ОГЛАВЛЕНИЕ
СССР — великая морская держава 3
Мы на корабле 11
В лаборатории судостроения 20
Как строили теплоход 45
Теплоход спускают на воду 76
Книга знакомит читателей с особенностями судна — сложного инженерного сооружения. В популярной форме рассказано о проектировании и постройке теплохода, а также об его спуске на воду и испытаниях.
Предназначена для школьников 8 — 10 классов и для широкого круга читателей, желающих получить элементарные сведения о проектировании и постройке судна.
Рецензент Студенческое научное общество Ленинградского кораблестроительного института
Научный редактор инж. П. В. Фролов
СССР — ВЕЛИКАЯ МОРСКАЯ ДЕРЖАВА
Необъятны водные пространства внутри нашей страны и на ее границах.
Вытянутые в одну линию советские реки составят более 2,5 миллиона километров. В глубокой древности по берегам этих рек осели племена восточных славян. Здесь предки русского народа, занимаясь рыболовством, добывали себе один из важнейших видов пищи. Вместе с тем реки были одним из наиболее удобных путей сообщения и позволяли славянским племенам, сплошь и рядом разделенным огромными пространствами, постоянно держать связь друг с другом.
Протяженность границ нашего государства превышает длину экватора. Около двух третей всех границ Советского Союза омывают большие водные бассейны — 14 морей и три океана.
Водные просторы в нашей стране сейчас непрерывно увеличиваются: возникают новые моря, прорываются величайшие судоходные каналы, расширяются и углубляются русла рек. Недавние степные города становятся портами.
Мировые водные пути и бассейны Советского Союза составляют колоссальную акваторию (водное пространство) в 360 миллионов квадратных километров. Внутренние водные пути у нас превышают 115 тысяч километров — в два с половиной раза больше, чем в США, и в пять раз больше, чем во Франции и Германии, вместе взятых.
Советский Союз по праву считается великой морской державой.
Слово «корабль» встречается и в старинных русских летописях. Это — коренное славянское слово. Происходит оно от слова «короб».
Возникло это название не случайно. Оно тесно связано с технологией изготовления судов у наших предков: в отдаленные времена славяне делали суда из прутьев, обтянутых корой или кожей.
Греки заимствовали это слово от славян-мореходов; оно вошло в греческий язык как «карабос». Затем это слово использовали в своем языке итальянцы и испанцы, называвшие судно «каравелла» и «карабелла».
С самых отдаленных времен русские люди считались отличными и отважными моряками, беззаветно преданными своему народу. Не страшась никаких опасностей, они отправлялись искать новые морские пути, открывали при этом и совершенно неизвестные до них страны.
В первое кругосветное плавание русские моряки отправились в 1803 г. во главе с И. Ф. Крузенштерном и Ю. Ф. Лисянским на шлюпах «Нева» и «Надежда». Затем была снаряжена экспедиция В. М. Головина, который впервые описал Курильскую гряду и нравы японского народа.
Одно за другим последовали знаменитые плавания русских моряков. Экспедиция во главе с Ф. Ф. Беллинсгаузеном и М. П. Лазаревым открыла некоторые из Полинезийских островов и обнаружила Антарктиду. Экспедиция Ф. П. Литке открыла острова Сенявина. Экспедиция Г. И. Невельского исследовала наши дальневосточные окраины и составила подробное описание реки Амур, острова Сахалин и Татарского пролива.
Немало и других подвигов на морях совершили русские люди.
Безопасность плавания по морским и океанским просторам во многом зависит от формы и мореходных качеств судна. Современный корабль — сложное сооружение, постройка которого требует от инженеров и рабочих больших разносторонних знаний, мастерства и очень высокой точности в работе.
Судостроителям при проектировании и постройке кораблей приходится учитывать «поведение» моря и силу ветров и волн на путях плавания, особенности портов, в которые будут заходить те или иные суда. Изучаются при этом и ледоставы разных морей и влияние пловучих льдов в тех водных пространствах, где придется плавать намеченному к постройке судну.
Инженеры и конструкторы вкладывают в свой проект все знания и силы с тем, чтобы построенное по их чертежам и расчетам судно могло безопасно плавать и полноценно служить тем целям, для которых оно предназначено.
Ветры и волны, которым должны противостоять суда, порой обладают огромной силой. Принято судить о силе ветра по особой шкале, составленной еще в 1806 г. Ветры от нуля (штиль) до 12 баллов (ураган) при резком порыве (шквале) достигают скорости 40 метров в секунду и больше, и этим создают большое давление на судно, доходящее до 130 — 150 килограммов на квадратный метр.
Скорость ветра измеряют особым прибором — анемометром. Направление узнают по так называемой «розе ветров» (полярной диаграмме).
Самые большие волны встречаются в Тихом океане, где высота их доходит до 15 метров, т. е. примерно равна высоте пятиэтажного дома. Удары морских волн о борта корабля порой обладают силой в 30 — 40 тонн на квадратный метр. Бывают случаи, когда такие волны ломают мачты и трубы, рвут такелаж, сбрасывают шлюпки, уносят людей в море.
В некоторых частях света дно моря и посейчас изменяет свой профиль под действием сил вулканического происхождения. Неожиданно в таких местах «вырастают» скалистые рифы, появляются мели (или, говоря морским языком — «банки»), которые никак не могли быть обозначены на картах и в лоциях морей. В морях могут оказаться затонувшие на неглубоких местах суда, могут встретиться плавающие подводные (не всегда видимые) айсберги.
Во всех таких случаях судну приходится преодолевать опасность только своими силами и средствами. На помощь других судов обычно трудно рассчитывать, так как, приняв сигнал о бедствии (международный сигнал «SOS»), они не всегда могут поспеть к месту аварии.
Изучая подробности аварий и пользуясь при этом данными кораблестроительных наук, судостроители тщательно выясняют причины гибели судов.
Как правило, катастрофы на море обычно происходили из-за пренебрежения к требованиям кораблестроительной науки. В капиталистических странах не раз бывали случаи, когда судовладельцы в погоне за прибылями мало проявляли заботы о надежности своих судов, о безопасности плавания на этих судах. Судовладельцы порой больше думали о получении страховых премий за потонувшее судно, чем о жизни пассажиров и команды корабля.
Незадолго до первой мировой войны весь мир облетело потрясающее известие о гибели многих сотен людей на английском грузо-пассажирском судне (лайнере) «Титаник».
11-го апреля 1912 года «Титаник», имея на борту 2200 человек, вышел из порта Квинстаун в свой первый и последний рейс. В порт назначения (Нью-Йорк) он не прибыл.
Что же произошло с этим огромным судном, о котором — ради рекламы — во всех газетах Европы и Америки писали, что оно построено по последнему слову техники и с «изумительными» удобствами для пассажиров?
14-го апреля около 12 часов ночи, на ходу со скоростью 22 узла (примерно 40 километров в час), «Титаник» столкнулся с ледяной горой в Атлантическом океане недалеко от мыса Рас, получил пробоину длиной приблизительно в 100 метров в подводной части борта и, продержавшись на воде после аварии не более двух часов, при тихой погоде и звездном небе затонул на глубине 2000 метров. Погибло при этом 1490 человек.
Русский академик А. Н. Крылов разобрал этот случай и дал такое заключение:
«Если бы палубы и платформы носовой части судна были сделаны водонепроницаемыми, «Титаник» погрузился бы носом на 2,4 метра глубже, а корма при этом поднялась бы из воды, примерно, на 1,8 метра, что могло произойти так, что пассажиры и не почувствовали бы изменения дифферента, а катастрофа была бы безусловно исключена».
Можно привести много таких примеров, когда суда гибли из-за плохой конструкции их корпуса, из-за ошибок в расчетах, чертежах и из-за неточной работы на судостроительных верфях.
У нас в Советском Союзе суда сейчас строятся на базе высоких достижений всех отраслей социалистической промышленности. Все, что есть нового в науке и технике, используется для повышения качества строящихся судов.
На наших судостроительных заводах применяются наиболее целесообразные, прогрессивные методы организации производства и наиболее совершенные технологические процессы, всемерно используются новые открытия науки и наилучший опыт рабочих-новаторов, передовиков социалистического производства.
Высокий уровень социалистической экономики позволил советским кораблестроителям перейти от выпуска разнотипных единичных судов к постройке судов целыми сериями. Проведена специализация судостроительных и судоремонтных, морских и речных заводов и верфей. Заводы реконструированы и оснащены мощными кранами, новыми станками и новейшим электросварочным оборудованием.
Совсем еще недавно корпуса судов клепали из отдельных стальных листов и профильного металла.1 Теперь корпуса судов собирают крупными узлами, большими секциями и целыми блоками весом до 100 тонн и более, причем делают эти корпуса цельносварными.
Блоки судна, собранные и сваренные в корпусном цехе, поступают на стапель не пустыми. В них уже установлены и закреп-
1 Профильным металлом называют металлические балки, угольники, рельсы и др., прокатанные на металлургическом ваводе из болванок.
лены на своих местах механизмы, устройства, оборудование, смонтирована даже и аппаратура. Судовые помещения уже окрашены и отделаны, в них установлена и закреплена мебель.
При постройке судов обычным явлением стали такие сравнительно недавние новшества, как проверка сварных швов рентге-нолучами и гаммаграфированием, применение оптических приборов при установке гребных валов и двигателей, а также и другие новинки техники.
Мелкие суда теперь обычно строятся на верфях на конвейере с передвижкой их с одной позиции на другую. Крупные суда строят на постоянных местах, на так называемых стапелях. Суда изготовляют из материалов лучших сортов, строят их прочными, хорошо приспособленными для намеченных заданий, удобными для команды и пассажиров.
Все достижения техники, которыми так богата наша страна, применяются и для постройки судов, и для их оборудования, и для их эксплуатации.
Одна из недавних технических новинок в судостроении — радиолокационный прибор эхолот. Он измеряет и автоматически показывает глубину воды под килем судна, глубину моря до дна или подводного рифа, встретившегося на пути судна.
Построен такой прибор на основе использования электромагнитных волн, в свое время открытых и исследованных русским ученым А. С. Поповым. Электромагнитные волны способны отражаться, как лучи света или звук, имеют определенную направленность. По интервалу времени их «эхо», т. е. возвращенного отражения, можно определить расстояние от судна до места той цели, куда попали волны.
Эхолот заменил прежний ручной свинцовый лот — тяжелый груз, который на особом шнуре (лотлине) или стальном тонком тросе опускали за борт, на ощупь определяя момент, когда груз достигнет дна. Руками или лебедкой потом поднимали груз со дна, и по отметкам-узелкам (маркам) определяли глубину моря, канала, реки.
Это была длительная операция. К тому же при шторме и вовсе трудно было определить глубину. В свое время капитаны речных пароходов, чтобы не сбиться с фарватера (канала, по которому судно только и может пройти среди мелей), спускали за борт юных членов команды, и те голосом давали знать, куда итти пароходу.
Радиолокационные приборы, которые сейчас устанавливают на судах, обеспечивают им безопасное плавание, позволяют и ночью, и в тумане, и в любых самых сложных условиях предотвратить столкновение с другими судами, обнаружить подводные скалы и другие опасности в пути.
На дизельэлектрических судах управление главными двигателями — пуск, остановка, регулировка скорости и реверс (перемена хода с переднего на задний) — производится капитаном
или вахтенным командиром прямо с мостика при помощи электропередачи. Отсюда, с командного мостика, электропередача воздействует на вспомогательные механизмы, приборы и трубопроводы, обслуживающие дизели. В моторном отделении теперь вместо прежней сменной вахты из 3 — 5 человек находится один вахтенный механик-дизелист который только наблюдает за общим порядком в моторном отсеке и ведет записи в вахтенном журнале.
Многие современные корабли имеют гироскопические установки, благодаря которым судно держится «на курсе», т. е. идет по заданному направлению. Когда судно, под дерютвием ветра или волны, сбивается с точного курса, оно при помощи механизмов и особой аппаратуры (гирокомпасной, или гирорулевой установки) вновь возвращается на заданное направление.
Пассажирские суда имеют специальные устройства, успокаивающие качку на волнах, что облегчает условия плавания и управления судном
Современные су та снабжены мощными механическими и электрическими установками, телевизионными и локационными станциями, радиостанциями, хорошо оборудованы и отлично приспособлены для удобного и безопасного длительного плавания.
Новейшие механизмы и приборы и непрерывное улучшение технологических процессов и методов производства упрощают и ускоряют работу на заводах и верфях, позволяют строить все больше и больше судов, необходимых нашей стране, дают возможность улучшать качество этих судов и удешевлять стоимость их постройки.
Морской и речной флот — одна из важнейших отраслей народного хозяйства нашей страны.
Построенные и находящиеся в постройке суда предназначаются для перевозки людей и переброски грузов, для морских промыслов и изучения богатств морских глубин, для спортивных и многих других целей.
Военные корабли охраняют мирный созидательный труд народов Советского Союза.
Наши судостроительные заводы и верфи выпускают для нужд народного хозяйства самые разнообразные суда.
В класс гражданских судов, например, входят:
1) пассажирские — экспрессы, скорые суда дальнего плавания и местного сообщения, речные трамваи, катеры;
2) грузовые — сухогрузные (зерновозы, угольщики, лесовозы и смешанного груза);
3) танкеры (водоливы, нефтевозы, бензиновозы и др.);
4) грузо-пассажирские и почтово-рефрижераторные (холо цильные) суда;
5) паромы для переправы железнодорожных составов, автотранспорта, людей;
6) рыболовные траулеры для ловли рыбы в глубинах моря; дрифтеры для ловли рыбы у поверхности моря; сейнеры для лова специальными сетями;
7) китобойные и зверобойные суда, краболовы, пловучие фабрики консервов;
8) служебные — ледоколы, буксирные, лоцманские, посыльные суда;
9) технические — дноуглубительные снаряды, драги, грунтовозы;
10) специальные — гидрографические, экспедиционные, лоцмейстерские, учебные, спасательные, пожарные, кабельные, пристани, доки, краны, маяки, судоподъемные и другие суда;
И) спортивные — яхты, моторные и гребные шлюпки.
Много можно было бы рассказать о каждом типе судна. Китобойные суда, например, добывают десятки тысяч тонн китового жира, который ценится очень дорого. Китовый жир после соответствующей переработки используется в кожевенной и химической промышленности, а также и для медицинских целей. Из китового мяса делают кормовую муку для животных, кости употребляют для удобрения, печень служит для изготовления витаминов, извлекаемое из кита серое пахучее вещество — амбра — используется в парфюмерной промышленности.
Каждому судну в соответствии с его назначением кораблестроители придают необходимые ему мореходные качества.
Судостроение тесно связано с очень многими отраслями народного хозяйства нашей страны. Сотни заводов и фабрик поставляют судостроителям различные материалы и механизмы, оборудование и аппаратуру, приборы и т. д. С другой стороны, морской и речной флот помогает развиваться самым разнообразным отраслям нашего народного хозяйства.
Великая морская держава — Советский Союз — должна иметь большой флот.
МЫ НА КОРАБЛЕ
В порту стоит один из новейших советских теплоходов. Поднимемся на борт этого судна по лестнице. Она называется здесь трапом.
Жилые помещения на судах называются каютами, небольшие круглые окна — иллюминаторами, стенки — переборками.
На теплоходе, который мы посетили, знакомясь с устройством судна, нам придется освоить много новых для нас, но привычных для каждого моряка, слов и выражений.
