Конструкции корпусов и надстроек, а также внутренних переборок и выгородок корпуса часто выполняют безиаборными — из листов с вертикальными гофрами. Система набора корпуса толкачей и буксиров внутреннего плавания — поперечная. Величина шпации не превышает 600 мм.
Конструктивная схема набора корпуса буксиров внутреннего плавания принципиально не отличается от схемы набора морских буксиров, но на конструкцию корпуса толкачей и толкачей-буксиров в целом и их отдельных узлов основное влияние оказывает назначение и мощность судна. Дело в том, что кроме нагрузок, обычно действующих на корпуса буксиров, корпуса толкачей и толкачей-буксиров должны воспринимать и выдерживать усилия, возникающие:
- в процессе передачи упора движителей толкаемому составу, особенно в результате перекладки рулей или насадок;
- при ударах упорами в баржи на волнении или при формировании состава;
- от натяжения вожжевых канатов, особенно при расположении их под значительными углами к палубе толкачей во время килевой качки;
- вследствие недостаточного водоизмещения кормовой оконечности, имеющей большой подрез, простирающийся почти до половины длины корпуса, что вызывает неравномерное распределение сил поддержания и вибрацию.
Эти дополнительные усилия, действующие на корпуса судов, работающих способом толкания, и определяют специфические особенности их конструктивной схемы в части увеличения общей продольной прочности и местных подкреплений.
Источник: fleetphoto.ru
На американских толкачах в зависимости от их мощности и размеров ставится от двух до четырех продольных переборок по всей длине корпуса, причем переборки выполняются как сплошными по всей длине с облегчающими вырезами, так и ограниченной длины — например в пределах машинного отделения, а в
оконечностях продолжаются усиленные днищевые и подпалубные связи, раскрепленные фермами. На отечественных толкачах продольные переборки в районе машинных отделений, как правило, не ставятся, но предусматривается усиление продольного набора. На толкачах мощностью 800, 1 200 и 2 000 л. с. две продольные переборки установлены только в нос и корму от машинных отделений.
Предлагается к прочтению: Морские буксирные суда, классификация и виды
Толкачи мощностью 4 000 л. с. уже имеют две сплошные продольные переборки.
В носовой части переборки устанавливаются на одной линии с наружными или внутренними плоскостями упоров для толкания. Под другую плоскость упоров на протяжении форпика, а иногда и далее в корму, устанавливаются местные продольные переборки. С наружной стороны корпуса в этих же плоскостях ставятся мощные кницы, передающие на корпус усилия, возникающие при толкании составов или отдельных барж.
Источник: fleetphoto.ru
При проектировании отечественных толкачей и толкачей-буксиров набор корпуса осуществляется в соответствии с Правилами Речного Регистра. Учитывая условия работы таких судов и их назначение, набор корпуса и толщина наружной обшивки часто увеличиваются по сравнению с требованиями Правил.
Конструктивные схемы характерных мидель-шпангоутов толкачей и толкачей-буксиров приведены на рис. 1—4.
Принятые для корпусов отечественных толкачей-буксиров значения толщины наружной обшивки меньше применяющихся на американских толкачах. У последних широко унифицируется одна толщина листов для всей наружной обшивки с утолщениями лишь в отдельных случаях в носовой и кормовой оконечностях. Настилы палуб также нередко имеют одинаковую толщину по всей площади палубы. Средние значения толщины наружной обшивки и настила палуб американских толкачей превышают принятые для озерных толкачей-буксиров отечественной постройки на 35— 60%.
Для подбора значений толщины наружной обшивки, палубы и продольных связей, суммарная площадь сечения которых обеспечила бы общую продольную прочность буксиров и толкачейКоэффициенты полноты, форма корпуса и мореходные качества буксиров, приводится табл. 1, заимствованная из «Правил постройки стальных судов внутреннего плавания» (часть II). Надстройки и рубки в этом случае в состав эквивалентного бруса не включаются.
Размеры штевней, толщин непроницаемых переборок также могут быть набраны по таблицам Правил, а других элементов корпуса — по имеющимся в Правилах формулам минимальных моментов сопротивления в зависимости от их взаиморасположения и действующих нагрузок, регламентированных классом судна.
Величины расчетных нагрузок в носовой оконечности от ударов волн, расчетных нагрузок на наружную обшивку, днище, борта, непроницаемые переборки задаются Правилами в виде условных гидравлических нагрузок в зависимости от осадки судна.
