21927

БОЕВЫЕ И МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА КОРАБЛЯ

Лекция

Военное дело, НВП и гражданская оборона

ЛЕКЦИЯ: БОЕВЫЕ И МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА КОРАБЛЯ. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ: Понятие о боевых качествах корабля. Основные сведения о мореходных качествах корабля. Понятие об эксплуатационной прочности корабля.

Русский

2013-08-02

140.5 KB

14 чел.

26

КАМЧАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ВОЕННОГО ОБУЧЕНИЯ

                                                                                                                                                                                                                    Экз. № 1

У Т В Е Р Ж Д А Ю

Начальник военно-морской кафедры № 2

капитан 1 ранга                     И. Ковалев

«___»_______________ 2004 года

Капитан 2 ранга БЕЛОВ О.А.

ЛЕКЦИЯ: «БОЕВЫЕ И МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА КОРАБЛЯ».

ВУС-072302, 122101,   250200

Дисциплина ТП.02

Тема № 1

Занятие 1.1

                                                                        

                                                                     Обсуждена на заседании ВМК № 2

«___»__________________2004 г.

Протокол №______

Петропавловск-Камчатский

2004


С О Д Е Р Ж А Н И Е:

ВВЕДЕНИЕ.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ (ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ):

  1.  Понятие о боевых качествах корабля.
  2.  Основные сведения о мореходных качествах корабля.
  3.  Понятие об эксплуатационной прочности корабля.
  4.  Общая характеристика материалов корабельных корпусных конструкций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

ЛИТЕРАТУРА:

1.  А.И. Самолетов, И.И. Украинцев. Устройство и живучесть надводного        корабля. М.: Воениздат, 1987.

 

         УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

1. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ:  стенд «Продольный разрез корабля».

 

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ: кодоскоп.

3. ПРИЛОЖЕНИЕ: слайды для кодоскопа.


В В Е Д Е Н И Е

Несмотря на большие перемены во внутренней и внешней политике, Россия по прежнему стремится оставаться великой морской державой. Для надёжной защиты своих морских рубежей, а также для обеспечения национальных интересов РФ нуждается в сильном, современном, океанском Военно-Морском флоте. ВМФ, как вид вооружённых сил включает в себя надводные корабли, подводные лодки, суда обеспечения, а также береговые части и авиацию. Перед каждым из перечисленных родов сил стоят определённые, конкретные задачи, для решения которых они предназначены.

Чтобы корабль мог выполнять поставленные перед ним задачи, он должен обладать рядом боевых и мореходных качеств.

На сегодняшнем занятии мы рассмотрим назначение, боевые и мореходные качества надводных кораблей, как одного из основных родов сил, входящих в Военно-Морской флот.

1. ПОНЯТИЕ О БОЕВЫХ КАЧЕСТВАХ КОРАБЛЯ.

Корабельным Уставом ВМФ определено, что кораблём называется плавучее инженерное сооружение, способное передвигаться по поверхности воды, над водой и под водой, носящее военно-морской флаг.

В строительстве корабля принимают участие сотни заводов. Изучением вопросов кораблестроения занимается целый ряд наук: теория корабля, строительная механика, архитектура корабля, проектирование кораблей.

Основным боевым назначением корабля является уничтожение или ослабление сил и средств противника путём боевого воздействия.

Эта основная задача включает в себя ряд конкретных задач, для решения которых создаются различные классы кораблей. Боевые корабли разделяются на классы в зависимости от основного оружия и предназначения. В настоящее время существуют такие классы надводных кораблей как: авианесущие, ракетно-артиллерийские, противолодочные, минно-тральные и десантные. Кроме того, в пределах одного и того же класса с учётом дальности плавания, водоизмещения или специализации на подклассы. Внутри классов и подклассов существуют корабли различных типов и проектов.

Все эти корабли отличаются друг от друга не только по тактико-техническим характеристикам, но и по характеру решаемых задач.

Несмотря на все различия (ТТХ, предназначение, вооружение и т.д.), каждый корабль должен обладать определёнными боевыми качествами, которые и предназначены обеспечить выполнение поставленных перед ним задач.

К основным боевым качествам корабля относятся боеспособность, живучесть, скрытность, манёвренность, автономность, обитаемость, мореходность.

Рассмотрим перечисленные боевые качества корабля более подробно.

БОЕСПОСОБНОСТЬ характеризует возможность корабля вести боевые действия и выполнять другие боевые задачи в соответствии с предназначением.

От обеспечения данного качества зависит решение свойственных данному классу кораблей боевых задач (поиск и уничтожение подводных лодок противника, нанесение ударов по надводным кораблям, базам и промышленным центрам противника, ПВО, траление и др.). Уровень боеспособности корабля определяет также его возможности по осуществлению самообороны при противодействии противника. Боеспособность определяется составом и эффективностью оружия, средствами пассивной и активной защиты, маневренными и мореходными элементами, а также присутствием всех остальных боевых качеств, одним из основных среди которых наряду с боеспособностью является живучесть корабля.

ЖИВУЧЕСТЬ - способность корабля противостоять боевым и аварийным повреждениям, восстанавливая и поддерживая при этом в возможной степени свою боеспособность.

Живучесть корабля включает такие элементы, как непотопляемость, взрыво- и пожаробезопасность, живучесть оружия и технических средств, а также защищенность личного состава.

Корабль, обладающий низкой живучестью, в условиях противодействия не сможет нанести ущерб противнику, т.к. быстро утратит свою боеспособность.