Теплоход, как и все современные суда, — сложное инженерное сооружение.
Как и всякое объемное тело, это судно, по закону Архимеда, держится на поверхности за счет веса вытесняемой им воды. Вес корабля обязательно должен быть равен весу вытесненной им воды и составляет водоизмещение судна.
Основой судна является его корпус. Он делается определенной обтекаемой формы, с плавными обводами и «заострениями» к носу и корме. Это позволяет судну испытывать наименьшее сопротивление воды при движении.
Корпус судна состоит из металлического скелета — жесткого каркаса, покрытого стальной обшивкой — листами.
Каркас, или, как говорят моряки, набор судна, собирается из стальных балок разных сечений, расположенных вдоль и поперек нашего теплохода. В местах соединений балки набора скрепляются друг с другом электросваркой. Обшивка крепится к набору также посредством сварки. Огромный стальной сосуд особой формы, каким является корпус судна, имеет большую прочность.
Поперечный разрез корабля:
1 — обшивка днища; 2 — вертикальный киль; 3 — флор; 4 — ребра жесткости; 5 — днищевый стрингер; 6 — вырез для облегчения; 7 — шпангоут; 3 — кница; 9 — палубный угольник; 10 — бимс; 11 — настил палубы; 12 — обшивка борта; 13 — пиллерс; 14 — карленгс; 15 — настил внутреннего дна;
16 — фундамент.
Нижняя часть корпуса называется днищем, боковые продольные стенки — бортами, верхняя часть корпуса (настил) — палубой.
Палубы могут быть расположены в несколько этажей (ярусов). Отсюда говорят: судно однопалубное, двухпалубное, многопалубное.
Палубы на корабле имеют определенные названия — нижняя палуба, главная палуба, прогулочная, шлюпочная палубы и др.
Перегородки внутри корпуса, расположенные поперек и вдоль судна, называются поперечными и продольными переборками. Для большей безопасности плавания (живучести) внутри корпуса делают второе дно.
Составные части набора судна имеют свои определенные названия. Продольные связи днища называются стрингерами, поперечные связи — флорами. Они состоят из стальных листов, подкрепленных ребрами жесткости из катаного металла. Балки, расположенные по бортам поперек судна, носят название шпангоутов; их сваривают, как принято говорить, «в тавр» (в виде буквы Т) — из полки и пояска. Поперечные балки, на которых лежит верхняя палуба, называют бимсами. Вдоль судна под палубой проходят мощные сварные балки — карленгсы.
Нос корпуса судна заканчивается форштевнем. Это жесткая сварная или литая конструкция определенной формы, скрепляющая обшивку и набор корпуса. В корме судна находится ахтерштевень, на который обычно навешивается руль.
Судно делится поперечными переборками на ряд водонепроницаемых помещений, называемых отсеками. В случае получения пробоины, переборки предохраняют от распространения воды по всему кораблю.
Затопление одного-двух отсеков не вызывает опасности для судна, — сохраняются его пловучесть и управляемость. Водоотливные средства легко обеспечивают откачку воды, поступающей во внутренние помещения.
Когда мы пройдем по всем палубам теплохода, то увидим здесь много разных помещений: каюты, кубрики, служебно-бытовые и хозяйственные. Их создают, разделяя легкими переборками (тонкими стальными и дюралюминиевыми) водонепроницаемые отсеки. Для жилых помещений в обшивке корпуса делают иллюминаторы — круглые окна с толстыми стеклами, выдерживающими удары волн.
Корпус судна венчают надстройки и рубки, расположенные на верхней палубе. Они невольно привлекают к себе внимание своеобразием своей формы, присущей судовой архитектуре. Хорошо спроектированные и старательно изготовленные надстройки украшают судно, придают ему приятный внешний вид.
Надстройки — это закрытые помещения на верхней палубе, наружные стенки которых доходят до бортов судна. Рубки по длине и ширине меньше надстроек и не распространяются до
Каюта пассажиров 1-го класса.
бортов. На носовой надстройке расположен ходовой мостик и ходовая рубка, в которой находятся штурвал — рулевое колесо, компас, машинный телеграф, переговорные трубы и другие приборы.
Для целей связи и сигнализации судно несет на себе необходимый рангоут и такелаж. К рангоуту относятся мачты, реи и другие изделия подобного рода. Рангоут раскрепляется и поддерживается на судне с помощью стоячего такелажа, изготовляемого из стальных проволочных тросов. Подъем на мачту и опускание различных сигналов связи и оповещения производится посредством бегучего такелажа, состоящего из пеньковых тросов и блоков, приводимых в движение во время работы. К мачте крепится грузовая стрела, которая служит для погрузки на судно и выгрузки тяжелых вещей (оборудование, товары, багаж пассажиров).
На палубе судна установлены литые, кованые и сварные изделия, являющиеся частями корпуса судна или относящиеся к его оборудованию. Литые стальные клюзы, приваренные к корпусу, служат для сбрасывания и подъема якорей. Кнехты, киповые планки, «утки» необходимы для швартования, — иначе говоря, для закрепления судна посредством пеньковых или стальных тросов к набережной или пристани.
Кнехты представляют собой две стальные, рядом расположенные трубы, закрепленные к палубе. На них накладывается «восьмерками» трос при швартовании. Киповые планки и «утки» — это особой формы кованые скобы; через киповую планку пропускают трос, чтобы придать ему определенное направление и устранить сдвиг его вдоль борта. На «утку» накладывается (завязывается) конец троса, пропущенный через киповую планку. Такое оборудование, как клюзы, кнехты, киповые планки и утки, относится к швартовному устройству судна.
На палубе размещается шлюпочное устройство, в которое входят шлюпбалки — гнутые стальные трубы, оснащенные талями, лебедки, шлюпки, установленные на кильблоки, и система тросов и блоков. Шлюпочное устройство применяется для спуска шлюпок на воду и подъема их на палубу судна.
Руль является важной и ответственной частью судна, без которой оно не может плавать. Поворотливость судна зависит от качества рулевого устройства, в состав которого входят: руль, привод, непосредственно создающий повороты руля, рулевая машина и штурвал.
На палубе судна устанавливается много различных изделий, необходимых для эксплуатации судна и создания определенных удобств плавания. Вдоль теплохода на палубе по обоим бортам, на надстройках, рубках и мостиках мы видим леерное ограждение для безопасного передвижения пассажиров и команды на ходу судна. Во время шторма, когда волны перекатываются через палубу, лееры предохраняют людей, чтобы их не смыло
водой за борт. Леерное устройство делают из кованых или сварных стоек, закрепляемых к палубе башмаками, на которые навешивают два троса, параллельных друг другу.
Все отверстия на палубе — грузовые и световые люки, горловины, люки для сходов — задраиваются (закрываются) специальными водонепроницаемыми крышками, исключающими попадание воды во внутренние помещения судна. Такую же задачу выполняют и водонепроницаемые двери, установленные в стенках надстроек и рубок. Герметичность дверей и крышек при закрывании достигается за счет применения клиновых рычажных задраек (особой формы деталей), снабженных уплотнительной резиной.
Все лестницы на судне, как мы уже знаем, называются трапами. Трапы бывают наклонные — со ступеньками и вертикальные — из прутков. Трапы соединяют палубы, надстройки и мостики. Для схода в шлюпки служат забортные трапы — парадный со ступеньками и штормтрап (из канатов с деревянными поперечными брусками).
Когда наблюдаешь со стороны, как корабль легко скользит по воде, делает плавный поворот и подходит к пристани, все кажется таким простым и естественным. Возникает, однако, вопрос: каким образом судно приводится в движение, как им управляют? Для этой цели на судне установлены двигатели, насосы, вентиляторы, аппараты и приборы, имеются особые устройства и системы. На судах обычно различают главные и вспомогательные механизмы.
К главным механизмам относятся двигатели, приводящие судно в движение посредством вращения гребных валов, на концах которых установлены гребные винты. В зависимости от размеров корабля и необходимой скорости, суда бывают одновинтовые, двух-, трех- и четырехвинтовые. Для каждого винта делается свой гребной вал и отдельный двигатель.
В качестве главных механизмов применяют паровые машины, паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания или комбинированные машинные установки, когда главный двигатель вращает генератор, питающий электродвигатель, который, в свою очередь, вращает вал гребного винта. По роду двигателей суда делятся на пароходы, теплоходы, дизельэлектроходы.
Вспомогательные механизмы судна — это насосы, вентиляторы, шпилевые машины (шпили), грузовые лебедки, нефтяные и масляные фильтры, турбо- и дизельгенераторы, рулевая машина и другие.
Насос — машина, предназначенная для подъема или перемещения (перекачки) воды, нефти и другой жидкости. В зависимости от назначения и потребляемой ими энергии насосы бывают различными и имеют определенные названия Турбонефтяной насос, например, приводится в движение паровой турбиной, вмонтированной в его корпус, и служит для подачи топлива к фор-
сункам парового котла или двигателя внутреннего сгорания. Электромасляный насос подает масло к трущимся частям машин, он приводится в движение электродвигателем. Трюмно-пожарный насос предназначен для откачки воды из трюма и для обслуживания противопожарной системы.
Вентиляторы — механизмы, которые служат для перемещения воздуха по трубам, чтобы очищать воздух в жилых и служебных помещениях, в грузовых трюмах и в машинно-котельных отделениях судна. Применяют обычно центробежные вентиляторы, состоящие из колеса с лопатками и кожуха, изогнутого по спирали.
Нефтяные и масляные фильтры очищают от примесей нефть и масло, прежде чем они из цистерн попадут к двигателям и механизмам. Питательная вода для главных паровых котлов также очищается от масла: ее для этого пропускают через фильтры — специальные аппараты для отделения взвешенных частиц с помощью пористых веществ (войлока, губок, кокса).
На пароходах основным источником энергии является паровой котел, который посредством пара приводит в движение главные двигатели (паровые машины или турбины) и многие вспомогательные механизмы. Судно становится подвижным и управляемым только при комплексном действии всех механизмов: главные двигатели не могут работать без вспомогательных механизмов. Каждый из них производит свою необходимую работу в определенной последовательности.
Все механизмы и котлы на судне устанавливаются на фундаменты и крепятся к ним болтами. Фундаменты — это специальные конструкции, склепанные или сваренные из листов и угольников; они крепятся к набору судна. Фундаменты подкрепляют корпус, создают прочную и жесткую опору для механизмов и обеспечивают их неподвижность при качке судна.
Есть вспомогательные механизмы, в задачу которых не входит обеспечивать работу главных двигателей, но без них судно не может плавать. К ним, например, относятся рулевая машина, шпилевая машина и др.
На всех современных судах, кроме малых, применяют рулевые машины, потому что для поворота руля, особенно на большой скорости, приходится прикладывать большие усилия. Рулевые машины бывают паровыми, гидравлическими и электрическими. Все такие машины перекладывают руль в строгом соответствии с поворотом штурвального колеса, приводимого в движение рулевым. На современных судах управление рулевой машиной при перекладках руля осуществляется посредством электрических приборов — простым поворотом рукоятки на необходимый угол.
Шпилевые машины, называемые на флоте шпилями, устанавливаются на верхней палубе в носу и в корме. Они служат для выбирания якорной цепи при подъеме якоря, для швартовных операций по тяге тросов и других тяжелых такелажных работ.
Шпили бывают паровые и электрические, в зависимости от типа судна и наличия на нем определенного вида энергии.
Лебедка — это грузоподъемная машина, состоящая из барабана, на который при вращении навивается трос (шкентель), передаточного механизма — набора зубчатых колес и привода (двигателя). Лебедки снабжаются тормозом, препятствующим самопроизвольному спуску груза. По своему назначению лебедки делятся на грузовые, буксирные, шлюпочные и др.
Вспомогательные механизмы, обслуживающие главные двигатели, размещены, в большинстве своем, в машинно-котельных отделениях судна. Эти помещения расположены в средней части судна. Около машинно-котельных отделений, в междудонном пространстве и в бортовых отсеках, находится жидкое топливо (нефть, мазут). Твердое топливо (уголь) применяется сейчас только на некоторых малых судах, например, на буксирных пароходах. Рядом с нефтяными отсеками расположены цистерны для смазочных масел.
Вода для приготовления пищи и питья пассажиров и команды помещается в специальных цистернах, покрытых внутри цементом. Эти цистерны не ставят рядом с нефтяными или масляными, между ними оставляют небольшие воздушные отсеки, называемые коффердамами. Делают это для того, чтобы масло или нефть, в случае неожиданного просачивания их через стенки цистерн, не попадали в питьевую воду.
На судне механизмы соединены друг с другом в соответствии с необходимостью и их расположением, а также соединены с котлами и различными цистернами посредством трубопроводов и систем.
Трубопроводы — это группа труб, состоящая из магистралей к отростков с соответствующей арматурой. Предназначаются они для передачи жидкостей или газов из одного места в другое. В зависимости от назначения они называются: водяной трубопровод, нефтяной, паровой, масляный и др. Судовые системы — сеть трубопроводов, обслуживающая различные потребности судна. Системы состоят из трубопроводов, обслуживаемых специальными вспомогательными механизмами (насосами, вентиляторами, эжекторами и др.). На судах есть разные системы: водоотливная, противопожарная, осушительная, система вентиляции судовых помещений, паровое отопление, водопровод пресной и соленой (забортной) воды, фановая и сточная системы.
До сих пор мы говорили, в основном, о помещениях, в которых находятся механизмы и разное оборудование, необходимые для эксплуатации судна. Как устроены и оборудованы жилые, хозяйственные и служебно-бытовые помещения на нашем теплоходе? Пассажиры и команда здесь обеспечиваются необходимыми удобствами.
Пространство между верхней и нижней палубами делится легкими переборками на ряд помещений, называемых каютами.
Их располагают вдоль бортов для того, чтобы в каюты проникал через иллюминаторы естественный свет. Каюты для пассажиров размещают также в надстройках на верхней палубе. На бортовых стенках кают установлены грелки парового отопления, к умывальникам подведены трубы водопровода, на подволоке (потолке) смонтирован вентиляционный трубопровод с раструбом, электрические лампы дают мягкое освещение через матовые плафоны. Чтобы предохранить помещения от потери тепла, стенки и подволоки, соприкасающиеся с водой и наружным воздухом, покрывают изолирующими материалами, обладающими малым коэффициентом теплопроводимости. В качестве изолирующих материалов чаще всего применяют пробковые плиты, реже — многослойные листы термаля (алюминиевой или свинцовой фольги), а также пенобетон и др. Пробковая изоляция приклеивается к обшивке борта или настилу палубы (снизу) специальным клеем, после чего производится декоративная зашивка перегородок листами дюралюминия или фанеры, пропитанной негорючим составом. Термалевая изоляция набирается слоями в несколько листов с воздушной прослойкой. Зашивка выполняется так же, как при пробковой изоляции.
В каютах ставят койки с рундуками, подвесные койки, письменные столы, платяные шкафы, тумбочки, стулья, полочки для графина и стаканов, хромированные приспособления для портьер, занавесей, полотенец и другое оборудование. Мебель обычно делается металлическая. На пол кают настилается линолеум. Стены и подволоки помещений и мебель окрашивают в светлые, легкие тона.
Помещения для команды, называемые кубриками, оборудуются подвесными койками, рундуками, столами, скамейками (банками) и другими предметами оборудования.
