Кораблестроение, как наука, начало существовать примерно с середины XVIII столетия. Но уже задолго до того строились военные корабли и создавались военные флоты.
В V веке до нашей эры в Греции уже существовали военные эскадры боевых гребных судов. Но суда эти строились не на строго научных основаниях, а часто практически, пользуясь весьма ограниченным опытом мореходства. Корабли в те времена строились специальным цехом мастеров. Навыки и способы работы передавались из поколения в поколение, и техника кораблестроения в силу этого почти совершенно не двигалась вперед. Однако в древности существовало вполне определенное представление о том, какими качествами должен обладать хороший корабль. Учитель Нерона, римский мудрец Сенека говорил: «Корабль хорошим именуется, когда он устойчив и непоколебим, послушен рулю, ходок и ветру уступчив».
Способ передвижения на веслах постепенно уступал место парусам, и наконец в 1802 г. был построен первый практически удачный пароход. Это и вызвало огромный рост техники кораблестроения в XIX веке.
 |
| Военные корабли начала XIX века. Американские учебные суда "Джон Адамс" и "Брендиуайн" |
Развитие кораблестроения в это время получило большой толчок еще благодаря усовершенствованию судостроительных материалов. Все старинные корабли строились из дерева, но вот в 1820 г. в Англии был построен первый железный пароход, который не только не тонул, но был даже легче деревянного. Железо, как материал для судостроения, продержалось до 1880 г., когда и было вытеснено сталью. Сталь позволяла строить еще более легкие и прочные корпуса кораблей, а следовательно увеличивать размеры и скорость хода.
Проектирование
Перед постройкой корабля должен быть составлен его проект в целом, а также отдельных деталей, вооружения и механизмов.
При проектировании военного корабля учитываются все тактические требования, а также технические возможности страны, строящей корабль.
Проектировщик должен дать точную форму и размеры наружного корпуса корабля. От формы корпуса зависит сопротивление воды движению корабля, а следовательно и скорость его хода, необходимая мощность механизмов и т. п. Здесь также производится подсчет водоизмещения, т. е. веса корабля со всем оборудованием, механизмами и вооружением, которое может быть погружено на корабль, не нарушая его осадки. Рассчитывается и остойчивость корабля, т. е. способность его плавать в прямом положении и возвращаться в это положение после того, как он накренится от волны или сильного ветра. В понятие остойчивости входит также способность корабля не переворачиваться при получении повреждений (пробоины, затопление отдельных отсеков корабля при взрывах торпед, мин, аэробомб, посадка на камни и попадание артиллерийских снарядов).
Все эти теоретические расчеты проверяются на моделях корабля в специальном бассейне.
Проектировщик должен рассчитать общую и местную прочность корабля. При этом надо создать такую конструкцию корпуса, чтобы при наименьшем весе он обладал достаточной прочностью. Сокращение веса имеет здесь весьма важное значение. Лишний вес корпуса или вызывает необходимость уменьшить вес вооружения и механизмов, или же, перегружая корабль, уменьшает скорость его хода.
Затем составляются чертежи корабля в различных сечениях. На этих чертежах изображаются помещения с их оборудованием. Здесь перед проектировщиком встает задача — в весьма ограниченных по своим размерам помещениях и палубах корабля разместить все то, что должно в них находиться. При этом все механизмы и устройства должны иметь вполне подходящие условия для нормальной работы, не мешать друг другу и удобно обслуживаться.
Помимо всего проект должен указывать, какой будет корпус, бронирование корабля, его вооружение, главные и вспомогательные механизмы. Проект военного корабля охватывает самые различные инженерные специальности. Над его разработкой трудится большой коллектив проектировщиков в 50— 70 чел.
Когда общий проект корабля готов и проверен, приступают к составлению рабочих чертежей, по которым уже в цехах изготовляются все отдельные детали, собирающиеся впоследствии вместе.