Живучесть корабля в целом и каждый из ее элементов в отдельности обеспечивается выполнением трех групп мероприятий:

а) Конструктивных, осуществляемых при проектировании и постройке корабля.

Это и обеспечение необходимой общей и местной прочности корпуса корабля, деление корабля на водонепроницаемые отсеки, оборудование помещений корабля эффективными средствами борьбы за живучесть (противопожарные системы, трюмные системы, балластные системы и т.д.).

б) Организационно-технических, проводимых на протяжении всего периода службы корабля.

К этим мероприятиям относится в первую очередь контроль за состоянием корпуса  корабля и исправностью средств борьбы за живучесть,  а также подготовка личного состава корабля к борьбе за живучесть (БЗЖ).

в) Действий личного состава по борьбе за живучесть поврежденного корабля.

Мероприятия этой группы включают в себя непосредственно борьбу личного состава корабля за непотопляемость при получении кораблем боевых и аварийных повреждений (заделка пробоин, удаление воды, спрямление корабля и т.д.)

Боеспособность и живучесть являются важнейшими боевыми качествами корабля, обеспечению которых уделяется главное внимание при его проектировании и эксплуатации. Именно поэтому многие конструктивные решения при создании боевого корабля обусловлены требованиями высокой боеспособности и живучести.

СКРЫТНОСТЬ - это способность корабля действовать незаметно от средств технического и зрительного наблюдения противника.

Очевидно, чем лучше обеспечена скрытность корабля, тем меньше вероятность его обнаружения и поражения боевыми средствами противника. Поэтому обеспечению скрытности уделяется большое внимание как на этапе проектирования и постройке корабля, так и в процессе эксплуатации.

Каждый корабль обладает целым комплексом различных физических полей: акустическим,  магнитным, тепловым, гидродинамическим и т.д. Современные виды оружия реагируют на данные физические поля корабля. Поэтому возникает необходимость снижения этих полей.  Например, использование малошумных технических средств, возможность работы механизмов на специальных  режимах,  снижающих шумы,  использование специальных устройств,  позволяющих снизить уровень физических полей корабля (размагничивающее устройство); использование специальных составов для окраски корпуса корабля, затрудняющих его визуальное наблюдение противником.

МАНЁВРЕННОСТЬ - характеризует способность корабля изменять свое местоположение и включает в себя : скорость, дальность плавания, инерцию, поворотливость, а для подводных лодок, кроме того, глубину погружения и скорость глубины погружения.

Данное боевое качество позволяет кораблю более эффективно использовать имеющееся у него вооружение, а также улучшить возможности защиты корабля  от боевого воздействия средств  противника.

Обеспечивается маневренность в основном за счет конструктивных мероприятий: обводы корпуса корабля, использование технических средств, тип энергетической установки и т.д. Важную роль при этом играет и обученность личного состава корабля, правильность и уверенность его действий.

АВТОНОМНОСТЬ - предельная длительность пребывания корабля в море без пополнения запасов топлива, смазочного масла, пресной воды, провизии и прочих запасов, необходимых для движения корабля и жизни на нём личного состава. Измеряется автономность в сутках.

При действии в море, корабль постоянно расходует ресурсы топлива, смазочных материалов, пресной воды, продовольствия. Поэтому от наличия запасов этих ресурсов, а также от их экономного и эффективного использования зависит автономность. Автономность также зависит и от типа главной энергетической установки используемой на корабле.

Так, применение на кораблях ядерной энергетической установки позволяет значительно увеличить их автономность. Так для кораблей с обычными ГЭУ автономность составляет 30 - 35 суток по запасам топлива, то для кораблей с ЯЭУ автономность достигает 80 суток и более по запасам провизии, а по запасам топлива автономность для таких кораблей практически не ограничена.

Автономность имеет большое значение для корабля, для его боевой устойчивости. Поэтому применяются всевозможные способы увеличения автономности корабля. Например, предусматриваются специальные режимы работы энергетической установки (режим экономичного хода), на которых обеспечивается наименьший расход топлива. На каждом боевом корабле предусмотрено устройство приёма жидких грузов на ходу, что позволяет кораблю пополнять запасы топлива, масла, пресной воды при нахождении в море. Использование опреснительных установок также обеспечивает пополнение запасов пресной воды.

ОБИТАЕМОСТЬ корабля - предусматривает обеспечение необходимых условий жизни и деятельности на нем личного состава.

Действие корабля связано с его длительным пребыванием в море. Возникает необходимость создания в корабельных помещениях благоприятных климатических условий.

Например, при действии в арктических районах требуется обогрев корабля, а при плавании в тропиках вентиляция и кондиционирование воздуха в жилых и служебных помещениях корабля. От обеспечения нормальных условий жизнедеятельности зависит работоспособность личного состава корабля.

Кроме того, при выполнении своих обязанностей на БП, при обеспечении тех или иных мероприятий на корабле л\с испытывает физическую и психологическую нагрузку. Чем лучше конструктивно и технически обеспечены условия работы и отдыха л\с, тем меньше будет эта нагрузка. Следовательно, и действия л\с будут более уверенными, осмысленными и четкими, что обеспечивает эффективное выполнение поставленных задач.

Таким образом, создание комфортных условий для личного состава корабля повышает его боеспособность. Однако нужно помнить, что корабль проектируется и строится для решения боевых задач и должен в максимальной степени предназначаться для ведения боевых действий.

МОРЕХОДНОСТЬ - способность корабля безопасно плавать и эффективно применять оружие на взволнованной поверхности моря.