В камбузе (кухне) устанавливают нефтяную плиту, электрические пищеварные котлы, картофелечистку, мясорубку с электрическим приводом и прочее оборудование.
На теплоходе, как и на других судах, имеются кладовые для провизии, ледник, прачешная, лазарет, кладовые шкиперского снаряжения, радиорубка, кают-компания и много других помещений. В каждом помещении, в соответствии с его назначением на судне, устанавливается необходимое оборудование.
В ЛАБОРАТОРИИ СУДОСТРОЕНИЯ
Первое в мире паровое судно было построено русскими людьми в Петербурге. В 1815 году пароход «Елизавета», с машиной мощностью в 16 лошадиных сил, открыл регулярное морское сообщение между Петербургом и Кронштадтом. Сильный ветер, задержавший переходы парусных судов, не мог воспрепятствовать благополучному рейсу парохода «Елизавета», — он шел точно по расписанию со скоростью 9 километров в час. По бортам парохода были установлены большие гребные колеса, а на палубе возвышалась кирпичная дымовая труба.
С тех пор кораблестроение шагнуло далеко вперед. Созданы большие, мощные, быстроходные, надежные и комфортабельные суда. Изменились способы постройки судов, сократились ее сроки.
С одним из современных кораблей — новейшим советским теплоходом — мы только что ознакомились. Пройдемте теперь туда, где корабль, так сказать, зарождается, где сосредоточена вся основная подготовка к строительству судов, — в Центральное конструкторское бюро (ЦКБ) судостроения...
Одна особенность отличает суда от всех других сложных инженерных сооружений: корабль постоянно находится не на твердом незыблемом основании, а на воде — глубокой и мелкой, соленой и пресной, тихой и взволнованной. Эта особенность усложняет решение многих технических задач при проектировании. От знаний, опытности, технической смелости конструкторов, а также от общего уровня промышленности в стране зависит постройка судна с отличными мореходными и эксплуатационными качествами.
Первое судно «Елизавета».
Более двадцати веков назад философ Сенека одним из первых сказал: «Корабль хорошим именуется, когда он устойчив и непоколебим, послушен рулю, ходок и ветру уступчив».
Флот тогда был только гребной и парусный. Но этот «морской закон» Сенеки в основном остался верным и до наших дней. Теперь он обоснован и вошел в науку о кораблестроении, соединенную с богатой практикой плавания. Большой вклад в эту науку внесли передовые русские и советские ученые-судостроители и знаменитые флотоводцы. Имена А. Н. Крылова, С. О. Макарова, Д. И. Менделеева, П. С. Нахимова, А. С. Попова и многих других участников строительства флота знают и помнят все советские люди.
.. .Было время, когда наши судостроительные заводы имели только небольшую корабельную чертежную, в которой по ходу постройки судна несколько сотрудников вычерчивали отдельные части корпуса, того или иного корабельного устройства. Руководствовались при этом кое-какими справочниками, а то и просто работали на глаз.
Теперь Центральные конструкторские бюро (ЦКБ) судостроителей размещены в многоэтажных домах с просторными, светлыми чертежными залами. Конструкторы, которые работают здесь, имеют в своем распоряжении обширные технические библиотеки, светокопировальные аппараты, типографии и переплетные, модельные и макетные мастерские. Необходимые при проектировании и изучении мореходности судов модели, макеты отдельных отсеков, а иногда и целых корабельных устройств изготовляют рабочие высокой квалификации.
Конструкторские бюро — это «лаборатории судостроения». Здесь постоянно создают новые типы судов, проектируют образцовые типовые конструкции судов. Здесь исследуют и обогащают корабельную технику, систематизируя результаты плавания и службы кораблей. Тут — в конструкторских бюро — судостроители накапливают и подытоживают опыт в постройке большого советского флота.
Пройдемте с вами к главному конструктору — к тому, кто руководил изготовлением проекта теплохода, на котором мы с вами только что побывали. Побеседовав с главным конструктором, мы узнаем весьма интересную историю нашего корабля.
В Центральное конструкторское бюро поступил заказ: нужно изготовить проект грузо-пассажирского судна для плавания в Черном море. При заключении договора на этот заказ пароходство (заказчик) предъявило определенные требования, оговорило особые условия, дало некоторые ограничения. Все эти требования были указаны в особом документе, который обычно называют техническим заданием. Когда заказывали проект известного нам теплохода, были предъявлены, например, такие требования:
Дальность плавания следовало учесть так, чтобы все запасы
топлива, масла, пресной воды, продуктов питания и др. могли обеспечить рейс длиной до 3200 миль. Судно должно перевозить в трюмах 300 тонн так называемого «генерального груза» (разные сухие товары в ящиках, мешках и другой таре).
Жилые помещения для капитана, его помощников и штурманов, радистов, старшего инженер-механика и механиков (всего 16 человек) следовало расположить в средней части судна. Команду (40 человек), обслуживающий персонал (45 человек) и 6 учеников — разместить в корме судна, в четырех- и шестиместных кубриках. Помимо этого, для экипажа судна следовало выделить столовую и красный уголок, а для командного состава — кают-компанию.
Теплоход строился с расчетом на 300 пассажиров, которых следовало разместить так: в средней части судна — двухместные каюты 1-го класса на 60 человек; в кормовой части — четырехместные каюты 2-го класса на 92 человека; в носовой части — четырехместные каюты 3-го класса на 148 человек. Необходимо было .предусмотреть помещения для почты и багажа пассажиров, примерно по 100 кубических метров каждое.
Во всех каютах надо было устроить один или два иллюминатора: круглой формы — ниже палубы и прямоугольной формы — выше главной палубы и в надстройках.
Для пассажиров требовалось выделить и оборудовать отдельный камбуз (кухню), столовую, ресторан, буфет, салон, каюту матери и ребенка, амбулаторию с лазаретом, книжный киоск, почтово-телеграфное отделение, библиотеку, парикмахерскую, биллиардную, курительный и музыкальный салоны.
Скорость хода корабля с полным грузом и всеми запасами при нормальной мощности главных машин и при ветре силой до грех баллов (т. е. при так называемом слабом ветре со скоростью 5 — 7 метров в секунду) должна быть не менее 17 узлов, т. е. около 31,5 километра в час.1
В техническом задании предусматривалось, что главными двигателями на теплоходе должны быть дизели или дизель-элек-грическая установка; вспомогательные механизмы систем и устройств — электрические. Для отопления жилых и служебных помещений предусматривалось установить котел с использованием отработанных газов дизеля. В леднике следовало установить рефрижераторную (холодильную) машину.
Предусматривалось далее, что на теплоходе будут установлены длинноволновая, коротковолновая и аварийная радиостанции и приемник широкого вещания с трансляцией по всем жилым и служебным помещениям судна. Вместе с тем заказчик (пароходство) предлагал обеспечить все помещения судна телефонной связью, установить на теплоходе радиопеленгатор и эхолот, гирокомпас и электролаг.
1 Единица измерения скорости судов — «узел» — соответствует 1,85 километра в час.
Салон для пассажиров.
Во всех помещениях судна, в том числе и в машинном отде лении, следовало смонтировать паровое отопление с таким расчетом, чтобы при температуре наружного воздуха в 20° С ниже нуля поддерживать в помещениях теплохода температуру не менее + 17° С. В душевые, ванные и умывальные помещения требовалось провести холодную и горячую пресную и морскую воду. В грузовых трюмах и кладовых надо было предусмотреть углекислотное тушение возможных пожаров. Во всех жилых и служебных помещениях должна быть искусственная вдувная и вытяжная вентиляция, а также тепловая и звуконепроницаемая изоляция из материалов, пропитанных огнестойким составом.
Для механизации погрузки и выгрузки тяжелых предметов следовало установить на теплоходе подъемные краны, каждый грузоподъемностью в 1,5 тонны. Стрелы этих кранов должны были перекрывать трюмы и предусматривались такой длины, чтобы вылет стрелы за борт составлял 3 метра. Погрузка почты и багажа — механизированная. С каждого борта должен быть парадный трап. Для подъема и спуска шлюпок, забортных и парадных трапов требовалось установить электрические лебедки.
По техническому заданию тип теплохода предусматривался такой: одновинтовое двухпалубное судно, с двойным дном и удлиненной рубкой. Качка на воде должна быть плавной. От конструкторов требовалось спроектировать теплоход так, чтобы при затоплении одного любого отсека судно не могло перевернуться. Таковы были основные требования заказчика. Каким же образом в Центральном конструкторском бюро были найдены решения для столь сложных заданий?
Прежде всего конструкторы начали составлять эскизный проект, по которому можно иметь полное представление о том, каким будет судно, как оно может удовлетворить всем требованиям технического задания, достаточно ли высоки его мореходные качества, удобно ли располагаются все жилые и служебные помещения; какую форму имеет корпус судна, какова его прочность, какова мощность главной механической установки, обеспечит ли она заданную скорость корабля. В таком эскизном проекте определяется длительность рейса и количество нужных припасов, запасы водоизмещения, средства уменьшения качки и другие данные.
Для эскизного проекта группы конструкторов, работающие в разных отделах ЦКБ, подготовили чертежи общего расположения всех отсеков и помещений. Конструкторам приходится при этом учитывать, где разместятся все посты управления судном, машинное и котельное отделения, рулевое (или, иначе говоря, румпельное) помещение, грузовые трюмы и кладовые, кубрики команды и каюты пассажиров, камбузы, ледники, мастерские и другие служебные помещения. Особые группы конструкторов намечали наиболее выгодное и удобное размещение запасов топлива (соляра — для дизелей, мазута — для котлов), масел, прес-
ной воды. При размещении запасов топлива, как правило, оставляют свободное пространство между стенками, чтобы запасы воды не были рядом с соляром, а масло не находилось рядом с мазутом. Жидкие грузы обычно размещают в двойном дне и в оконечностях судна, в так называемых танках или цистернах, оставляя между ними пустые отсеки, которые, как мы уже знаем, называются коффердамами.
Одновременно конструкторы проектировали для нашего теплохода надстройки, оконечности корпуса, намечали, как разместить дымовые трубы, мостики, мачты.
Чтобы убедиться, насколько удобно расположены и правильно распределены все судовые помещения и отсеки, конструкторы готовили чертежи продольного разреза судна, его бокового вида, планы по всем палубам, трюмам и др. Проектировали при этом, как разместить все устройства: якорное, швартовное, грузовое, тентовое и др.; намечали места прогулочных палуб и места отдыха пассажиров.
Все такие чертежи и планы были предварительными, эскизными. Окончательные чертежи нельзя было делать до тех пор, пока не определили основные размеры (габариты) судна.
Пока в одних отделах ЦКБ составляли эскизные чертежи размещения жилых и служебных помещений и разных корабельных устройств, особая группа конструкторов рассчитывала, какими должны быть длина судна, его ширина, осадка, высота борта, водоизмещение (объем воды, вытесняемой корпусом судна) и т. д.
Как определяли эти важнейшие величины в нашем конструкторском бюро?
Как определяется водоизмещение судна. Общая полнота корпуса судна а значительно меньше параллелепипеда Б, построенного на главных размерениях судна (длине L, ширине в и осадке Т).
Для прямоугольной формы тела (параллелепипеда) водоизмещение подсчитывается очень просто, на основе закона Архимеда: перемножением размеров сторон тела на удельный вес жидкости (удельный вес воды в Черном море 7 = 1,025).
По существующим таблицам зависимостей и по разным формулам, установленным кораблестроительной наукой, конструкторы определили, что для такого теплохода, который соответствовал бы техническому заданию, длина (L) должна быть равна 110 метрам, ширина (В) — 14 метрам и осадка (Т) — 5 метрам. По этим данным водоизмещение (D) теплохода — пусть он будет прямоугольной формы, — получилось бы такое:
D = L -В- Т- = 7892 тонны.
Но на деле даже самая простая баржа не имеет абсолютно прямых линий корпуса. А морское судно тем более по форме обводов сильно отличается от параллелепипеда. Чтобы корабль обладал хорошими мореходными качествами, его корпус должен быть гладким, обтекаемым. Судну необходимо легко преодолевать сопротивление большой массы воды. Корабль при этом должен не «зарываться», а всходить на волну и быть послушным малейшему движению руля. Ему, как правило, надо итти плавно, без сильной качки.
Именно поэтому подводную часть корпуса судна делают с таким изгибом, который по форме наиболее похож, например, на очертания тела рыбы.
Корпус судна по своему объему, очевидно, займет только часть того параллелепипеда, водоизмещение которого мы только что рассчитали в 7892 тонны. Отношение объема подводной части судна к объему всего параллелепипеда принято называть коэффициентом полноты водоизмещения (общей полноты судна). Конструкторы рассчитали, что для нашего теплохода такой коэффициент (о) равен 0,55. Теперь уже можно было определить истинное водоизмещение теплохода. Оно составило:
D = L-5-r.TS=110X 14Х 5Х 1,025X0,55 = 4340 тонн.
Этот тоннаж должен соответствовать весу судна.
По техническому заданию следовало проверить форму судна, проведя предварительные испытания моделей. Для этих испытаний был предварительно изготовлен теоретический чертеж.
Прямые и кривые линии такого чертежа показали форму корпуса судна в трех плоскостях. Одна плоскость проходит через середину корпуса по всей длине от носа до кормы; называется она диаметральной плоскостью судна (ДП). Вторая горизонтальная плоскость, за которую можно принять зеркало тихой воды, называется плоскостью ватерлинии (когда судно имеет полный груз — грузовой ватерлинии, ГВЛ). Третья, перпендикулярная к ДП судна, плоскость называется плоскостью шпангоутов (шпангоуты — - это ребра, каркас судна). В самом широком месте судно имеет самое большое сечение; его называют мидель-шпангоутом и изображают значком ...
Если судно рассечем этими тремя главными и рядом других параллельных плоскостей, то получим теоретический чертеж (из прямых и кривых линий), дающий полное и точное представление о форме обводов корпуса корабля. Названия линий указываются на таком чертеже.
Так как судно симметрично относительно диаметральной плоскости, то обычно рисуют только половину корпуса судна (полу-широту).
Изготовление теоретического чертежа требует большой точности, аккуратности, плавности линий. Достигается это с помощью
Основные теоретические плоскости судна, перпендикулярные друг другу:
А - диаметральная плоскость; Б — плоскость мидель-шпангоута; В — плоскость грузовой ватерлинии.
лекал и специальных реек. От чертежников при такой работе, конечно, требуется сугубая внимательность и известный навык.
По теоретическому чертежу изготовляют модель. Испытывая ее, конструкторы стремятся придать корпусу судна наилучшую обтекаемость. Модель несколько раз переделывают, одновременно исправляют и теоретический чертеж. Когда все модельные испытания закончены и когда уже можно считать, что основные мореходные качества (кроме скорости) получились отличными, — теоретический чертеж считается полностью разработанным и окончательно принятым.
Этот чертеж теперь может быть передан заводу, на котором будет строиться судно. На заводе, в особой мастерской, называемой «плазом», полученный от конструкторов чертеж, как мы увидим дальше, «разбивают», т. е. вычерчивают в натуральную величину на деревянном полу.
После того как теоретический чертеж был окончательно принят, получили возможность закончить свою работу и те конструкторы, которые уже заранее подготовляли предварительные, эскизные чертежи общего расположения жилых и служебных помещений и всякого рода корабельных устройств.
