> Техника, страница 60 > Мачты причальные

Мачты причальные

Мачты причальные для воздушных кораблей, сооружения для стоянки на причале под открытым небом воздушных кораблей в «пловучем» их состоянии. Возникновение М. п. вызвано дороговизной элингов и опасностью использования их для ввода и вывода воздушных кораблей при скорости ветра свыше 6—8 м/ск. М. п. впервые была построена в Англии в 1918—19 гг. Идея М. п.—дать воздушному кораблю надежную опорную точку в воздухе. Μ. п. должны иметь соответствующее оборудование, допускающее производство необходимых технических и транспортных операций с воздушными кораблями во время их стоянки, как то: осмотр кораблей, их питание и мелкий ремонт, погрузочные операции и тому подобное.

Основные требования, предъявляемые к Μ. π.: 1) высота мачты должен быть такова, чтобы причаленный воздушный корабль при возможных вертикальных колебаниях не мог прийти в соприкосновение с землею; 2) причаленный воздушный корабль должен иметь полную свободу горизонтальных движений вокруг мачты и движений около продольной оси корабля; 3) деталь воздушного корабля, осуществляющая связь его с М. п., должна быть возможно более коротка и жестка (не гибка); для уменьшения величины ударных нагрузок от движения дирижабля. М.п. должна иметь причальное приспособление, позволяющее быстро и безопасно производить операцию причаливания с наименьшим количеством обслуживающего персонала. Т. к. воздушный корабль на причале будет всегда стремиться стать по ветру, то причальное приспособление должно поворачиваться вокруг своей вертикальной оси на угол 360°. Максимальный возможный угол вертикальных колебаний корабля берется в=± 15° и т. о. высота мачты отнюдь не должна превышать величины fe=£ sin а, где L—длина воз душного корабля. Практика допускает пользование мачтами, имеющими высоту h=0,18~ 0,25 L. М. п. должна иметь; 1) посадочную площадку для погрузки пассажиров и грузов на воздушный корабль; 2) лестницу и подъемные машины для доставки грузов и пассажиров на посадочную площадку и для обслуживающего персонала, а также и для осмотра и ремонта М. п.; 3) для питания воздушного корабля газо-бензино-масло-водо-

проводы такой мощности, чтобы за 1—2 ч. стоянки корабля на причале можно было пополнить его расход горючего, балласта и газа на 48 ч. полета; 4) прожекторную и силовые установки для освещения, отопления, сигнальных огней, насосов и тому подобное. Материалом для постройки М. п. могут служить: железо, железобетон и дерево. В настоящее время применяются металлич. мачты решетчатой конструкции, представляющие собою пространственные фермы. М. п. могут быть расчаленными и свободностоя-

щими; постоянными и переносимыми (разборными); сухопутными и морскими (на кораблях).

Типом расчаленной мачты является Μ. п. в Пульгейме, первая из построенных в Англии. Эта М. п. является раскосной фермовой бй квадратного сечения со стороной в 0,9 метров Высота ее 36,5 метров М. п. покоится на бетонном фундаменте и расчалена метал-лич. тросами, которые крепятся к М. п. у вершины ее и в расстоянии ³/₅ высоты мачты от ее основания. Внутри М. п. идет лестница, ведущая на посадочную площадку, которая расположена на вершине мачты. С посадочной площадки по трапу можно проникнуть на воздушный корабль через его носовой люк. Причальное приспособление этой мачты представляет собою двухколенную раздвижную трубу (фигура 1), оканчивающуюся причальной воронкой а, служащей для приема причального конуса Ь воздушного корабля, и могущую вращаться вокруг своей вертикальной оси благодаря системе опор и упорных подшипников, расположенных в верхнем конце трубы. Труба расположена в центре посадочной площадки и благодаря наличию кардана в месте ее крепления к мачте, расположенном в расстоянии ок. 1м от нижнего конца трубы, может вращаться в горизонтальной плоскости на 360° и отклоняться от вертикальной на 30°. Длина основного колена трубы 3 метров длина выдвижного колена 1,5 ж. Под действием находящейся внутри трубы мощной стальной пружины с выдвижное колено стремится выдвинуться наружу. Выдвижное колено и пружина, повышая точку причала над посадочной площадкой и амортизируя удар при соприкосновении носа воздушного корабля с причальной воронкой, способствуют безопасности причаливания. После причала труба м. б. приведена в вертикальное положение при помощи системы канатов, идущих от нижнего конца трубы через ряд блоков на специальную лебедку. Выдвижное колено м. б. фиксировано внутри основного колена тремя замками d. На земле у основания мачты расположена лебедка для выбирания главного причального троса, идущего от причального конуса на носу воздушного корабля через причальную воронку мачты на эту лебедку. Лебедка выбирает причальный трос

