Пароход

Антони Дин был первым судостроителем, применившим математику при составлении точного проекта судна. А ведь составить проект — это и означает определить наиболее выгодные размеры и очертания корпуса и все качества судна до начала его постройки.

С тех пор далеко вперед ушли наука и техника судостроения. Теперь уже ничего не делается на глазок и «по старинке». Прошла пора потомственных мастеров, знающих секретные дедовские приемы. Теперь все подчинено единому, подтвержденному расчетами инженерному проекту.

Но при составлении проекта современного судна приходится иметь дело и со стальным корпусом, и с различными механизмами, и с электрооборудованием, и с приборами судовождения. Знать все эти разнообразные элементы судна одинаково хорошо не может никто. Вот почему судно проектируют не один, не несколько человек, а сотни конструкторов самых разнообразных специальностей, собранных в конструкторское бюро. Они работают в огромных чертежных залах. В их распоряжении богатые технические библиотеки, лаборатории, умные счетные машины, мастерские и бассейны для испытания моделей судов.

Разработка проекта — дело очень сложное и долгое. Бывает, что она тянется дольше, чем постройка судна. Вообразите себе такое гигантское сооружение, как современный двенадцатипалубный пароход длиною в 300 метров. Ведь это целый плавучий город, со множеством мощных механизмов и сложных приборов, электростанций, сотнями жилых и служебных помещений, — словом, со всем тем, что потребуют 4000–5000 его «жителей». Но этот город не стоит, а двигается по волнам океана, да еще со скоростью 60 километров в час! Такой пароход собран из десятков тысяч различных частей — от огромных, как дом, стальных конструкций корпуса до самых точных и мелких деталей аппаратуры.

От каждой из деталей, от того как они пригнаны друг к другу, зависит судьба судна, а значит, — жизнь сотен и тысяч людей. Исправить какой-либо изъян при шитье костюма легко. А попробуйте перекроить и переделать уже собранный узел механизма или корпуса судна, изготовленный из твердого металла! Вряд ли что из этого выйдет. А если и выйдет, то с большими трудностями и затратами денег.

Поэтому нужно все предусмотреть и распланировать заранее — на бумаге, на чертежах.

Чтобы строить судно, надо до мельчайших подробностей знать, как оно будет выглядеть и что потребуется для его оборудования и оснащения. Сколько и каких материалов для него понадобится.

Нужно быть уверенным заранее в его прочности, в том, что оно возьмет именно столько груза, сколько предполагается, в том, что плавание будет и безопасным и быстрым.

Мы уже знаем, что быстроходным можно сделать любое судно, если установить на нем соответствующей мощности двигатель. Но так делать нельзя. Ведь такой двигатель иногда будет весить и занимать места столько, что судну некуда будет и грузы брать.

А если увеличить размеры судна, чтобы груз все-таки взять, то увеличится сопротивление воды движению судна.

И придется, чтобы не уменьшать скорости… ставить двигатель еще мощнее прежнего!

Выход из этого «заколдованного круга» только один: нужно правильно сочетать все эти противоречащие друг другу стремления. Чтобы ни скорость не увеличивалась в ущерб грузоподъемности, ни наоборот.

Разумное решение этих вопросов во многом зависит и от того, насколько удачно выбраны размеры и форма корпуса парохода.

Сколько груза должно брать будущее судно и какую примерно скорость хода оно должно иметь, — конструкторы знают из задания. Поэтому разработка проекта и начинается с определения таких размеров судна, в которые уместились бы и нужное количество груза и двигатель.

После того как подобрали подходящую форму корпуса и начертили теоретический чертеж, подсчитывают водоизмещение. А одновременно по теоретическому чертежу изготавливают модель, которая испытывается в опытовом бассейне.

Как производятся испытания, — вы уже знаете. В результате испытаний уточняют, какую мощность должен иметь двигатель, чтобы судно двигалось с заданной скоростью, и улучшают форму корпуса.

