Подкрепления оконечностей. Форштевень и ахтерштевень

Носовую и кормовую оконечность корпуса судна ограничивают и подкрепляют форштевень и ахтерштевень соответственно. Форштевень и ахтерштевень (рис. 5.24, 5.25) соединены с помощью сварки с наружной обшивкой, с вертикальным и горизонтальным килём, высокими флорами, бортовыми стрингерами, платформами. Таким образом, образуется мощная конструкция, способная воспринять существенные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации судна (удары о лёд, плавающие предметы, касание причала и других судов, нагрузки от работающего винта и т. д.).

Так как носовая и кормовая оконечности судна испытывают значительные дополнительные нагрузки от ударов волн, т.н. «слеминг», эти районы судна подкрепляют за счёт уменьшения шпации, дополнительных бортовых и днищевых стрингеров, платформ, высоких флоров, рамных шпангоутов.

Рис.5.24. Форштевень сварной.

1 – брештук, 2 - продольное ребро жесткости

СУДОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Якорное устройство

Якорное устройство предназначено для обеспечения надежной стоянки судна на рейде и на глубинах до 80м. Якорное устройство также используется при швартовке к причалу и отшвартовке, а также для быстрого погашения инерции в целях предотвращения столкнове-ния с другими судами и объектами. Якорное устройство может быть использовано также для снятия судна с мели. В этом случае якорь завозят на шлюпке в нужную сторону и судно при помощи якорных механизмов подтягивается к якорю. В некоторых случаях якорное устройство, а также его элементы, могут быть использованы для буксировки судна.

Морские суда имеют обычно носовое якорное устройство (рис.6.1), но на некоторых судах имеется также и кормовое (рис.6.2).

Якорное устройство обычно включает следующие элементы :

— якорь, который благодаря своей массе и форме, входит в грунт, создавая тем самым необходимое сопротивление перемещению судна или плавучего объекта;

— якорная цепь, передающая усилие от судна к находящемуся на грунте якорю, используется для отдачи и подъема якоря;

— якорные клюзы, позволяющие якорной цепи проходить сквозь элементы корпусных конструкций, направляющие движение канатов при отдаче или выбирании якоря, в клюзы якоря втягиваются для хранения по-походному;

— якорный механизм, обеспечивающий отдачу и подъем якоря, торможение и стопорение якорной цепи при стоянке на якоре, подтягивание судна к якорю, закрепленному в грунте;

— стопоры, которые служат для крепления якоря по-походному;

— цепные ящики для размещения якорных цепей на судне;

— механизмы крепления и дистанционной отдачи якорной цепи, обеспечивающие крепление коренного конца якорной цепи и быструю его отдачу в случае необходимости.

Якоря в зависимости от их назначения разделяют на становые, предназначенные для удержания судна в заданном месте, и вспомогательные – для удержания судна в заданном положении во время стоянки на основном якоре. К вспомогательным относится кормовой якорь — стоп-анкер, масса которого составляет 1/3 массы станового и верп, – легкий якорь который можно завозить в сторону от судна на шлюпке. Масса верпа равна половине массы стоп-анкера. Количество и масса становых якорей для каждого судна зависит от размеров судна и выбирается по Правилам Регистра судоходства.

Основными частями любого якоря являются веретено и лапы. Якоря различают по подвижности и количеству лап (до четырех) и наличию штока. К безлапым относят мертвые якоря (грибовидные, винтовые, железобетонные), используемые при установке плавучих маяков, дебаркадеров и других плавучих сооружений.

Существует несколько типов якорей, которые используются на морских судах в качестве становых и вспомогательных. Из них наиболее распространенными являются якоря: адмиралтейский (ранее использовался), Холла (устаревший якорь), Грузона, Данфорта, Матросова (устанавливается в основном на речных судах и небольших морских судах), Болдта, Грузона, Крусон, Юнион, Тейлор, Спек и др.

Адмиралтейский якорь (рис.6.3а) широко применялся во времена парусного флота, благодаря простоте своей конструкции и большой держащей силе - до 12 весов якоря. При протяжке якоря из-за перемещении судна шток ложится плашмя на грунт, при этом одна из лап начинает входить в грунт. Так как в грунте находится только одна лапа, то при изменении направления натяжения цепи (рыскании судна) лапа практически не разрыхляет грунт и этим объясняется высокая держащая сила этого якоря. Но его сложно убирать по-походному (из-за штока он не входит в клюз и его приходится убирать на палубу либо подвешивать вдоль борта), кроме того, на мелководье представляет большую опасность для других судов торчащая из грунта лапа. За нее может запутаться якорная цепь. Поэтому на современных судах адмиралтейские якоря используются только в качестве стоп- анкеров и верпов, при эпизодическом применении которых недостатки его не столь существенны, а высокая держащая сила необходима.