Плановые работы
Точно изготовить и собрать по чертежам наружную обшивку и отдельные части корпуса невозможно, так как чертежи не могут быть вычерчены в большом масштабе. Поэтому обводы наружной обшивки наносят в натуральную величину на деревянном полу специального помещения, называемого плазом.
Это большой светлый зал с совершенно ровным, гладко выструганным полом, покрытым чаще всего черной краской. На этом полу весь чертеж делается мелом. Чтобы линии не могли стереться в процессе работы, их прорезают острым шилом.
По таким плазовым чертежам изготовляют деревянные макеты, по которым уже гнут листы, угольники и прочие части корпуса. Затем сделанные части устанавливают на стапеле в надлежащее место.
Материал и его обработка
Корпуса современных военных кораблей изготовляются исключительно из высококачественных сталей. Только при постройке небольших катеров употребляется дерево или алюминий. На больших кораблях дерево идет только на внутреннее оборудование, покрытие верхней палубы и в качестве подушек для установки некоторых приборов. Небольшое количество дерева на военных кораблях объясняется, главным образом, его опасностью в пожарном отношении. Из горючих материалов приходится еще употреблять пробку в качестве звуковой и тепловой изоляции.
На особо быстроходных кораблях (эсминцы, крейсера), где корпус должен быть особенно легким, употребляются специальные стали, сплавы железа с марганцем, никелем и др.
В настоящее время получают все большее распространение легкие сплавы. Из алюминия делают легкие переборки, мебель, некоторые предметы внутреннего оборудования (иллюминаторы, электрическое оборудование и пр.). Более широкое использование алюминия затрудняется его подверженностью коррозии (разъеданию) под действием морской воды. Вся арматура и трубопроводы, подвергающиеся постоянному воздействию морской воды и недоступные частым осмотрам и предохранительной окраске, делаются из меди и бронзы. Эти металлы успешно противостоят морской воде. Поэтому из бронзы делают также гребные винты. Помимо этого, бронзовые винты легче обрабатывать и придавать им совершенно гладкую поверхность. А гладкая поверхность гребных винтов повышает их коэффициент полезного действия.
В последнее время почти весь корпус корабля перед окраской покрывается цинком или кадмием. Это хорошо предохраняет его от коррозии. Покрытие цинком или кадмием производится гальваническим способом. Для этого в специальные огромные ванны опускают листы и другие части корпуса и с помощью электрического тока покрывают их тонким слоем предохраняющего от коррозии металла. Покрытие можно еще производить по так называемому способу Шоопа. При этом специальный аппарат разбрызгивает цинк или кадмий. Этот металлический дождь оседает на стальные листы, из которых делается корпус. Первый способ более доброкачественный, но второй более простой и удобный.
Затем уже наружная обшивка корабля покрывается краской, предохраняющей металл от ржавления. Подводная поверхность корабля покрывается еще специальными ядовитыми красками, которые препятствуют обрастанию корабля ракушками и водорослями. Этот слой ракушек и водорослей может оказаться настолько значительным, что будет сильно снижать скорость корабля.
Обработка судостроительного материала начинается с разметки по шаблонам, снятым с плаза. После разметки приступают к сверловке, обрезке и строжке материала на специальных станках. После этого производится сборка. Сначала в цеху собирают отдельные небольшие части корпуса и даже склепывают их на клепальных станках или сваривают.
Отдельные первично собранные части корпуса отправляются на стапель. Здесь они уже собираются вместе, сначала на болтах, а затем уже окончательно на заклепках или свариваются.
Характер сборки, а также необходимые для этого профиля фасонной стали резко различаются в зависимости от того, применяется ли при сборке клепка или электросварка. Электросварка значительно проще и дает экономию в весе всей конструкции. Поэтому она постепенно вытесняет клепку. Но все же наиболее ответственные части корпуса продолжают еще клепаться и теперь. Происходит это потому, что сварные швы обладают плохой упругостью и разрушаются быстрее клепаных. Тем не менее у нас и за границей имеются небольшие суда, сваренные целиком. Разумеется, как только техника найдет способы устранить основные недостатки электросварки, так клепка должна будет совсем уступить свое место более совершенному методу скрепления металлических листов.