Мореходность обеспечивается прочностью корпуса, всхожестью на волну, незаливаемостью и брызгозащищенностью, умеренной качкой, стабилизацией оружия и приборов наведения с целью повышения точности стрельбы.

Поверхность моря редко бывает спокойной. Обычно кораблю приходится действовать в условиях волнения моря. Это вызывает дополнительные нагрузки на корпус корабля, на технические средства и л\с. Следовательно корабль должен иметь достаточную прочность и устойчивость для выполнения задач в условиях волнения моря. Мореходность оценивается волнением моря в баллах, при котором корабль может эффективно применять оружие.

Мореходность современных кораблей составляет 6 - 7 баллов.

Таким образом, для обеспечения эффективного выполнения своего боевого предназначения каждый корабль должен обладать комплексом боевых качеств: боеспособностью, живучестью, скрытностью, маневренностью, автономностью, обитаемостью, мореходностью. Наиболее важными из перечисленных боевых качеств являются боеспособность и живучесть.

Все остальные качества направлены на обеспечение боеспособности и живучести корабля. Но все боевые качества взаимосвязаны и при утрате любого из них снижается эффективность действия корабля в целом.

Наряду с боевыми качествами, большое значение для корабля имеет также обеспечение его мореходных качеств, которые характеризуют положение корабля относительно поверхности воды и его движение относительно этой поверхности.

2. ОСНОВЫ СВЕДЕНИЯ О МОРЕХОДНЫХ КАЧЕСТВАХ КОРАБЛЯ.

Мореходные качества корабля делятся на две группы:

  1.  Статические мореходные качества – характеризуют неподвижный корабль (статика корабля).
  2.  Динамические мореходные качества – характеризуют движущийся корабль (динамика корабля).

Статика корабля включает в себя  плавучесть, остойчивость и непотопляемость. Динамика корабля формируется ходкостью, управляемостью и качкой.

Рассмотрим данные качества подробнее, начиная со статики корабля.

а) Основные сведения о плавучести корабля.

Плавучестью называется способность корабля плавать в заданном положении относительно поверхности воды, имея на себе все грузы, необходимые для выполнения задач, свойственных данному кораблю.

В соответствии с законом Архимеда на корабль, плавающий в спокойной воде без хода, действуют две категории сил: силы тяжести всех частей (грузов) корабля и силы гидростатических давлений, действующих на погруженную в воду часть корпуса корабля.

Все силы тяжести могут быть приведены к одной равнодействующей - силе тяжести корабля P, приложенной в центре масс (ЦМ) корабля G(x,y,z,) и направленной вертикально вниз.

Силы гидростатических давлений также могут быть приведены к одной равнодействующей - силе плавучести или выталкивающей силе D, приложенной в центре величины С(x,y,z) и направленной вертикально вверх. Положение центра величины (ЦВ) изменяется в зависимости от изменения величины или формы подводного объема, тоесть при получении кораблем крена, дифферента или при изменении его средней осадки.

По величине сила плавучести равна весу вытесняемой кораблем воды.

Равновесие корабля определяется двумя условиями:

- сила тяжести и сила плавучести должны быть равны по величине;

- ЦМ и ЦВ должны лежать на одной вертикали.

Если при P = D не будет соблюдено второе условие, то корабль будет наклонятся до тех пор, пока точки G и С не окажутся на одной вертикали. При этом корабль будет иметь начальный статический крен и дифферент.

Для надводного корабля эти условия выполняются автоматически, так как при изменении силы тяжести Р и координат ЦМ соответственно изменяется сила плавучести D и координаты ЦВ.

Способность корабля плавать в заданном положении относительно поверхности воды обеспечивается наличием силы плавучести, которая уравновешивает силу тяжести. Поэтому величина силы плавучести корабля может быть принята в качестве меры плавучести или водоизмещение корабля.

Различают следующие водоизмещения корабля:

- объемное водоизмещение V - величина, численно равная объему воды, вытесняемой корпусом корабля в режиме плавания без хода;

- массовое водоизмещение М = ρV - величина, численно равная массе воды в объеме V, вытесняемом корпусом корабля;

- весовое водоизмещение D = γV - величина, численно равная весу воды в объеме V, вытесняемом корпусом корабля.

Для надводных кораблей наиболее часто употребляется массовое водоизмещение.

В процессе плавания водоизмещение может существенно изменятся за счет приема и расходования переменных грузов: боезапаса, продовольствия, топлива, смазочного масла, питьевой воды, питательной воды для энергетической установке, личного состава и др.

Для сравнительной оценки состояния нагрузки надводных кораблей различают следующие типовые (спецификационные) водоизмещения:

Vпор - порожнем - водоизмещение полностью построенного корабля без переменных грузов;

Vст - стандартное - водоизмещение корабля с переменными грузами, кроме топлива, смазочного масла и питательной воды;

Vн - нормальное - водоизмещение, равное стандартному, плюс половина запасов топлива, смазочного масла и питательной воды, предусмотренных спецификацией;

Vп - полное - водоизмещение полностью построенного корабля со всеми переменными грузами, предусмотренными спецификацией.

Vнб - наибольшее - водоизмещение корабля с дополнительными, сверх предусмотренных спецификацией переменными грузами, принятыми в специально оборудованные для этого места.

Перечисленные водоизмещения являются исходными для определения нагрузки корабля в процессе эксплуатации, их значения заносятся в тактический формуляр и другую отчетную документацию корабля. Водоизмещение корабля является одной из основных его технических характеристик.

