Судно - корабль, плавучее сооружение, предназначенное для выполнения определённых хозяйственных и военных задач, научных исследований, водного спорта и др.
Классификация судов.
По назначению различают суда: транспортные, промысловые, промышленно-хозяйственные, административно-служебные, военные, научно-исследовательские, судообслуживающие.
Транспортные суда подразделяют на грузовые, пассажирские и грузопассажирские.
Промысловые суда делятся на добывающие (рыболовные, китобойные, краболовные, водороследобывающие и др.), добывающе-перерабатывающие (например, траулеры-рыбозаводы, морозильные траулеры) и суда обслуживания промысла.
Промышленно-хозяйственные суда включают: промышленно-добывающие (рудодобывающие, нефтепромышленные, драги, соледобывающие снаряды и др.), подъёмно-монтажные (например, портостроительные суда, плавучие краны), дноуглубительные (землечерпательные и землесосные снаряды, грунтоотвозные и др.), лесопромышленные (сплоточные, лесосплавные и др.), сельскохозяйственные (дождевальные, водоподъёмные и др.), энергоснабжающие (плавучие электростанции, компрессорные, трансформаторные), суда связи (кабелеукладочные, кабелеремонтные, радиосвязные и др.), для очистки акваторий (нефтемусоросборщики и др.).
Административно-служебные суда включают инспекторские (рыбонадзорные, суда для охраны заповедников), милицейские, пограничные, таможенные суда, правительственные яхты. Военные суда подразделяются на боевые корабли, военно-транспортные и обеспечивающие (так называемые вспомогательные) суда.
В число научно-исследовательских входят суда для комплексных океанических исследований и для проведения специальных исследований (геофизических, гидробиологических и др.).
К судообслуживающим судам относятся: буксирные, перегрузочные (например, плавучие зерноперегружатели, нефтеперекачивающие и зачистные станции), снабженческо-приёмные (бункеровщики, суда-водолеи, суда для приёма загрязнённой воды, мусора и др.), причальные (плавучие пристани, дебаркадеры), ледоколы (линейные и портовые), навигационные (гидрографические, плавучие маяки и др.), спасательные, ремонтные (плавучие мастерские, доки, дегазационные станции и др.), посыльно-разъездные (например, лоцманские) и учебные.
По району плавания суда подразделяют на морские, внутреннего и смешанного плавания.
Морские суда бывают неограниченного и ограниченного плавания (с установлением района эксплуатации или допустимого расстояния от берега, порта-убежища). Категорией ледовых подкреплений определяются допустимый район и возможность плавания морских судов во льдах с ледоколом или без него. По конструктивному типу морские суда подразделяют на полнонаборные суда, допускающие приём грузов до осадки, соответствующей минимальному надводному борту, и суда с избыточным надводным бортом; разновидность последних - шельтердечные суда.
Суда внутреннего плавания делят на 4 категории: для малых рек, больших рек, водохранилищ и крупных озёр, морских заливов. Суда смешанного морского и внутреннего плавания сочетают прочность корпуса и мореходные качества, необходимые морским судам, с малой осадкой судов внутреннего плавания.
Суда бывают самоходные (с механическим двигателем, парусные, гребные) и несамоходные (буксируемые). Самоходные суда по типу энергетической установки делят на атомные, дизельные (теплоходы), паротурбинные и газотурбинные (паро- и газотурбоходы), суда с паровой машиной (пароходы), суда с приводом гребного винта от электродвигателя - электроходы.
По принципу движения на воде различают суда плавающие (водоизмещающие), глиссирующие, на подводных крыльях и на воздушной подушке. Суда, способные погружаться для работы под водой, называются подводными, все остальные - надводными.
Историческая справка.