Работы на стапеле
Постройка кораблей производится на верфях, имеющих специальные площадки для сборки корпусов. Площадки эти называются стапелями.
Стапель представляет собой наклонную поверхность с солидным фундаментом, обычно из железобетона. На ней делаются специальные приспособления, поддерживающие корабль во время стройки. Приспособления эти состоят из деревянных брусьев, расположенных под килем корабля (кильблоки), под его днищем и по бортам (клетки, подставы). Стапель идет наклонно к воде. Он не кончается у поверхности воды, а уходит в нее на некоторое расстояние. Подводная часть стапеля называется подводным спусковым фундаментом.
 |
| Постройка кораблей производится на верфях, имеющих специальные площадки для сборки корпусов. Площадки эти называются стапелям. На снимке: стапеля судостроительной верфи им. Марти, где строятся советские лесовозы |
Началом сборки корабля на стапеле является так называемая закладка, т. е. устанавливается киль, являющийся хребтом всего корабельного корпуса. Затем устанавливаются продольные и поперечные связи, называемые стрингерами и шпангоутами. Они крепятся между собой и с килем. Все это называется набором корпуса и представляет собой каркас, который снаружи покрывается листами наружной обшивки, а внутри — вторым дном.
После покрытия каркаса обшивкой и вторым дном устанавливаются продольные и поперечные переборки, палубы, гребные валы, гребные винты, фундаменты для механизмов, котлов и наконец вооружение. Вместе с тем производятся все работы, которые нужно сделать в подводной части корабля.
Корпус корабля делится на несколько частей, называемых отсеками. Палубы и главные переборки делаются водонепроницаемыми. Они должны выдерживать напор воды при затоплении отдельных отсеков корабля. Корабль строится с таким расчетом, что если при разрушении борта или днища будут затоплены два любые отсека, то корабль все же будет плавать и не перевернется.
Параллельно борту внутри корабля (а иногда и снаружи) делаются продольные переборки в один или несколько рядов. Они предохраняют жизненные части корабля от затопления при взрывах его на минах. Поэтому они и называются противоминными переборками.
Одновременно со сборкой корпуса корабля на стапеле изготовляются все механизмы, котлы, электрооборудование, вооружение и всевозможные вспомогательные устройства. В этой работе участвует обычно целый ряд заводов, раскинутых по всей стране.
Сборка корпуса на стапеле производится только до тех пор, пока корабль может безопасно плавать. Как только корпус готов, его испытывают на водонепроницаемость. Для этого во все отсеки по очереди наливается вода. И только после такого испытания приступают к спуску корабля на воду.
Спуск корабля
Спуск корабля — весьма серьезный момент. Он обычно производится кормою вперед. Спускать корабль носом не желательно, так как три всплытии носа изгибается корма, что весьма вредно отражается на гребных валах. При спуске же кормой вперед она не испытывает изгибающих усилий, и гребные валы не страдают. Кроме того, корма оказывает воде большее сопротивление, и корабль, сойдя со стапеля, пройдет меньшее расстояние по воде и не уйдет далеко от места спуска. Бывают случаи, когда корабль опускается боком. Мелкие же суда спускают на воду прямо мощным краном. В последнем случае не надо делать наклонных стапелей.
Успешность спуска зависит от строгого соблюдения всех мер предосторожности и четкой организации самих работ. Малейшая заминка на 1—2 сек. может оказаться гибельной для корабля.
