Киль корабля¶
Киль — продольный несущий элемент корпуса судна, расположенный по его диаметральной плоскости в самой нижней части. Киль воспринимает основные изгибающие нагрузки, обеспечивает продольную прочность корпуса и служит основой для крепления шпангоутов, форштевня и ахтерштевня. В зависимости от типа судна киль может быть деревянным, стальным или композитным, а его конструкция — цельнокорпусной, наборной или комбинированной.
¶История
Древнейшие суда, известные археологии, имели конструкцию, близкую к лодке-«долблёнке», где роль киля играло просто усиленное днище. Появление настоящего киля как отдельного элемента относится к первому тысячелетию до н. э. и связано с развитием судостроения на Средиземноморье и в Северной Европе. У древних греков и римлян киль представлял собой массивную деревянную балку, к которой крепились шпангоуты и обшивка.
В эпоху парусного флота (XVI–XIX века) киль стал главным элементом продольного набора деревянных кораблей. От его размеров и качества материала зависели мореходные качества судна: устойчивость, остойчивость и способность выдерживать качку. На Русском Севере, где судостроение традиционно велось из цельных стволов сосны или дуба, киль часто вырезался из одного дерева.
С переходом к стальному судостроению во второй половине XIX века конструкция киля изменилась: он стал собираться из стальных листов и балок, образуя так называемый киль-балласт. В XX веке с развитием сварных корпусов киль превратился в сложную конструкцию из продольных и поперечных элементов.
¶Конструкция и устройство
Современный стальной киль судна состоит из ряда элементов:
- Киль-балка — вертикальная пластина (кильсон), проходящая по диаметральной плоскости от форштевня до ахтерштевня.
- Киль-флоры — поперечные балки, соединяющие кильсон с днищевой обшивкой.
- Киль-стрингеры — продольные балки, идущие параллельно кильсону.
- Киль-планки — горизонтальные листы, усиливающие соединение кильсона с днищем.
У деревянных судов киль выполняется из цельного бруса (или набора брусьев) с прямоугольным или трапециевидным сечением. У прогулочных яхт и катеров из стеклопластика киль часто изготавливается заодно с корпусом или крепится к нему болтовыми соединениями.
¶Виды килей
По конструктивным признакам кили делятся на несколько типов:
| Тип киля | Особенности | Типичное применение |
|---|---|---|
| Цельный (балластный) | Массивная конструкция с балластом в нижней части | Парусные яхты, суда с малой осадкой |
| Съёмный | Крепится болтами, может демонтироваться | Прогулочные катера, спортивные яхты |
| Киль-балласт | Стальная конструкция с заливкой бетоном или чугунными слитками | Суда средних размеров |
| Фин-киль | Плоская вертикальная пластина под корпусом | Спортивные парусные яхты |
| Центрборд | Подвижная пластина, опускаемая через корпус | Маломерные суда, яхты с переменной осадкой |
Отдельно выделяют киль-шверт — выдвижной элемент, применяемый на маломерных судах для улучшения боковой устойчивости.
¶Функции
Киль выполняет несколько важных функций:
- Продольная прочность — воспринимает изгибающие моменты, возникающие при качке и на волнении.
- Остойчивость — благодаря балласту в нижней части снижает центр тяжести судна, повышая его устойчивость к опрокидыванию.
- Направляющая функция — обеспечивает прямолинейность движения и уменьшает снос с курса.
- Основа для набора — служит базой для крепления шпангоутов, стрингеров и других элементов конструкции.
¶Киль в других областях
Помимо судостроения, термин «киль» используется в авиации. В авиации киль — вертикальное оперение самолёта или вертолёта, расположенное в хвостовой части фюзеляжа. Оно обеспечивает путевую устойчивость и управление по курсу. Киль самолёта состоит из нервюр, лонжеронов и обшивки, а его передняя кромка часто выполнена в виде отдельного элемента — киля-руля.
В строительстве и судостроении также встречается понятие «киль-блок» — специальная опора, на которой судно стоит на стапеле при постройке или ремонте.
¶Интересные факты
- Длина киля крупного сухогруза может превышать 200 метров.
- На деревянных судах киль традиционно вырезался из сосны, обладающей хорошей гибкостью и прочностью на изгиб.
- В военном флоте киль судна считается частью его «скелета»: повреждение киля при подводном взрыве может привести к потере продольной прочности и гибели корабля.
¶Источники
- Правила Регистра СССР (Российского морского регистра судоходства) — разделы, касающиеся конструкции корпуса судов.
- «Судостроение»: учебник для вузов / под ред. Ю. А. Никитина. — Л.: Судостроение, 1991.
- Словарь морских терминов: киль // Морской энциклопедический словарь. — Л.: Судостроение, 1991.
- ГОСТ Р 5.1322-2017. Судостроение. Термины и определения.