В глубокой древности возникла необходимость преодолевать водные преграды и использовать реки, озёра, моря как охотничьи угодья и как удобные пути для передвижения и перевозки грузов. Вначале в качестве плавучих средств применялись древесные стволы и др. плавающие предметы. Первыми судами, по-видимому, можно считать примитивные плоты из скрепленных друг с другом стволов или обломков деревьев. Связанные деревья не переворачивались в воде, на них можно было плавать достаточно долго и безопасно; плоты-катамараны из брёвен до сих пор используются во многих странах. В течение тысячелетий на озёрах Титикака и Чад, а также в Древнем Египте применялись плоты из камыша и папируса. В Ассирии для преодоления водных преград пользовались надутыми мешками из шкур животных (бурдюками); такие средства продолжают использоваться и в 20 веке, например в Далмации (Югославия).
К каменному веку восходит искусство постройки лодок из древесных стволов, которые выдалбливали или выжигали изнутри и обтёсывали снаружи (челны-однодеревки). В северных странах издавна применяются лёгкие и манёвренные челноки, изготовляемые из коры, на каркасе (наиболее известны берестяные каноэ индейцев Северной Америки) или из натянутых на каркас шкур (например, алеутские каяки).
В Междуречье в 8 в. до н. э. были известны круглые лодки (корзины, обтянутые кожей или покрытые снаружи смолой); грузоподъёмность таких судов достигала 100 т. В Восточной Бенгалии делали круглые лодки - тигары из обожжённой глины.
Развивающееся судоходство требовало увеличения размеров судов. На челны-однодеревки прилаживали по бокам один или несколько рядов досок, которые защищали от волн и увеличивали вместимость; так строились на территории Восточной Европы так называемые набойные лодьи (4 в.), насады (11 в.), казацкие чайки (16 в.), астраханские бударки (19 в.). Однако только конструирование судов 113 деревянных частей с отдельным каркасом (так называемом набором) и обшивкой позволило значительно увеличить их размеры; при этом стало возможным изменять форму корпуса и соотношения главных размерений судов, улучшая их мореходность. В Древнем Египте в 3-м тысячелетии до н. э. строили С. из пригнанных, проконопаченных и просмолённых по швам кусков дерева, образующих обшивку и набор.
Суда финикийцев уже в 10 в. до н. э. имели основные элементы конструкции современных судов (киль, шпангоуты, штевни, наружную обшивку); деревянные внутренние крепления сделали ненужными обычные для египетских судов натяжные сооружения из канатов и балок, укрепляемые над палубой и вдоль бортов. Обшивка судов выполнялась из досок, сначала тёсаных, а затем пилёных. Отдельные части обшивки и деревянного набора скреплялись деревянными гвоздями, шипами, а впоследствии - медными и железными скобами и гвоздями.
Первые плавучие средства передвигались по течению или с помощью простейших судовых движителей – шестов и вёсел. Паруса были известны с 3-го тысячелетия до н. э. Они изготовлялись из шкур, тростниковых циновок, деревянных планок. Долгое время паруса выполняли вспомогательную роль, их ставили только при попутном ветре, а при безветрии суда двигались и маневрировали с помощью вёсел. Вёсла на гребных судах располагали по всей длине судов в 1, 2 и 3 яруса (например, римские униремы, биремы, триремы), каждое весло обслуживало до 10 гребцов. В 7 в. появились универсальные гребные суда - галеры, а в 16 в. более крупные галеасы, на которых уже значительную роль играли паруса. Узкие и манёвренные гребные Суда использовались ещё в 18 в., главным образом в качестве военных кораблей (см. Военно-морской флот, Гребной флот). На широких и вместительных грузовых судах более эффективным движителем был парус. Чисто парусные суда появились в 10-13 вв. в Средиземноморье, Скандинавии, Китае. С развитием техники управления парусами и лавирования суда получили возможность двигаться и против ветра, меняя галсы. Для управления гребными и парусными судами использовали широкие рулевые вёсла (с одного или обоих бортов) или одно рулевое весло в кормовой части, где впоследствии был установлен руль. С 12-13 вв. в Западной Европе строились пригодные для океанских плаваний нефы, каравеллы и другие парусные суда. Наивысшего развития парусные суда достигли во 2-й половине 19 в.; длина их составляла 90 м, ширина 15-17 м, грузоподъёмность 5 тысяч т, скорость 33 км/ч и более (см. также Парусный флот).