История кораблестроения знает немало случаев, когда при перекосах спускового устройства (один полоз пошел скорее или раньше другого) происходили столь серьезные аварии, что спуск задерживался на несколько месяцев. Приходилось под кораблем разбирать старое и строить новое спусковое устройство. Иногда корпус корабля опрокидывался во время спуска, тогда его нужно было разбирать совсем.
 |
| Постройка рыболовных судов — траулеров — на Северной судостроительной верфи в Ленинграде |
Спусковое устройство состоит из салазок, поддерживающих корпус корабля, и дорожек на наклонной поверхности стапеля, по которым скользят в воду полозья салазок с кораблем.
Салазки имеют два полоза, изготовляемые из твердых пород дерева. Они прочно скреплены с корпусом корабля. Соответственно
... отсутствующий фрагмент ...
дорожки с ребордами по краям. Это не дает салазкам соскользнуть с дорожек во время спуска.
Перед спуском дорожки густо намазываются жиром. Обычно это говяжье сало, зеленое мыло, свиной жир, твердое мыло и пр.
Когда дорожки намазаны, на них устанавливаются салазки и скрепляются с корпусом корабля. Перед самым спуском вся тяжесть корабля передается с кильблоков и клеток на салазки. Производят это при помощи дубовых клиньев, которые устанавливаются на салазках. Их туго подбивают, отчего они и принимают на себя часть веса корабля. Остальная часть веса корабля передается на салазки после того, как из под него выбьют кильблоки и клетки. Теперь корабль держится исключительно на салазках. Затем снимается задерживающее приспособление, и салазки скользят вместе с кораблем в воду.
Достройка на плаву
После спуска идет достройка корабля уже на воде, или, как говорят, на плаву. Работа эта занимает не меньше времени, чем работа на стапеле.
Корабль отводится в специальный достроечный бассейн, оборудованный подъездными путями и мощными кранами. Здесь на корабль грузят все механизмы и вооружение, закрывают окончательно палубы, устанавливают мачты, трубы, различные надстройки, рубки и бронирование. Здесь производится также монтаж всех механизмов и вспомогательных устройств.
Главные и вспомогательные механизмы подводятся к достроечному бассейну, поднимаются краном и устанавливаются на свои фундаменты сквозь отверстия, специально для этого оставленные в палубах. На фундаментах они прочно закрепляются, чтобы не сорваться при работе или особенно во время качки. Точно также устанавливаются и артиллерийские башни или орудия в виде палубных установок. Установка главных механизмов и артиллерийских башен требует весьма тщательной и кропотливой работы. При этом надо учитывать, что корабль сам по себе является как бы гибкой балкой, испытывающей значительные изгибающие усилия от давления воды и грузов, в нем находящихся. Это явление, например, учитывается при установке длинных гребных валов, которые не должны ни в какой степени изгибаться.
Установка бронирования производится на плаву только в том случае, если броневые плиты не представляют собой части наружной обшивки корпуса или палубы, а навешиваются снаружи на борта или накладываются на палубу. Происходит это при использовании толстых плит (100 мм и больше), так как их еще не научились плотно соединять между собою, т. е. создавать из них целую обшивку. В этом случае борта или палубы приходится делать из обычной листовой стали и к ней уже прикреплять броню. Это, конечно, утяжеляет корпус корабля, поэтому стараются избегать такого способа бронирования.
Плиты брони крепятся к борту специальными броневыми болтами. Они проходят через обшивку корабля и ввинчиваются другим концом в плиту с внутренней стороны. Болты эти делаются так, что при попадании снаряда в плиту они разрываются, не вырывая кусков из обшивки корабля. Броневая же плита обычно не вдавливается внутрь от снаряда, а просто срывается с борта.
