Концевые переборки подводных лодок. Прочные цистерны

Концевые переборки выполняются в виде неподкрепленных ребрами жесткости сферических или торосферических оболочек. Плоские переборки характеризуются большим количеством зон повышенных напряжений и не рекомендуются к применению в качестве концевых. Установка сферических переборок требует значительных объемов, поэтому для прочных корпусов чаще применяются более компактные торосферические переборки.

Торосферическая переборка представляет собой составную оболочку, выполненную из плавно сопряженных между собой частей тора и сферического сегмента. Такие переборки выполняются из деталей, полученных методом холодной или горячей штамповки. Центральная деталь переборки называется донышком, остальные — лепестками. Проверка прочности переборки производится:

— по средним напряжениям в сферическом сегменте вдали от опорного контура;

— по суммарным напряжениям в поперечном сечении торового элемента посередине его длины;

— по суммарным напряжениям в поперечном сечении обшивки корпуса вблизи линии соединения с торовым элементом.

Прочность рационально спроектированной торосферической переборки определяется, в основном, устойчивостью сферического сегмента. Поскольку изготовить полотно переборки строго сферической формы в производственных условиях практически невозможно, критическое давление оболочки оказывается более низким, чем определенное по теоретической формуле. Поэтому для учета начальной погиби в расчеты вводится поправочный коэффициент.

Сферические и торосферические концевые переборки соединяются с обшивкой прочного корпуса плавно (рис. 7.5).

Расстояние от стыка соединения концевой переборки с прочным корпусом до ближайшего шпангоута прочного корпуса должно составлять не более половины шпации.

Следует избегать жесткого присоединения к полотну концевых переборок настилов, цистерн и крупных фундаментов.

На концевых переборках, как правило, размещается большое количество вварных деталей. В их число входят:

— комингсы торпедных аппаратов;

— вварные детали для кабелей и систем;

— вварыши линии вала и приводов рулей.

Прочные цистерны. Прочные цистерны — это цистерны, которые в процессе эксплуатации, в том числе и аварийной, могут испытывать максимальное гидростатическое давление. Прочные цистерны располагаются как внутри, так и снаружи прочного корпуса (рис. 7.6), и по конструктивному оформлению подразделяются на приварные к прочному корпусу и отключенные.

При проектировании прочных цистерн первоначально с учетом имеющихся конструктивных требований определяется схема установки элементов цистерны. Для выбранной схемы выполняют расчеты статической прочности, для определения:

— толщины обшивки цистерны;

— толщины переборок, крыш, стрингеров;

— профиля продольного ребра подкрепления обшивки;

— профиля набора переборок, крыш, стрингеров;

— толщины обшивки ПК в районе цистерны.

Проверку прочности наружных цистерн и корпуса в районе их расположения выполняют для случая нагружения, когда давление внутри цистерны отсутствует — цистерна пустая или с водой, не заполняющей весь ее объем. Расчетное давление на обшивку цистерны принимают таким же, как для прочного корпуса [123].

Проверку прочности внутренних цистерн и корпуса в районе цистерн выполняют для двух случаев нагружения: цистерна пустая и цистерна заполнена водой под давлением.

Расчетное давление на обшивку цистерны, для случая, когда она заполнена водой под давлением, принимается таким же, как для прочного корпуса, а расчетная схема соответствует расчетной схеме для наружной цистерны.

Приварные прочные цистерны могут быть выполнены в виде оболочки, повторяющей обвод обшивки прочного корпуса и соединенной с ней цилиндрическим или плоским стрингером, а также с плоской крышей профиля продольного ребра подкрепления обшивки;

Торцы цистерн выполняются в виде плоских переборок, подкрепленных набором (рис. 7.7).

В плоскостях шпангоутов в цистернах устанавливаются бракеты с стойки облегчающими вырезами, которые также подкрепляются ребрами жесткости. Цилиндрическая обшивка цистерны может иметь подкрепление в виде продольных ребер жесткости. Плоские крыши цистерн, как правило, выполняются по продольно-поперечной системе набора, где роль поперечного набора выполняют бракеты в плоскости шпангоута и поперечные переборки, а продольного — ребра жесткости. Для доступа в цистерны на стрингерах, переборках цистерны и на обшивке прочного корпуса устанавливаются горловины.

Отключенная цистерна — это цистерна, герметичный контур которой формируется только ее конструкцией (рис. 7.8).

Конструкция отключенных цистерн, как правило, состоит из тех же элементов, что и конструкция прочного корпуса (оболочка, кольцевые ребра жесткости, торцевые переборки, внутренние переборки и т.п.). Если отключенная прочная цистерна размещена внутри прочного корпуса, то ее конструкция рассчитывается как сосуд с высоким внутренним давлением, работающий преимущественно на растяжение; если она находится вне прочного корпуса, то рассчитывается в соответствии с подходами, принятыми для прочного корпуса [135].

Отключенные цистерны характеризуются существенно более низким показателем удельной массы (масса / объем) по сравнению с приварными, однако для их размещения требуются большие пространства, поэтому на практике чаще применяются приварные прочные цистерны.