По техническому заданию корму судна надо было изготовить гак, чтобы она наилучшим образом защищала винт и руль от
Рыбина
Проекции теоретического чертежа шлюпки: батоксы — проекции кривых, получаемых от пересечения корпуса судна плоскостями, параллельными диаметральной плоскости; шпангоуты — проекции кривых, от пересечения корпуса плоскостями, параллельными мидельшпангоуту; ватерлинии — проекции кривых от пересечения корпуса плоскостями, параллельными грузовой ватерлинии; рыбина — проекция кривой от пересечения корпуса плоскостью, перпендикулярной обводу судна — применяется для вспомогательных построений на плазе.
повреждений и поломок. Конструкторы придали корме форму, изображенную на рисунке. Это — так называемая крейсерская корма.
Форштевень (нос) принят наклоненным вперед. Осадка судна была определена равной 5 метрам, с тем чтобы при плавании в замерзающих морях винт корабля полностью уходил под ледяной покров.
После проверки расчетов и нескольких испытаний моделей конструкторы окончательно определили размеры корпуса теплохода. Его длина, как мы уже знаем, была принята в 110 метров. Высоту надводного борта — по расчетам, подробности которых здесь не приводим, — определили в 2,9 метра. Окончательные результаты полного проекта размещения всех жилых и служебных помещений и корабельных устройств перенесли на чертежи общего расположения теплохода.
При модельных испытаниях, как мы уже отмечали, проверялись мореходные качества судна, за исключением одного качества — скорости хода корабля. Заказчик (пароходство) в своем техническом задании выставил такое условие: скорость судна должна быть не менее 17 узлов (т. е. около 31,5 километра в час).
В конструкторском бюро после специальных расчетов и испытаний определили, что мощность двигателя для достижения такой скорости на нашем теплоходе должна быть примерно в 4500 — 5000 лошадиных сил.
Главный конструктор, приняв во внимание, что в плавании может возникнуть необходимость некоторой перегрузки судна и увеличения скорости его хода, принял решение: установить на теплоходе двигатель внутреннего сгорания мощностью в 5000 лошадиных сил.
Заметим, кстати, что при эксплуатации судна (в плавании и на стоянках) пароходству и команде приходится тщательно следить за тем, чтобы подводная часть корпуса корабля всегда была чистой: нельзя допускать, чтобы она обрастала водорослями и ракушками, так как иначе мощность двигателя окажется недостаточной и трудно будет добиться заданной скорости хода судна. Бывали случаи, когда из-за обрастания подводной части возникало между корпусом корабля и прилегающим к нему слоем воды настолько большое трение, что скорость хода резко снижалась. В таких случаях порой на корабле нехватало продуктов питания и пресной воды, запасенных на полный рейс; судно испытывало недостаток топлива; двигатель сильно перегружался; машина нагревалась сверх нормы и т. д.
Микроорганизмы, которыми обрастает подводная часть судна, удаляют в специальных сооружениях — доках.
Способность судна держаться на воде и плавать называется его пловучестью. Конструкторам очень важно знать, какой запас пловучести имеет корабль,1 так как в плавании может случиться, что нашему теплоходу, например, придется принять груз, превышающий норму (300 тонн); в море во время шторма на палубу попадает вода, а при получении судном пробоины вода может в большом количестве проникнуть и внутрь корпуса корабля.
В конструкторском бюро поэтому производились специальные расчеты, чтобы определить, какой запас пловучести имеет теплоход.
Водоизмещение теплохода, как мы уже знаем, было определено в 4340 тонн. Такое водоизмещение обеспечивает плавание
1 Мерой запаса пловучести является объем надводной непроницаемой части судна.
судна с заданной осадкой в 5 метров при полной загрузке, в которую, как правило, входят следующие три величины: вес корпуса судна с оборудованием (условное обозначение — Рк), вес всех механизмов (Рм) и вес прочих грузов — пассажиров и команды с их багажом, запасов топлива и воды, перевозимого груза и т. п. (Рр).
По этим данным можно определить вес судна (Ц), решив уравнение:
Ол = Рк + Ры + Рр.
Как увидим дальше, расчеты показали, что вес корпуса судна равен 2500 тоннам, вес механизмов — 600 тоннам и вес разных грузов — 1160 тоннам. Подставим эти значения в только что приведенное уравнение. Выясняется, что полный вес судна (DB) равен 4260 тоннам.
В конструкторском бюро уже раньше — при определении габаритов (размеров) теплохода — подсчитали, что его водоизмещение (D) должно быть равным 4340 тоннам.
Главный конструктор и его сотрудники учитывают этот запас водоизмещения при разработке так называемых «рабочих чертежей» судна (т. е. таких чертежей, по которым детали корабля и их соединения — «узлы» и «блоки» — изготовляются в цехах судостроительного завода).
Как конструкторы определили вес корпуса теплохода, вес его механизмов и вес грузов? Для этого были применены различные способы.
Вес корпуса судна был найден по существующим для разных типов судов «диаграммам зависимостей» между водоизмещением корабля и весом его корпуса со всем оборудованием.
Вес механизмов определили по особым таблицам. На нашем теплоходе, как уже отмечалось, при заданной скорости в 17 узлов главный конструктор решил установить дизель мощностью в 5000 лошадиных сил.
Конструкторы ЦКБ рассчитали по справочным таблицам, что для дизельного механизма такой мощности удельный вес установки на одну лошадиную силу равен 120 килограммам. Отсюда нашли общий вес всех механизмов:
120 X 5000 = 600 000 килограммов или 600 тонн.
Вес разных грузов определялся сложным путем.
Сначала рассчитали среднюю длительность одного рейса судна. Учитывались при этом заход в назначенные порты, куда
направляются пассажиры и адресованы грузы; разные маневры в этих портах, время высадки пассажиров с их багажом, разгрузки и погрузки перевозимых грузов, сдачи и приемы почты и пополнения запасов. В итоге оказалось, что указанный в техническом задании рейс длиной в 3200 миль теплоход может пройти на 17 суток.
Теперь можно подсчитать, сколько надо взять разных грузов запасов на это время.
Питьевой воды нужно иметь на теплоходе по существующим нормам: 20 литров в день на каждого пассажира и 10 литров на каждого члена команды. В техническом задании предусматривалось, что пассажиров должно быть 300 человек и команды 107 человек. Следовательно, общий запас воды на указанный рейс должен быть:
(20 X 300 X 17) + (10 X Ю7 X 17) = 120 тонн.
Мытьевой пресной воды, также по норме, нужно:
(20 X 300 X 17) + (25 X Ю7 X 17) = 148 тонн.
Продовольствия для всех пассажиров и команды по подсчетам нужно взять, примерно, 30 тонн.
Подсчитали, далее, что соляра для работы дизеля на все время рейса потребуется 230 тонн, разных масел для ухода за механизмами — 25 тонн, мазута флотского для вспомогательного котла — 150 тонн и котельной воды — 60 тонн.
Разные неучтенные запасы были определены весом в 15 тонн.
Вес людей с багажом, по нормам провоза и разрешенным нормам для команды, будет:
200 килограммов X 300 +150 килограммов X 107 = 76 тонн.
Если ко всем этим данным прибавить перевозимый груз в 300 тонн, то окажется, что общий вес разных грузов равен 1160 тоннам.
По этим данным (вес механизмов — 600 тонн; вес разных грузов — 1160 тонн; вес корпуса судна сложными расчетами был определен в 2500 тонн), как мы уже видели, конструкторы и рассчитали полный вес судна.
Запас пловучести судна очень важно сохранить на все время рейса. Во время русско-японской войны 1904 года корабли Тихоокеанской эскадры, отправленные из Балтийского моря на Дальний Восток под командованием Рождественского, были перегружены углем, сваленным прямо на палубу. В Цусимском сражении эти корабли не выдержали боя с врагом и погибли, так как запас пловучести, необходимый при обычных для морского боя повреждениях, был «съеден» чрезмерным количеством топлива, по вине бездарного командующего — царского адмирала.
Хорошо спроектированное судно должно быть устойчивым — или, как принято говорить в судостроении — остойчивым. Это качество также проверяется расчетным, графическим и опытным путем. В плавании и на стоянке судно под действием внешних сил (большой волны, например) может наклониться в ту или другую сторону. Судно в таких случаях, как говорят моряки, получит крен на правый или левый борт.
Яхта, идущая под парусами, например, при свежем ветре имеет крен то на один, то на другой борт. Как только ветер стих-
Остойчивое и неостойчивое судно. Равнодействующая сил веса (приложенная в ЦТ — центре тяжести) и равнодействующая сил поддержания (в точке ЦВ — центре величины) образуют «пару сил». Кренящий момент может наклонять судно и привести к аварии, когда ЦТ расположен высоко (рис. справа) и может восстанавливать накренившееся судно в нормальное положение, когда ЦТ находится ниже (рис. слева). Левое судно будет остойчивым, правое — неостойчивым.
нет, или когда экипаж яхты уберет паруса, она вновь выпрямится и примет свое нормальное положение на воде.
Такая способность судна к выравниванию после наклонения и называется остойчивостью корабля.
Можно представить себе такой случай: при отходе теплохода от пристани все 300 пассажиров скопились на палубах у одного борта. Вес этих людей составит 20 — 25 тонн. Наш теплоход будет считаться остойчивым, если при таком размещении всей массы людей он не только не перевернется, но, наоборот, выпрямится и станет в свое первоначальное прямое положение после рассредоточения пассажиров, когда они разойдутся по своим каютам и другим помещениям и более равномерно распределятся по всем палубам.
Если же после рассредоточения людей судно не выпрямится, оно считается неостойчивым. В этом случае судно находится в таком состоянии, когда малейшее усилие (например, рывок каната, зацепившегося за береговую гумбу) способно перевернуть корабль вверх килем.
Конструкторы всегда внимательно проверяют это качество судна и при проектировании стараются разместить все тяжелые предметы и грузы как можно ниже — в трюмах и отсеках корабля. Этим самым понижается центр тяжести судна, повышается его надводный борт.
Конструктор, проектировавший английский броненосец «Кэп-тен», не придал большого значения остойчивости судна. На этом броненосце была поставлена по всему корпусу толстая тяжелая броня, а на палубе были установлены орудийные башни. Надводный борт судна оказался очень низким.
В 1870 году английский адмирал, находясь вблизи от берегов Испании со своей броненосной эскадрой в составе одиннадцати кораблей (или, как говорят на флоте, «в составе одиннадцати вымпелов»), решил устроить маневры и проверить скорости хода судов. На базу вернулось только десять кораблей. Броненосец «Кэптен» от налетевшего ночью сильного шквала получил большой крен, и раньше чем успели убрать последние из действовавших парусов, корабль лег на борт, перевернулся и быстро затонул. Из пяти с лишним сотен матросов спаслось только 18. Другой такой же корабль — «Монарх» имел высокий надводный борт и отлично выдержал бурю.
Много таких примеров, показывающих, как важно обеспечить остойчивость корабля, знают и моряки и судостроители.
Пока наш теплоход еще проектировали в конструкторском бюро, заранее проверяли и его. возможное «поведение» на взволнованном море. Если нельзя совершенно устранить качку судна на волнах, надо все же постараться всячески уменьшить ее влияние, а самую качку сделать, по возможности, более плавной. У некоторой части пассажиров качка вызывает так называемую «морскую болезнь», команду судна она утомляет, но это еще полбеды: люди могут отдохнуть и даже привыкнуть к качке. Основная опасность заключается в том, что удары волн разбивают, разрушают и топят суда.
Легче всего наблюдать волну, когда ветер стихнет и останутся валы волн таких рельефных очертаний, какие присущи пескам в дюнах. Это, как говорят, — «мертвая» зыбь.
Если посмотреть на чайку, сидящую на волне, мы увидим, что она качается вверх и вниз: то она окажется на вершине волны (на ее гребне), то опустится на подошву волны, и тогда ее не видно.
Волны подчас скрывают и судно. Чем больше времени понадобится на опускание чайки с волной вниз и на подъем ее вверх, — чем, следовательно, медленнее переход волны с вершины на подошву, — тем более плавной становится качка судна.
Качаясь вместе с волной, судно также оказывается то на вершине волны, то на ее подошве. Корпус судна поэтому подвер-
гается действию больших разрушающих сил. Кроме того, когда судно поднимается на вершину волны, винты и руль выскакивают из воды в воздух и на некоторое время оголяются. Судно при этом теряет ход, и так как управление делается беспомощным, корабль становится игрушкой во власти разъяренной стихии.
На Черном море высота волн доходит до 4 — 6 метров, а их длина — до 60 метров. В глубине моря волн нет; примерно на 10 — 15 метрах ниже поверхности вода совершенно спокойна.
При ходе судно образует расходящиеся волны А и поперечные волны Б.
Действие качки во многом зависит от формы очертаний судна. В конструкторских бюро, например, корпусу судна обычно не придают яйцеобразный вид, так как корабль такой формыне может справиться с волнами.
Для уменьшения качки применяют ряд специальных устройств: гироскопическое устройство (наподобие волчка); боковые кили, ограничивающие размах судна при качке; пользуются также особым устройством, основанным на принципе сообщающихся сосудов: при помощи сжатого воздуха или насосов из цистерн одного борта вода, масло и другие жидкости перегоняются в цистерны другого борта в направлении, противоположном действующей волне и тем самым ослабляется ее влияние.
Этот способ был исследован в 1913 году комиссией под председательством академика А. Н. Крылова на пароходе «Метеор». Выяснилось, что при перегонке жидкостей с одного борта на другой качка, даже при сильном волнении, может быть уменьшена в два раза. Опыты производились при шторме до 12 баллов, когда волны достигали 300 метров в длину и 13 метров в высоту.
Все устройства, ограничивающие и уменьшающие качку судна, носят название «успокоителей качки».
Такая качка, о которой мы сейчас говорили, — когда судно получает крен то на один, то на другой борт, — называется бортовой качкой. Наблюдается еще и килевая качка, когда судно качается с носа на корму и обратно. Килевую качку можно уменьшить, придав соответствующую форму носовой оконечности судна.
Одно из главных качеств, которым должно обладать каждое судно, — это его непотопляемость при любой аварии. Конструкторы и моряки знают, что водоотливные помпы и насосы не всегда могут откачать воду, поступающую через пробоину. Вода заполняет корпус корабля быстро и в огромном количестве. Например, через небольшую пробоину (в дне теплохода) размерами от 10X10 Д° 15 X 15 квадратных сантиметров в течение одного часа может влиться около 2000 тонн воды.
Пробоины зачастую бывают значительных размеров. Грузопассажирское судно «Титаник», о котором мы уже упоминали, при столкновении с подводной ледяной глыбой получило пробоину почти в 100 квадратных метров.
Насосы на кораблях необходимы лишь как вспомогательные средства при небольших скоплениях воды, для различных перекачек и т. п.
При авариях же нужно, прежде всего, ограничить возможность распространения воды по всему судну. Для этой дели на судах ставят непроницаемые переборки, разделяющие судно на отдельные отсеки.
Необходимо, кроме того, иметь на корабле такие средства, которые позволяют быстро выпрямить судно в случае, если оно получает крен от большого количества воды, неожиданно проникшей внутрь корабля (через пробоину). Быстрое выпрямление судна возможно только при уравновешивании грузов, т. е. при большом приливе воды на один борт надо сразу же переместить на другой борт груз, по весу равный нахлынувшей воде.
Еще при проектировании судна конструкторы составляют так называемые «таблицы непотопляемости», введенные в морской обиход 50 лет назад академиком А. Н. Крыловым. Имея такие таблицы, командный состав судна, в случае аварии, уверенно принимает меры к спасению корабля.
