Korpuss (kuģa)

Šis raksts ir par kuģā sastāvdaļu. Par citām jēdziena Korpuss nozīmēm skatīt nozīmju atdalīšanas lapu.

Korpuss ir lielākā kuģa sastāvdaļa, kura nodrošina kuģa peldamību.

Korpusa forma

HSV-1 Joint Venture, liels eksperimentālais, liela ātruma militārais katamarāns

Tajā izvieto kravas tilpnes un mašīntelpu. Uz tā būvē virsbūves. Korpuss nodrošina kuģa ūdensnecaurlaidību. Tā forma, savukārt, nodrošina pietiekamu noturību pret apgāšanos. Kuģus, kuri būvēti izmantojot divus korpusus sauc par katamarāniem, bet kuģus ar trīs korpusiem par trimarāniem.

Kuģa korpusa konstrukcijas vispārējais raksturojums

Kuģa korpuss pakļauts daudzu spēku iedarbībai. Svarīgākie no tiem ir smaguma spēks un ūdens cēlējspēks. Šo spēku iespaidā kuģa korpuss kopumā un tā atsevišķie elementi deformējas. Smaguma spēks un ūdens cēlējspēks, izvietoti kuģa garumā nevienmērīgi. It sevišķi šī nevienmērība palielinās pie kuģa viļņošanās, kad kuģis ieņem dažādus stāvokļus attiecībā pret vilni. Smaguma spēka un ūdens cēlējspēka nevienādība kuģa garumā izsauc tā korpusa kopēju deformāciju, kuras rezultātā kuģis var pārlūst. Kuģa spēju pretoties tā korpusa kopējai deformācijai sauc par kopējo garenisko stiprību. Ūdens spiediena rezultātā uz kuģa borta un dibena apšuvēm, tas mainīs sava šķērsgriezuma laukuma formu, t.i., borti un dibendaļa ielieksies uz iekšpusi. Kuģa spēju pretoties tā šķērsgriezuma formas izmaiņai sauc par šķērsstiprību. Ārējie spēki, kas darbojas uz kuģa korpusa atsevišķajiem elementiem, izsauc to deformāciju, tādēļ jānodrošina to stiprība, t.s. vietējā stiprība. Bez stiprības kuģa korpusam jābūt ūdensnecaurlaidošam, ko nodrošina tā ārējā apšuve un virsējā klāja segums. Ārējās apšuves un klāja seguma stingruma nodrošināšanai, tos no iekšpuses pastiprina ar saistiem - gareniskām un šķērsvirziena sijām.

Šo saistu konstrukcija atkarīga no to sistēmas veida. Sistēmas veidu nosaka kādā virzienā iet vairākumā ārējo apšuvju un klāja segumu pastiprinošās sijas. Izšķir šķērssaistu, garensaistu un kombinēto (jaukto) saistu sistēmas. Šķērssaistu sistēmā ārējo apšuvi un klāju pastiprina ar šķērssijām, kas iet zem klāja, gar bortiem un kuģa dibenu. Tās savienojot kopā, veidojas t.s. brangas rāmis. Šādus rāmjus izvieto visā kuģa garumā, nelielā attālumā vienu no otra (400-800 mm) t.s. brangstarpa (špacija). Ar šādu brangu rāmju izvietojumu viegli nodrošināt šķērsstiprību, kas sevišķi svarīgi īsiem un platiem kuģiem. Garenstiprību šajā gadījumā nodrošina ārējā apšuve un klāja segums.

Pieaugot kuģa izmēriem, it sevišķi tā garumam, kopējās garenstiprības nodrošināšanai nepieciešams vai nu palielinātārējās apšuves biezumu, vai to pastiprināt ar garenvirziena sijām. Garensaistu sistēmā ārējo apšuvi un klāja segumu pastiprina ar garenvirziena sijām gar bortiem, pa kuģa dibenu un zem klāja. Garensaistu sistēmā lielais garensiju skaits nodrošina kuģa kopējo garenstiprību un uzlabo ārējās apšuves stiprību. Šajā gadījumā šķērsstiprību nodrošina šķērsstarpsienas, kuras uzstāda nelielā attālumā vienu no otras. Tas samazina kravas tilpumu, līdz ar to garensaistu sistēmas pielietošana uz sauskravas kuģiem ierobežota. Pie jauktās saistu sistēmas parasti bortus pastiprina pēc šķērssaistu sistēmas, bet klāju un dibenu pēc garensaistu sistēmas, tā novēršot šo abu sistēmu trūkumus. Pie šādas kombinācijas borta brangas labi nodrošina kuģa šķērsstiprību, nesamazinot telpu garumus, bet dibena un klāja garensijas pie vismazākā materiāla patēriņa nodrošina tā garenstiprību.

Kuģa korpusa forma

Teorētiskais rasējums (zīmējums)

Teorētiskais rasējums

Teorētiskais rasējums ir kuģa teorētiskās virsmas grafisks attēlojums, par kuras pamatu pieņem ārējās apšuves iekšējo virsmu.

