Средняя часть наружного корпуса подводной лодки и надстройка

Средняя часть наружного корпуса представляет собой объемную конструкцию, состоящую из оболочки, подкрепленной продольным и поперечным набором. Расстояние между обшивками наружного и прочного корпусов (междубортное пространство) должно обеспечивать выполнение не только требований плавучести, остойчивости, но и технологии постройки. В междубортном пространстве располагаются цистерны главного балласта (ЦГБ), прочные цистерны, топливно-балластные цистерны (ТБЦ), различные выгородки и проницаемые части. ЦГБ разделяются между собой и отделяются от проницаемых частей непроницаемыми переборками, от надстройки их отделяет верхний стрингер, а в килевой части они делятся вертикальным килем.

Наружный корпус может быть выполнен по поперечной, продольной, либо смешанной системе набора, в зависимости от ориентации длинной стороны пластин. При поперечной системе набора длинная сторона пластины ориентирована в поперечном направлении, при продольной системе — в продольном. При смешанной системе пластина имеет приблизительно равные размеры (рис. 7.26).

В основу этой классификации положено направление тех балок набора, которые разносят на жесткие связи нагрузку, воспринятую обшивкой НК.

По конструктивному оформлению конструкция НК делится на три части: килевую, бортовую, верхнюю (рис. 7.27) у ПЛ двухкорпусного архитектурного типа и на две части — килевую и надстройку, у однокорпусного архитектурного типа (рис. 7.28).

Толщины обшивки НК и размеры связей в каждой ее части определяются расчетами прочности.

Килевая часть НК испытывает нагрузки при постановке ПЛ в док, поэтому килевые листы наружной обшивки выбираются утолщенными и подкрепляются вертикальным килем, поперечным набором на каждом шпангоуте и продольными ребрами жесткости. Конструктивно вертикальный киль представляет собой лист, подкрепленный на каждом шпангоуте килевыми бракетами, а при большой высоте междубортного пространства — и продольным набором.

В связи с большой толщиной листов обшивки, шпация продольного набора в килевой части может быть большей, чем в других районах. Килевые части шпангоутов выполняются в виде бракет между корпусами, которые для обеспечения устойчивости подкрепляются ребрами жесткости. Между ребрами выполняются круглые или овальные вырезы для облегчения конструкции.

При выборе варианта набора бортовой части необходимо учитывать, что продольная система набора обеспечивает получение конструкции минимальной массы. Поперечную систему набора целесообразно применять в районах, где количество продольных ребер должно быть минимальным для обеспечения размещения оборудования.

Бортовая часть НК крепится к ПК посредством бракет, расположенных между шпангоутами НК и ПК, устанавливаемых примерно на равном расстоянии друг от друга. Расстояние по дуге обшивки между бракетами и ширина бракет выбираются расчетным путем (рис. 7.29).

Продольный набор обшивки состоит из ребер жесткости и стрингеров. Для обеспечения эффективной работы продольный набор устанавливается нормально к наружной обшивке НК. При разбивке продольного набора в средней части необходимо совместить его с набором носовой и кормовой оконечностей и прочных цистерн. Расстояние между ребрами продольного набора не должно превышать определенной расчетом продольной шпации.

Листы верхнего стрингера, расположенные между шпангоутами ПК, выполняются несколько толще, чем остальные листы (они наиболее подвержены коррозии), и подкрепляются поперечным набором, устанавливаемым на каждом шпангоуте и продольными ребрами жесткости. Толщина листов переборок в бортовой и верхней частях обычно выбирается равной толщине обшивки НК, а в килевой — больше остальных листов.

Набор поперечных переборок устанавливается в плоскости продольных ребер жесткости обшивки. В соответствии с расчетом прочности, все или часть ребер переборки должны быть доведены до обшивки ПК с целью подкрепления его шпангоута от завала при продувании ЦГБ. Промежуточные ребра должны быть доведены до шпангоута ПК.

Для снижения уровня концентрации напряжений соединение набора переборок с продольным набором обшивки ЛК, прочным корпусом или его набором следует осуществлять через кницы. Переборки ЦГБ рекомендуется выполнять без сломов и ступеней.

При установке в ЦГБ кингстонов или шпигатных решеток для обеспечения минимального уровня остаточной воды их необходимо располагать по возможности ниже. Установка кингстонов может производиться в специально выполненную выгородку, либо непосредственно в обшивку наружного корпуса (рис. 7.30).