Для предохранения деревянной подводной части суда от разрушения финикийцы обшивали её металлом (свинцовыми пластинами), с начала 18 в. нижнюю часть корпуса покрывали тонкими медными листами. Предложения применять в судостроении железо вместо дерева относятся к середине 17 в., но только в 1787 англичанин Дж. Уилкинсон построил первое железное С. длиной. 21,5 м. Со 2-й половины 19 в. железо как судостроительный материал начало уступать место более прочной стали. Изготовление корпусов судов целиком из металла позволило увеличить их прочность и уменьшило относительную массу (по отношению к водоизмещению). Корпуса крупных стальных судов стали разделять на водонепроницаемые отсеки, устраивать двойное дно, что повысило их безопасность. Переход от клёпки к сварке ещё более повысил прочность, надёжность и долговечность судов.
В 18 в. делались попытки использовать для движения судов энергию пара. Первый речной деревянный пароход "Клермонт" с паровой машиной в качестве главного судового двигателя и гребными колёсами по бортам был построен в 1807 в США Р. Фултоном. В России в 1815 регулярные рейсы между Кронштадтом и Петербургом стало совершать деревянное паровое судно "Елизавета". Колёсный пароход из железа "Вулкан" был спущен со стапелей в 1818 в Великобритании. В 1-й половине 19 в. на морских пароходах стали устанавливать гребные винты, которые на волнении оказались значительно эффективнее гребных колёс. На рубеже 19 и 20 вв. в качестве судовых двигателей начали использовать паровые турбины (в 1894 в Великобритании был построен турбоход "Турбиния") и двигатели внутреннего сгорания (в 1903 в России был спущен на воду дизель-электроход "Вандал"). К середине 20 в. Появились судна с энергетическими установками, работающими на ядерном топливе.
Устройство и типы судов. Важнейшая характеристика суда - его эксплуатационные качества, которые численно выражают эксплуатационно-технические характеристики, или тактико-технические данные: скорость, район и дальность плавания, автономность, энерговооружённость, уровень автоматизации производственных процессов, надёжность, ремонтопригодность, обитаемость и другие, а для транспортных - также грузоподъёмность, грузо- и пассажировместимость, регистровая вместимость и приспособленность к грузовым операциям (для грузовых судов). Специфические свойства судов как плавучих сооружений - так называемые мореходные качества (плавучесть, остойчивость, качка, ходкость, управляемость, непотопляемость). Учёт этих свойств при создании судов связан с выполнением комплекса научно-исследовательского и конструкторских работ (обоснование технико-эксплуатационных требований, проектирование, модельные испытания).
При создании судов используются: теория проектирования, теория корабля, строительная механика корабля, теория судовых механизмов и машин, технология постройки, экономика судостроительного производства, а также действующие правила постройки, определяемые классификационными обществами, и т. д. Обоснование и создание нового судна длится несколько лет.
Важнейшие технико-эксплуатационные характеристики судов определяются основными элементами: главными размерениями (длиной, шириной, высотой борта на середине длины и т. д.), дедвейтом, водоизмещением, типом и мощностью главных двигателей, вместимостью. Самоходное судно состоит из корпуса с надстройками и рубками, судовых устройств и систем, энергетической установки с движителями, навигационного оборудования, средств связи. Корпус судна разделяется палубами, поперечными и продольными переборками на отсеки, в которых располагают энергетические установки, трюмы, твиндеки и т.д. На морских судах междудонное пространство в корпусе используется для хранения топлива и пресной воды, а также водяного балласта. Корпуса изготовляются из стали, лёгких сплавов, дерева, железобетона, пластмасс и др. конструкционных материалов.
Надстройки и рубки размещаются на верхней палубе и содержат каюты для экипажа и пассажиров, общественные, хозяйственные и служебные помещения.
В рубках (рулевой, штурманской и радиорубке) устанавливаются навигационное оборудование и судовые средства связи, сигнализации и управления, обеспечивающие безопасное плавание С., определение его местоположения, связь с берегом и т. д.
