Устройство корабля

Устройство корабля

Современные корабли делают из материалов, плотность которых во много раз выше плотности воды. Но они не тонут, потому что сконструированы таким образом, что внутри имеют много помещений, заполненных воздухом.

Когда речь идёт о корабле, мы употребляем термины "корабль" или "судно". Между тем, эти понятия не означают одно и то же. В общем случае судном принято считать любое транспортное средство, которое используется для перевозки пассажиров и грузов по воде. Разные правила и кодексы трактуют это понятие по-разному. Например, в Международных правилах предупреждения столкновения судов в море написано, что судно – это любое средство передвижения по воде. Следовательно, судно – более широкое понятие. А кораблями принято считать крупные морские суда и суда любого размера, несущие на себе военно-морской флаг. Каждый корабль имеет собственное уникальное название, ходит под флагом государства, в котором оно официально зарегистрировано.

Как устроен корабль

Устройство корабля

1 – нос, 2 – бульб, 3 – якорь, 4 – борт, 5 – корма, 6 – корма, 7 – дымоход, 8 – ходовая рубка, 9 – палуба.

Корпус корабля состоит из нескольких частей.

Передняя часть называется нос. Во время движения он разрезает волны и поэтому имеет такую форму, чтобы сопротивление воды было минимальным. Передняя оконечность носа носит название форштевень. А часть носа, выступающая ниже ватерлинии, называется бульб. Он изменяет направление потока воды по корпусу, благодаря чему уменьшается сопротивление, увеличивается скорость корабля и уменьшается расход топлива.

Задняя часть корабля называется кормой. Она делится на надводную и подводную части. В подводной части располагаются руль и гребной винт. На надводной части находится машинное отделение и грузовой отсек.

Боковую часть называют бортом. Фальшборт – это часть борта, расположенная над палубой.

Внутреннее пространство корабля по вертикали разделяется на помещения горизонтальным перекрытием - палубой. Палуб может быть несколько: верхняя палуба, палуба рубки, палуба надстройки, палуба бака, первая, вторая палуба и т.д. Всё зависит от размеров и назначения корабля. Например, на шлюпочной палубе размещены спасательные шлюпки. На пассажирских судах есть специальные прогулочные палубы.

По дну судна, от носа до кормы, проходит продольная балка, которая называется килем. Она обеспечивает прочность корпуса и днища.

Линия соприкосновения корпуса со спокойной поверхностью воды, называется ватерлинией. Она условно разделяет надводную и подводную части корабля.

Для того чтобы удержаться на одном месте, судно на стоянке обязательно бросает на грунт якорь.

Судовой двигатель приводит в движение судовые движители: воздушный и гребной винт, гребное колесо). На парусных судах движителями являются паруса. (Движители – это устройства, преобразующие энергию двигателя или любую другую энергию, например, энергию ветра, в работу по перемещению транспортного средства).

Водонепроницаемость судна, плавучесть и непотопляемость обеспечивает корпус. Он состоит из обшивки и набора.

Центр масс и центр давления корабля

Устройство корабля

Когда корабль плавает, на него действуют две силы, равные по величине и противоположные по направлению: сила тяжести (вес) Р и выталкивающая сила.

Вес корабля Р – это сумма весов корпуса, механизмов, топлива, запасов воды, экипажа, вооружения и др. Сила тяжести всегда направлена вниз и тянет корабль на дно. Она приложена к точке, называемой центром тяжести корабля, или центром тяжести масс. При проектировании и строительстве корабля стараются сделать так, чтобы его центр тяжести находился в диаметральной плоскости. Это такая вертикальная плоскость, которая проходит через всю длину судна и делит его на 2 симметричные части. Центр тяжести расположен либо на половине высоты надводного борта, либо немного ниже его.

Выталкивающая сила приложена к геометрическому центру тяжести погруженного объёма корабля и направлена вертикально вверх. Точка приложения выталкивающей силы называется точкой давления, или центром давления.

Когда создают корабль, делают так, чтобы оба эти центра (центр тяжести корабля и центр давления) находились в диаметральной плоскости на одной вертикали.

Уравнение равновесия для корабля имеет вид:

P = γ (Vo−Vн) , или:

P = γ V

где

Vн - водонепроницаемый объём корабля выше ватерлинии,

Vo – весь водонепроницаемый объём,

— вес судна,

γ — плотность воды,

V — погружённый объём

Это уравнение называется основным уравнением плавучести.

Запас плавучести

Устройство корабля

Плавучесть – самое важное мореходное качество корабля. Это способность оставаться на плаву вместе с грузами, необходимыми для выполнения определённых задач. Потеряв плавучесть, корабль утонет.

Каждый корабль имеет запас плавучести, который определяется как процентное отношение всех водонепроницаемых объёмов корабля, расположенных выше ватерлинии, к его полному водонепроницаемому объёму.

W = Vн / Vo * 100

С точки зрения физики запас плавучести равен такому объёму воды, который корабль может принять на борт, оставаясь на плаву.

Например, если запас плавучести равен 50%, то судно погружено в воду так, что его водонепроницаемый объём выше ватерлинии равен объёму, находящемуся ниже неё.

Объём надстроек и всех выступающих частей на верхней водонепроницаемой палубе не входит в запас плавучести. Объёмы повреждённых отсеков также исключаются из него.

Если корабль примет на борт количество воды, равное запасу плавучести, то он погрузится в воду по главную палубу. Его запас плавучести в данном случае станет равным нулю. А само судно будет находиться в неустойчивом положении. В физике это называется нейтральная плавучесть. Даже небольшое воздействие на корабль в таком состоянии может привести к тому, что плавучесть станет отрицательной, и корабль утонет. Поэтому чтобы плавание было безопасным, для любого корабля устанавливается обязательный запас плавучести. Он обозначается грузовой ватерлинией или грузовой маркой – специальной отметкой, наносимой на судно. Она показывает уровень, до которого судно может быть нагружено. Чем больше загрузка, тем ближе к воде находится грузовая марка.

Для сохранения запаса плавучести корпус корабля и все его помещения делаются водонепроницаемыми. Они разделяются переборками и палубами. Водонепроницаемы двери, иллюминаторы, люки. В случае поступления воды в какое-то помещение на корабле, она не сможет проникнуть в другие помещения. Очень важно, чтобы все эти конструкции корабля всегда находились в исправном состоянии.