| Табл. 1 Размеры элементов эквивалентного бруса толкачей и буксиров с поперечной системой набора в зависимости от класса, длины и высоты борта судна | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Длина судна L, м | Высота судна Н, м | Днищевой пояс | Палубный пояс | |||
| толщина обшивки днища, мм | число кильсонов | суммарная площадь сечения кильсонов – стенки и пояски см2 | толщина настила палубы, мм | суммарная площадь сечения всех продольных связей настила, см2 | ||
| Суда класса <<М>> | ||||||
| 20 | 2,0 | 5 | 1 | 20 | 5 | 160 |
| 30 | 2,5 | 5,5 | 3 | 80 | 5 | 220 |
| 40 | 3,1 | 6 | 3 | 100 | 6 | 310 |
| 50 | 3,8 | 7 | 3 | 115 | 6 | 390 |
| Суда класса <<О>> | ||||||
| 20 | 1,7 | 4 | 1 | 15 | 4 | 120 |
| 30 | 2,2 | 4,5 | 3 | 65 | 4,5 | 190 |
| 40 | 2,8 | 5 | 3 | 80 | 5 | 260 |
| 50 | 3,4 | 6 | 3 | 100 | 5 | 320 |
| Суда класса <<Р>> | ||||||
| 20 | 1,6 | 3,5 | 1 | 15 | 4 | 110 |
| 30 | 2,0 | 4 | 3 | 60 | 4 | 170 |
| 40 | 2,5 | 4,5 | 3 | 75 | 4 | 230 |
| 50 | 3,1 | 5 | 3 | 90 | 4,5 | 280 |
| Суда класса <<Л>> | ||||||
| 20 | 1,4 | 3 | 1 | 10 | 3,5 | 100 |
| 30 | 1,8 | 3 | 3 | 40 | 3,5 | 140 |
| 40 | 2,2 | 3,5 | 3 | 60 | 4 | 190 |
| Примечания: 1. Если действительная высота борта судна равна 80% табличной высоты или менее, то общая табличная площадь сечения днищевого и палубного поясов эквивалентного бруса должна быть увеличена пропорционально отношению табличной и действительной высоте борта. 2. Площадь сечения брускового киля может быть засчитана в площадь сечения кильсонов. | ||||||
От некоторых типов буксирных судов внутреннего плавания требуется выполнение функции ледоколов, обеспечивающих поддержание свободного ото льда русла на участках рек, в затонах, бьефах, при слипах и т. п. Иногда оценку выбираемых конструкций производят в результате сравнительных расчетов по прототипу, пользуясь методом предельных нагрузок. В случае необходимости работы в битом льду предусматриваются подкрепления в соответствии с Правилами.
Носовые упорные конструкции корпусов с целью некоторой амортизации ударов раньше выполнялись с деревянной или резиновой облицовкой. Однако опыт работы буксиров, которые оборудовались для толкания, показал, что работоспособными являются только стальные конструкции корпусов (рис. 5). Поэтому как в нашей стране, так и за рубежом упоры для толкания выполняются из стальных листов, причем передняя — упорная поверхность из листов значительной толщины. Последнее необходимо для толкачей и толкачей-буксиров всех классов, поскольку передние — контактные поверхности упоров и особенно их части, прилегающие к наружным (от ДП) кромкам упоров в процессе движения толкача с составом из-за наличия зазоров в сцепном устройствеСцепные устройства буксирных судов воспринимают высокие динамические нагрузки. Методы определения усилий, действующих на упоры.
Носовые упоры толкачей должны надежно соединяться с корпусом. Кроме упомянутых выше продольных переборок, нижние и верхние части упоров (см. рис. 5) должны иметь соответствующие опоры в виде коробчатых призматических конструкций.
Носовая оконечностьСредства улучшения маневренных характеристик судна толкачей и толкачей-буксиров предусматривается с мощными подкреплениями и увеличенными значениями толщины палубы для восприятия усилий от автосцепов, тросоукорачивающих устройств и т. п.
Как уже упоминалось, кормовая оконечность корпусов всех толкачей и особенно толкачей, имеющих
относительно малую осадку при значительной мощности, обладает весьма ограниченной плавучестью. Поэтому, проектируя корпус, следует учитывать необходимость создания прочных конструкций в продольном направлении. Это необходимо и для уменьшения вибрации кормовой оконечности.
С целью увеличения прочности кормовой оконечности предусматривают седловатость, которая по соображениям технологичности может быть образована по прямой линии, или чаще полуют. Сопряжение палуб в этом случае осуществляется либо посредством наклонного пандуса или перекроя палуб с перепуском главной палубы в корму на 2—3 шпации и установкой между ними прочных продольных связей. На отечественных толкачах мощностью 4000 л. с. с той же целью доведен до гако-борта первый ярус надстройки.
Ниши для размещения носовых и кормовых якорей должны иметь усиленные подкрепления, увеличенную толщину в местах трения цепи и касания штока, а также лап якоря при входе его в клюз и размещении в нише. Форма ниш и наклон клюзовых труб должны обеспечивать удобный вход якоря в клюз и укладку
в нише из любого положения, какое может принять якорь при подъеме.
Источник: fleetphoto.ru
Для предотвращения вибрации в районе машинного отделения и движителей днище часто имеет специальные подкрепления.
Основным материалом корпуса и надстроек служит листовая и профильная углеродистая сталь.
Стенки надстроек и выгородки делают из листов толщиной: I ярус — 4 и 3 мм, II и III ярус — 3 и 2 мм.