Внешняя форма и принципиальная компоновка определяют архитектурно-конструктивный тип судна, в частности его характеризуют: форма носовых и кормовых обводов, размеры и расположение надстроек судовых и рубок, продольная погибь верхней палубы (седловатость), место расположения энергетической установки, число палуб и трюмов, число и размеры грузовых люков, бортовых, носовых и кормовых портов.
Судовые устройства и судовые системы обеспечивают безопасную эксплуатацию судна и сохранность перевозимых грузов, комфортабельные условия для экипажа и пассажиров. Энергетическая установка состоит из главных и вспомогательных механизмов и аппаратов и предназначена для обеспечения движениясудов, снабжения электроэнергией, паром, водой, сжатым воздухом судовых механизмов, устройств и систем, а также средств управления. Наибольшее распространение получили дизельные энергетические установки. Автоматизированные энергетические установки работают без постоянной вахты в машинном отделении; управление и контроль за работой ведётся дистанционно, в том числе из рулевой рубки. Основной тип применяемых движителей - гребные винты.
Развитие судов идёт по пути их универсализации и специализации, причём специализация, например транспортного судна, обусловливается не только видом перевозимого груза, но и технологией его перегрузки. Например, сухогрузные суда в целях сокращения времени и ликвидации ручного труда при погрузке и выгрузке, удобной укладки грузов строятся с большим раскрытием трюмов, с грузовыми устройствами или без них; универсального назначения - с 1-3 грузовыми люками по ширине, с кранами грузоподъёмностью около 25-30 т. Широкое развитие получили судна для перевозки пакетов или контейнеров с унифицированными размерами - контейнеровозы, трейлерные суда и др. Принципиально новый вид транспортных судов - лихтеровозы, перевозящие лихтеры (плавучие контейнеры с одним трюмом грузоподъёмностью до 1000 т). Лихтеровозы бывают одно и трёхпалубные, двухкорпусные; снабжаются мощными грузоподъёмниками. Самые крупные из сухогрузных - судна для перевозки навалочных и насыпных грузов. Среди них универсальные навалочники и узкоспециализированные рудовозы, цементовозы, углевозы. Жидкие грузы наливом (нефть, жидкое топливо, смазочные масла, сжиженные газы и т. п.) перевозят в танкерах, наибольшие из которых по размерам превосходят все др.
Получают применение составные судна для транспортировки навалочных грузов, леса, нефти и др. в прибрежном и океанском плавании. Грузоподъёмность составных судов 5-50 тысяч т, скорость до 30 км/ч, мощность главных двигателей достигает 10 Мвт. Составное включает грузовую и энергетическую секции с жёстким или гибким счальным устройством. Грузовая секция - несамоходная баржа с якорным, швартовным, а иногда и грузовым устройством, балластно-осушительной системой; управление устройствами и системами - дистанционное (с энергетические секции).
Современные пассажирские судна, игравшие до середины 20 в. большую роль в перевозке пассажиров на дальние расстояния (например, из Западной Европы в Австралию), используются главным образом для многодневных туристических. рейсов (круизов), кратковременных прогулок и местного сообщения. Туристические - комфортабельные и, как правило, крупные, рассчитанные на несколько сотен пассажиров. Судна местного сообщения отличаются быстроходностью, многие из них - суда на подводных крыльях и суда на воздушной подушке.
Повышение провозоспособности достигается в первую очередь увеличением их грузоподъёмности и скорости, обусловливаемым интенсификацией обработки судов в портах, снижением удельных эксплуатационных расходов и пр. Наиболее быстро растет грузоподъёмность для перевозки массовых грузов (нефти, сжиженных газов, руды, удобрений и др.), увеличение размеров танкеров и навалочных судов ограничивается глубинами в портах, каналах и проливах. Снижение энергозатрат обеспечивается совершенствованием обводов, движительно-рулевого комплекса и энергетической установки. Весьма интенсивный рост производительности грузовых операций обусловлен значительным повышением грузоподъёмности и скорости контейнеровозов, лихтеровозов и судов с горизонтальным способом грузовых операций.
К 70-м гг. 20 века для водоизмещающих судов почти достигнут рациональный предел скорости. Наибольшие перспективы роста скорости (до 100- 200 км/ч) у судов на подводных крыльях и воздушной подушке.