Якорь Холла (рис.6.3 б) имеет две поворотные лапы, расположенные близко к штоку. При рыскании судна лапы практически не разрыхляют грунт, и поэтому увеличивается держащая сила якоря до 4- 6-кратной силы тяжести якоря.

Якорь Холла отвечает определенным требованиям: 1) быстро отдается и удобно крепиться по-походному; 2) обладает достаточной держащей силой при меньшей массе; 3) быстро забирает грунт и легко от него отделяется.

Якорь состоит из двух больших стальных деталей: веретена и лап с головной частью, соединенных при помощи штыря и стопорных болтов.

Этот якорь не имеет штока, и при уборке веретено втягивается в клюз, а лапы прижимаются к корпусу. Среди большого числа якорей без штока якорь Холла выгодно отличается малым количеством деталей. Большие зазоры в местах соединения деталей исключают возможность заклинивания лап. При падении на грунт, благодаря широко расставленным лапам, якорь ложится плашмя и при протяжке выступающие детали головной части заставляют лапы поворачиваться в сторону грунта и входить в него. Зарываясь в грунт обеими лапами, этот якорь не представляет опасности для других судов на мелководье и исключается возможность запутывания за него якорной цепи. Но из-за того, что две широко расставленные лапы находятся в грунте, при рыскании судна грунт разрыхляется и держащая сила этого якоря намного меньше чем адмиралтейского при одной лапе в грунте.

Якорь Данфорта (рис.6.4) подобен якорю Холла, имеет две широкие, ножеобразные поворотные лапы, расположенные близко к штоку. Благодаря этому при рыскании судна лапы практически не разрыхляют грунт, увеличивая держащую силу до 10-кратной силы тяжести якоря и устойчивость его на грунте. Якорь Данфорта благодаря этим качествам получил на современных морских судах самое широкое распространение.

Рис.6.4. Якорь Дамфорта

Якорь Матросова имеет две поворотные лапы. Для того, чтобы якорь во всех случаях ложился плашмя на грунт, в головной части якоря имеются штоки с фланцами и после протяжки судном якорь ложится плашмя и, благодаря выступающим частям головной части, лапы поворачиваются и входят в грунт. Якоь Матросова эффективен на мягких грунтах, поэтому он получил распространение на речных и небольших морских судах, а его большая держащая сила позволяет уменьшить массу и изготавливать якорь не только литым, но и сварным.

На малых судах и баржах используют многолапные бесштоковые якоря, называемые кошками. Суда ледового плавания снабжают специальными однолапными бесштоковыми ледовыми якорями, предназначенными для удержания судна у ледового поля.

Якорная цепь служит для крепления якоря к корпусу судна. Она состоит из звеньев (рис.6.5), образующих смычки, соединенные одна с другой при помощи специальных разъемных звеньев. Смычки образуют якорную цепь длиной от 50 до 300 м. В зависимости от расположения смычек в якорной цепи различают якорную (крепящуюся к якорю), промежуточные и коренную смычки (крепящуюся к корпусу судна). Длины якорной и коренной смычек не регламентируются, а длина промежуточной смычки, имеющей нечетное число звеньев, составляет 25–27,5м. Крепят якорь к якорной цепи при помощи якорной скобы. Чтобы предупредить скручивание цепи, в якорную и коренную смычки включают поворотные звенья – вертлюги.

Якорные клюзы выполняют на судах две важные функции — обеспечивают беспрепятственный проход якорной цепи через корпусные конструкции при отдаче и выбирании якоря и обеспечивают удобное и безопасное размещение бесштокового якоря в походном положении и его быструю отдачу. Якорные клюзы состоят из клюзовой трубы, палубного клюза и бортового клюза.

Клюзовую трубу обычно выполняют стальной сварной из двух половин (по диаметру), причем нижняя половина трубы толще верхней, так как она подвергается большему износу движущейся цепью. Внутренний диаметр трубы принимают равным 8 — 10 калибрам цепи, а толщина стенки нижней половины трубы находится в пределах 0,4—0,9 калибра цепи.

Бортовые и палубные клюзы — стальные литые и имеют утолщения в местах прохода цепи. Их сваривают с клюзовой трубой и приваривают к палубе и борту. Веретено якоря по-походному входит в трубу; снаружи остаются только лапы якоря.

Чтобы предотвратить попадание через клюзы воды на палубу, палубный клюз закрывают специальной откидной крышкой с выемкой для прохода якорной цепи.

Для очистки водой от грязи и донного грунта якоря и цепи при выбирании, в трубе клюза предусмотрен ряд штуцеров, подсоединенных к пожарной магистрали.