Все распоряжения, связанные с устранением крена, все операции с клапанами, трубопроводами и цистернами судовые механики должны уметь выполнять быстро и безошибочно; промедление в таких случаях зачастую влечет за собой гибель судна и людей.
Когда составлялся проект нашего теплохода, конструкторы позаботились, чтобы непроницаемые переборки, разделяющие судно на отсеки, были не только в трюме, но доходили и до палуб. Да и сами палубы были спроектированы так, чтобы сделать их прочными и водонепроницаемыми.
Конечно, бывают случаи, когда судно получает такую большую пробоину и столь серьезные повреждения, что уже никакими мерами оно не может быть спасено. Если при этом оно будет опускаться в воду, не опрокидываясь, размеры жертв всегда будут наименьшими. В этом случае можно успеть спустить на воду все имеющиеся на судне шлюпки и катеры, посадить в них людей в относительно спокойной обстановке, снабдить их пресной водой, провизией, теплой одеждой и другими необходимыми средствами, включая инструменты, морские карты и приборы, медикаменты и переносную рацию. Можно в таких случаях спасти и имеющиеся на судне особые ценности.
К чему приводят неумелые действия при аварии корабля, наглядно видно из случая с английским военным судном «Виктория». В 1892 году на неудавшихся маневрах судно «Виктория» при совершенно тихом море и безветрии получило пробоину от другого корабля и сразу сильно погрузилось в воду носом. Командир не выравнял дифферента (т. е. не выпрямил свой корабль) и повел «Викторию» тихим ходом к берегу. По пути судно перевернулось и затонуло.
На специально приготовленной модели русский адмирал С. О. Макаров показал, что гибель судна «Виктория» можно было легко предотвратить, если бы этот корабль был немедленно выпрямлен затоплением кормовых отсеков.
В настоящее время таблицами непотопляемости судов, разработанными А. Н. Крыловым, пользуются почти все флоты мира.
В море и гавани теплоход, как и всякое судно, должен быть послушен рулю. С заданного курса судно сбивают волны, сносит ветер. В портах и на рейдах перед входом в гавань обычно бывает большое движение: снуют буксиры, катеры, яхты и шлюпки. У набережных пришвартовано много судов.
В этих условиях управлять судном легче, если оно имеет два гребных винта. При двух машинах, когда одна из них работает «вперед», а другая «назад», корабль может развернуться на очень небольшом водном пространстве (акватории), и маневренность его значительно выше, чем у одновинтового судна.
Руль, как говорят моряки, «навешивается» в корме судна. Его рабочую плоскость — «перо руля» — рассчитывают так, чтобы судно немедленно поворачивалось при малейшем передвижении («перекладке») руля на один или другой борт. Когда руль повернут до отказа — до поставленного ограничителя (это положение называется «руль на борту» и образует нормально угол в 30 — 35 градусов, или около трех румбов; один румб равен 11V4 градусов) — судно, сделав поворот, начнет описывать круги, диаметр которых называют диаметром циркуляции.
В зависимости от типа судов лучшей считается такая поворотливость, когда судно имеет наименьший диаметр циркуляции — примерно от 2,5 до 3,5 длины корабля. Конечно, при руле, полностью повернутом на борт, и при самом полном ходе такая
циркуляция несколько опасна, так как сильно возрастет крен-судна.
На больших ходах очень резкие повороты делают только в крайне необходимых случаях, когда угрожает столкновение с другим кораблем или если встретилась неожиданная преграда. Полная поворотливость проверяется во время испытания судна до сдачи его в эксплуатацию.
Чтобы наш теплоход шел твердо по курсу, на этом судне, как и было предусмотрено в техническом задании, применена гиро-
Судно на циркуляции. Руль на борту. Сделав поворот, судно начнет описывать круги. При хороших мореходных качествах диаметр циркуляции составляет от 3 до 5 длин судна.
скопическая установка («гирорулевой»). Действует она механически и безотказно. «Гирорулевой» освобождает от вахты штурвального (рулевого) матроса и уменьшает «рыскание» корабля.
Для снижения «рыскания» (виляния носом корабля из стороны в сторону) необходим небольшой наклон судна на корму. Нос корабля в таком случае во время хода судна не будет глубоко опускаться в воду.
Так последовательно работники Центрального конструкторского бюро, которым было поручено подготовить проект теплохода, определили основные характеристики этого судна, т. е. его водоизмещение, длину, ширину, осадку, высоту борта и др. При помощи расчетов и модельных испытаний установили необходимую мощность главных механизмов. Проверили мореходные качества теплохода, т. е. его пловучесть, остойчивость, непотопляемость, качку, циркуляцию ц т. д. Одновременно конструкторы
окончательно рассчитали, как разместить на теплоходе все отсеки, жилые и служебные помещения.
После этого осталось сделать уже очень немногое, чтобы завершить основные работы по составлению технического проекта теплохода.
Условия технического задания уже были удовлетворены. Отдельные отступления согласованы с заказчиком. Полное представление о теплоходе составлено и. занесено на чертежи и в расчеты.
Судно 1 — правильно сидит в воде, судно 2 — неправильно сидит в воде.
Теперь конструкторам следовало рассмотреть условия постройки судна по проекту. Надо было решить, из каких листов (толщина и другие размеры) будут состоять наружная обшивка корпуса, настил второго дна, платформы, палубы, непроницаемые переборки, надстройки и мостики. После соответствующих расчетов была составлена ведомость материалов, в которой указыва-. лось, сколько и какой листовой стали необходимо заказать на металлургических и металлообрабатывающих заводах.
Приготовили ведомость и на профильную сталь для изготовления ребер жесткости корпуса теплохода (шпангоутов, стрингеров, бимсов, карленгсов и др.). Для этих элементов судна заказываются разные виды сортовой стали (сортовой сталью называется полуфабрикат, получаемый путем прокатки стальных болванок, полос и прутьев различного сечения).
Составили и так называемую «спецификацию» — весьма подробное описание всех корабельных устройств, трубопроводов,
систем, оборудования, меблировки и отделки, главных механизмов и вспомогательных установок, радио- и электротехники.
Отдельно были разработаны ведомости на все материалы для тех деталей, узлов и конструкций, которые изготовляются в цехах судостроительного завода.
И, наконец, в особой ведомости было перечислено такое оборудование, которое в совершенно готовом виде должны поставить десятки заводов и фабрик разных отраслей промышленности (главные и вспомогательные механизмы, электродвигатели с оборудованием и аппаратурой, радиоаппаратура и штурманские приборы, вентиляторы и т. п.).
Современные суда — столь сложные сооружения, что в постройке их принимают участие не только судостроительные, но и многие другие промышленные предприятия: одни поставляют материалы, другие — полуфабрикаты, третьи — готовые изделия и т. д.
Составленный технический проект теплохода конструкторское бюро передало на судостроительный завод, где весь многочисленный коллектив инженеров, техников и рабочих начал готовиться к постройке судна. Заказывали материалы, заключали соглашения и договоры с другими заводами, стали подготовлять стапель, на котором потом придется собирать судно.
В это же время в конструкторском бюро приступили ко второй части проектирования.
Раньше конструкторы производили расчеты и делали чертежи, чтобы получить представление обо всем судне. Теперь они стали готовить такие чертежи, по которым рабочие разных специальностей в цехах судостроительного завода изготовляют все детали для постройки нашего теплохода; это — так называемые «рабочие чертежи».
Для теплохода необходимо было сделать 2 — 3 тысячи рабочих чертежей, в восьми — десяти экземплярах каждый. Столь большое количество чертежей потребовалось по той причине, что ими надо было обеспечить всех участников постройки корабля.
В рабочих чертежах обычно указывается, из какого материала следует изготовлять детали, их количество, размеры, места установки на судне, стандарт на некоторые изделия, теоретический вес.
В цехи завода такие чертежи передают только после тщательной их проверки и обязательно за подписью главного конструктора.
Помимо чертежей, конструкторы отправили на завод необходимые описания и инструкции, которыми судостроители пользуются во время монтажа — сборки и при проверочных испытаниях корабельных устройств и механизмов.
На этом, однако, работа конструкторов не закончилась. Когда завод приступил к постройке теплохода, конструкторы непосредственно в цехах помогали мастерам и рабочим своими советами
Схема поставок для судна с разных заводов. На рисунке слева направо: гребной винт, гребные валы, дизель, подшипники, вспомогательный паровой котел, патрубки, теплообменный аппарат, насос, трубы, свинцовые и алюминиевые болванки, медные листы, пробковые плиты, краски, бензин, древесина, дюралюминиевые листы, профильный прокат, стальные листы, кабель, мотор, приборы, штурвальная тумба, шпили, якорь.
и указаниями. Бывают случаи, когда работа задерживается из-за длительного отсутствия тех или иных материалов. По мере возможности, конструкторы разрешали заменять один материал другим. Как правило, без конструктора, выпускавшего чертеж, никто на судостроительном заводе не имеет права допускать какие-либо изменения при постройке корабля. В сложных случаях решение принимает главный конструктор.
Наблюдая за постройкой корабля, конструкторы получают большой опыт, который в дальнейшем пригодится им при проектировании новых судов. В цехах завода конструктор наглядно видит, можно ли улучшить и упростить те или иные детали и узлы, как сделать их более прочными и вместе с тем более легкими, надежными в работе и удобными в эксплуатации.
Содружество конструкторов и производственников дает возможность постоянно совершенствовать советское судостроение, из года в год пополнять наш флот мощными судами с отличными мореходными качествами.
КАК ОТРОИЛИ ТЕПЛОХОД
Чертежи нового теплохода конструкторы передали судостроительному заводу. Людям, умеющим их читать, эти чертежи ясно и четкр говорят, как по проекту создать крепкий и надежный корабль, способный плавать с большой скоростью, послушный рулю, уютный и удобный для пассажиров и вмещающий много груза.
Участвуют в строительстве корабля сотни людей самых различных специальностей: мастера и бригадиры, высококвалифицированные сборщики и разметчики, сварщики и резчики, механики, токари и строгальщики, слесари и электрики, столяры и плотники, маляры и такелажники и т. д.
Со всеми машинами и различными корабельными устройствами современное судно состоит из сотен тысяч деталей. Конечно, такое огромное количество изделий надо изготовить и собрать воедино в строго определенном порядке.
Общий распорядок изготовления деталей и сборки теплохода определяет на заводе особая группа инженеров и техников, объединенных в технологическом бюро завода.
Получив от конструкторов чертежи, технологи составили описания технологических процессов на все работы, которые следовало выполнить в цехах. В этих описаниях, иначе называемых «технологическими картами», были даны точные указания, какими способами и приемами изготовить деталь, изображенную на чертеже; на каких станках и какими инструментами следует обрабатывать эту деталь; какие специальные приспособления надо при этом применять; сколько труда и времени необходимо на изготовление детали; какое количество материала нужно затратить и как выгоднее раскроить материал; как проверить и проконтролировать деталь, чтобы она соответствовала чертежу.
Технологи установили порядок и последовательность постройки теплохода. Определили, в какие сроки понадобятся те или иные детали, в какой очередности придется грузить на судно механизмы и оборудование, какие трубопроводы прокладывать раньше, когда и при каких условиях можно начинать установку и монтаж радиостанций и т. д.
Технологи, вместе с тем, заранее рассчитали, как в цехах завода организовать работу на разных производственных участках, как здесь наиболее целесообразно расставить оборудование, т. е. так, чтобы изготовляемая деталь, переходя со станка на станок, совершала наименьший путь.
Технологи в своей повседневной работе стремятся постоянно ускорять, удешевлять и улучшать постройку судов. Когда строится не единичный корабль, а серия судов (это вообще всегда выгоднее), технологи, в содружестве с опытными рабочими — новаторами производства, всячески устраняют излишние затраты рабочего времени на изготовление тех или иных деталей, добиваются всесторонней механизации для облегчения труда рабочего, заботятся об экономии материалов и всеми мерами ускоряют постройку судов.
Позаботились в технологическом бюро и о том, чтобы каждого участника постройки теплохода снабдить необходимыми для него чертежами.
В конструкторском бюро чертежи сначала изготовили карандашами на плотной белой бумаге. Потом каждый чертеж перевели на прозрачную бумагу — кальку. Линии на кальках нанесли черной тушью. После этого чертежи размножили светокопировальным аппаратом и отпечатали их на особой светочувствительной бумаге.
Размноженные таким путем рабочие чертежи вместе с технологическими картами технологи передали в цехи. После этого собственно и началась на заводе постройка теплохода.
Современный судостроительный завод является большим промышленным предприятием, состоящим из многих цехов. Цехи оснащены многочисленными простыми и сложными станками, прессами, кранами, специальными автоматами и другой техникой.
Пройдемте в один из этих цехов. Здесь в просторном светлом помещении на гладко выстроганном и крашеном сосновом полу специалисты-рабочие вычерчивают в натуральную величину все те линии и плоскости, которые конструкторы изобразили на теоретическом чертеже корпуса будущего судна. Этот цех судостроительного завода называется плазом.
Здесь строго следят за тем, чтобы воздух был постоянно сухим и чистым. Зимой это помещение хорошо отапливается и вентилируется. Рабочие (плазовщики) тут работают в светлых халатах и мягкой обуви.
Линии теоретического чертежа плазовщики чертят на полу графитовыми карандашами и красками. Пользуются при этом различными инструментами и приспособлениями: стальными рулетками длиной до 100 метров, транспортирами, рейсфедерами, деревянными гибкими рейками и т. д. Работа тут выполняется с большой точностью и высококачественно. Чертеж на полу плаза сохраняется до конца постройки судна.
Тут же, на плазе, из фанеры и тонких досок изготовляют шаблоны различной формы для разметки деталей корпуса. В помещении плаза есть мастерская, где рабочие на станках обрабатывают древесину. На механической ленточной пиле режут доски, брусья, листы фанеры. На фуговочном станке быстро и гладко строгают деревянные заготовки для шаблонов и реек. На токарном станке при помощи разных инструментов вырезают деревянные изделия нужной формы для моделей.
Эта мастерская отделена стеклянной перегородкой от основного помещения, где, как мы уже знаем, на полу производится разбивка теоретического чертежа. Вся пыль, появляющаяся при обработке дерева, отсасывается по трубам сильными вентиляторами.
На плазе из фанерных листов сколачивают большие щиты, на которые наносят контуры деталей различной формы и набивают металлические рейки. Такие щиты называются копир-шаблонами. По ним в дальнейшем из стальных листов при помощи газорезательных машин вырезают детали.
Изготовляют здесь и деревянные макеты некоторых помещений судна. Макет в натуральную величину воспроизводит, например, машинное отделение судна со всеми механизмами, цасосами, вентиляторами, аппаратами и приборами. Все это сложно переплетается во многих направлениях трубами разной величины. Макетируют котельные отделения, надстройки, рубки. Подобно архитектору, конструктор наиболее удобно размещает на макете всю сложную технику, которой насыщается то или иное помещение судна.
Также из дерева изготовляются каркасы сложных частей судна — например, каркасы дымовых труб, дымоходов, наружной обшивки в кормовой части судна около гребных винтов, вентиляции в помещениях и др. По этим каркасам в дальнейшем делаются из металла части корабля.
Плазовщики — рабочие высокой квалификации. Они хорошо знают начертательную геометрию и имеют навыки в сложных геометрических построениях.