Способность надводного корабля автоматически уравновешивать дополнительно принимаемые грузы, обусловлена возможностью увеличения подводного объема (объемного водоизмещения). Эта возможность ограничена величиной непроницаемого объема, расположенного выше ватерлинии, который является мерой неизрасходованной плавучести или запасом плавучести.

Таким образом, под запасом плавучести понимается непроницаемый для воды объем надводной части корпуса корабля или та масса грузов, которую корабль может принять сверх имеемой нагрузки до полного погружения.

Обычно запас плавучести (ЗП) измеряется в процентах от подводной части корабля.

Запас плавучести неповрежденных надводных кораблей равен 100 - 150% нормального водоизмещения. Следует помнить, что запас плавучести имеет жизненно важное значение для корабля и является одним из основных элементов, обеспечивающих его непотопляемость.

Плавучесть корабля и элементы ее характеризующие рассматриваются относительно спокойной поверхности воды. Но на корабль находящийся в море постоянно действуют различные кренящие силы, в первую очередь ветер и волнение, стремящиеся вывести его из положения равновесия. Поэтому необходимо обеспечить кораблю способность удерживаться в положении равновесия не смотря на воздействие внешних факторов. Данные условия обеспечиваются следующим мореходным качеством корабля - остойчивостью.

б) Общие положения теории остойчивости.

Остойчивостью называется способность свободно плавающего корабля, выведенного из положения равновесия воздействием внешних сил, вновь возвращаться в первоначальное положение после прекращения действия этих сил.

Остойчивость - одно из основных мореходных качеств корабля. Сохранение и поддержание ее является важнейшей задачей экипажа.

Отклонение корабля от положения равновесия в поперечной плоскости называется креном, в продольной - дифферентом. Корабль в неодинаковой степени сопротивляется крену и дифференту, поэтому различают продольную и поперечную остойчивости. Поперечная остойчивость связана с углами крена, продольная - с углами дифферента.

Определение остойчивости корабля проводят при малых и больших углах наклонения. К малым углам наклонения относятся углы крена до 10 - 12° и углы дифферента до 2 - 3°. Углы превышающие данные значения считают большими углами наклонения и остойчивость корабля при этом изменяется по сложным законам.

Остойчивость на малых углах наклонения называют начальной остойчивостью.

В зависимости от характера внешних сил, выводящих корабль из положения равновесия, различают остойчивости статическую и динамическую. При статической остойчивости наклоняющие корабль силы не вызывают значительных угловых ускорений и ими на практике можно пренебречь. Если наклоняющие корабль силы вызывают значительные угловые ускорения, то остойчивость корабля называют динамической.

Остойчивость корабля считается достаточной, если совместное действие возмущающих сил, возникающих на волнении, и других внешних сил, действующих на корабль в бурную погоду, не может привести к опрокидыванию корабля.

При определении начальной остойчивости принимаются следующие допущения:

- наклонения равнообъемны, т.е. объемы, входящие в воду и выходящие из воды при наклонениях, равны между собой;

- центр величины при наклонениях перемещается по дуге окружности. Рассмотрим начальную  поперечную  остойчивость корабля.

Если корабль под действием кренящего момента mкр получит малый угол крена θ, то за счет изменения формы подводного объема ЦВ переместится в точку С1. Сила плавучести D при этом будет направлена вертикально вверх и перпендикулярна новой ватерлинии В1Л1.

Согласно принятому допущению ЦВ при малых углах наклонения перемещается по дуге окружности. Центр этой окружности находится на пересечении линий действия силы плавучести в прямом и наклонном положениях и называется метацентром (m). Расстояние от метацентра до ЦВ называется метацентрическим радиусом (r).

Что касается ЦМ корабля, то в данном случае он останется в точке G, так как никакие грузы на корабль не принимались, а имеемые не перемещались. Таким образом, после наклонения корабля силы P и D перестают действовать по одной вертикали и образуют пару сил с плечом GK, которое называется плечом статической остойчивости. Момент этой пары сил называется восстанавливающим моментом (mθ). Чтобы корабль обладал положительной начальной остойчивостью, необходимо, чтобы восстанавливающий момент был направлен против наклонения корабля, т. е. против кренящего момента. Это условие соблюдается, если ЦМ находится ниже метацентра.

Величины, которые позволяют оценить остойчивость корабля числом, называются мерами остойчивости. Такими мерами остойчивости корабля могут являться метацентрические высоты,  поперечная (h) и продольная (H).

Они позволяют сравнивать остойчивости разных кораблей при заданных условиях и оценивать степень совершенства корабля с точки зрения остойчивости. Значение метацентрических высот для надводных кораблей находятся в пределах:  h = 0,7 - 1,5 м; H = (0,8 - 1,5)L.

В количественном соотношении продольная остойчивость в 50 - 100 раз больше поперечной.

Меры остойчивости или параметры, их определяющие, приводятся в тактическом формуляре корабля.

Для оценки остойчивости корабля на больших углах наклонения используется диаграмма статической остойчивости (ДСО), которая выражает графическую зависимость восстанавливающих моментов и их плеч от углов наклонения.

Безопасность плавания корабля также обеспечивается и рациональным маневрированием относительно ветра и направления действия волн.

Требования к остойчивости и ее нормированию имеют целью, с одной стороны обеспечить наиболее благоприятное для боевого использования и эксплуатации поведение корабля в различных морских условиях, а с другой - обеспечить безопасность плавания и непотопляемость корабля, которая является следующим мореходным качеством корабля.

в) Основы непотопляемости корабля.