Конструкции корпусов и надстроек, а также внутренних переборок и выгородок корпуса часто выполняют безиаборными — из листов с вертикальными гофрами. Последние по сравнению с конструкциями, имеющими горизонтальные гофры, дают возможность:
- получить равнопрочную (в отношении местной прочности), но примерно на 10% более легкую конструкцию;
- не ставить приварных стоек жесткости, которые необходимы при горизонтальном расположении гофров.
Горизонтальное расположение гофров для наружных стенок надстройки I яруса целесообразно только в случае, когда прочность корпуса не обеспечена и требуется включать в общий изгиб надстройку, или по архитектурным соображениям.
На отечественных толкачах-буксирах стенки надстроек ходовых рубок выполняют иногда из легкого сплава.
Носовые и кормовые окна ходовых рубок делают с наклоном наружу. Наклон передней стенки ходовой рубки в районе расположения окон или всей стенки следует предусматривать от 19 до 27° (табл. 2), в зависимости от того, как далеко от нее стоит судоводитель. Возможное положение судоводителя и наклон окон показаны на рис. 6, где дан продольных разрез типовой ходовой рубки минимальных размеров. Принято, что средняя высота положения глаз человека— 1 650 мм от палубы, высота рубки не более 2 200 мм, а длина — около 3 300 мм.
Величина наклона окон задних стенок рубки должна быть меньше чем передних, так как судоводитель находится от них значительно дальше, чем от передних (см. табл. 2). Величины углов наклона передних и задних окон при других размерах рубок могут быть легко получены в результате геометрического построения по типу рис. 6. Осевым смещением лучей при проходе стекол ввиду их малой толщины (3—4 мм) можно пренебречь.
| Табл. 2 Значение углов наклона передних и задних окон рубки в зависимости от местоположения рулевого | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Отстояние глаз рулевого (см. рис. 6) от вертикальной стенки рубки, мм | Наибольший возможный угол падения луча со стороны носа с горизонтом (град) для | Углы наклона окон рубки, град | |||
| передний bн | задний bк | bн | bк | передний α | задний β |
| 550 | 2 500 | 10 | 12 | 29 | 14 |
| 650 | 1 990 | 10 | 13 | 24 | 19 |
| 800 | – | 10 | – | 22 | – |
| Примечания: 1. Отстояние глаз рулевого от палубы равно 1 650 мм. 2. Углы α и β зависят от высоты нижней кромки носовых и кормовых окон от палубы и длины рубки. Значения α даны с запасом в 4—5, а значения β — с запасом 2—3 для наихудшего случая | |||||
Для уменьшения вибрации рубки подкрепляют переборками или пиллерсами, располагаемыми по одной вертикали от днищевого набора до верхней подкрепляемой палубы рубки (см. рис. 2), и вертикальными кницами, которые устанавливают у задней стенки рубок в виде продолжения боковых стенок. Иногда требуются дополнительные кницы, привариваемые в плоскостях продольного набора крыши рубок. Высота таких книц равна межпалубному пространству. Длина у основания — 2—3 шпации.
С целью снижения вибрации и исключения передачи структурного шума в жилые помещения и ходовую рубку на толкаче-буксире Франц Ханиель 12 рубка первого яруса была установлена на амортизаторы (рис. 7).
Читайте также: Управление судном при плавании на мелководье и в узкости
Длина буксира 32 м, ширина 11,4 м, водоизмещение 375 т. Буксир имеет два двигателя мощностью по 1 250 л. с. при 1 500 об/мин, работающих на гребные винты через редукторы. Частота вращения винтов 275 об/мин. Главные и вспомогательные двигатели, вентиляторы машинного отделения размещены на амортизированных фундаментах.
Рубка весом 82 т установлена на 20 стальных пружинах, расположенных под ее боковыми стенками. Конструкция крепления пружин допускает их замену без смещения рубки. Регулируемые и взаимозаменяемые резиновые амортизаторы фиксируют положение рубки при воздействии на нее внешних сил (см. рис. 7). Теплозвукоизоляция жилых помещений крепится на резиновых и металлических элементах. Окна из толстого стекла также закреплены резиновой окантовкой. Все трубопроводы и каналы, подходящие к рубке, выполнены из гибкого, эластичного материала. Предусмотрены глушители шума и звукоизоляция выхлопных и вентиляционных трубопроводов.
Благодаря указанным мерам, по данным фирмы, уровень шума в помещениях рубки над машинным отделением на полном ходу судна с вентиляционной системой, работающей на полную мощность, составил 50—52 дБ, а во втором ярусе — 46 дБ. Разница в уровне шума под рубкой, покоящейся на стальных пружинах, и в машинном отделении составила 26—29 дБ. Частотные измерения показали, что с применением резиновых амортизирующих опор, повышающих частоту, снижается степень изоляции в результате увеличения динамической жесткости. Это не наблюдается в случае применения стальных амортизирующих конструкций.