до момента, когда причальный конус воздушного корабля войдет в причальную воронку мачты и будет в ней закреплен замками г, после чего вспомогательный трос т, идущий также от причального конуса, крепится к мачте, а главный причальный трос м. б. смотан с лебедки и передан на корабль. На земле вокруг мачты по окружности радиуса г=150 метров расположены 12 постоянных якорей (бетонные сваи с кольцами). Их назначение—прием двух вспомогательных швартовых тросов с воздушногоко-рабля (фигура 2), которые выбираются во время причаливания передвижными лебедками, устанавливаемыми при подходе корабля у соответствующих якорей.

Труба причального приспособления благодаря возможности отклоняться от вертикали (до 30°) занимает при причаливании положение касательной к кривой, описываемой носом воздушного корабля, когда последний, будучи фиксирован на постоянных якорях двумя вспомогательными швартовыми тросами, подтягивается к мачте главным причальным тросом, который идет от причального конуса воздушного корабля. Внутри мачты расположены трубопроводы для газа, горючего и балласта (вода).

Типом свободностоящей мачты может служить М. п. в Кардингтоне (фигура 3). Она представляет собою восьмигранную металлическую фермовую пирамиду, опирающуюся на бетонный фундамент. Высота М. п. 61 м; конструкция ее в противоположность Пуль-геймской является жесткой и она имеет причальное приспособление того же типа, что и Пульгеймская мачта, но несколько видоизмененной конструкции. Питание воздушного корабля, а также производство с ним эксплуатонных операций, когда он стоит на причале в воздухе, представляют трудности и требуют для выполнения большого промежутка времени. Для устранения этого Форд в Дирборне (США, штат Мичиган) построил М. п. (свободностоящую металлическую фермовую трехгранную пирамиду), имеющую вертикальный рельс, соединенный с причальным приспособлением и вместе с ним могущий свободно вращаться вокруг вертикальной оси мачты. Причаленный к этой мачте воздушный корабль м. б. спущен по этому рельсу до земли и после совершения неббходимых работ опять поднят в воздух и оставлен на причале. В Германии предложены к постройке М. п. небольшой высоты—16—20 метров Причаленный к ним воздушный корабль почти касается своей нижней частью земной поверхности, в силу чего на земле вокруг мачты проложено несколько круговых рельсов, по которым ходят специальные тележки. К этим последним и крепится после причала воздушный корабль. Причальное приспособление этих мачт также имеет возможность вращаться в гори-

зонтальной плоскости на 360°, что вместе с круговыми рельсовыми путями, снабженными тележками, позволяет воздушному кораблю устанавливаться по ветру. Столь низкое расположение воздушного корабля на причале должно на много облегчать его обслуживание.

В 1922 г. в Англии была созвана специальная конференция по вопросу о выработке стандартов для М. п. и воздушных кораблей. В числе прочих постановлений были приняты диаметры трубопроводов М. п.—для газа 300 миллиметров, для бензина 40 миллиметров, для воды 75 миллиметров, а также размеры и форма причального конуса и габарит причальной воронки, показанные на фигуре 4.

М. п., устанавливаемые на морских судах, имеют ту же конструкцию, что и наземные М. п.; вместо постоянных якорей там установлены специальные стрелы, к вершинам которых крепятся при причале вспомогательные швартовые тросы (фигура

5). М. п. для воздушных кораблей мягкой си- I 4-· стемы могут иметь спе-циальпую вилку (фигура

6), вращающуюся в горизонтальной плоскости и позволяющую распределить напряжение на оболочку причаленного корабля.

При проектировании М. п. должны быть уч- Г-5 тены следующие нагрузки: 1) нагрузка от собственного веса мачты,

2) нагрузка от веса операционных и служебных помещений и оборудования, расположенных в мачте, с переменными и постоянными грузами, 3)горизонтальная и вертикальная составляющие давления от причаленного к вершине мачты воздушного корабля, 4) давление ветра на тело мачты, 5) напряжения от причального троса, выбираемого лебедкой во время причала, 6) температурные напряжения. Следует отметить, что трехгранные М. п. наименее выгодны в смысле использования в них внутреннего пространства под оборудование. Продувки моделей М. п. сплошных и фермовых—цилиндрических,

Фигура 4.