На пассажирских и портовых судах якорные клюзы часто делают с нишами — стальными сварными конструкциями, представляющими собой углубления в бортах судна, в которые входят лапы якоря. Якорь, втянутый в такой клюз, не выступает за плоскость бортовой наружной обшивки. Эти клюзы имеют ряд преимуществ, основные из которых следующие: снижение возможности повреждений судов при швартовных операциях, буксировке и движении во льдах, а также улучшение прилегания лап к наружной обшивке за счет изменения наклона внутренней поверхности клюза.

Выступающий клюз показан на рис.6.6 б, где ясно видно его отличие от обычного клюза. Выступающие клюзы применяют на судах с бульбообразной формой носа, что позволяет исключить удары якоря о бульб при его отдаче.

Открытые клюзы, представляющие собой массивную отливку с желобом для прохода якорной цепи и веретена якоря, устанав­ливают в месте соединения палубы с бортом. Их применяют на низкобортных судах, на которых обычные клюзы нежелательны, так как через них на волнении на палубу попадает вода.

Якорные механизмы служат для отдачи якоря и якорной цепи при постановке судна на якорь; стопорения якорной цепи при стоянке судна на якоре; снятия с якоря — подтягивания судна к якорю, выбирания цепи и якоря и втягивания якоря в клюз; выполнения швартовных операций, если нет специально предусмотренных для этих целей механизмов.

На морских судах используют следующие якорные механизмы: брашпили, полубрашпили, якорные или якорно-швартовные шпили и якорно-швартовные лебедки. Основным элементом любого якорного механизма, работающего с цепью, является цепной кулачковый барабан-звездочка. Горизонтальное положение оси звездочки свойственно брашпилям, вертикальное – шпилям. У некоторых современных судов (по ряду причин) обычные брашпили или шпили применять нецелесообразно. Поэтому на таких судах устанавливают якорно-швартовные лебедки.

Брашпиль предназначен для обслуживания одновременно цепей левого и правого бортов. На крупнотоннажных судах применяются полубрашпили, смещенные к бортам. Брашпиль состоит из двигателя, редуктора и размещенных на грузовом валу цепных звездочек и турачек (швартовных барабанов для работы со швартовами). Звездочки сидят на валу свободно и при работе двигателя могут вращаться только тогда, когда они соединены с грузовым валом специальными кулачковыми муфтами. Каждая звездочка снабжена шкивом с ленточным тормозом. Брашпили обеспечивают совместную или раздельную работу звездочек левого и правого бортов. Использование фрикционных муфт позволяет смягчить ударные нагрузки и обеспечить плавное включение звездочек. Отдача якоря на малых глубинах производится за счет его собственной массы и массы цепи. Скорость при этом регулируют при помощи ленточного тормоза брашпиля. На больших глубинах цепь вытравливается с помощью механизма брашпиля. Турачки сидят на грузовом или промежуточном валу жестко и всегда вращаются при включенном двигателе. В носовом якорном устройстве обе звёздочки и швартовные барабаны имеют один привод.

Механизм шпиля обычно разделен на две части, одна из которых, состоящая из звездочки и швартовного барабана, располагается на палубе, а другая, включающая редуктор и двигатель, – в помещении под палубой. Вертикальная ось звездочки позволяет неограниченно варьировать в горизонтальной плоскости направление движения цепи; наряду с хорошим внешним видом и незначительным загромождением верхней палубы - это является существенным преимуществом шпиля. Часто якорный и швартовный механизмы объединяют в одном якорно-швартовном шпиле.

Якорно-швартовные лебедки. В настоящее время в якорном устройстве

Рис.6.11.Якорно-швартовная лебёдка (полубрашпиль с швартовным барабаном). Схема.

крупнотоннажных судов стали применять якорно-швартовные лебедки с гидравлическим приводом и дистанционным управлением. Эти лебедки компонуются из полубрашпилей и автоматических швартовных лебедок, которые имеют один привод. Якорно-швартовные лебедки могут обслуживать якорное устройство с калибром цепи до 120 мм. Они отличаются высоким КПД, меньшей массой и безопасностью в работе.

Якорные механизмы могут быть с паровым, электрическим или гидравлическим приводом.

Стопоры предназначены для крепления якорных цепей и удержания якоря в клюзе в походном положении. Для этого используют винтовые кулачковые стопоры, стопоры с закладным звеном (закладные стопоры) и для более плотного прижатия якоря к клюзам – цепные стопоры.