Один только корпус нашего теплохода состоит из тридцати тысяч частей-деталей. Каждая из них в соответствии с ее местом на судне имеет определенную форму и размеры. В целом же корпус судна во многом отличается от обычных геометрических фигур — цилиндра, конуса, параллелепипеда и т. д. Особенно сложную форму или, как говорят, обводы — имеют нос и корма корабля.
Рабочие - плазовщики по теоретическому чертежу наносят на плоскости (на полу плаза) развернутые изображения деталей корпуса; они применяют при этом простые приближенные способы геометрических построений, которые позволяют получить с необходимой точностью так называемую детали судна. Существует более 30 способов развертки листов. В течение нескольких десятилетий их создавали русские судостроители своим опытом и смекалкой. Таким образом, на плазе определяются форма и размеры всех деталей корпуса и изделий, расположенных в помещениях судна. Плаз является важным участком завода. Он дает ответы на все вопросы, поступающие из цехов, участвующих в постройке судна.
Отсюда, с плаза, мы идем в корпусный цех — в высокое двухпролетное здание, где начинается изготовление деталей каждого судна. Здесь в определенной последовательности поставлены станки и машины. Они расположены по прямой линии вдоль стен каждого пролета. Посередине оставлены свободные коридоры для проезда автомашин и паровозов с платформами, на которых привозят материалы и вывозят готовые детали.
На большой высоте по рельсам ходят электрические мостовые подъемные краны.
Когда технологи намечали производственный процесс для корпусного цеха, они тщательно объединили все детали корпуса теплохода в несколько групп с таким расчетом, чтобы каждая деталь последовательно переходила с одного станка на другой и чтобы одинаковые операции выполнялись на вполне определенном оборудовании.
Одну группу, например, составили детали из листовой стали толщиной 4 миллиметра и свыше этого размера: листы наружной обшивки судна, листы поперечных и продольных переборок, настилы палуб, детали набора судна — флоры, стрингеры, шпангоуты и бимсы.
В другую группу были включены детали из листовой стали толщиной 3 миллиметра и тоньше, а также из дюралюминия: листы легких переборок, надстроек и рубок, детали мебели и оборудования для кают и других помещений судна.
Особую группу составили детали, изготовленные посредством штамповки (т. е. при обработке металлов давлением; форма изделий при этом определяется формой специальных приспособлений — штампов) и т. д.
Каждая группа деталей проходит определенное число операций на отведенном для нее оборудовании. Расположение станков обеспечивает последовательное движение деталей без возврата назад и перемещений в другой пролет.
Рядом с корпусным цехом обычно находится склад стали, где хранится привезенная с металлургических заводов листовая и профильная сталь (т. е. полосы стали, имеющие различную форму сечений). Сталь на стеллажах распределена по маркам, толщине и профилю. Склад обслуживается мостовым электрическим краном.
Стальные листы разных размеров — длиной до 10 метров и шириной до 1,8 метра — подаются на станок, называемый правильными вальцами. Здесь поверхность каждого листа правится — вальцуется вращающимися металлическими валками, между которыми лист пропускается до тех пор, пока он не станет ровным. Затем лист краном укладывается на стол газорезательной машины. Рядом находится второй стол таких же размеров. На нем лежит копирный щит с металлическими рейками (прутками), согнутыми по контурам деталей. Магнитный ролик машины притягивается к стальной рейке и движется по ней, выписывая сложные фигуры. В это время газовый резак, точно копируя движение магнитного ролика, струей горящего газа при температуре, доходящей до 2000° С, вырезает из листа деталь.
Для газовой резки обычно применяют смесь кислорода и ацетилена. Большинство деталей корпуса судна вырезается газовым пламенем по копирам. В цехе одновременно работают несколько больших и малых газорезательных машин. Мостовые краны непрерывно подают к ним стальные листы, выправленные на вальцах. Газовая резка — это только первая операция изготовления детали; ее можно назвать раскроем заготовки.
Прежде чем вырезанная заготовка станет готовой деталью — частицей будущего судна, она подвергается многократной обработке на разных станках. Одни заготовки подаются на гибочные вальцы, где посредством холодной гибки им придают форму, соответствующую обводу судна. Форма изгиба проверяется по деревянному шаблону, изготовленному на плазе. Другие заготовки идут на фланцегибочный станок. Здесь по кромкам детали отгибают фланцы (кромки листа, отогнутые под прямым углом) на ширину, указанную в чертеже. Подобно тому, как кровельщик отгибает кромки на листе железа, которым покрывает крышу дома, станок легко и быстро гнет фланцы на толстых листах. Часть заготовок подается на сверлильный станок. Он не похож на обычные станки подобного рода. Длинный «хобот» поворачивается на колонне, по нему ходит каретка с механизмом для сверления дыр. На станке сверлят отверстия в листах большой длины и ширины. Таким образом, все заготовки в определенном порядке переносятся краном от станка к станку. Заготовки проходят путь более 100 метров и подвергаются различной обработке.
Каждая деталь корпуса в среднем проходит от 6 до 12 операций. Изготовление деталей из профильного проката и полосовой стали начинается с разметки по эскизам. Заранее на каждую такую деталь технологи завода изготовляют масштабное изображение ее формы (эскиз) и указывают, какие операции должна пройти деталь при ее обработке. После этого эскиз передают на плаз; здесь плазовщики, пользуясь теоретическим чертежом, определяют размеры детали и вписывают их в эскиз.
После такой подготовительной работы профильный прокат (угольники, тавры и т. д.) подают на участок разметки длинными полосами по 6 — 8 метров. Специалисты-разметчики размечают металл, применяя в качестве измерительных инструментов стальные рулетки и метры. Все последующие операции выполняются на пресс-ножницах (резка полос на части), бульдозере — станке для гибки профилей, сверлильном и строгальном станках и т. д.
Внутри судна помещения отделяются друг от друга легкими перегородками из стальных и дюралюминиевых листов.
Оборудование кают, служебных и бытовых помещений изготовляется также из тонкой стали или дюралюминия. Изделия из такого материала нельзя резать газовым пламенем. Для определения размеров деталей этой группы в большинстве случаев применяют шаблоны, изготовленные на плазе, а детали простой геометрической формы размечают по эскизам. По шаблонам листы режут на механических ножницах. Широко применяют вырубоч-ные и гибочные штампы и различные приспособления, которые упрощают и ускоряют обработку деталей.
На каждом судне имеется значительное число небольших одинаковых деталей. Все они вырубаются штампами на прессах.
В корпусном цехе работают по так называемой маршрутной системе: десятки тысяч деталей, составляющих корпус корабля, проходят со станка на станок по заданным маршрутам. Изготовляются детали в определенной последовательности — в зависимости от того, когда они понадобятся для сборки корабля. В соответствии с этими сроками составляют так называемый график работы цеха. По графику мастера видят, когда и какими деталями следует загрузить оборудование, какие задания надо дать рабочим на каждый день и какой металл необходимо своевременно получить на производственные участки.
В конце каждого пролета готовые детали проверяет контролер отдела технического контроля завода, после чего их сдают на склад. Этот не совсем обычный склад на судостроительном заводе называют цехом комплектации изделий и оборудования, поступающих на судно. Здесь ведут учет поступления изделий и их выдачи основным цехам завода, строящим судно. Все тут хранится на стеллажах в определенных ячейках — каждая деталь на своем месте. Четкая, хорошо организованная работа цеха комплектации обеспечивает бесперебойную подачу разнообразных изделий для постройки судна. Обычно не ждут изготовления всех деталей на корпус судна. Как только сделаны детали, хотя бы на одну часть (секцию) корабля, их комплектуют на складе и везут на железнодорожных платформах в сборочно-сварочный цех. Здесь из отдельных деталей изготовляются сначала узлы (соединения из двух или нескольких деталей называются узлом), а затем секции корпуса. Соединенные друг с другом секции придают судну обтекаемую форму.
Цех, где производится сборка, занимает большую площадь, разделенную на несколько пролетов, обслуживаемых мостовыми электрическими кранами. Конструкции здесь изготовляют на специализированных участках. Каждая группа рабочих выполняет
определенную работу: одни собирают флоры (поперечные днищевые связи корпуса); другие — стрингеры (продольные связи судна); третьи — шпангоуты (вертикальные тавровые балки по бортам судна) и т. д.
В виде узлов собирают, например, такие части корпуса: набор судна (вертикальный киль, стрингеры, флоры, шпангоуты, бимсы, карленгсы); фундаменты под главные и вспомогательные механизмы (дизели, турбовентиляторы, насосы, котлы и т. д.); патрубки, имеющие вид гнутых труб сложной конфигурации, и др.
Вертикальный киль и стрингеры собирают на плоском горизонтальном стенде (специально оборудованной площадке) из двух или трех деталей-листов, соединяют на электроприхватках (коротких сварных швах), которые служат только временными креплениями. Затем стыки деталей сваривают электросварочным автоматом. Сборка и сварка выполняются тщательно и высококачественно, чтобы получить такие узлы, которые обеспечивают продольную прочность судну.
Флоры, которые вместе со шпангоутами и бимсами обеспечивают поперечную прочность судна, собирают в специальных приспособлениях. Полотно флора точно в размер вырезают на газорезательной машине по копиру. Установка ребер жесткости выполняется в приспособлениях очень просто. Детали соединяют на временных электроприхватках, затем приваривают друг к другу полуавтоматом.
Шпангоуты и бимсы представляют собой сварные балки, имеющие в сечении форму буквы Т. Их собирают в два приема. Сначала листы стенки шпангоута укладывают на плазовый щит (металлический или деревянный), соединяют на прихватках и сваривают. Затем стенку шпангоута собирают и сваривают с полосой в специальном приспособлении. Шпангоут готов. Таким же образом изготовляют и бимсы. На плазовом щите вычерчены кривые, соответствующие форме шпангоутов и бимсов судна. По ним собирают и проверяют готовые узлы конструкций.
Существует много отличных друг от друга фундаментов. Судовой фундамент делается возможно легким; по конструкции и форме он соответствует типу механизма и расположению его опорных плоскостей.
Фундаменты изготовляют на металлическом стенде. На плоскости стенда вычерчивают в натуральную величину проекцию фундамента — верхние опорные планки, продольные балки и поперечные бракеты (бракеты — куски листовой стали, служащие для соединения балок).
По этой проекции на стенде рабочие собирают фундамент из отдельных узлов и деталей. Сварку производят полуавтоматами под слоем флюса. Готовый фундамент подают для установки на секцию.
Карленгсы — продольные балки, расположенные под палубой вдоль судна, — состоят из большой стенки и приварного -пояска
Сборка шпангоутов и бимсов в приспособлении:
а — сборка шпангоута; б — сборка бимса.
в виде буквы Т. В средней части судна они прямолинейны; это позволяет собирать их и сваривать на специальном станке, представляющем собой соединение сборочного приспособления со сварочным автоматом (сокращенно называют такой станок — «СТС»). В станок закладывают стенку и поясок карленгса. После включения станок автоматически собирает и сваривает детали «в тавр» (в виде буквы Т). Готовый карленгс вынимают из
Сборка фундамента: 1 — металлический стенд; 2 — проекция верхних оперных планок;
8 и 4 — опорные планки; 5, € и 7 — детали фундамента; 8 — линия установки детали.
станка. Сваривают на станке «СТС» и другие тавровые соединения конструктивных узлов судна, — например, узлы фундамента под дизель-генератор, балки подкрепления палубы под носовым шпилем и др.
Из всех деталей корпуса теплохода было изготовлено более трех тысяч узлов. Сборка узлов была организована так, что стало возможным широко применять автоматическую и полуавтоматическую сварку, упрощая и значительно облегчая труд рабочих. Молодые рабочие, прошедшие обучение в ФЗО и ремесленных училищах, быстро осваивают опыт корпусных работ и становятся строителями судов наравне со старыми кадрами судостроителей, затратившими много лет своей жизни на освоение различных сложных работ.
В сборочно-сварочном цехе каждый рабочий на определенном адерте делает для судна тот или иной узел или собирает секцию.
Автоматическая сборка и сварка тавровых балок на станке «СТС» (в круге — схема сборки и сварки в тавр). 1 и 2 — стенка и поясок карленгса; 3 — станок «СТС»; 4 — винтовые подставки; 5 — готовый карленгс.
Специализированные участки расположены вдоль цеха по технологическому потоку.
На каждом участке имеются сборочные стенды, кондукторы для соединения деталей друг с другом, сборочные приспособления в виде скоб, винтовых прижимов, клиньев, винтовых талрепов с обухами, набор сборочных и измерительных инструментов. Участки оснащены сварочными автоматами и полуавтоматами, переносными газорезательными машинками. К каждому участку подведен электрический ток для питания сварочных машин и автоматов и сжатый компрессорами воздух под давлением 4 — 5 атмосфер для включения пневматических сверлильных машинок, клепальных, рубочных и чеканочных молотков.
На первом участке специализированная бригада рабочих изготовляет конструктивные узлы вертикального киля и стрингеров. На втором участке другая бригада рабочих делает узлы флоров для всего корпуса. На третьем участке рабочие собирают узлы поперечного набора судна — шпангоуты и бимсы в виде сварных тавровых балок, имеющих погибь. На четвертом участке изготовляются фундаменты под разные механизмы, подкрепления корпуса судна, патрубки, колодцы. На остальных участках цеха делаются стойки поперечных переборок в виде прямых тавровых балок, отдельные узлы набора корпуса с приварными кницами, мелкие плоскостные узлы из тонколистовой стали.
Готовые узлы конструкций теплохода испытывали на непроницаемость сварных швов. Испытание производили струей сжатого воздуха, причем швы конструкции с обратной стороны обмазывали мыльной водой. В местах, где через шов проходил воздух, появлялся мыльный пузырь. Такие швы вырубали и эту часть узла вновь подвергали электросварке.
Можно производить испытание и другим способом: сварной шов обмазывают керосином, а с обратной стороны покрывают мелом, растворенным в воде; испытываемую конструкцию выдерживают в таком состоянии около получаса, а затем проверяют, не появились ли пятна керосина на белом фоне мела.
В определенном порядке и строгой последовательности на одних производственных участках сборочного цеха изготовляют узлы, а на других из этих узлов собирают секции корпуса судна. Мостовые краны непрерывно в течение всего рабочего дня подают узлы на так называемую секционную сборку.
Изготовление секций является наиболее сложной частью постройки корпуса судна.
Корпус судна состоит из многих секций, объемных и плоскостных. К объемным относятся секции днищевые, носовая и кормовая, надстройки, дымоход и дымовая труба. К плоскостным относятся секции продольных и поперечных переборок, палуб, платформ и т. д. Готовые секции по своей форме и размерам должны соответствовать проектным обводам судна. Только точцо изготов-
Узлы, составляющие секцию: t — флор; 2 — стрингер; 3 — шпангоут; 4 — бимс; 5 — наружная обшивка; 6 — второе дно; 7 — фундамент.
ленные секции после соединения их позволят получить гладкий обтекаемый корпус судна с плавными очертаниями.
