продуктами горения; в настоящее время из водотрубных котлов приняты два типа: 1) наиболее распространенный цилиндрический с обратным ходом дыма — так наз. котел морского типа (фиг. 27); 2) котел локомотивного типа — тот же тип, что и на паровозах. Преимущество этих котлов заключается в простоте ухода за ними и экономичности расхода топлива; недостатки: большой вес вследствие большого количества воды в них и неспособности выдерживать большое давление пара, расслабляющее соединения котла; продолжительность разводки паров вследствие того, что неравномерность нагрева различных частей, неизбежная при быстром нагервании, причиняет вред котлу; громоздкость и т. д. Все эти причины заставили котлы огнетрубные, существующие с первых времен парового флота, заменять на военных судах, где эти недостатки более заметны вследствие особенности военной службы, новым типом — водотрубными котлами, где вода помещается в трубках, нагреваемых снаружи горением топлива. Такие котлы отчасти также и безопаснее огнетрубных котлов, так как взрыв целого котла гораздо гибельнее для судна, чем взрыв одной водяной трубки. Водотрубные котлы разделяются сами на 2 группы: котлы для больших судов и для мелких судов; главные отличия между этими типами заключаются в том, что первые котлы имеют трубки диаметром 3—5 дюймов, расположенными ближе к горизонтальному положению; вторые — имеют тонкие трубки, идущие ближе по вертикальному направлению. Первые котлы считаются более надежными для продолжительной службы; они ставятся на больших судах, где нет особой необходимости сильно стесняться весом и местом для предметов, устанавливаемых на судно, и поэтому их там ставят такое количество, чтобы они давали достаточно пара без форсирования (т. е. усиления горения посредством вдувания воздуха в топку), к которому они непригодны из-за почти горизонтального положения трубок, затрудняющего циркуляцию воды. Последний тип допускает сильное форсирование и поэтому пригоден для мелких быстроходных судов, напр. минных, где на небольшом пространстве и с малым весом необходимо развить большую силу хотя и с меньшею экономичностью. Каждый котел состоит из парового коллектора (резервуара для пара), водогрейных трубок, в которых нагревается вода, водяного коллектора, где находится запас воды, и топки — для горения топлива. Из первой категории наиболее распространен котел Бельвилля (фиг. 36), состоящий из ряда элементов в виде прямых трубок, соединенных между собою так, что образуют змеевик; затем довольно удачный тип представляет собою котел Никлосса и др. Вторая категория у наиболее известных котлов представляет собою три коллектора (фиг. 29), один верхний — паровой и два водяных, соединенных между собою трубками; по изгибу трубок и по месту их закрепления и различаются системы котлов — Нормана (с небольшою кривизною); Торникрофта (трубки в виде буквы S); Ярроу (прямые трубки). Систем водотрубных котлов существует еще чрезвычайное множество, но до сих пор не пришли еще к безусловно удачному типу их; все они чрезвычайно сложны, не особенно экономичны, требуют внимательного ухода за собою, хотя весом легче и выдерживают большое давление пара (до 250 фунтов давления на 1 кв. дюйм, т. е. около 17 атмосфер). b) Машина — зависит от движителя: у колесных пароходов (с большими колесами) машины большею частью бывают двух родов: наклонные и с качающимися цилиндрами (фиг. 30). На пароходах с задним колесом они расположены горизонтально. На винтовых пароходах существуют машины горизонтальные, наклонные, но более всего применяется тип вертикально опрокинутый. По сравнению с береговыми машинами морские машины отличаются стремлением развить наибольшую силу в ограниченном пространстве и с механизмами небольшого веса; поэтому в морских машинах пользуются паром высокого давления, заставляя его работать с большим расширением; последние морские машины строятся более всего тройного расширения и иногда даже четверного, т. е. пар расширяется последовательно в трех или четырех цилиндрах. Отработавший пар из машины у этих систем идет в холодильник, где охлаждается и собирается в резервуар, откуда питают котел водою. Холодильники на судах старых, а также и плавающих на пресной воде делались инжекционной системы, т. е. пар охлаждался в нем при вбрызгивании забортной воды и осажденная вода смешивалась с последней. При соленой воде для котлов с большим давлением пара питание этой водою повлекло бы за собою порчу котла; поэтом
Статья про "Судостроение" в словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 3673 раз |
TOP 15
|
|||||||