Положения по конструированию корпусов кораблей

Общие положения

Изложенные ниже требования распространяются на стальные надводные корабли всех классов и не распространяются на катера с динамическими принципами поддержания и многокорпусной архитектурой, а также на корабли из неметаллических материалов и легких сплавов.

Далее устанавливаются основные положения по конструированию корпусов надводных кораблей и их отдельных частей. Излагаются основные требования прогрессивной технологии постройки и принципиальные конструктивные схемы для разработки конкретных проектов.

Конструктивное оформление корпусов кораблей и их отдельных частей предполагает расчетное назначение их размеров.

При проектировании корпусов кораблей и их отдельных частей необходимо обеспечивать требования к их прочности и надежности при минимальном весе и рациональной технологии постройки на всех стадиях проектирования корабля.

При разработке конструкций корпусов кораблей следует в возможно большем объеме осуществлять унификацию входящих в их состав деталей, узлов и секций. При этом унификация не должна препятствовать разработке новых рациональных конструкций и их узлов применительно к конкретным условиям их участия в восприятии действующих нагрузок.

Конструкции корпусов должны проектироваться сварными. Заклепочные соединения могут в исключительных случаях применяться в местах, где по технологическим или конструктивным соображениям сварка неосуществима или нецелесообразна, в частности при соединении разнородных, не сваривающихся между собой материалов, соединении термически упрочняемых сплавов, теряющих свои прочностные свойства в результате нагрева при сварке, а также при использовании тонкого материала, сварка конструкций из которого приводит к недопустимым деформациям.

В конструкциях, выполненных из стали, клепаные соединения могут предусматриваться также в местах резкой концентрации напряжений (у основания расширительных соединений, в углах, образованных торцевыми и боковыми стенками надстроек, и др.) и в качестве барьеров для ограничения распространения трещин.

При разработке новых проектов кораблей необходимо обеспечивать непрерывность основных связей корпуса, не заканчивая их в зонах действия больших напряжений. С этой целью не следует проектировать надстройки, доходящие до борта и заканчивающиеся в средней части длины корпуса. В этом районе необходимо избегать больших вырезов или большого числа вырезов в одном поперечном сечении, ослабляющих верхнюю палубу. Если эти условия оказываются невыполнимыми, то должны быть осуществлены конструктивные мероприятия, компенсирующие ослабление сечения корпуса в этом районе.

Палубы, второе дно и платформы, близкие к крайним пояскам эквивалентного бруса, должны быть непрерывными по всей длине корпуса судна. Если в отдельных районах корабля перечисленные конструкции не могут быть совмещены в одной плоскости по высоте корпуса, необходимо обеспечить их непрерывность путем введения промежуточных наклонных участков.

Для уменьшения объема пригоночных работ слом палуб, второго дна и платформы следует совмещать с межсекционными или внутрисекционными стыками перекрытий, предусматривая их в районе поперечных переборок.

В тех случаях, когда ввести наклонные участки палуб, платформ или второго дна не представляется возможным, в местах обрыва необходимо обеспечивать плавное изменение их сечения, а также осуществлять надлежащую перевязку прерванных конструкций путем перепуска продольных связей.

Требования в отношении обеспечения непрерывности горизонтальных связей необходимо относить и к вертикальным продольным связям, расположенным по высоте близко к крайним пояскам эквивалентного бруса (под расчетной палубой, на втором дне или днище). При этом помимо введения участков переборок, расположенных в плане под углом к диаметральной плоскости (ДП), в кормовой оконечности, в целях избежания прохода продольных переборок вблизи гребных валов, разрешается делать переходные участки с переменным по длине корабля наклоном по отношению к вертикали. Сломы продольных переборок следует располагать на поперечных переборках или на других жестких поперечных связях.

По всей длине корпуса должен осуществляться плавный перепад в размерах профилей и толщинах листов продольных связей, соответствующий изменению усилий от общего изгиба корпуса.

Перепад толщин у стыкуемых листов (исключая места специальных подкреплений, например в углах вырезов) не должен превышать 5 мм или 30% более толстого из соединяемых листов, в зависимости от того, что меньше.

Переход от одной высоты профиля к другой также должен осуществляться плавно. Этот переход следует предусматривать на поперечных связях (переборках, рамах) с установкой кницы. Допускается также предусматривать переходный участок в пролете между балками перпендикулярного направления.

Не допускается резкий обрыв, а также окончание в одном поперечном сечении большого числа продольных балок набора основных корпусных конструкций. Окончание балок набора необходимо разносить по длине корабля.

В местах окончания продольных связей корпуса, входящих в состав крайних поясков эквивалентного бруса, необходимо устанавливать кницы, обеспечивающие плавность изменения сечения связей в этом месте. Эти кницы должны крепиться к продольным либо к поперечным смежным конструкциям.

Все прямоугольные вырезы в конструкциях корпуса должны иметь скругленные углы. Радиус скругления в основных продольных связях должен быть не менее 0,1 ширины выреза.

Удлиненные вырезы в указанных связях должны располагаться, как правило, большей стороной вдоль корабля.

Рис. 2.1. Схема расположения районов корпуса корабля с различной степенью напряженности.

При проектировании корпуса корабля следует выделять районы различного уровня напряженности (рис. 2.1):

• • район I — район действия наибольших нормальных напряжений при общем изгибе корпуса — средняя часть длины корабля протяженностью 0,51 в нижней и верхней четвертях высоты корпуса;
• • район II — район действия наибольших касательных напряжений при общем изгибе корпуса — часть длины корабля между 0,25L и 0,35L в нос и корму от миделя;
• • район III — район действия пониженных напряжений при общем изгибе корпуса — средняя часть длины корабля протяженностью 0,5L в средней части высоты корпуса по 0,25D вверх и вниз от нейтральной оси;

• • район IV — район действия наибольших динамических нагрузок во время хода корабля — носовая оконечность корпуса на длине 0,251 от носового перпендикуляра;
• • район V — район действия наибольших вибрационных нагрузок — кормовая оконечность корпуса на длине 0,251 от кормового перпендикуляра.

Более точное расположение указанных районов применительно к конкретному кораблю допускается устанавливать в каждом частном случае по расчетным данным.