Плоскостные секции, не имеющие погиби (поперечные и продольные переборки, платформы, нижняя палуба) собирают из листов на плоских стендах или плитах. Все стыковые швы полотен свариваются автоматами под слоем флюса. По деревянным рейкам, изготовленным на плазе, рабочие размечают места установки набора (сварные балки таврового сечения или катаные профили — полособульбы). Линии при разметке наносят на металл при помощи меловой нитки и накернивают, чтобы они не стерлись во время работы. Узлы и отдельные детали набора ставят на полотно секции с применением сборочных приспособлений (винтовых прижимов, скоб и клиньев) и крепят электроприхватками ручной сваркой. Набор к полотну приваривают автоматами или полуавтоматами, в зависимости от удобства сварки. Этим еще не заканчивается изготовление плоскостной секции. В секции нужно установить узлы и детали насыщения. Это — наклепыши и приварыши различных систем и трубопроводов, стаканы вентиляции, панели электротрасс, фундаменты под вентиляторы и легкие механизмы. Места установки изделий насыщения размечают по чертежу секции, в котором для каждого изделия даны необходимые установочные размеры от диаметральной плоскости (ДП) и грузовой ватерлинии (ГВЛ) судна. Одновременно с этим рабочие размечают и накернивают контур секции.
После установки и приварки деталей насыщения по контуру секции обрезают припуски металла при помощи переносной газорезательной машинки и частично вручную газовым резаком. По некоторым кромкам секции оставляют припуск для стыкования с другими секциями при сборке корпуса судна на стапеле. Для этой цели в технологическом процессе дается схема припусков по всем элементам секции. Наконец, сварные швы полотна испытывают на непроницаемость обдувом струей сжатого воздуха и промазыванием керосином.
Плоскостные секции с погибью собирать сложнее. Для изготовления таких секций делается специальная оснастка — постель. Постель для верхней палубы представляет собой каркас, состоящий из ряда лекал, верхние кромки которых образуют поперечную погибь, а в продольном направлении — седловатость палубы. Лекала постели устанавливают на жесткую раму, соединяют продольными связями и прикрепляют к раме электросваркой. Лекала постели обрабатывают по шаблонам, изготовленным на плазе. На них наносят и накернивают контрольно-установочные линии для сборки секции. Постели для верхней палубы делают на группу секций, что позволяет одновременно собирать несколько секций.
Изготовление секций верхней палубы начинают со сборки полотна настила из листов, укладываемых на лекала постели.
Листы по стыкам и пазам соединяют электроприхватками и плотно подтягивают к лекалам постели винтовыми стяжками.
Готовые секции со всех участков сборки перевозят на платформах на склад, где они хранятся до момента подачи на стапель. Производство в цехах, планируется так, что на складе всегда имеются в запасе готовые секции для постройки следующего судна. Наиболее крупными являются днищевые секции корпуса судна. Они весят до 30 тонн и состоят из листов наружной обшивки, вертикального киля, стрингеров, флоров, листов настила второго дна и т. д. В этих секциях ставятся фундаменты под главный и вспомогательные механизмы, колодцы, крышки горловин, трубы систем и трубопроводов и много других изделий. Собирают днищевые секции на так называемых «постелях», имеющих форму подводной части судна.
Все современные стальные суда имеют двойное дно. Второе дно было введено на судах для повышения их живучести, т. е. для создания большей непроницаемости корпуса в случае неожиданной пробоины в подводной части наружной обшивки. Про-
Днищевая объемная секция:
1 — наружная обшивка; 2 — вертикальный киль; 3 — стрингер; 4 — флор; 5 — второе дно; б — ребро жесткости;
7 — фундамент; 8 — горловина; 9 — лаз.
странство между наружной обшивкой днища и вторым дном используется для жидкого топлива и смазочных масел, необходимых судну в плавании.
Второе дно включается в днищевые секции. Его собирают и сваривают из отдельных листов и потом краном грузят на днищевую секцию. Рабочие, применяя сборочные приспособления, устанавливают здесь и плотно подтягивают настил второго дна. На настиле размечаются места установки фундаментов и других узлов и деталей.
Установка фундаментов является самой ответственной операцией в изготовлении днищевой секции; эту работу выполняют
наиболее квалифицированные сборщики (раньше фундаменты ставили лишь на стапеле, когда корпус судна был полностью готов). Механизмы, закрепленные болтами на фундаментах, должны быть расположены на определенной высоте и на точно указанном расстоянии от поперечных переборок и бортов. Чтобы под действием веса механизма фундамент не оседал, устанавливают под настилом специальные балки.
Для сварочных работ днищевую секцию снимают краном с «постели» и ставят в кантователь — специальное поворотное механическое устройство.
Кантователь — это Жесткий барабан диаметром 10 — 12 метров и длиной около 12 метров, вращающийся на катках при помощи электродвигателя. Он служит для поворачивания секции в процессе выполнения сварочных работ, позволяет изготовлять днищевые секции судна с высокой точностью.
При сварке соединений днищевой секции, из-за огромного количества тепла, выделяемого сварочной дугой, обычно происходит значительная усадка швов и металла конструкции. Технологи поэтому заранее ввели поправку с учетом общей деформации секции. Лекала «постели» устанавливаются шире намеченных обводов днищевой секции.
Днищевые секции судна изготовляют большими — шириной 8 — 10 метров и длиной до 12 метров. Чтобы правильно установить днищевые секции на стапеле при сборке корпуса судна, на
них размечают и накернивают (намечают точки керном — инструментом в виде заостренного стержня из твердой стали) контрольно-установочные линии, т. е. линию диаметральной плоскости (ДП) и теоретические линии стрингеров и крайних шпангоутов. Все эти линии наносят на внешней поверхности наружной обшивки днищевой секции. После проверки основных размеров днищевую секцию грузят краном на платформу и перевозят на
стапель или на склад хранения.
В самом конце сборочно-сварочного цеха отведено место для изготовления носовой и кормовой секций судна. Самые сложные по обводам, они требуют особенно больших затрат труда.
Для сборки этих секций подготовляют две жесткие каркас-постели с лекалами, образующими форму носа и кормы судна.
Носовую секцию собирают не из узлов и отдельных деталей, а из предварительно изготовленных подсекций — килевой, двух бортовых, нижней и верхней палубы, поперечных переборок и форштевня с прилегающими к нему листами наружной обшивки. Сборку носовой секции начинают с установки в каркас-постель килевой подсекции. Затем ставят форштевень, сваренный с листами обшивки.
Потом последовательно устанавливают поперечные переборки, настил нижней палубы, подсекции правого и левого борта и настил верхней палубы. Все части конструкции соединяют электро-прихватками. После этого производят сварочные работы. Особое внимание уделяется сварке форштевня, чтобы исключить возможное его коробление.
В носовую секцию устанавливают бортовые якорные клюзы (отливки с отверстиями для пропуска якорной цепи). Якорные клюзы отливают в литейном цехе из стали, хорошо выдерживающей ударУ и другого рода нагрузки, которые судно претерпевает при случайных толчках бортом о береговую стенку или во время работы якорного устройства. Эти клюзы, как правило, устанавливают под определенным углом в наружной обшивке. Направление желоба для якоря должно точно совпадать с направлением якорной цепи, идущей на носовой шпиль и через палубный клюз (особое отверстие в палубе) в цепной ящик. Только при соблюдении этого условия якорь будет легко — без заклинивания — отдаваться (сбрасываться) и втягиваться в клюз. Чтобы при отдаче якоря не «вытравилась» (т. е. не могла быть выпущена) в воду вся якорная цепь, конец ее закрепляют в цепном ящике при помощи особой скобы, называемой жвака-галсом.
Работы по сборке носовой секции заканчиваются установкой так называемых изделий насыщения. Ставятся крышки люков, трапы, иллюминаторы, стеллажи кладовых, кнехты и кипы швартовного устройства, трубы различных систем, детали крепления изоляции.
По окончании всех сварочных работ секцию грузят краном на платформу для перевозки на стапель.
Кормовая секция корпуса отличается от носовой тем, что она имеет более полные обводы. Эта секция состоит из наружной обшивки, подкрепленной мощными балками, поперечных переборок, верхней и нижней палуб и ахтерштевня.
Ахтерштевень поддерживает гребной вал с винтом и руль, ограждает руль и винт от повреждений в случае посадки судна на мель. Он имеет форму сложно изогнутой балки и поэтому делается литым. В первую очередь ставят ахтерштевень, выкладывают и сваривают листы наружной обшивки. Затем узлами ставят поперечные переборки и палубы.
Надстройки и рубки на пассажирском судне расположены на верхней и прогулочной палубах. Они имеют обтекаемую форму и вместе с основным корпусом судна создают архитектурный ансамбль. В надстройках размещаются каюты пассажиров, ресторан, музыкальный салон, курительный салон, буфет, библиотека, парикмахерская, каюты командного состава и другие помещения судна. В рубке на шлюпочной палубе расположены каюты помощников капитана, кают-компания, гирокомпасная, каюты штурмана и электрика.
На командном мостике помещаются ходовая и штурманская рубки, радиорубка, автоматическая телефонная станция, каюты капитана, старшего помощника капитана, лоцмана и начальника радиостанции.
Надстройки изготовляют из тонких стальных листов, применяя при этом электросварку. Поручают такую работу сборщикам и сварщикам высокой квалификации. Участок надстроек оснащен специальными сборочными стендами. До подачи надстроек на судно выполняют все работы по изоляции стенок и настила,
устанавливают все системы и оборудование и производят отделочные работы в помещениях.
Дымовая труба и помещающийся внутри нее дымоход изготовляются в виде отдельных секций. Собирают их из отдельных, заранее заготовленных деталей. Для трубы сначала собирают легкую конструкцию из катаного угольника. Затем навешивают на нее и приклепывают тонкие стальные листы обшивки трубы. Таким же способом собирают и дымоход.
Чтобы горячие газы, выходящие из трубы, не разрушали обшивку дымохода, внутреннюю сторону его изолируют листовым асбестом и зашивают листами, покрытыми негорючей краской.
Готовые секции трубы и дымохода везут отдельно на платформах в стапельный цех. Первым грузят на судно дымоход; потом на него надевают дымовую трубу. Крепят их друг к другу обушками, планками и угольниками. Дымовая труба в сочетании с надстройками и рубками должна придавать судну красивый стройный вид, поэтому она делается гладкой, обтекаемой, без вмятин и сломов. Отправив дымовую трубу и дымоход, сборочносварочный цех закончил изготовление всех секций для первого теплохода нового типа.
Но на сборочных участках работа продолжалась: изготовляли секции для второго и узлы для третьего судна.
В то время как рабочие сборочно-сварочного цеха делали узлы и секции для первого теплохода, в других цехах завода изготовляли для него различные трубы и оборудование, корабельные устройства, арматуру для судовых систем и трубопроводов, металлическую и деревянную мебель, детали крепления электрооборудования и электроаппаратуры и т. д.
В трубомедницком цехе завода рабочие сделали для судна около 3000 труб разных диаметров, длинных и коротких, прямых и изогнутых на несколько колен, изготовленных из меди и стали. Трубы для судна гнут в холодном состоянии на специальных трубогибочных станках и в горячем состоянии — вручную с применением приспособлений.
Перед горячей гибкой трубы плотно набивают мелким и чистым речным песком. Раньше набивку труб песком выполняли вручную: сушили песок на горне, насыпали его ведрами в трубы и уплотняли его ударами молотков по трубе. Теперь весь процесс механизирован: песок сушится во вращающейся печи, просеивается на механическом сите; отсюда он попадает в бункер и элеватором подается наверх. Труба ставится вертикально на стол формовочной машины, которая частыми ударами встряхивает песок, непрерывно засыпаемый сверху, и быстро уплотняет его в трубе.
Набитая песком труба закрывается по концам заглушками — деревянными пробками. Трубы нагревают в электрических печах, имеющих форму цилиндра, внутри которого помещается спираль из нихромовой проволоки. Печь сделана разъемной таким обра-
зом, что одна ее половина откидывается на шарнирах. Нагретая труба гнется по шаблону, при помощи разных приспособлений ей придается необходимая форма. Однако большую часть стальных и медных труб гнут в холодном виде на особых станках. Это значительно упрощает и удешевляет работу.
Раньше при постройке судов каждая труба по нескольку раз подгонялась и гнулась «по месту». Рабочие на плечах носили трубы из цеха на судно и обратно. Это был тяжелый и утомительный труд. Теперь на судостроительных заводах применяются новые способы изготовления труб для корабельных трубопроводов и систем.
Трубы, изготовленные для первого судна, проверенные на местах их установки, отправляются в фотомастерскую. Здесь установлен экран, на котором нанесена координатная сетка с ячейками размером 100 X 100 миллиметров.
Трубы устанавливают перед экраном и фотографируют специальным аппаратом на пластинки. На негативах фиксируются изгибы и кривизна трубы, положение фланцев и отростков. Теперь, если спроектировать изображение с пластинки на экран посредством проекционного фонаря, мы получим проекцию трубы в натуральную величину. Такой способ съемки называется фотомакетированием. Макетами служат трубы, изготовленные с пригонкой по первому судну.
По этим же гнутым трубам делают шаблоны из стального мягкого прутка. Пруток гнут, точно повторяя все изгибы трубы. Полученные шаблоны крепят на экране и фотографируют в двух или трех плоскостях (в зависимости от формы изгиба трубы в пространстве). Шаблонами, сделанными по первым трубам, пользуются до тех пор, пока они не износятся. По негативам в дальнейшем, пользуясь проекционным аппаратом, из прутка изготовляют новые шаблоны. Этот способ изготовления шаблонов для гибких труб называется фотошаблонированием. <
Фотомакетирование и фотошаблонирование значительно облегчили и удешевили изготовление труб для судовых систем и трубопроводов. Готовые трубы теперь всегда имеются в запасе и выдаются со склада к моменту установки их на судно.
Трубомедницкий цех изготовляет также змеевики для подогрева нефти в отсеках, патрубки из меди (небольшие отрезки трубы, служащие отводами от основного трубопровода), компенсаторы разных размеров, предохраняющие трубопроводы от расширения и сжатия при значительных температурных изменениях — переходах от сильного нагрева к охлаждению и обратно.
Трубомедницкие цехи теперь имеют оборудование, которое дает возможность выпускать изделия быстро и высококачественно. Это — машина для стыковой контактной сварки труб, полуавтомат для электросварки фланцев с трубами угловым швом, станок для разрезания труб по разметке, гидравлический пресс для испытания готовых труб и т. д.
Макетировочный станок:
1 — позиционеры макетировочного станка; 2 — экран; 3 — фотопроекционная установка; 4 — труба с фланцами.
В определенной последовательности этот цех выпускает готовые изделия для судов.
В одном из цехов завода — слесарно-корпусном — изготовляют для судов койки, столы, шкафы, стулья, диваны, тумбочки, полочки для кают и кубриков. Здесь же для салонов, кают-компании, ресторана, буфета, библиотеки, парикмахерской делают мебель, шкафы-буфеты, — обстановку, создающую условия для отдыха и уюта. Здесь выпускают стеллажи и разное оборудование для грузового и почтово-багажного трюмов, рефрижератор-
Электромагнитный стенд для сварки дюралюминиевых конструкций:
1 — деревянный стол; 2 — электромагниты; 3 и 4 — медная и стальная планки; 5 — дюралюминиевые листы, подлежащие сварке.
ных кладовых, плотницкой мастерской и других служебных помещений судна.
Судно имеет приспособления, без которых нельзя безопасно выходить из гавани, плавать и приходить в порт, сниматься с якоря и швартоваться к пристани, перевозить пассажиров и грузы. Приспособления эти называются, как мы уже знаем, устройствами (рулевое устройство, якорное и буксирное устройство, грузовое устройство и т. д.).