Tas veidojas projecējot kuģa korpusa dažādos šķēlumus uz trim savstarpēji perpendikulārām plaknēm: frontālo, horizontālo un profila plaknēm. Par frontālo projekciju plakni pieņem gareniski - vertikālu plakni, kura iet pa kuģa vidu visā tā garumā un dala kuģi divās vienādās daļās: labajā un kreisajā pusēs. Šo plakni sauc par kuģa diemetrālo plakni. Par horizontālo projekcijas plakni pieņem plakni, kura iet caur viszemāko kuģa korpusa punktu. Šo plakni sauc par pamata plakni (PP).

Par kuģa profila projekcijas plakni pieņem vertikāli - šķērsgriezuma plakni, kura iet pa kuģa projektētā garuma vidu, dalot to divās daļās; kuģa priekšējā un pakaļējā daļās. Šo plakni sauc par mideļa plakni vai mideli.

Lai precīzāk uzzīmētu kuģa korpusa teorētisko virsmu, to šķeļ ar vairākām plaknēm paralēli augstāk minētām plaknēm.

Līknes, kuras veidojas šķeļot kuģa korpusa virsmu ar plaknēm paralēli mideļa plaknei, sauc par teorētiskajām brangām (parasti 10 vai 20 šķēlumi). Visu šo teorētisko brangu projekcijas uz mideļa plaknes sauc par - korpusu.

Līknes, kuras veidojas šķeļot kuģa korpusa virsmu ar plaknēm paralēli diametrālai plaknei (DP), sauc par batoksiem. Visu šo līkņu projekcijas uz DP sauc par - sānu (bortu).

Līknes, kuras veidojas šķeļot kuģa korpusa virsmu ar plaknēm paralēli pamata plaknei (PP) - sauc par teorētiskajām ūdenslīnijām (vaterlīnijām). Visu šo teorētisko ūdenslīniju projekcijas uz pamata plaknes, sauc par kuģa pusplatumu.

Ūdenslīnija, kura sakrīt ar mierīga ūdens virsmu, kuģim peldot ar pilnu kravu pie projektētās iegrimes, sauc par konstruktīvo vai kravas ūdenslīniju (vaterlīniju) - KWL.

Teorētiskais rasējums kalpo par pamatu kuģa korpusa un tā atsevišķu daļu projektēšanai, darba rasējumu izstrādāšanai, jūras spēju elementu noteikšanai.

Kuģa galvenie izmēri un pilnības koeficienti

Kuģa galvenie izmēri ir garums, platums, borta augstums un iegrime.

• LBP (length between perpendiculars) - garums starp perpendikuliem - attālums starp priekšvadni un stūres ballera asi kravas ūdenslīnijas plaknē.
• L_max - lielākais garums - attālums starp perpendikuliem, kuri iet caur priekšvadņa un pakaļvadņa vistālākiem punktiem.
• L_gab - gabarītu garums - vislielākais kuģa garums, ņemot vērā tā izbīdītās konstrukcijas (piemēram helikopteru nosēšanās laukums).
• B - platums - vislielākais kravas ūdenslīnijas platums, m

  

  Šeit beam nozīmē B_max, BWL nozīmē B, depth ir H un draft, savukārt T

• B_max - vislielākais kuģa platums, m
• B_gab - vislielākais kuģa platums, ņemot vērā tā izbīdītās konstrukcijas, m
• H - borta augstums - attālums no pamata plaknes līdz klāja līnijai kuģa mideļa plaknē, m
• T - iegrime - attālums starp pamata plakni un kravas ūdenslīnijas (KWL) plakni, izmērīts šķēlumā, kur krustojas kuģa mideļa un diametrālā plakne.

Kuģa korpusa formu raksturo tā galveno izmēru attiecību lielumi, kā, piem.:

• L/B - raksturo kuģa gājību, jo lielāks kuģa ātrums, jo šī attiecība lielāka,
• B/T - raksturo kuģa noturību, šūpošanos un gājību,
• H/T - raksturo kuģa noturību pie lieliem sānsveres leņķiem un negrimstību,
• L/H - iespaido kuģa stiprību.

Kuģa korpusa formas raksturošanai dažādiem kuģiem kalpo t.s. pilnības koeficienti. Galvenie no tiem ir:

• Kuģa ūdensizspaida pilnības koeficients - δ

δ=V/LBT, kur V - tilpuma ūdensizspaids, m³, L - garums, m, B - platums, m, T - iegrime, m

• Kuģa ūdenslīnijas pilnības koeficients - α

α=S/LB, kur S - ūdenslīnijas laukums m², L - garums, m, B - platums, m

• Kuģa mideļa laukuma pilnības koeficients - β

β=ω/BT, kur ω - mileļa laukums m², B - platums, m, T - iegrime, m

• Gareniskais pilnības koeficients - φ

φ=V/ωL=δ/β

• Vertikālais pilnības koeficients - x

x=V/ST=δ/α

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Korpuss.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Hidrostatikas un koeficientu apraksts