5.3.4. Штевни

Носовую и кормовую оконечности корпуса судна ограничиваю соответственно форштевнем и ахтерштевнем, которые надёжно соединены с обшивкой правого и левого бортов, вертикальным килём, ботовыми стрингерами и палубами (рис. 5.63).

Рис. 5.63. Фор- и ахтерштевни: а – брусковый форштевень; b – литой форштевень (ледокола); с – листовой (сварной) форштевень; d – ахтерштевень двухвинтового судна; е – ахтерштевень одновинтового судна.

1 – хвостовик; 2 – башмак форштевня; 3 – продольное вертикальное ребро; 4 – поперечные рёбра; 5 – носовые брештуки; 6 – рудерпост; 7 – старнпост; 8 – яблоко ахтерштевня; 9 – подошва ахтерштевня;

10 – окно ахтерштевня; 11 – баллер руля

Форштевень — это продол­жение киля вперёд и вверх. Он образует носо­вую водонепроницаемую око­нечность корпуса, на нём за­канчиваются поясья наружной обшивки, все непрерывные палубы и продольные связи. Общее впечатление о судне в значительной мере опреде­ляется формой форштевня; по общепринятому представле­нию судно с выступающим впе­рёд форштевнем выглядит «быстроходным». На безопас­ность судна форма форштев­ня также оказывает влияние. При столкновениях у судов с выступающим вперед форш­тевнем обычно образуется от­носительно небольшая пробо­ина, которая к тому же чаще всего находится над ватерли­нией. Штевень обычно пере­ходит в киль плавно, с неболь­шим закруглением или изло­мом. Кроме того, форма фор­штевня зависит от назначения судна и от его формы, кото­рую выбирают на основании результатов буксировочных испытаний и исходя из опыта.

Существует три варианта исполнения форштевня (рис. 5.63). Форштевни бывают литыми, коваными, сварными из литых и кованых частей и, чаще всего, сваренными из гнутых стальных листов. Форштевень большого судна делится по высоте на несколько частей, которые соединены между собой «в замок» с помощью дуговой или ванно-шлаковой сварки. Примыкающие к форштевню листы обшивки приваривают угловым швом.

Брусковый штевень — старейшая конструкция штевня. Она применяется в наше время только на малых судах (буксирах, рыболовных судах), ко­торые имеют, как правило, брусковый киль. С брусковым килём брусковый штевень обычно сваривается встык. У судов с ледовыми подкреп­лениями листы наружной об­шивки вводят в выемку на штевне (шпунт), чтобы предотвратить разгерметизацию вследствие повреждения пе­редних кромок листов.

Л

Рис. 5.64. Форштевень сварной.

1 – брештуки; 2 – продольное ребро

жёсткости

итой штевень по сравне­нию с брусковым имеет то преимущество, что по форме поперечного сечения при круг­лой передней кромке он мо­жет подгоняться к форме ватерлиний. Поэтому, а также благодаря почти гладкому соединению листов уменьша­ется образование вихрей у форштевня. Для повышения прочности литой форштевень снабжают продольными и по­перечными рёбрами жёстко­сти. Для соединения с гори­зонтальным килём литой фор­штевень имеет хвостовик.

Листовой форштевень, на­зываемый также свар-ным штевнем, состоит из отдель­ных листов, которые ниже гру­зовой ватерлинии имеют не­большой радиус кривизны и с увеличением радиуса кри­визны подго-няются к форме ватерлиний. Листовые штевни име-ют, как правило, все круп­ные, полностью сварные суда и суда с бульбовым носом (рис.5.64).

Для предотвращения де­формаций листовой ште-вень подкреплён горизонтальными распорными лис-тами, так на­зываемыми носовыми брешту­ками, треу-гольными или трапециевидными листами; они пере-крывают соединительный стык форштевня с наруж-ной обшивкой и дохо­дят до ближайшего шпангоута или соединены со стрингера­ми. В подводной части брештуки устанавливаются не реже чем через 1 м, выше ватерлинии — не реже чем через 1,5 м. Вер-тикальный киль приваривают к продольному ребру жёсткости форштевня. У судов с ледовыми под­креплениями листовой ште­вень имеет продольное ре-бро жёсткости, установленное в вертикальном на-правлении и связанное с карлингсом.

Все типы форштевней в за­висимости от ледо-вого класса судна могут быть выполнены с ледовыми подкреплениями. Суда с более высоким ледо­вым классом имеют ледоколь­ный штевень, который до зим­ней грузовой ватерлинии дол­жен состоять из цельнокова­ной, прокатной или литой детали.

Бульбовый нос уменьшает сопротивление движению суд­на, изменяя условия обтекания носовой оконечности и тем самым уменьшая носовую волну. При килевой качке он подвержен большим гидродина­мическим воздействиям. По­этому его подкрепляют продольными и поперечными рёб­рами жёсткости и усиливают средним листом.

Размеры сечения литого форштевня или толщину сваренного из листов определяют по Правилам Регистра.