Для изготовления устройств, мебели и другого оборудования слесарно-корпусный цех получает тысячи разнообразных заготовок из литейного, кузнечного и других цехов. Эти заготовки обрабатывают на станках рабочие разных специальностей.
Во всех цехах, участвующих в постройке корабля, применяется так называемый поточный метод производства, предусматривающий последовательное изготовление и подачу изделий и оборудования на судно по графику, установленному технологами завода.
Много творческой инициативы и смекалки вкладывают в свой труд «морских дел старатели» — мастера, бригадиры и рабочие различных специальностей. Среди них есть немало высококвалифицированных производственников с богатейшим личным опытом. Многие из них неустанно пополняют свои знания, посещают занятия в организованных на заводе школах и курсах усовершенствования, познают теоретическую сторону кораблестроения. При богатом практическом опыте эти новаторы производства зачастую применяют на своих рабочих местах такие усовершенствования, какие нельзя учесть и отразить ни в чертежах конструкторов, ни в инструкциях, составленных технологами.
«Разбивая» по чертежу корпус корабля на плазе, например, плазовые разметчики сглаживают обводы, стремятся сделать подводную часть корпуса более плавной, обтекаемой, благодаря чему при тех же мощностях машин достигается наибольшая возможная скорость хода судна.
Сборщики стараются собрать корпус корабля в точной симметрии относительно его середины (диаметральной плоскости), чтобы на воде корабль не подвергался крену (наклону на бок).
Электросварщики, скрепляя узлы и секции, внимательно следят за тем, чтобы швы, по возможности, не выходили за обводы корпуса, так как все выступающие части создают при плавании корабля лишнее сопротивление и вредные завихрения воды.
Трубомедники стремятся плавно выгибать трубы — без острых углов, чтобы пропускаемые по этим трубам жидкости (вода, масло, жидкое топливо) не имели препятствий на своем пути к машинам, насосам и котлам.
Поточный метод применяется и при постройке судна на стапеле. Монтажно-сборочные работы здесь ведутся в строгой последовательности, как теперь говорят производственники, «по позициям».
Сборку нашего теплохода, например, производили так, что все монтажные и сборочные работы были объединены в четыре группы, четыре «позиции».
На первой позиции из отдельных узлов и секций строили корпус корабля, а затем, заливая водой его отсеки, испытывали судно на водонепроницаемость. На этой же позиции устанавливали легкие переборки между палубами, разделяли внутренние непроницаемые помещения судна на каюты, служебные и санитарно-бытовые помещения, кладовые и т. д. Во всех помещениях судна ставили при этом крепления для столов, стульев, коек, шкафов, умывальников в каютах, крепления специального оборудования и аппаратуры в служебных помещениях. Эти крепления делали в виде скоб, угольников, обушков, планок, привариваемых к корпусу корабля.
Работа первой позиции закончилась обработкой верхних опорных планок фундаментов под главную машину и вспомогательные механизмы.
Корпус судна затем на специальных тележках перевезли по рельсам на вторую позицию. Здесь погрузили и установили на
Постройка корпуса судна на стапеле:
1 — 9 — блоки корпуса судна.
фундаменты дизель, насосы, вентиляторы и другие механизмы; ставили изоляцию в помещениях и производили ее декоративную зашивку; растачивали ахтерштевень, монтировали линию гребного вала, рулевую машину и рулевое устройство.
Тут же выполнили часть работ по монтажу трубопроводов и систем,- соединили трубы со всеми механизмами, грузили и устанавливали электростанцию и дизельгенератор.
Затем судно на тележках перевезли на третью позицию, где были закончены монтажные работы по трубопроводам и системам, под определенным давлением испытывали водой на непроницаемость трубы и фланцевые соединения каждого трубопровода, протягивали электрические кабели по всем помещениям судна, устанавливали электроаппараты и приборы. Основная же работа на третьей позиции — установка мебели в каютах и салонах и установка оборудования в служебных и бытовых помещениях. Поставили двери и крышки люков во всех помещениях судна; произвели первичную окраску помещений и оборудования.
Наконец судно на тележках перевезли на последнюю — четвертую позицию. Поскольку корабли теперь строят сериями, второе судно в это время перевезли со второй позиции на третью, третье судно — с первой позиции на вторую, а на первой позиции началась закладка четвертого судна. Иначе говоря, в постройке одновременно находится четыре судна в разных стадиях готовности.
Общая длительность пребывания судна на четырех позициях, исчисляемая в днях, называется циклом постройки судна.
На четвертой позиции были выполнены работы по монтажу и испытанию устройств — шлюпочного, швартовного, грузового, якорного, тенто-леерного (тент — парусина, растягиваемая над палубой судна для защиты от солнца и дождя; леер — туго натянутая веревка, у которой оба конца закреплены), забортных трапов. Устанавливали и проверяли в действии палубные механизмы — электрические якорные шпили, грузовые лебедки; ставили и оснащали мачты рангоутом, такелажом, антенным устройством для радиоустановок; окончательно отделывали и окрашивали все помещения судна; навешивали шторы, занавески, надевали чехлы на мебель.
Тут же, на последней позиции, проверяли электрические схемы механизмов, проворачивали механизмы на холостом ходу без нагрузки, готовили все механизмы и устройства к швартовным испытаниям.
Таким образом, теплоход на четвертой позиции окончательно подготовлялся к спуску на воду.
ТЕПЛОХОД ОПУСКАЮТ НА ВОДУ
Самым ответственным моментом является спуск корабля на воду.
Стапель, где собирали наш теплоход, имеет спусковые дорожки на земле, уходящие в воду. Основание стапеля — бетонное, настил — из толстых сосновых и дубовых брусьев. Под построенное на стапеле судно подводят деревянные салазки, ставят упоры (копылья), скрепляют все это длинными болтами, «глухарями» (винтами для дерева с шестигранной или квадратной головкой), скобами. Сани прикрепляют к судну при помощи стальных полос (полотенец).
Спусковые дорожки и сани покрывают (насаливают) специальным составом (насалкой). Перед насалкой спусковые дорожки тщательно осматривают, убирают и чисто подметают, так как даже маленькая гайка или шайба, случайно упавшая на дорожку, может вызвать остановку спускаемого судна и привести к аварии. Толщина общего слоя насалки доходит до 5 — 15 миллиметров, на что расходуются тонны жиров.
Между санями и дорожками временно укладывают прокладки — «слизни» сечением примерно 20 X 70 миллиметров. Эти прокладки при помощи талей вынимают за час-два до спуска. Ставят их для того, чтобы судно своей тяжестью не выдавливало насалку раньше времени.
Сани перед спуском крепят упорными стрелами с подложенными под них яйцеобразными деревянными шарами, и, кроме того, обвязывают несколькими петлями манильского троса, называемого задержником. Закрепляют этот трос к береговому би-тингу (столб или куст деревянных или металлических столбов).
В спусковые команды берут самых опытных рабочих, преимущественно плотников и такелажников.
Когда все подготовительные работы закончены, бригады расставлены на свои места и знания их проверены, командующий спуском отдает приказания, которые должны быть повторены бригадирами постов и выполняются четко и моментально.. Исполнение сейчас же докладывают руководителю спуска — начальнику цеха, строителю судна или главному инженеру завода. Команды отдаются очень быстро одна за другой:
— Кильблоки убрать! (т. е. убрать положенные на стапеле дубовые или сосновые брусья).
— Шары вон, стрелы долой!
— Руби задержники!
Операция спуска занимает минуты, а сам спуск — секунды, подготовка же к спуску длится несколько дней.
Из-за большого давления на дорожки (20 — 40 килограммов на квадратный сантиметр) насалка дымит и горит. Для предотвращения пожара принимаются предупредительные меры.
Судно разгоняется и с большой скоростью врезается в воду.
После спуска на воду к судну подходят буксиры и отводят его на подготовленное место у достроечной набережной.
В этот момент на судне впервые поднимают флаг Советского Союза.
Суда иногда строят не на стапелях, а в доках или эллингах. В этом случае судно не спускают на воду, а выводят из дока к той же достроечной набережной.
Когда судно готово, док, в котором оно строилось, заполняют водой через специальные клинкеты (задвижки, запорные приспособления) в шлюзовых воротах дока. Как только уровень воды в доке сравняется с уровнем бассейна, ворота открываются, и судно выводится к достроечному пирсу (пирс — причальная линия на берегу). Операция всплытия в доке происходит спокойно, занимает 2 — 3 часа и не требует особой подготовки.
С момента всплытия судна в доке или спуска его на воду на нем устанавливают постоянную вахту из рабочих, зачисленных в сдаточную команду; слесари, электрики и матросы с бригадирами во главе смотрят за порядком во время работ, следят за кингстонами и другими забортными отверстиями, смотрят за сходнями, швартовными тросами, обеспечивают непотопляемость судна, проводят противопожарные мероприятия, держат телефонную связь с берегом. Вахта дежурит по сменам; ведется вахтенный журнал работ и происшествий. Обо всем докладывают старшему строителю судна, которому подчиняется сдаточная команда.
Все оборудование, все механизмы и системы судна начинают оживать с началом швартовных испытаний, т. е. испытаний у пристани, у пирса или набережной завода, за швартовные тумбы («пушки») которой закреплено судно.
Готовясь к таким испытаниям, механики прежде всего принимают с берега воду в питьевые и мытьевые цистерны, соляр и мазут в топливные танки, масло в расходные и запасные цистерны и баки. Подключив электрокабель с берега к специальному щиту на судне, проверяют правильность подачи электроэнергии к электродвигателям насосов, компрессоров и других механизмов. Электродвигатели запускают вхолостую, т. е. отсоединив их от механизмов. Эти механизмы, в свою очередь, проверяют проворачиванием руками или специальным приспособлением.
Если никаких ненормальностей не замечено, запускают электромеханизм и проверяют его работу по специальной программе испытаний, наблюдая за показателями приборов: какую мощность потребляют механизмы, плавно ли работают, не греются ли подшипники, не искрят ли щетки двигателей и т. д.
По особым программам проверяют действие всех систем и устройств судна: трубопроводов, умывальников, душей, вентиляторов, системы пожаротушения, компасов, эхолотов, радиосвязи, телефонов, сигнализации, отличительных огней, электроосвещения, прожекторов. Судно заполняет равномерный гул от вращения механизмов; стрелки приборов качаются; наблюдающие записывают результаты.
После проверки всех вспомогательных механизмов испытывают главные двигатели — дизели, сначала вхолостую, а затем в соединении с гребным винтом; в это время судно надежно закрепляют на якорях и швартовных тросах.
Когда работа механизмов и приборов проверена на испытаниях у берега, на борт судна принимается сдаточная команда. Всех, кто входит в ее состав, расселяют по каютам и кубрикам. Пополняются запасы топлива, масла, воды, провизии. Составляются планы ходовых морских испытаний: намечаются районы перехода, начало и конец испытаний агрегатов и т. д.
Наконец сходня убрана. Командир с мостика отдает приказания, которые по телеграфу принимает команда машинного отделения. Отдают швартовные концы, и судно на малом ходу отваливает от причала для последних проверок в морских условиях.
Начинается интересная морская жизнь. Успокаивающе стучат мощные дизели, гудят вентиляторы, подавая свежий воздух во все помещения, тихо плещется вода о борт судна. Теплоход, разрезая волны, отходит от берега.
Основная цель испытаний теплохода в море — проверка работы главных двигателей. Несколько часов теплоход идет, развивая скорость от малого до самого полного хода. Проверяется мощность, развиваемая двигателями, равномерность нагрузки на поршни во всех цилиндрах, расход топлива, нагрев трущихся частей механической установки и т. д. Замеряют давление на манометрах, показания термометров, по особому прибору — тахометру — узнают число оборотов вала двигателя, а затем сопоставляют эти данные со скоростью хода судна.
Судно на мореходных испытаниях.
Чтобы определить полноту сгорания топлива, подаваемого в цилиндры через форсунки, ведут наблюдение за дымностью. Светлый, чуть видный цвет выхлопных газов показывает хорошее сгорание соляра, его экономный расход.
Проверяются многие вспомогательные механизмы, обслуживающие двигатели дизеля — топливные и масляные насосы, помпы водяного охлаждения, перекачивающие насосы, вдувные и охлаждающие вентиляторы и др. Кроме того, наблюдают, при каких оборотах двигателя ощущается дрожание корпуса судна — вибрация, чтобы в дальнейшем избегать этих критических оборотов двигателя, отрицательно действующих на все судно и на людей.
Скорость судна выясняется, когда оно по нескольку раз проходит вперед и назад между береговыми знаками или маяками, расстояние между которыми точно измерено. В этих случаях принято говорить «судно идет на мерной миле». Так узнают полный, средний и малый ход. Когда испытание подходит к концу и все обстоит благополучно, дизелям дают перегрузку на 1 — 2 часа и устанавливают так называемый максимальный ход, т. е. наибольшую возможную скорость судна. При этом записывают состояние моря и погоды: силу ветра и волны в баллах, направление ветра, курс судна, температуру забортной воды, глубину морского района, состояние грузов на судне, осадку носом и кормой и т. д.
При полной скорости судна руль перекладывают с борта на борт, чтобы убедиться в его безотказной работе, узнать радиус циркуляции, получаемый при этом крен.
Очень важно знать, какое расстояние пройдет судно по инерции в том случае, если с полного переднего хода переключить дизели на полный задний ход. Это испытание, называемое реверсом, — одно из самых трудных для каждой машины и для корпуса корабля.
Кроме этого важнейшего испытания, в морских условиях повторно проверяют и те механизмы, устройства, аппаратуру, которые раньше были проверены у берега на швартовных испытаниях. На глубокой воде судно ставят на якорь, чтобы убедиться, не сносит ли его волной и ветром, затем «выбирают» якоря и проверяют, за сколько минут это выполняется. Все время работают компасы, лаг, эхолот, радиостанции. Ночью зажигают ходовые, якорные и сигнальные огни, ратьер (сигнальный фонарь особого устройства; в темное время он позволяет давать сигналы и вести переговоры при помощи узкого луча света) и клотиковые огни, служащие для переговоров. Прожектор освещает море вокруг судна. Спускают шлюпки и сажают в них команду, затем после проверки на море шлюпки опять поднимают и ставят на свои места.
Когда вся программа испытаний закончена, судно возвращается к берегу, к заводу, и все замеченные недостатки устраняются. Если есть необходимость, вскрывают тот или другой механизм и осматривают его; это называют «ревизией» механизмов.
После этого испытательная партия, заводская сдаточная команда и представители приемной комиссии покидают судно.
Теперь теплоход принимает под свою ответственность капитан, назначенный еще до начала всех испытаний.
Работа завода закончена. Составляется «паспорт» судна, в который заносят полученные при испытаниях данные, оформляется акт на постройку и сдачу судна заказчику.
Торжественно подымают на корабле флаг Советского Союза. Вскоре затем теплоход отправляется в свой первый рейс.
Рабочие и служащие собираются на набережной, где назначен митинг по случаю ухода корабля в первое плавание. Звучит музыка. Последние приветствия... Капитан выходит на мостик, экипаж становится на свои места. Слышны короткие команды:
«Сходню убрать!» «Отдать швартовы». «Правая, малый вперед!» «Право руля!» «Так держать!»
Судно отваливает от стенки завода.
Счастливого плавания, товарищи!
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Распознавание текста книги с изображений (OCR) —
творческая студия БК-МТГК.
|