Непотопляемостью корабля называется его способность оставаться на плаву и не опрокидываться при повреждении и затоплении одного или нескольких отсеков вследствие боевых или аварийных повреждений.

Иначе говоря, непотопляемость - это способность повреждённого корабля сохранять плавучесть и остойчивость.

Приведённое определение непотопляемости устанавливает пределы, при которых это мореходное качество утрачивается кораблём. Этими пределами будут случаи, когда корабль либо тонет из-за потери плавучести, либо опрокидывается из-за потери остойчивости.

Непотопляемость корабля обеспечивается следующими мероприятиями:

1. Конструктивными мероприятиями, осуществляемыми при постройке корабля.

Целью конструктивного обеспечения непотопляемости является придание кораблю таких свойств и оснащение его такими техническими средствами, которые обеспечивают заданный уровень непотопляемости и возможность успешной борьбы за непотопляемость:

2. Организационно-техническими мероприятиями, проводимыми в течение всей службы корабля.

Эти мероприятия имеют целью создание и постоянное поддержание оптимальных условий для наиболее полного использования конструктивных возможностей и технических средств обеспечения непотопляемости корабля, определяемых его проектом.

От правильной эксплуатации неповрежденного корабля и подготовки его экипажа к борьбе за непотопляемость в значительной степени зависит его состояние после повреждения. Анализ аварий показывает, что очень часто именно неудовлетворительное техническое состояние кораблей и бездействие их экипажей приводило к тяжелым и даже катастрофическим последствиям.

3. Действиями личного состава по борьбе за непотопляемость, направленными на поддержание и возможное восстановление запаса плавучести и остойчивости поврежденного корабля.

Борьба за непотопляемость - важнейшая составная часть борьбы за живучесть корабля. Ее сущность состоит именно в том, чтобы предотвратить гибель от потери плавучести или остойчивости корабля, не затонувшего сразу, а также по возможности восстановить его плавучесть, остойчивость и другие мореходные и боевые качества. Поэтому, подготовка личного состава к борьбе за непотопляемость должна вестись систематически и планомерно на основе специально разработанных правил и программ.

Практически непотопляемость корабля удобно оценивать количеством водонепроницаемых отсеков, при затоплении которых он остается на плаву. Например, для крейсеров это будет 3 - 4 отсека из 22 - 23, для эскадренных миноносцев - 2 - 3 из 17 - 18, для малых кораблей - 2 из 8 - 10.

Методы, разработанные в теории непотопляемости позволяют быстро установить состояние поврежденного корабля, определить изменение его посадки и остойчивости, наметить и осуществить мероприятия по восстановлению остойчивости, и спрямлению поврежденного корабля.

Таким образом, непотопляемость является основным мореходным качеством корабля и обеспечивается целым комплексом мероприятий. Часть этих мероприятий закладывается ещё на стадии проектирования корабля, а часть осуществляется на протяжении всей эксплуатации корабля. К одному из таких мероприятий относится подготовка и борьба за непотопляемость корабля, которая является элементом борьбы за живучесть корабля.

 г) Ходкость корабля

Ходкостью называется способность корабля перемещаться с заданной скоростью хода при затрате определенной мощности энергетической установки.

    При движении корабль испытывает сопротивление двух сред  –  воды и воздуха. Величина силы сопротивления зависит от скорости и режима движения корабля, формы и размеров корпуса, характера и состояния подводной поверхности, количества, формы и расположения на нем выступающих частей, а также от эксплуатационных факторов (продолжительности плавания после постройки и докования, наличия волнения моря, ограниченности фарватера и др.).

    Расчеты сопротивления воды выполняются для равномерного  прямолинейного движения на тихой глубокой воде нового нормально погруженного корабля.

    Изменение сопротивления воды при различных водоизмещениях, состояниях корпуса и внешних условиях плавания в необходимых случаях учитывается дополнительно.

    При изучении и расчетном определении полное сопротивление  движению корабля определяется  как сумма всех сопротивлений:

R = Rтр + Rф + Rв + Rвч + Rвз

где Rтр  –  сопротивление трения;

     Rф   –   сопротивление формы   (вихревое сопротивление);

     Rв    –   волновое  сопротивление;

     Rвч –   сопротивление выступающих  частей;

     Rвз  –  сопротивление воздуха.

   Сопротивление трения  Rтр зависит от скорости хода  корабля, величины его смоченной поверхности, состояния этой  поверхности (шероховатости) .

   Сопротивление формы Rф зависит от формы погруженной части корпуса. Чем полнее обводы корпуса и хуже его  обтекаемость, тем больше вихрей и значительнее сопротивление.  

   Волновое сопротивление Rв, обусловлено повышением суммарного давления на носовую смоченную поверхность  корпуса по сравнению с кормовой за счет образования на поверхности воды волн, вызванных движением корабля.

  Сопротивление выступающих частей Rвч, включает сопротивление рулей, кронштейнов, боковых килей, обтекателей гидроакустических средств и других устройств, расположенных в подводной части корпуса.

  Величины сопротивлений Rф, Rв и Rвч, обычно определяются  на основе испытания модели корабля в опытовом бассейне и последующим пересчетом величин сопротивления модели на натурный корабль по законам динамического подобия.

  Сопротивление воздуха Rв, определяется в аэродинамической трубе методом продува в ней модели и на больших  скоростях может достигать 10% полного сопротивления движению корабля.