Много изобретательности проявляют конструкторы, когда они составляют чертежи общего расположения. Нелегко разместить в ограниченном пространстве парохода множество механизмов, устройств и помещений. В просторных корпусах фабрики или завода это не вызвало бы никаких затруднений. Другое дело на пароходе, где приходится учитывать каждый квадратный метр площади.

Одновременно с составлением проектных чертежей производятся необходимые расчеты. По теоретическому чертежу определяют мореходные качества парохода: плавучесть, остойчивость, непотопляемость и управляемость. Если они окажутся плохими, то приходится снова переделывать проект.

При расчете непотопляемости находят необходимое число переборок. Ведь надо разделить корпус на отсеки так, чтобы при аварии и заполнении водой даже сразу двух соседних отсеков судно все-таки не тонуло.

Большую работу проделывают конструкторы для того, чтобы подобрать вид и проставить такие размеры деталей корпуса парохода, чтобы он был прочным.

Как же устроен этот корпус?

Поперечный разрез корпуса современного парохода. 1 — вертикальный киль; 2 — флор; 3 — стрингер; 4 — продольные ребра жесткости; 5 — крайний междудонный лист; 6 — боковой киль; 7 — шпангоут; 8 — днищевая обшивка, 9 — кница; 10 — бимс; 11 — нижняя палуба; 12 — верхняя палуба; 13 — деревянный настил; 14 — шахта грузового люка; 15 — комингс люка; 16 — карлингс; 17 — поперечная переборка; 18 — пиллерс; 19 — настил второго (внутреннего) дна; 20 — бортовая обшивка; 21 — фальшборт, 22 — планширь.

Он состоит из стальной оболочки, не пропускающей внутрь судна воду, и скелета, подкрепляющего оболочку. Стальная оболочка судна — это наружная обшивка, а также настил палубы. Плотно обтянуть скелет обшивкой нелегко. Ведь длина судов достигает 300 метров, а ширина — 35. Толщина же обшивки бывает 20 и более миллиметров. Поэтому наружную обшивку и настилы палуб изготовляют не из одного полотнища, а из многих отдельных листов. Каждый ряд листов по длине судна называют поясом или поясьем. У каждого пояса наружной обшивки свое название: горизонтальный киль, днищевой, скуловой, бортовой, а верхний пояс — у верхней палубы — называют ширстреком. Правда, выше ширстрека есть еще пояс — фальшборт, — но он гораздо тоньше остальных поясов обшивки, да и назначение его совсем другое: без фальшборта плохо пришлось бы и людям и предметам, находящимся на открытой палубе. Их бы смыло за борт набежавшей волной.

Настилы палуб, как и наружная обшивка, тянутся вдоль судна параллельными поясами. Иногда стальной настил покрывают сверху деревянным, чтобы не скользила нога.

Скелет судна образуется так называемым набором корпуса. Главная часть набора — вертикальный киль. Это длинная и высокая полоса, опирающаяся на горизонтальный киль. Она сварена из отдельных листов и идет вертикально по всей длине судна. В оконечностях судна к вертикальному килю присоединяют прочные наклонные брусья из литой и кованой стали. Носовой брус — форштевень, а кормовой — ахтерштевень. С обеих сторон вертикального киля идут несколько таких же продольных полос, но они меньшей толщины и длины. Это днищевые стрингеры. А поперек судна установлены флоры. Днищевые стрингеры, флоры и вертикальный киль несут на себе сплошной стальной настил — внутреннее дно. Этот настил, как и палуба, состоит из продольных поясов. А между ним и наружной обшивкой днища образуется междудонное пространство. Часть днищевых стрингеров и флоров имеет отверстия для облегчения веса и для того, чтобы мог пролезть человек. Другая часть — без отверстий. Таким образом, все междудонное пространство делится на множество изолированных отсеков. В этих отсеках хранятся топливо для котлов, смазочное масло, пресная вода, водяной балласт.