При их размещении в кингстонной выгородке уменьшается полезный объем ЦГБ. В цистернах со шпигатными решетками заполнение и осушение производится через шпигатные отверстия (вырезы в наружной обшивке), в которые для исключения попадания посторонних предметов в МБП ввариваются решетки (рис. 7.31).

Площадь и количество кингстонов или шпигатных решеток в цистерне выбирают в зависимости от величины допускаемого давления воздуха при продувании и времени, необходимого для ее заполнения и продувания.

Клапаны вентиляции цистерн главного балласта могут быть расположены прямо в стрингере, либо в колпаках вентиляции, которые представляют собой объемную конструкцию, являющуюся частью ЦГБ. Набор колпаков вентиляции устанавливается снаружи, чтобы не уменьшать их проходное сечение.

К числу объемов специального назначения, расположенных в междубортном пространстве, относится баллонная выгородка, которая формируется в случае невозможности размещения всех баллонов ВВД в надстройке и ограждении.

К проницаемым частям относятся те объемы МБП, которые имеют постоянное сообщение с забортным пространством и не испытывают внутреннего гидравлического или воздушного давления. Например, выгородки предназначенные для размещения гидроакустических приборов, оборудования, а также для размещения приемо-отливных кингстонов различных систем.

Надстройка представляет собой проницаемую часть наружного корпуса, расположенную выше верхнего стрингера балластных цистерн. Она проектируется с учетом конструкций прочного корпуса, междубортного пространства, оконечностей, ограждения выдвижных устройств, расположения и крепления судовых устройств, оборудования и других технических средств, размещаемых в надстройке. При этом форма надстройки должна обеспечивать безотрывность обтекания, а ее высота принимается минимальной по условиям размещения оборудования.

Верхняя часть надстройки образует палубу, которая для безопасного обслуживания палубных устройств и механизмов выполняется плоской, а боковые части образуют борта (рис. 7.32).

Нижняя часть борта надстройки соединяется со средней частью наружного корпуса, составляя с ним единую конструкцию.

Объем, ограниченный надстройкой и ограждением выдвижных устройств, проницаем, что обеспечивается установкой шпигатов (сливные решетки, сливная щель и вентиляционные решетки) в бортовой части надстройки и палубе. Шпигаты в бортовой части служат для заполнения водой надстройки при погружении и слива воды из надстройки при всплытии, и выполняются в виде сливных решеток или сплошных сливных щелей, идущих вдоль всей надстройки. Шпигаты в палубе служат для прохода воздуха при погружении и всплытии, и выполняются в виде вентиляционных решеток, устанавливаемых в палубе надстройки. Расположение шпигатов должно исключить образования воздушных мешков при погружении, а общая площадь сечения шпигатов — обеспечивать заполнение надстройки водой или ее слив в установленное время.

В районах формирования шпигатной щели нижняя кромка бортовой обшивки не доходит до конструкции наружного или прочного корпусов. Для придания жесткости бортовой части в районе щели кромка обшивки подкрепляется планкой, высота которой выбирается с учетом наружного шумозаглушающего покрытия (рис. 7.33).

Конструкция надстройки воспринимает действующую на нее нагрузку большим количеством шпангоутов, установленных в плоскости набора прочного корпуса, что дает возможность получить шпангоуты небольшой высоты. В районах восприятия повышенных нагрузок предусматриваются усиленные шпангоуты. В этих районах фундаменты под оборудование проектируются совместно с конструкцией надстройки. Крепление шпангоутов к основному корпусу, прочным цистернам и стрингеру наружного корпуса производится с помощью книц и бракет (рис. 7.34).

С целью получения минимальных размеров шпангоутов, при обеспечении требуемой прочности надстройки, на каждом шпангоуте устанавливаются промежуточные опоры — пиллерсы. Количество пиллерсов на каждом шпангоуте и расстояние между ними определяются из условий выбора оптимальной высоты шпангоута и минимального количества пиллерсов. На плоской части надстройки для обеспечения жесткости пластин обшивки устанавливается продольный набор. В районе вырезов в обшивке надстройки предусматриваются подкрепления, вырезы окантовываются планками, высота которых зависит от высоты шумозаглушающего покрытия (рис. 7.35).

Часть вырезов в надстройке используется для доступа к устройствам и приборам. Эти вырезы оборудованы откидными листами, которые крепятся на петлях, и снабжены задрайками, конструкция которых исключает возможность их самопроизвольного открывания.