  Соотношение между отдельными составляющими сопротивления зависит от формы корпуса, скорости и принципа движения.  Для водоизмещающих кораблей на малом ходу основной составляющей является сопротивление трения Rтр, которая может достигать 75% полного сопротивления. На полном ходу основной составляющей становится  волновое сопротивление Rв, которое может составлять 50% и более  от полного сопротивления. Для кораблей на подводных крыльях  и на воздушной подушке основной составляющей является сопротивление воздуха Rв.

Зная полное сопротивление движению корабля R, Н (кгс), на  различных скоростях V, м/с, можно определить буксировочную или эффективную мощность NR, затрачиваемую на преодоление  этого сопротивления, по формуле:

NR = RV/1000, кВт

Увеличение скорости надводных кораблей может быть достигнуто наращиванием мощности силовых установок и уменьшением  сопротивления воды.

Повышение ходкости надводных водоизмещающих кораблей за счет наращивания мощности силовых установок нецелесообразно, так как из-за резкого увеличения волнового сопротивления потребная мощность силовой установки возрастает приблизительно пропорционально кубу скорости и даже  более высоким ее степеням. Поэтому целесообразно для резкого  увеличения скорости уменьшать сопротивление движению путем  вывода корпуса корабля из воды за счет использования гидродинамических сил поддержания. Такие принципы поддержания используются в глиссирующих кораблях, кораблях на подводных  крыльях, на воздушной подушке.

Существенно зависит ходкость корабля и от эффективности движителя, который обеспечивает преобразование энергии силовой установки в энергию поступательного движения корабля.

 Различают лопастные и водопроточные движители.

 К лопастным относятся гребные винты и крыльчатые движители, а к водопроточным – водометные и гидрореактивные движители с забором воды из пограничного слоя корпуса корабля.

 Наиболее широкое применение получили гребные винты фиксированного шага с лопастями, жестко соединенными со ступицей. Они отличаются простотой конструкции, надежностью в эксплуатации и высоким КПД.

Воздушные  винты применяются на кораблях на воздушной подушке и экранопланах.

д) Управляемость корабля.

 Управляемостью называется способность корабля сохранять или изменять направление своего движения с помощью  средств управления.

  Понятие «управляемость» объединяет   два  свойства корабля – устойчивость на курсе и поворотливость.

  Первое свойство состоит в способности корабля сохранять заданный  курс, а второе – в способности изменять его. Оба эти свойства по  своей природе противоречивы, поэтому при проектировании корабля важно правильно определить оптимальное соотношение между  требованиями к устойчивости на курсе и поворотливости.

  Устойчивость на курсе зависит не только от внешних  возмущений, но и от опыта рулевого. Показателями хорошей  устойчивости корабля на курсе являются: малая  рыскливость (самопроизвольный уход корабля с курса) и малое  число перекладок руля в единицу времени для удержания корабля на курсе.  

 Практически ни один корабль не обладает абсолютной устойчивостью на курсе и для сохранения его курса требуется постоянное  вмешательство рулевого или автоматических устройств. Обычно  считают, что корабль обладает удовлетворительной устойчивостью  на курсе, если при волнении моря 3-5 баллов руль приходится  перекладывать 4-6 раз в минуту на углы не более 3° - 4°  на борт. Углы рыскания при этом не должны превышать  2° - 3° .

  Поворотливость корабля обеспечивается перекладкой  руля или при помощи машин, или того и другого вместе. Она характеризуется временем изменения курса и циркуляцией.

  Циркуляцией называется траектория, по которой движется центр масс корабля при перекладке руля на некоторый угол  с последующим удержанием его в этом положении.

  Промежуток времени от момента отдачи приказания о перекладке руля до момента прихода корабля на заданный курс называется временем изменения курса.

Время изменения курса на 360° называется периодом циркуляции.                              Эти величины в  основном зависят от скорости корабля и угла перекладки руля.

     Кроме того типичная циркуляция корабля характеризуется следующими элементами:

        Dц – диаметр установившейся циркуляции;

        Dт – тактический диаметр циркуляции (поворот на 180°);

        L1 – выдвиг;     L2  – прямое смещение;       L3 – обратное смещение.

Отношение  Dц \ L   есть  мера  поворотливости  корабля. Для кораблей большого и среднего   водоизмещения  это отношение  равно 5 – 7, для малых кораблей  –  2 – 3.

е) Качка  корабля.

  Качкой называется совокупность колебательных движений относительно положения равновесия, совершаемых кораблем под  действием внешних сил (в первую очередь волнения моря и ветра).

  Различают бортовую, килевую и вертикальную  качки. Однако следует иметь в виду, что указанное деление является условным и на практике корабль обычно испытывает все  три вида качки одновременно.

Качка является отрицательным качеством корабля и может  иметь целый ряд вредных последствий. Например, возможно появление опасных кренов корабля; снижение точности стрельб; ухудшение условий обслуживания и работы механизмов и приборов; снижение скорости корабля и увеличение расхода топлива; возникновение опасных напряжений в корпусе, деформация или  даже разрушение корпуса и т.п. Кроме того, качка отрицательно сказывается на физиологическом состоянии личного состава,  вызывая так называемую морскую болезнь.

Чтобы уменьшить неблагоприятные воздействия качки применяют               успокоители качки.

В настоящее время существуют  только успокоители бортовой качки  как  наиболее  опасной и  вредной.

По принципу управления стабилизирующим моментом успокоители качки разделяются на пассивные и активные.

В пассивных успокоителях стабилизирующий момент  создается в виде непосредственной реакции на качку корабля. Из  пассивных успокоителей широкое применение получили боковые кили, которые увеличивают сопротивление воды бортовой качке  на 25 – 40 %  и уменьшают тем самым амплитуду качки корабля.