В достроечном бассейне должен быть закончен монтаж всех систем и устройств, которых на каждом корабле весьма много. Сюда относятся пожарная система; водоотливная — для отливания больших масс воды из затопленных отсеков; осушительная — для удаления из отсеков остатков воды, не удаленных водоотливной системой; система затопления и орошения в артиллерийских погребах — на случай пожара или его непосредственной опасности; водопроводная система соленой, пресной и питьевой воды; искусственная вдувная и вытяжная электрическая вентиляция; отопление; система рефрижерации — для понижения температуры в артиллерийских и провизионных погребах. Помимо всего этого, на корабле все посты, механизмы и помещения связаны между собой системой переговорных труб, телефоном и электрической сигнализацией.
Все эти системы, переплетаясь между собой в трюмах и на палубах корабля, должны быть расположены так, чтобы доступ к ним для ремонта и обслуживания был удобен и чтобы трубы не загромождали помещения. Учесть все это в чертежах очень трудно, и поэтому вопрос их установки приходится тщательно продумывать уже на месте, во время производства самих работ на корабле.
На корабле нужно также расположить различные устройства для сбрасывания и выбирания якоря рулевого управления, для швартовки корабля и др. Все они располагаются на верхней палубе.
Наконец, большое внимание, особенно на советских военных кораблях, уделяется культурно-бытовым условиям жизни личного состава. Безопасность корабля зависит не только от хорошей материальной части, но и от квалификации и политико-морального состояния команды, обслуживающей эту материальную часть. В то же время улучшение бытовых условий команды не должно понижать боевых качеств корабля. Поэтому внутреннее оборудование резко различается на различных классах кораблей, в зависимости от их размеров и насыщенности боевыми средствами. На линкорах и крейсерах, отрывающихся от своих баз на продолжительное время, устраиваются кроме кубриков и кают (жилые помещения) еще и обслуживающие помещения: бани, прачечные, ванные, умывальники, гальюны (уборные), лазареты, клубы, камбузы (кухни), хлебопекарни, типографии и пр. На меньших судах уже приходится отказываться от некоторых обслуживающих помещений. А подводные лодки не имеют даже жилых помещений, так как для этого в них совершенно нет места. Кроме того, к соединениям подлодок придаются плавучие базы, где живет личный состав подлодок во время стоянки. Вот почему ни на одном боевом корабле, даже на линкоре, не хватает постоянных коек для всего личного состава, а приходится пользоваться подвесными.
Испытание корабля
Корпус корабля готов, внутреннее оборудование, механизмы и вооружение установлены и опробованы. Теперь корабль подвергается приемным испытаниям специальной комиссией. Прежде всего проверяется соответствие построенного корабля и всего, что в нем находится, договорным техническим условиям. И только после этого начинаются приемные испытания. Сначала производятся швартовные испытания (на якоре), т. е. испытывают все механизмы и приборы на стоянке.
После этого переходят к ходовым испытаниям. Здесь, кроме проверки правильности и надежности действия всех механизмов на ходу, производят и определение скорости хода. Для этого выбирают специальную «мерную милю» — расстояние на воде, точно измеренное. Корабль делает несколько пробегов полным ходом по мерной миле, каждый раз в противоположном направлении. После этого исчисляется среднее время пробега корабля по «миле» и определяется средняя скорость его. Несколько пробегов в противоположном направлении делаются для того, чтобы устранить ошибки, получаемые от влияния течения и ветра на скорость корабля. Мерная миля должна обладать достаточной глубиной, так как малые глубины вредно отзываются на сопротивлении воды и работе винтов и тем самым значительно уменьшают скорость хода корабля.
На ходовых испытаниях вычисляют расходы топлива на всех ходах. Этот момент имеет большое значение для одного из важнейших тактических качеств корабля — дальности плавания.
Если корабль выполнен заводом в точном соответствии со всеми условиями, развил необходимую скорость, показал удовлетворительный расход топлива, то комиссия подписывает приемный акт. Командование в обслуживание корабля передается полностью в руки военного личного состава. На корабле поднимается военный флаг. С этого момента он включен в состав военно-морских сил.
Так начинается жизнь корабля.
Комментариев нет:
Отправить комментарий