Военное образование в России

Боевые и мореходные качества корабля - ПОНЯТИЕ ОБ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ КОРАБЛЯ

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 М_доп и перерезывающие силы N_доп 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 М_доп и N_доп в 3 – 4 раза больше, чем М _т.в. и N _т.в.

Изгибающий момент М_дин и перерезывающая сила N_дин 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.