  Активные успокоители качки требуют для своей работы внешнего источника энергии. Стабилизирующий момент в  таких успокоителях создается принудительно. Наиболее эффективными активными успокоителями являются бортовые управляемые  рули. Указанные рули подобны обычным балансирным рулям, но  размещаются в середине длины корабля в районе скул перпендикулярно к наружной обшивке

 Внутри корпуса размещаются автоматизированные рулевые приводы, которые позволяют перекладывать рули вверх или вниз  и создавать стабилизирующие моменты. Так как силы давления  воды на рули пропорциональны квадрату скорости набегающего  на них потока, то их эффективность очень сильно зависит от скорости корабля.

На стоянке эти рули не могут уменьшать качку  корабля. К недостаткам бортовых рулей следует также отнести  сравнительную сложность конструкции и системы автоматического управления ими. При отсутствии качки бортовые рули убираются внутрь корпуса в специальные ниши

Качка является отрицательным качеством корабля и обуславливает необходимость предъявление к кораблю специальных требований. Одним из таких требований является достаточная эксплуатационная прочность корабля.

3. ПОНЯТИЕ ОБ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ КОРАБЛЯ

Под эксплуатационной прочностью корабля понимается в первую очередь прочность корпуса. Корпус является наиболее ответственной частью корабля, он используется для размещения механизмов, вооружения, систем, устройств, личного состава и различных запасов.

Прочность корабля – это способность отдельных корпусных  конструкций, а также всего корпуса корабля в целом выдерживать действие различных эксплуатационных нагрузок без остаточных деформаций и разрушений.

При проектировании корабля выполняют расчет на прочность,  конечной целью которого является определение напряжений, возникающих в конструкциях корпуса от действия на него различных  внешних сил. Если полученные расчетом напряжения в корпусе  корабля не превосходят допускаемые, то прочность корпуса считается обеспеченной.

Все силы, действующие на корпус корабля, можно разделить  на две категории:

  •  постоянные, действующие  в течение всего  периода эксплуатации корабля.
  •  случайные, действующие в течение какого-либо промежутка времени.

По характеру воздействия на корпус постоянные и случайные силы могут быть статическими и динамическими.

Примерами постоянных статических сил, действующих на корпус корабля в процессе его службы, являются силы тяжести корпуса, вооружения, механизмов, силы гидростатического давления  воды на погруженную поверхность корпуса корабля.

Силы инерции, возникающие на волнении, силы от ударов  морских волн в борт и днище корабля на ходу, силы отдачи при  стрельбах, силы взрыва мин, ракет и торпед, как правило, являются случайными и носят обычно динамический характер.

Указанные внешние силы действуют как на корпус в целом, так и на отдельные его части и стремятся изменить форму корпуса корабля. Для противодействия внешним силам и предотвращения остаточных деформаций корпус корабля обладает общей и  местной прочностью.

Общей прочностью корабля называется его способность  в целом противостоять действию внешних сил без разрушения или  чрезмерных деформаций.

Поскольку силы на корабль действуют как в продольном, так  и в поперечном направлении, общую прочность условно делят на  продольную и поперечную.

Общая продольная прочность связана с сопротивляемостью  корабля продольному изгибу на волне.

Общая поперечная прочность обеспечивает сопротивляемость корабля поперечному сжатию.

Для надводных кораблей главной является общая продольная прочность, а для подводных лодок – поперечная прочность.

Местной прочностью корабля называется способность его отдельных частей и конструкций противостоять действию внешних сил без разрушений или чрезмерных деформаций.

Нарушение общей прочности выводит корабль из строя. Местные разрушения борта или днища уменьшают общую прочность корабля, но не приводят к потере кораблем общей прочности.

На тихой воде для корабля в целом его сила тяжести Р уравновешивается силой поддержания D. Однако в каждом поперечном сечении элементарная сила тяжести Рi  не равна элементарной силе поддержания di, действующей  в i-м сечении. Из-за этого корпус корабля испытывает изгиб, а в поперечных сечениях корпуса появляются перерезываюшие силы, стремящиеся сместить одно сечение по отношению  к другому.

Максимальное значение изгибающего момента Мт.в. находится примерно посередине длины корабля, а наибольшие значения  перерезывающих сил N т.в. находятся примерно на 1/4 длины от  оконечностей.

При плавании корабля на волнении он получает дополнительные изгибающие моменты  Мдоп и перерезывающие силы Nдоп из-за искривления ватерлинии. Наибольших значений они достигают  тогда, когда корабль находится на вершине или подошве волны,  а длина волны равна длине корабля. Высота волны берется  равной 1/20 ее длины, что перекрывает среднюю высоту реально  встречающихся морских волн.

При положении корабля на вершине волны палуба растягивается, а днище сжимается. Такая деформация называется   перегибом.

При положении корабля на подошве волны растягивается днище, а сжимается палуба. Такая деформация называется  прогибом.

Дополнительные   Мдоп  и  Nдоп  в 3 – 4 раза больше, чем  М т.в. и   N т.в.

Изгибающий момент Мдин и перерезывающая сила Nдин от динамического воздействия волн учитываются отдельно. Они зависят от скорости корабля, курсового угла относительно волны и  формы носовой оконечности.

Необходимая прочность корабля закладывается еще на стадии проектирования, где выполняются все необходимые расчеты на прочность. Но значительную роль играют и материалы корабельных конструкций, применяемые при постройке корабля.

4. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ КОРАБЕЛЬНЫХ                                                                                                                                                                                   КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

Материалы, идущие на постройку корпуса корабля, должны  быть высокопрочными, стойкими по отношению к разрушительному действию на них окружающей среды.

При постройке корпуса корабля используют судостроительные стали, алюминиевые сплавы, пластмассы, дерево.

Сталь находит наибольшее применение благодаря высоким  прочностным качествам и хорошей технологичности. Для постройки корпуса используются низколегированные и углеродистые стали, а также высокопрочная сталь аустенитного класса для изготовления наиболее напряженных связей корпуса, броневых палуб  и переборок. Сталь поставляется в виде листов, полос и профильного проката.

Алюминиевые сплавы применяют для изготовления надстроек  водоизмещающих кораблей и корпусов кораблей с динамическими принципами поддержания. Эти сплавы немагнитны, имеют малый удельный вес и высокую прочность, но обласкают повышенной  пожароопасностью. Из алюминиевых сплавов поставляют листы  полосы и катаные профили.  

Дерево как основной материал для корпуса применяется при  постройке тральщиков, малых кораблей, корабельных катеров и  шлюпок.

Пластические массы обладают малым удельными весом, стойки  к воздействию окружающей среды, имеют высокие диэлектрические свойства, большую механическую прочность, хорошие антифрикционные свойства. Применяются для постройки корпусов  тральщиков, десантных барж, корабельных катеров и шлюпок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эффективность действия каждого боевого корабля зависит от наличия у него определённых боевых качеств, наиболее важными из которых являются боеспособность и живучесть корабля. Но не менее важное значение для корабля имеют и его мореходные качества. Изучением мореходных качеств корабля занимается специальная наука - теория корабля, которая делится на статику корабля и динамику корабля.  Изучением мореходных качеств корабля занимается специальная наука - теория корабля, которая делится на статику корабля и динамику корабля.  Данные качества в первую очередь влияют на безопасность плавания корабля, а также на возможность применять оружие и вести боевые действия, т.е. на боеспособность корабля. Для успешного выполнения задач и обеспечения безопасности плавания корабль кроме того должен иметь прочный корпус.  Эта задача решается на стадии проектирования и постройки корабля. Немаловажную роль при этом играют и используемые материалы.

Российские ученые, военные моряки, инженеры и рабочие-корабелы внесли большой вклад в теорию и практику кораблестроения, создание и развитие боевых средств флота.

Старший преподаватель ВМК № 2

капитан 2 ранга                                   О. Белов

«___» ____________ 2004 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45786. Маркетинговая информация: понятие, виды и методы сбора 24.81 KB
  Маркетинговые исследования – это первичная маркетинговая информация которая собирается под определенную цель. МИ исследования могут быть проведены: Собственными силами компании Путем обращения в исследовательскую компанию к специалистам Частично собственными силами частично при помощи привлеченных специалистов. По соответствию целям исследования: первичная вторичная 7. Виды маркетинговых исследований: кабинетные исследования; полевые исследования.
45787. Поведение покупателей. Модели поведения индивидуальных покупателей и покупателей-организаций 28.15 KB
  На совершаемые конечными потребителями покупки большое влияние оказывает факторы культурного социального личного и психологического порядка. Факторы влияющие на поведение потребителя. потребитель выражая свои симпатии и антипатии покупательские предпочтения может решать судьбу фирмыпроизводителя как продавца фирма стремится в максимальной степени задействовать все свои возможности всестороннего и углубленного изучения потребителя потенциального покупателя включая вопросы мотивации покупательского оповещения потребителей принятие...
45788. Этапы развития маркетинга. Концепции маркетинга. Современная концепция маркетинга 30.78 KB
  Концепции маркетинга. Современная концепция маркетинга. Функции маркетинга: Аналитическая это изучение и оценка внешней и внутренней среды фирмы; Продуктовопроизводственная– это создание новых товаров которые соответствуют требованиям потребителей.
45790. Ценовая политика фирмы. Методы ценообразования. Ценовые стратегии 23.26 KB
  При этом фирма должна учитывать множество факторов при выборе оптимального метода и стратегии ценообразования: издержки производства объемы и характер спроса тип рынка цены конкурентов и др. Именно в этой ситуации актуально звучит маркетинговое определение цены как суммы денег которую готов уплатить потенциальный потребитель. существует определенный алгоритм методика установления исходной цены на товары. При определении цены прежде всего фирме предстоит решить каких именно целей она стремится достичь с помощью конкретного товара.
45791. Сегментация рынка, отбор целевых критериев рынка. Критерии сегментации 17.76 KB
  Сегментирование рынка – представляет собой разбивку рынка на четкие группы покупателей для каждой из которых могут потребоваться отдельные товары и или комплексы маркетинга. Какогото единого метода сегментирования рынка не существует: используются варианты включающие от отсутствия сегментирования до полного сегментирования. Для того чтобы целевой рынок с помощью маркетингового исследования сделать более доступным для продавца остается выяснить: нет ли внутри существующего рынка как целого сегментов со специфическими требованиями к...
45792. Товарная политика фирмы: цели и основные составляющие 51.33 KB
  Котлеру: Три уровня товара: Классификация товаров широкого потребления: товары повседневного спроса – товары которые потребитель обычно покупает часто без раздумий и с минимальными усилиями на их сравнение м у собой товары импульсивной покупки товары для экстренных случаев сигареты мыло газеты; товары предварительного выбора – товары которые потребитель в процессе выбора покупки как правило сравнивает м у собой по показателям пригодности цены качества и внешнего оформления мебель одежда подержанные автомобили и основные...