Шпангоут

Шпангоут (нидерл. spanthout, от spant — «балка» и hout — «древесина») — поперечное ребро корпуса судна; деревянный или металлический поперечный элемент жёсткости обшивки корпуса корабля, летательного аппарата или котла восьмиосного вагона-цистерны. В кораблестроении и судостроении это также элемент теоретического чертежа — сечение корпуса вертикальной поперечной плоскостью.

Шпангоут в судостроении

Бортовая балка набора корпуса судна. В корабельном наборе шпангоут бывает цельный и составной. Последний состоит обычно из двух рёбер, нижним концом укрепленных на киле. Рёбра изогнуты по форме днища корабля и продолжаются вверх на высоту борта. Сверху (под палубой) рёбра соединены между собой поперечной балкой (бимсом), который используется как опора для палубного настила. Вдоль борта шпангоуты соединяются стрингерами, которые идут от носа к корме по корпусу судна. Между собой шпангоуты никак не соединяются, а с остальными элементами продольного и поперечного набора они соединяются с помощью кницы: косой распорки (для деревянного набора) или треугольного листа металла (для стального). Шпангоут, расположенный на половине длины называется мидель-шпангоутом, остальные — «передними» или «задними» относительно миделя. Число шпангоутов зависит от длины судна и требуемой прочности корпуса, расстояние между шпангоутами (шпация) выбирается из стандартного ряда. Шпангоуты нумеруются от носа в корму либо от кормы к носу. В носовой и кормовой оконечностях судна шпангоуты часто ставятся не поперечно, а под углом, чтобы они стояли перпендикулярно обшивке корпуса. Такие шпангоуты называют поворотными.

Деревянные корабли

Поскольку корпус судна имеет U-образную форму вблизи миделя и V-образную в оконечностях, шпангоуты делают из деревьев, преимущественно имеющих уже естественную кривизну, однако часто шпангоуты невозможно изготовить из целого дерева, поэтому их делают составными. Нижнюю часть шпангоута, соединяющуюся с килем, называют флортимберсом. В оконечностях флортимберсы имеют заострённую форму (пиковые флортимберсы). К флортимберсу с обеих сторон примыкают футоксы, нумеруемые от флортимберса. В зависимости от размеров корабля число футоксов может меняться. Верхнюю часть шпангоута называют топтимберсом.

Обычно шпангоуты делают двухслойными, при этом слои совмещают так, чтобы половина высоты одного слоя накладывалась на середину другого. Оба слоя скрепляют нагелями. Реже оба слоя устанавливают с зазором при помощи деревянных вставок и соединительных шипов, но и в этом случае в нижней части шпангоута слои всегда подгоняют вплотную друг к другу. На малых судах шпангоуты тоже могут быть наборными. На небольших шлюпках шпангоуты часто изготовляют из одного искусственно выгнутого куска дерева. Шпангоуты могут состоять из нескольких склеенных друг с другом пластин. Такие клеёные шпангоуты часто выполняют как одно целое с бимсом.

Последний задний шпангоут в наборе деревянного судна называется фашенписом.

Металлические корабли

На металлических (клёпаных и сварных) судах шпангоуты подразделяются на основные, холостые (промежуточные) и рамные. Основной шпангоут — это поперечное ребро жесткости бортовой обшивки, установленное на каждой поперечной шпации, и соединенное с флорами и бимсами в шпангоутную раму. Рамный шпангоут — усиленный шпангоут, предназначенный для местного усиления корпуса, а также может служить опорой для несущих продольных связей. Рамные шпангоуты обычно устанавливаются через 3-4 шпации, однако в некоторых районах судна (машинное отделение, форпик) их могут устанавливать на каждой шпации. Холостые или промежуточные шпангоуты используются в качестве ледовых, швартовных или других усилений, и ставятся между основными шпангоутами. Холостые шпангоуты не соединяются с флорами и бимсами в раму, обрываясь на обшивке. Шпангоуты являются основными балками бортового перекрытия при поперечной системе набора и устанавливаются на каждой практической шпации, являясь опорами для продольных связей. При продольной системе набора корпуса, как правило, устанавливаются только рамные шпангоуты, через 3-4 шпации.

Для основных и промежуточных шпангоутов применяют профильный прокат — полособульб, уголок, рамные же имеют как правило тавровый профиль.

Проектирование судов

Теоретическими шпангоутами называют поперечные сечения теоретической поверхности судового корпуса (теоретический чертёж). Как правило, на чертеже выполняют 21 сечение (0-20 шп.) на равных расстояниях (теоретическая шпация), при этом нулевой шпангоут совпадает с носовым перпендикуляром, а двадцатый — с кормовым. Для уточнения обводов также могут строиться дополнительные сечения.