конусообразных,трех-и четырехгранных пирамид показали выгодность четырехгранных фермовых пирамидальных мачт, для которых коэф-т лобового сопротивления получился равным=0,00092, гдёд—силалббо-

вого сопротивления, a v—скорость потока воздуха в м/ск, в то время как для конусообразной сплошной модели коэф-т оказался

Фигура 6.

равным 0,0016, для сплошного цилиндра 0,0018, а для фермового цилиндра 0,0015. Продувки производились при скорости потока v=20 м/ск.

Лит.: Engberding D., Luftschiff u. Luft-schiffahrt, В., 1926; «Engineering», L., 1921; «Giorna-le dei Genio Civile», Roma, 1917; «OZEM», 1928, 18; «JC», 1929, 15. M. Соколов.

^МАЧТЫ СУДОВЫЕ, вертикальные части рангоута, используемые по своему прямому назначению (несение парусов) только на парусных судах и спортивных яхтах. Обыкновенно М. с. служат для подъема сигналов, установки антенны, грузовых стрел, постов наблюдения, а на военных судах—постов управления артиллерийским огнем и прожекторов. Количество М. с. (обычно от 1 до 4) определяется: на парусных судах тоннажем судна и его парусным вооружением (смотрите Парусные суда), доходя до 7; на грузовых судах—количеством и расположением люков. Размещение М. с. на парусных судах зависит от длины и вооружения последних и определяется по опытным данным таблицы Миддендорфа или путем испытания модели продувкой; на прочих судах·—зависит от положения люков, надстроек, дымовых труб и мостиков или диктуется специальными требованиями. Высота М. с. зависит от требуемой высоты центра парусности (смотрите) над ватерлинией и достигает 50—60 метров поэтому для удобства изготовления и установки судовые мачты делают из двух, трех частей, соединенных друг с другом (смотрите Парусное вооружение). В целях удобства укрепления М. дают наклон в корму, а именно (у больших судов): для фок-мачты 3—4°, для грот-мачты 4—5°, бизань-мачты 5—6°. На военных судах М. с. устанавливают без наклона. Кроме обычных М. с., удерживаемых вантами и штангами, на военных судах устраивают многоопорные М. с. с несколькими ногами, подкрепляющими М. с. у марса и разносящими вес последнего. Применяются также прутковые М. с., имеющие форму однополого гиперболоида.

М. с. изготовляются из цельнотянутых стальных труб или листов, М. с. больших диаметров—из клепаных труб, лишь на небольших судах—из дерева; стеньги—стальные или сосновые, брам-стеньги—еловые. Диаметр стальных М. с. по высоте различен: у степса 0,3—0,7 м, у пяртнерса 0,4—0,9 м, у салинга 0,3—0,8 у топа 0,25—0,6 л.

Толщина листов 5—15 миллиметров. М. с. склепываются (внакрой) или свариваются по окружности из 2—4 листов в зависимости от высоты; стыки склепываются на накладках снаружи, или на накладках, устанавливаемых с внутренней стороны. В наиболее напряженных частях, (у степса, пяртнерса и лонгсалинга) к М/с. приклепывают второй слой; внутри, при надобности, устанавливают вдоль М. с. уголки жесткости. Пустотелая М. с. служит хорошим вытяжным вентилятором, для чего топ ее закрывают грибом, оставляющим проход для воздуха.

На М. с. парусных судов действуют следующие внешние силы: 1) давление ветра на паруса и на М. с., 2) собственный вес, 3) силы инерции и 4) натяжение такелажа; эти силы вызывают изгиб, сжатие и кручение М. с.; на М. с. коммерческих парусных судов кроме этих сил действует еще вес поднимаемого на стреле груза. Так как расчет М. с. осложняется вследствие невозможности точно учесть внешние силы, то для парусных судов обычно пользуются данными опыта, сведенными в таблицы правил классификационных обществ; М. с. военных судов, наоборот, рассчитывают. Расчет производят: 1) на наибольший из изгибающих моментов при боковой или килевой качке, 2) на продольное сжатие от собственного веса и наибольшей составляющей по длине М. с. сил инерции от боковой или килевой качки. М. с. разбивают по длине на участки с постоянным весом погонной единицы и производят расчет последовательно для каждого участка, начиная с верхнего, № 1. Задавшись: весом (то есть размерами) участка № 1 на единицу длины—pi и давлением ветра на единицу длины—q{, определяют величину изгибающего момента для наиболее невыгодного случая и из ур-ия прочности определяют размеры М. с. (диаметр и толщину стенок) на участке № 1; проверив их на устойчивость, вычисляют величины pi и qi, которые примут новые значения: pi и ql, и повторяют расчет сначала, пока величины

