Киль

Киль, основная продольная связь корпуса судна, расположенная в самой нижней части диаметральной плоскости корабля.

Назначение киля: 1) наряду с другими продольными связями К. уравновешивает внутренними напряжениями усилия, возникающие от продольного изгиба корабля, давления во-Фигура 1. ды, постановки в док,

собственного веса, веса частей корабля (переборок, механизмов и прочие) и грузов; 2) соединяет части поперечного набора, наружную обшивку, внутреннее дно и переборки в одну целую конструкцию, заканчивая корабль снизу и переходя в оконечностях в фор- и ахтерште-вни; поэтому постройку судна начинают с

Фигура 2. Фигура з. киля, склепывая при закладке два листа последнего. По конструкции нижней части различают К. двух типов: 1) выступающий К. (фигура 1—3)—у малых и парусных судов и 2) п л о с к и и К. (фигура 5—8)— обычно применяемый. К первому типу относятся: а) брусковый К. (фигура 1 и 2) и б) слойчатый К. (фигура 3)—малоупотре

бительный, вследствие трудности сборки и клепки; для малых судов конструкция упрощается (фигура 3, а).

Выступающий К. сообщает короткому судну устойчивость на курсе и защищает днище корабля от соприкосновения с грунтом. На парусных судах такой К. уменьшает дрейф (смотрите Парусность), поэтому на парусных яхтах делают выдвижной К.; на боковой качке он уменьшает размахи, почему иногда делают на скуле специальные боковые К.

Фигура 5.

(фигура 2, а). Недостатком этого типа К. является увеличение осадки судна, поэтому на больших паро- и теплоходах делают плоские К., к которым относятся: а) плоский брусковый К. (фигура 4) и б) горизонтальный К. (фигура 5); последний часто усиливают добавочным листом снаружи



: )

		-

Фигура 6.

киля (фигура 6) или изнутри (фигура 6, а), или же с обеих сторон (фигура 7).

Средняя часть К., отсутствующая на малых судах с поперечным набором, обычно образуется вертикальным листом, идущим до верхней кромки поперечного набора (фигура 4, 6, 7), а иногда (фигура 5, а) перепускаемым выше, и называется вертикальным К. Последний непрерывен по длине корабля, в противоположность разрезан. между шпангоутами листу интеркостельного кильсона (фигура 5), являющегося вторым типом конструкции среди, части киля. Верхняя часть киля образуется: на малых и парусных судах средним кильсоном (фигура 2), устанавливаемым над поперечным набором, или—у больших судов—листом второго дна (фигура 4, 6, 7). Конструкция кильсона, состоящего из клепаных профилей и листов, бывает б. или м. сложной (фигура 2, о, 5, а и 5,6).

Кроме приведенных, существуют особые типы К. Для самогрузных (насыпных) судов применяется конструкция днища по системе Мак-Интайра (MacIntyre), в которой над поперечным набором и К. обычного типа (фигура 2 и 5) располагают высокие кильсоны в форме клепаных двутавровых балок (фигура 5, б),образующие продольный набор и перекрываемые вторым дном. В наливных судах, построенных по системе Ишервуда (Isherwood), вертикальный лист К. делается вдвое выше обычного и образует нижний пояс продольной переборки. На военных су-

Фигура 7.

дах К. обычно состоит из вертикального листа (внутренний К.), горизонтального К. и листа внутреннего дна, скрепленных уголками, иногда с накладным листом внизу. На линейных кораблях, для постановки их в док по мальтийскому способу (на киль), конструкция киля усиливается, образуя килевую балку (фигура 8), внутренность которой может быть использована для судовых надобностей; поперечн. диафрагмы, через определенные интервалы, делают глухими и водонепроницаемыми, и между ними вставляют разрез-ные средние листы ^фиг· ^8- а (фигура 8). Килевую балку, более упрощенной формы и не разделяемую на водонепроницаемые отсеки, начинают использовать также и в торговых судах, что дает возможность удобного размещения трубопроводов.

Соединение листов К. между собой по длине делается на накладках, реже в накрой; брусковые К. соединяются на замках или свариваются. Соединение частей киля с поперечным набором делают угольниками, как показано на схемах; там яге приведены различные способы соединения К. со шпунтовыми поясами днища и с внутренним дном. Размеры элементов К. для торговых судов выбирают по таблицам классификационных обществ, в зависимости от размеров судна; в особо сложных и новых конструкциях, а также для военных судов конструкцию К. поверяют расчетом прочности. Наибольшие размеры и прочность К. имеет у миделя, к оконечностям его делают более слабой и упрощенной конструкции.

