Приглашаем посетить сайт

Военная энциклопедия (1911-1915)
Вибрация корпуса корабля

Вибрация корпуса корабля

ВИБРАЦИЯ КОРПУСА КОРАБЛЯ, происходит от действия периодич. сил, истекающих от сил инерции движущ. частей машин или от действия винтов. При движении поршня, штока и шатуна вниз центр тяжести машины стремится опуститься; когда поршень поднимается вверх, происходит обратное явление; т. обр., машина будет испытывать ряд правильн. колебаний, согласно числу оборотов вала. Если основание цилиндра укреплено, реакция этого основания обезпечит машине неподвижность, но точки укрепления будут подвержены ряду перемен. усилий; в частности, если основание машины прикреплено к к-су судна, могущему колебаться, то этот последний будет вибрировать, и, когда ход машины будет таков, что число оборотов в дан. время будет составлять целое или дробное число от числа колебаний к-са, разсматриваемаго как выбрирующая пластинка, амплитуда колебаний м. сделаться значительной. Весь к-с, от носа до кормы, начнет тогда колебаться с последовательными узлами и пучностями; эти колебания будут действовать разрушающим образом на связи судна и машину. Наряду с движением машины второстепенными причинами В. служат: отбрасывание воды от винта на к-с, удары волн и пр. Для судов, имеющих постоянную скорость, каковы, напр., быстрох. почт. пароходы, можно вычислить приблизит. продолжит-сть В., чтобы избежать синхронизма колебаний к-са с числом оборотов машины при этой скорости. Но на боев. судах, у к-рыхь ск-сть хода постоянно меняется, необходимо локализировать В. при разных ск-стях, чтобы судно было менее чувствительно к ней. Для этого можно изменить число оборотов винта или укрепить к-с так, чтобы изменить его периоды колебаний, но этими мерами уменьшается возможная утилизация двигателя или безполезно загружается судно. Понятно, что на В. влияет положение машины в к-се судна по отношению к узлам и пучностям судна, разсматриваемаго, как вибрирующая пластинка. На четырех одинаковых крейсерах, построенных на верфях Эльсвик в Англии: Piémonte, 25-de Mayo, 9-de-Julio и Joshino, достигли значит. уменьшения В. к-са, неск. изменяя положение машин, и почти уничтожили В. на Joshino. К сожалению, невозможно точно предвидеть положение узлов и пучностей в судне, что зависит от мног. причин, как, напр., от продольн. распределения грузов, действия винтов, формы носа и кормы и т. п. Кроме того, строитель не свободен в выборе места для гл. механизмов. Легче уничтожить самую причину колебаний к-са, уравновешивая движущия части машин при средних или заданных ск-стях хода. Когда машина имеет неск. цилиндров, промежутки между движущими моментами, наиб. и наименьшим, заметно уменьшаются, и движение делается более равномерным; тоже относится и до двигателя, имеющаго большое махов. колесо. Паровыя турбины не дают В., т. к. в них нет частей с переменным движением; но и при них нельзя избежать колебаний, происходящих от действия винтов, в особ-сти, когда приходится передавать силу до 10 т. пар. лош. и более на каждый вал. Форма дейдвудов судна с турбин. двигателем также имеет больш. значение для В. кормы. Вообще, м. сказать, что недостат. крепость к-са и эластичность машин. фундаментов оказывают гл. влияние на амплитуду В. к-са. На легк. судах, где нельзя дать фундаментам достат. крепость, достигают хороших результатов соединением цилиндров машины с верхн. палубой при помощи соответствующих связей, как это делает франц. заводчик Норман на мин-цах. Уравновешивание самих машин достигается возможно симметричным расположением движущихся частей и укр-нием особых противовесов на мотылях. Для того, чтобы уравновесить продольный момент качаний, полезно помещать машины в средн. части судна. Важно следить за тем, чтобы вращение машин было по возможности регулярное, т. к. быстрыя изменения в ск-сти увеличивают силы инерции машины, а след-но и В. от винтов. Наконец, полезно ставить 4-лопастные винты средняго вала и давать кривизну лопастям извне внутрь, для более правильн. действия воды. Чтобы иметь фактич. основания для приблизит. соображений при проект-нии судов, необходимо определить тщат. наблюдениями степень распространения колебат. двнжения в к-се судна при помощи приборов, аналогичных по идее устройства с приборами, служащими для записи колебаний, каковы: кренометры, сейсмограф и др. Если, например, подвесить в палубе судна на эластич. нити нек-рый груз такого веса, чтобы период свободных его колебаний б. велик по сравнению с периодом колебаний точки его привеса в судне, то запись колебаний легко можно будет производить, снабдив груз пишущим штифтом, перед к-рым устанавливается барабан, вращаемый часовым механизмом. Более компактным и усовершенствованнымь прибором для записи В. является паллограф Шлика. Кривыя колебаний или паллограммы, снятыя для разл. судов и при разл. условиях их плавания, дают возм-сть изучить В. при разл. числах оборотов машины, находя то критическое их число, к-рое необходимо знать при проектировании судов и машин одинаковых типов. На прил. таблице изображены паллограммы герм. крейсеров Kaiserin Augusta, Vineta, Hansa и мин-ца № 42. Верх. кривая на всех паллограммах показывает вертик. В., нижняя - гориз-ныя, средняя - время в сек. (А. Н. Крылов, Лекции о В. судов, читан. на на кораблестр. отд. Спб. политехнич. инст. в 1907 г.; W. Melville, The Vibration of ships, в журн. "Engineering" 1903; Его же, The Theoretical and practical Methods of Balancing Marine Engines, 1901, M. Lelong, Étude sur les Vibrations des navires, в "Bulletin de l’Association Technique Maritime" 1904; G. Berling, Vergleichsmessungen der Schiffsschwingungen Auf den Kreuzern Hansa und Vineta, 1901).

Паллограммы германских крейсеров.

Фиг. 1.

Крейсер "Kaiserin Augusta", 3 винта, 102 оборота.

Фиг. 2.

Крейсер "Kaiserin Augusta", 2 винта, 105 оборота.

Фиг. 3.

Крейсер "Kaiserin Augusta", 1 винт, 114 оборотов.

Фиг. 4.

Крейсер "Vineta", 3 винта, 136 оборотов.

Фиг. 5

Крейсер "Hansa", 2 винта, 140 оборотов.

Фиг. 6.

Миноносец S. 42, 235 оборотов.

Фиг. 7.

Миноносец S. 42, 250 оборотов.

Верхния кривыя на всех фигурах показывают вертикальныя вибрации, нижния - горизонтальныя; средния кривыя - время в секундах.