ρ(η + ΐ)_ρ(η)_{=α! q}(n + 1) _ _q(n) _ β

не окажутся пренебрежимо малыми; обычно бывает достаточно второго приближения. Далее переходят к расчету участка № 2, в расчетные ур-ия которого войдут уже точные величины р₁ и и предполагаемые значения величин р₂ и <7₂—pi и qf_z. Далее переходят к участку № 3 и т. д. Расчетный изгибающий момент определяют по ф-ле:

Ж=М_г + Ж₂ + М_я,

где M_lt Ж а и Ж₃—изгибающие моменты от сил инерции при качке, собственного веса и давления ветра или груза. Сами величины моментов определяются, наир, для Ж_1; для мачты не укрепленной с боков вантами, при боковой качке следующим образом: если Н—полная высота М. с. от ц. т. корабля, то на высоте z₀ от ц. т. будет действовать изгибающий момент я

М₁ =/(0 -z₀)dF, (1)

где dF—составляющая силы инерции от качки, перпендикулярная диаметральной плоскости для элемента М. с. dz в расстоянии z от ц. т., равная для боковой качки здесь р—вес единицы длины участка dz, д— ускорение силы тяжести и А_у—ускорение силы инерции, к-рое для боковой качки будет

Ау--cos v_max -г ψζ (&_пшх + a) z,

где 2r—высота волны, τ—период ее, &_пшх— наибольший угол крена, Т—период качаний корабля на тихой воде, а—угол волнового склона. Для участка № 1 интеграл (1) будет я я 1

где II _г—высота границы участка № 1 над ц. т. Для участка № 2 интеграл (1) распадается на два:

я я

^i¥W= f <* - ^я>) ^dFι+ /(* -#.)

Н i Н₂

где величины dF_x и dF₂ будут различаться значениями р: соответственно р_г и р₂- По окончании расчета на изгиб проверяют прочность М. с. на сжатие.При этом следует учесть натяжение такелажа (стоячего), к-рое сжимает М. с. с силой

rj М № · sin<5 · costf- s· E,

^ 3-I-l-El

где Ж—момент в точке крепления такелажа на высоте h, I—приведенная длина такелажа, s—приведенное поперечное сечение его, <5—угол наклона такелажа к М. с., I— момент инерции М. с. на высоте h; Е_г, Е_г—модули упругости материала такелажа и М. с.

На М. с. торговых судов укрепляют грузовое устройство, общая схема которого дана на фигуре 1, где 1—грузовая стрела; 2—стрела для тяжелых грузов; 3—шпор стрелы; 4—

вертлюжный штырь с башмаками; 5—ноко-вый бугель стрелы; 6—оковка нока усиленной стрелы; 7—рымы для канифас-блоков; S—канифас-бугель для усиленной стрелы;

9—канифас-блоки; 10—грузовые блоки; 11— направляющие блоки; 12—грузовые блоки талей усиленной стрелы; 13—блок, отводящий ходовой конец подъемных талей усиленной стрелы; 14—блок эрнст-талей; 15— блок, отводящий ходовой конец эрнст-талей;

16—грузовая петля; 17—грузовой гак; 18— вертлюг; 19—топреп; 20—подъемные тали;

21—эрнст-штаг; 22—эрнст-тали; 23—шкентели; 2d—гордень; 25—рым топрепа; 26— кнехт крестовый; 27—барабан лебедки; 28— выносной барабан; 29—талреп;30—ванты. Детали грузового устройства в СССР стандартизованы.

Устройство М.с. военного корабля(смотрите Военные суда) дано на фигуре 2; спереди расположена боевая рубка с дальномер-ным постом А; у топа М. с.: дальномерный пост—1, пост управления артиллерийским огнем—2, пост Фигура 2. связи—·3, прожек торная площадка—

4, командные посты на походе—5, ниже М. с. переходит в рубки, сверху задраивается стеньгой и сигнальным реем.

Лит.: Миддендорф Ф., Рангоут и такелаж судов, СПБ, 190.5; I о Ь о w-F о e г s t е г, Hilfsbuch fiir d. Scbiffbau, 5 Aufl., В. 1, В., 1928. P. Тишбейн.