舰艇结构知识
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1.船体强度
舰艇的船体结构在规定条件下抵抗各种外力不致造成严重变形或破坏的能力。按船体结构的整体或某一局部的受力状况,分为总体强度、局部强度、横向强度等。以舰艇航行状态为基本工况进行校核;必要时以坐坞或下水工况进行校核,分别称为坐坞强度和下水强度。
2.水面舰艇结构
由板材和骨架材制成的水面舰艇船体结构物的总称。亦称水面舰艇船体结构。分为基本结构与专门结构。基本结构,包括主船体和上层建筑。专门结构,是适应特殊需要而设置的局部性结构,如武器装备基座下的加强结构;机械设备的基座结构;球鼻首结构;装甲结构;烟囱结构;尾轴架结构等。
水面舰艇船体结构骨架的布置方式称为骨架形式,分为横骨架式、纵骨架式、混合骨架式。横向骨架布置较密、纵向骨架较稀的为横骨架式;纵向骨架布置较密、横向骨架较稀的为纵骨架式;部分采用横骨架式、部分采用纵骨架式的为混合骨架式。焊接的钢质主船体结构主要有船底结构、舷侧结构、甲板结构和舱壁结构等。船底结构有单层底和双层底。
单层底结构,有一层船底板,船底骨架一般有中内龙骨、旁内龙骨、肋板、船底纵骨等。双层底结构,除船底板和一层内底板外,船底骨架一般有中底桁、旁底桁、肋板、内底纵骨和外底纵骨等。有的船底结构中还设有舭龙骨等。舷侧结构,一般有舷侧外板、肋骨、舷侧纵桁与舷侧纵骨等。甲板结构,一般有甲板板、横梁、甲板纵桁和甲板纵骨等。舱壁结构,一般有舱壁板、扶强材、水平桁与竖桁等。在主船体结构中还有根据需要设置的支柱。
水面舰艇还有一些特殊的船型,如滑行艇、水翼艇、航空母舰、气垫船、小水线面双体船等。它们的船体结构各有特点。滑行艇一般为首端尖削,艇底平坦,舭部有折角,在波浪中航行时需承受很大的水动压力;底部结构的骨架与外板较厚,肋骨与肋板在舭部折角线交接处均有肘板连接,以保证足够的局部强度。水翼艇除具有滑行艇的特点外,还有水翼结构,水翼同船体有可靠的连接。
航空母舰的船体结构有飞行甲板和机库。气垫船的船体结构常为铝合金或玻璃钢制造的薄壁盒形结构,骨材间距较小,波浪砰击往往是决定构件尺寸的主要根据。小水线面双体船一般采用横骨架式,在桥甲板上有一层或几层通达两舷的上层建筑作为强力结构,桥体内设有几道强力横舱
壁,两舷底部由支柱和圆柱形下体构成,该处结构与桥体成90°折角,具有良好的强度。
3.潜艇结构
由板材和骨架材制成的潜艇艇体结构物的总称。亦称潜艇艇体结构。一般分为基本结构和专门结构。基本结构包括耐压结构和非耐压结构。耐压结构有耐压艇体、耐压液舱和耐压指挥室等。这些结构,在深水中直接承受外部高水压并保证艇体水密。非耐压结构有主压载水舱、燃油舱等水密结构和上层建筑、指挥室围壳等非水密结构。这些结构构成潜艇的完整外形。
专门结构是适应特殊需要专门设置的局部性结构,亦称特殊结构,包括:耐压艇体上的开口加强结构,如人员出入舱口或逃生舱口、蓄电池和鱼雷装载舱口、导弹发射筒和鱼雷发射管开孔等;非耐压艇体上的突出物和凹穴结构,如声纳导流罩、稳定翼和锚孔等;核反应堆防护屏蔽结构;安装武器装备和机械设备的基座等。
潜艇艇体的结构形式,有单壳体结构、个半壳体结构、双壳体结构和单双混合壳体结构。