Авиастроение

Шпангоут выполняется из различных профилей (как правило, в виде кольца или овала) и прикрепляется к балкам продольного набора.

Нормальные шпангоуты обеспечивают сохранение поперечного сечения фюзеляжа. Усиленные шпангоуты устанавливаются в местах, где фюзеляж подвергается большим нагрузкам (стыковые узлы, узлы крепления, перегородки гермоотсеков и т. п.), и по границам больших вырезов в фюзеляже. Нормальные шпангоуты обычно имеют рамную конструкцию и изготавливаются методом штамповки или гибки из цельного листа. Усиленные шпангоуты выполняются в виде замкнутой рамы двутаврового или швеллерного сечения. Конструктивно такая рама изготавливается сборной или монолитной. В местах установки перегородок силовой шпангоут полностью зашивается стенкой, подкреплённой вертикальными и горизонтальными профилями, или сферической оболочкой с радиально расположенными подкрепляющими элементами.

Узлы крепления агрегатов к фюзеляжу устанавливаются на усиленных шпангоутах, которые выполняют роль жесткого диска, обеспечивая распределение сосредоточенных нагрузок по всему периметру оболочки фюзеляжа. Для передачи сосредоточенных нагрузок продольного направления стыковые узлы агрегатов должны быть связаны с усиленными продольными элементами фюзеляжа. Для уменьшения массы конструкции фюзеляжа всегда желательно уменьшать число усиленных шпангоутов, размещая на одном шпангоуте узлы крепления нескольких агрегатов.

См. также

• Мидель-шпангоут
• Стрингер (судно)
• Пирошпангоут
• Лонжерон
• Нервюра (техника)

Литература

• Шпангоут // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Ссылки

• [hobby.nikolaev.com.ua/modules.php?name=Articles&file=view&articles_id=21 КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА СУДНА]
• [www.shipmodeling.ru/tooling/Ventre/lgv03.htm Шпангоуты: термины и определения]

Отрывок, характеризующий Шпангоут

Павлоградский полк в делах потерял только двух раненых; но от голоду и болезней потерял почти половину людей. В госпиталях умирали так верно, что солдаты, больные лихорадкой и опухолью, происходившими от дурной пищи, предпочитали нести службу, через силу волоча ноги во фронте, чем отправляться в больницы. С открытием весны солдаты стали находить показывавшееся из земли растение, похожее на спаржу, которое они называли почему то машкин сладкий корень, и рассыпались по лугам и полям, отыскивая этот машкин сладкий корень (который был очень горек), саблями выкапывали его и ели, несмотря на приказания не есть этого вредного растения.
Весною между солдатами открылась новая болезнь, опухоль рук, ног и лица, причину которой медики полагали в употреблении этого корня. Но несмотря на запрещение, павлоградские солдаты эскадрона Денисова ели преимущественно машкин сладкий корень, потому что уже вторую неделю растягивали последние сухари, выдавали только по полфунта на человека, а картофель в последнюю посылку привезли мерзлый и проросший. Лошади питались тоже вторую неделю соломенными крышами с домов, были безобразно худы и покрыты еще зимнею, клоками сбившеюся шерстью.
Несмотря на такое бедствие, солдаты и офицеры жили точно так же, как и всегда; так же и теперь, хотя и с бледными и опухлыми лицами и в оборванных мундирах, гусары строились к расчетам, ходили на уборку, чистили лошадей, амуницию, таскали вместо корма солому с крыш и ходили обедать к котлам, от которых вставали голодные, подшучивая над своею гадкой пищей и своим голодом. Также как и всегда, в свободное от службы время солдаты жгли костры, парились голые у огней, курили, отбирали и пекли проросший, прелый картофель и рассказывали и слушали рассказы или о Потемкинских и Суворовских походах, или сказки об Алеше пройдохе, и о поповом батраке Миколке.
Офицеры так же, как и обыкновенно, жили по двое, по трое, в раскрытых полуразоренных домах. Старшие заботились о приобретении соломы и картофеля, вообще о средствах пропитания людей, младшие занимались, как всегда, кто картами (денег было много, хотя провианта и не было), кто невинными играми – в свайку и городки. Об общем ходе дел говорили мало, частью оттого, что ничего положительного не знали, частью оттого, что смутно чувствовали, что общее дело войны шло плохо.
Ростов жил, попрежнему, с Денисовым, и дружеская связь их, со времени их отпуска, стала еще теснее. Денисов никогда не говорил про домашних Ростова, но по нежной дружбе, которую командир оказывал своему офицеру, Ростов чувствовал, что несчастная любовь старого гусара к Наташе участвовала в этом усилении дружбы. Денисов видимо старался как можно реже подвергать Ростова опасностям, берег его и после дела особенно радостно встречал его целым и невредимым. На одной из своих командировок Ростов нашел в заброшенной разоренной деревне, куда он приехал за провиантом, семейство старика поляка и его дочери, с грудным ребенком. Они были раздеты, голодны, и не могли уйти, и не имели средств выехать. Ростов привез их в свою стоянку, поместил в своей квартире, и несколько недель, пока старик оправлялся, содержал их. Товарищ Ростова, разговорившись о женщинах, стал смеяться Ростову, говоря, что он всех хитрее, и что ему бы не грех познакомить товарищей с спасенной им хорошенькой полькой. Ростов принял шутку за оскорбление и, вспыхнув, наговорил офицеру таких неприятных вещей, что Денисов с трудом мог удержать обоих от дуэли. Когда офицер ушел и Денисов, сам не знавший отношений Ростова к польке, стал упрекать его за вспыльчивость, Ростов сказал ему:
– Как же ты хочешь… Она мне, как сестра, и я не могу тебе описать, как это обидно мне было… потому что… ну, оттого…
Денисов ударил его по плечу, и быстро стал ходить по комнате, не глядя на Ростова, что он делывал в минуты душевного волнения.
– Экая дуг'ацкая ваша пог'ода Г'остовская, – проговорил он, и Ростов заметил слезы на глазах Денисова.