Ахтерштевень — мощная литая или сварная кормовая водонепроницаемая оконечность корпуса судна, которая представляет собой продолжение киля в корме и на кото­рой заканчиваются нижние поясья листов наружной об­шивки. Ахтерштевень служит опорой для руля, а на одновин­товых судах и для гребного вала. Он является связью, обеспечивающей прочность судна, и подвержен сильным нагрузкам от возникающих на руле усилий и от вибрации при вращении судового гребного винта. Форма ахтерштевня за­висит от типа судна (количе­ство винтов) и руля (рис. 5.65).

А

Рис. 5.65. Ахтерштевень одновинтового

судна.

1 – старнпост; 2 – яблоко; 3 – подошва;

4 – пятка; 5 – рудерпост; 6 – петля руля;

7 – окно; 8 – арка

хтерштевень двухвинто­вых судов служит для разме­щения руля. Он изготовлен, как правило, из полосовой ста­ли или из стального литья, реже из листов. При выпол­нении ахтерштевня из полосо­вой стали к его вертикальной части — рудерпосту — обычно приваривают петли, на которые навешивается руль. Стальной литой ахтерштевень имеет V- образное поперечное сече­ние. Перед переходом киля в штевень последний припод­нят, чтобы при доковании или при соприкосновении с дном он не подвергался разрушаю­щим нагрузкам. Литой ште­вень соединён с плоским ки­лём посредством подошвы штевня, которая, особенно у узких судов, проводится да­леко в нос, прежде чем пере­ходит в плоский киль. Если ахтерштевень двухвинтового судна сварен из листов, то размеры его поперечного се­чения (длина и ширина) под­гоняются к линиям тока воды и к обводам кормовой оконечности судна. В соответствии со стрингерами кормовой оконечности ахтерштевень под­креплён горизонтальными брештуками, а в диаметраль­ной плоскости — вертикальными листами.

Ахтерштевень одно- и трёхвинтовых судов служит несущим элементом как для руля, так и для вала гребного винта (средний гребной вал у трёхвинтовых судов). Так как руль всегда расположен позади винта, штевень разде­лён на старнпост, через кото­рый проходит гребной вал, и рудерпост, на который наве­шен руль. Старнпост перехо­дит вверху в рудерпост, ниж­нее соединение обоих штев­ней образует подошву штев­ня. Внутренняя область обра­зованной таким образом рамы называется окном; в нём вра­щается гребной винт судна. Вал гребного винта располо­жен в дейдвудной трубе, кото­рая заканчивается в орехообразном расширении старнпоста — яблоке ахтерштевня. Продолжение подошвы в кор­му служит также нижней опо­рой руля у ахтерштевня без рудерпоста. Подошва штевня позади старнпоста немного приподнята, что предотвраща­ет действие разрушающих на­грузок на подошву штевня и, следовательно, на руль при дифференте на корму в усло­виях докования или посадки на мель.

На некоторых судах, имеющих полубалансирный руль, рудерпост представляет собой кронштейн, не связанный внизу со старнпостом (рис. 5.66). Подобный ахтерштевень образует корму «открытого» типа, названную так из-за отсутствия окна ахтерштевня (гребной винт работает в незамкнутом пространстве).

Ахтерштевни бывают литыми, сварными из литых и кованых частей и сварными из листов. Масса литых ахтерштевней крупных судов достигает 60-180 т, поэтому их изготовляют из нескольких свариваемых частей.

Кованый ахтерштевень, ко­торый встречается только на небольших судах, имеет прямоугольные поперечные сече­ния. Подошва у него шире, чем другие части, потому что она нагружена не только соб­ственным весом руля, но и в значительной мере боковым давлением на руль.

Верхний конец рудерпоста имеет фланец и соединён с по­перечным набором судна и транцем листом. Второй при­лив, который доводится до ближайшей палубы или стрингера, у старнпоста больших судов часто расположен на уровне кормовой кромки яблока ахтерштевня.

Литой штевень вытеснил кованый ахтерштевень у круп­ных судов. Его проще изготовить, и его поперечные сече­ния приспособлены к линиям тока воды и местным нагрузкам. Местные подкрепления легко обеспечиваются ребри­стыми конструкциями или

Рис. 5.66. Ахтерштевень судна с кормой «открытого» типа

пу­тём увеличения площади по­перечного сечения. В районе перехода в киль поперечные рёбра расположены на каждом шпангоуте и соединены с фло­рами с помощью сварки. Кро­ме того, литой штевень в со­ответствии с кормовыми кон­структивными связями усилен горизонтальными рёбрами жёсткости. Шпунтовое соеди­нение обеспечивает гладкое примыкание листов. Попереч­ное сечение литого старнпоста имеет U-, V-образную или трапециевидную форму. Сварной ахтерштевень — новейший вариант штевня. По конструкции и внешней форме он соответствует литому штев­ню. Для придания жёсткости к штевню приварены распорки и рёбра. Подошва штевня вы­полнена как коробчатая бал­ка (балка с тремя полками), которая благодаря попереч­ным полкам имеет хорошую прочность на кручение.

Ахтерштевни судов ледового плавания, которые для защиты руля и винта имеют, как правило, крейсерскую корму с острыми образованиями, должны иметь расположенный в корму от руля льдоотвод, т. е. конструкцию из стальных листов с подкрепляющими рёбрами, защищающую руль от повреждений.