Основной расчет прочности производят для переменной нагрузки на волне, при нормальной осадке корабля. Обозначим общий изгибающий момент всего корабля в поверяемом сечении на вершине волны через М_г(смотрите Военные суда, расчет прочности) и момент сопротивления эквивалентного бруса через —тогда напряжение в

К. от продольного изгиба корпуса судна k-Μ,

w, ’

где к—коэф-т прочности, подошве волны получим:

а -^к^м*

σ,=

Аналогично на

Величины W_x и W₂ должен быть вычислены с учетом редукционных коэф-тов всех продольных связей корабля, как это показано ниже для К. Напряжение σ₃ от местного изгибающего момента части К. между переборками в рассматриваемом сечении:

„ _ ft · м₃

где W₃ — момент сопротивления К., а М₃ — —12 & (Р—приведенная равномерно распределенная нагрузка на К. как веса, так и опорных давлений листов наружной обшивки, I—расстояние между переборками). На ружный лист испытывает, кроме указанных, еще и местное напряжение <т₄ от прогиба прилегающих к К. пластин днища, ограниченных опорным контуром—К., шпангоут, стрингер, шпангоут,—и рассчитывается по методам строительной механики и теории упругости для изгиба тонких пластин (смотрите Пластины). Наибольшего значения <т₄ достигает в средней шпации или у среднего шпангоута, где и следует брать расчетные сечения. Если а_э,—Эйлерово напряжение листа горизонтального К. и σ₃,< то площадь листа следует вводить в величину Wx с редукционным коэфициентом:

/0 — °⁹‘ ~ ~ ^σ* _}

* а.

°тгп °тах )

о чем упоминалось выше. Для горизонтального листа имеем:

^атах=^а1 + °а + ^а4> °тт ~ ^σ2~^σ3~ ^σ4>

величина приведенного допускаемого напряжения определится из ф-лы:

^ад.= 0,75 в_к ^1 + - ·

где а_д.—допускаемое напряжение и а_к—предел упругости материала. Условие прочности будет:

°max -ΐ ^ад.

Подобные расчеты производят для всех элементов К., повторяя их для сечений у переборки и по крайней шпации, где σ₃ меняет знак и, вместе с величину. Кроме того производят поверку на местные касательные напряжения по” ф-ле где т_д.=0,6а_к, а величина г определяется по обычн. формулам. Этим заканчивают поверку продольных напряжений. Кроме того необходимо произвести: 1) поверку поперечных напряжений при постановке в док, которые не должны превосходить 60% от предела упругости материала; 2) поверку случайных нагрузок во время испытания водонепроницаемости и аварии—для этих случаев напряжение не должно превосходить 80% а_к.

Сложность расчетов не позволяет определять наивыгоднейших размеров расчетом— это достигается путем последовательных проб и поверок. Мерой выгодности конструкции можно считать величину:

2 · I

^η F-he ’

где I—момент инерции К. (клепаной балки), F—площадь сечения, h—высота К., е—отстояние нейтральной оси от нижней кромки конструкции. Обычно η м. б. доведено до 0,7. Повторяя расчет сечения К. в нескольких местах по длине корабля и учитывая существующий сортамент, определяют все необходимые размеры К., после чего переходят к расчету заклепочных соединений (смотрите).

Лит.: Ш ерш о в А. П., Практика корабле строения, ч. 1 и 2, СПБ, 1912; Шлезингер Г., Курс корабельной архитектуры, т. 1, СПБ, 1900; Шиманский Ю. А. и Гардении Μ. Ф-, Справочная книгадлякорабельных инженеров, Петроград, 1916; Бонштедт Б.,Практич. судостроение, пер. с нем., СПБ, 1912; Johows Hilfsbuch f. d. Schiff-bau, 5 Aufl., В. 2, В., 1928; Walton Th., Present Day Shipbuilding, 2 ed., L., 1921; Germanischer Lloyd. Vorschriften f. Klassifikation u. Bau v. flusseisernen Seeschiffen, B., 1926; Lloyd’s Register of Shipping Rules a. Regulations, L., 1923. P. Тишбейи.