Закладной стопор (рис.6.12) состоит из двух неподвижных щек, позволяющих цепи свободно проходить между ними по выемке, соответствующей форме нижней части вертикально ориентированного звена. На одной из щек в прорези укреплен закладной пал, свободно входящий в вырез противоположной щеки. Наклон выреза таков, что усилие, создаваемое застопоренной цепью, полностью воспринимает пал. Этот стопор рекомендуется для цепей калибром более 72 мм.

В винтовом стопоре основанием служит плита, в средней части которой сделан желоб для прохода звеньев цепи. На малых судах горизонтально ориентированное звено прижимается двумя нащечинами к плите основания. Нащечины закреплены шарнирно и приводятся в движение винтом с противоположными трапецеидальными резьбами. В открытом положении нащечины дают возможность цепи свободно скользить по желобу основания. Чтобы цепь при движении не могла повредить винт, стопор имеет ограничивающую дугу. Стопорение цепи происходит в результате действия сил трения при прижиме нащечинами звена цепи к плите стопора. На крупных судах (с большим калибром цепи) этим способом не удаётся обеспечить необходимое усилие для стопорения цепи. Поэтому между двумя вертикально. расположенными звеньями вводятся кулачки расположенные на нащёчинах при аналогичной схеме стопора.

Рис.6.12.Конструкция стопоров якорной цепи: а–закладной, б–винтовой, в - цепной.

1 – плита-основание; 2- закладной пал; 3 – щека; 4 – желоб; 5 – штырь; 6 – дуга; 7 – винт; 8 – нащечина; 9 – рукоятка; 10 – цепочка; 11 – талреп; 12 – обух; 13 – глаголь-гак.

Цепной стопор представляет собой короткую цепную смычку (меньшего калибра), пропускаемую через якорную скобу и которая закрепляется своими двумя концами к обухам на палубе. С помощью талрепа, включенного в один конец. цепи, подтягивают якорь в клюз до плотного прилегания лап к наружной обшивке. Глаголь-гак, включенный в другой конец цепи, служит для быстрой отдачи стопора Ленточный тормоз брашпиля (шпиля) используют в качестве основного стопора при стоянке судна на якоре. Такое стопорение имеет ряд преимуществ, среди которых важнейшим является возможность потравливания цепи за счет проскальзывания тормозного шкива относительно тормозной ленты при рывках.

Цепная труба (палубный клюз) служит для направления якорной цепи от палубы до цепного ящика. В верхней и нижней частях цепная труба имеет раструбы. Цепные трубы располагают вертикально или слегка наклонно, так чтобы нижний конец находился над центром цепного ящика. При установке брашпиля верхний раструб цепной трубы крепят на его фундаментной раме. При установке шпиля применяют угловой поворотный раструб, который состоит из литого корпуса и крышки, шарнирно-закрепленной в его верхней части. Крышка закрывает раструб, предохраняя цепной ящик от попадания в него воды, и позволяет при необходимости удержать на палубе участок якорной цепи для осмотра, для чего в ней имеется отверстие, соответствующее звену цепи.

Длина цепной трубы зависит от расположения цепного ящика по высоте судна. Внутренний диаметр трубы принимают равным 7–8 калибрам цепи.

Цепные ящики предназначены для размещения и хранения якорных цепей. При выборке якорей цепь каждого станового якоря укладывают в отведенное для нее отделение цепного ящика.

Размеры цепного ящика должны обеспечить самоукладку якорной цепи при выборке якоря без ее растаскивания вручную. Этому требованию отвечают цилиндрические отделения цепного ящика диаметром, равным 30–35 калибрам цепи (во всяком случае ящик должен быть сравнительно узким). Высота цепного ящика должна быть такой, чтобы полностью уложенная цепь не доходила до верха ящика на 1–1,5 м. На дне цепного ящика под центром цепной трубы установлен мощный полуовальный рым, через который якорная цепь, меняя направление, подводится к креплению коренного конца. Цепной ящик имеет самостоятельное осушение.

Крепление и отдача якорной цепи. В верхней части цепного ящика расположено специальное устройство для крепления и экстренной отдачи коренного конца якорной цепи. Необходимость быстрой отдачи может возникнуть при пожаре на соседнем судне, внезапном изменении погодных условий и в других случаях, когда судно должно быстро покинуть якорную стоянку.

До недавнего времени крепление коренной смычки к корпусу осуществлялось жвако-галсом – содержащим глаголь-гак. Отдача цепи производилась только из цепного ящика.

В настоящее время для отдачи якорной цепи вместо глаголь-гака, который небезопасен при отдаче цепи, стали применять откидные гаки с дистанционным приводом. Принцип действия откидного якорного гака такой же, как и глаголь-гака, с той лишь разницей, что стопор откидного гака отдается при помощи дистанционного валикового или иного привода. Управление этим приводом расположено на палубе непосредственно у якорного механизма.