В апреле месяце войска оживились известием о приезде государя к армии. Ростову не удалось попасть на смотр который делал государь в Бартенштейне: павлоградцы стояли на аванпостах, далеко впереди Бартенштейна.
Они стояли биваками. Денисов с Ростовым жили в вырытой для них солдатами землянке, покрытой сучьями и дерном. Землянка была устроена следующим, вошедшим тогда в моду, способом: прорывалась канава в полтора аршина ширины, два – глубины и три с половиной длины. С одного конца канавы делались ступеньки, и это был сход, крыльцо; сама канава была комната, в которой у счастливых, как у эскадронного командира, в дальней, противуположной ступеням стороне, лежала на кольях, доска – это был стол. С обеих сторон вдоль канавы была снята на аршин земля, и это были две кровати и диваны. Крыша устраивалась так, что в середине можно было стоять, а на кровати даже можно было сидеть, ежели подвинуться ближе к столу. У Денисова, жившего роскошно, потому что солдаты его эскадрона любили его, была еще доска в фронтоне крыши, и в этой доске было разбитое, но склеенное стекло. Когда было очень холодно, то к ступеням (в приемную, как называл Денисов эту часть балагана), приносили на железном загнутом листе жар из солдатских костров, и делалось так тепло, что офицеры, которых много всегда бывало у Денисова и Ростова, сидели в одних рубашках.
В апреле месяце Ростов был дежурным. В 8 м часу утра, вернувшись домой, после бессонной ночи, он велел принести жару, переменил измокшее от дождя белье, помолился Богу, напился чаю, согрелся, убрал в порядок вещи в своем уголке и на столе, и с обветрившимся, горевшим лицом, в одной рубашке, лег на спину, заложив руки под голову. Он приятно размышлял о том, что на днях должен выйти ему следующий чин за последнюю рекогносцировку, и ожидал куда то вышедшего Денисова. Ростову хотелось поговорить с ним.
За шалашом послышался перекатывающийся крик Денисова, очевидно разгорячившегося. Ростов подвинулся к окну посмотреть, с кем он имел дело, и увидал вахмистра Топчеенко.
– Я тебе пг'иказывал не пускать их жг'ать этот ког'ень, машкин какой то! – кричал Денисов. – Ведь я сам видел, Лазаг'чук с поля тащил.
– Я приказывал, ваше высокоблагородие, не слушают, – отвечал вахмистр.
Ростов опять лег на свою кровать и с удовольствием подумал: «пускай его теперь возится, хлопочет, я свое дело отделал и лежу – отлично!» Из за стенки он слышал, что, кроме вахмистра, еще говорил Лаврушка, этот бойкий плутоватый лакей Денисова. Лаврушка что то рассказывал о каких то подводах, сухарях и быках, которых он видел, ездивши за провизией.
За балаганом послышался опять удаляющийся крик Денисова и слова: «Седлай! Второй взвод!»
«Куда это собрались?» подумал Ростов.