单壳体结构,艇体只有一层耐压壳体,各种液舱和设备几乎全部布置在耐压艇体内,有利于减小艇的水下排水量,但内部空间拥挤,裸露于艇体外的突出物多,易被碰坏,船体外形不易光顺。个半壳体结构,除耐压艇体外,在耐压艇体的中上部,还有一层外壳包覆,形成双层壳体区域,布置有耐压和非耐压液舱等,耐压艇体的底部仍裸露于外,同单壳体结构相比,艇的内部空间和外部线型得到改善。
双壳体结构,耐压艇体被一层外壳完全包覆,在双层壳体间布置耐压液舱、主压载水舱、燃油舱和设备等,这种结构形式,能改善内部空间,获得合理的外形,耐压艇体外的设备不被碰坏。单双混合壳体结构,艇体部分为单壳体、部分为双壳体,是在20世纪50年代出现的结构形式,可使潜艇水下排水量尽量减小,减少艇体浸湿表面积,提高水下航速,大型高速潜艇,如核动力导弹潜艇多采用此结构形式。
4.舰艇上层建筑
水面舰艇船体最上一层纵通甲板(上甲板)以上的围蔽结构和附属结构的统称。通常包括船楼、甲板室、烟囱和机舱棚等。船楼是伸到两舷的围蔽结构,位于首部的称首楼,位于中部的称桥楼,位于尾部的称尾楼。
甲板室是不伸到两舷的围蔽结构。上层建筑的围蔽空间,布置有舱室、战位和各种装置等。大中型舰艇的上层建筑通常设有前舰桥和后舰桥,前舰桥(包括指挥部位、驾驶室)布置在桥楼顶部的前端,后舰桥(预备指挥部位)布置在后甲板室的顶部。
小型舰艇上的桥楼即为舰桥。桥楼中、下各层布置有电信室、雷达室、会议室、军官住舱、配餐室、餐厅、盥洗室等;桥楼的舱面平台设置有武器装备、雷达天线、无线电通信天线等。上层建筑的形式、长度和层数,取决于舰艇的类型、主尺度和使命,并与总体舱室布置、武器布置、生活居住条件和航海性能等密切相关。
为便于观察和指挥,减小射击死角,桥楼通常为上小下大的塔形或阶梯形结构,小型舰艇有1~3层,中型舰艇有3~5层,大型舰艇有5~10层。航空母舰的上层建筑,位于舰中飞行甲板右舷一侧,设有操纵舱室和指挥舰载机飞行、战斗的舱室等。登陆舰艇的桥楼,有的位于船中右舷一侧,有的位于船中偏后,一般有2~4层。
上层建筑尾部的甲板室与平台,通常布置直升机库及起降平台。潜艇的上层建筑在耐压艇体上方,是同非耐压艇体连成一体的非耐压非水密结构,其横截面一般呈梯形,内部空间布置有管路、压缩空气瓶、传动装置和升降舵(水平舵)等。纵向设置的上层建筑顶盖板,是供舱面操作用的潜艇甲板。
现代水面舰艇的上层建筑,趋向于减少层次、降低高度,改善结构形式,外廓呈流线形,增强结构的密闭性;采用新结构、新材料或新涂料,以吸收雷达电磁波或减弱反射波,提高隐蔽性。 5.舰桥
舰艇上层建筑中的航行、作战指挥及操纵部位。早在蒸汽机明轮船时期,操纵中心设在左右舷明轮护罩间的过桥上,因而出现“船桥”、“舰桥”的名称。螺旋桨取代明轮后,“船桥”、“舰桥”名称继续沿用至今。有封闭式与敞开式两种形式。包括露天指挥台、指挥室、驾驶室等。
小型舰艇上的桥楼即舰桥,通常位于中部;大、中型舰艇通常有前舰桥和后舰桥。前舰桥在桥楼顶部的前端,是主要操纵指挥部位;后舰桥通常在后甲板室顶部,是预备指挥部位。航空母舰或登陆舰只有一个舰桥。潜艇的舰桥在耐压指挥室围壳顶部,是潜艇在水面航行时的露天指挥所。随着舰艇的指挥操纵日趋自动化,大、中型舰艇的作战指挥部位已移到船体内部,舰桥不再具有作战指挥功能,仅为日常航行指挥操纵部位。