總體布置概述
水面艦船的總布置設計是一項複雜的系統工程,它不僅要在有限的空間裡配置大量的武器裝備、技術設施,設定各種用途的艙室,而且還在於設計結果對艦船的作戰能力、生命力、保障能力和建造工藝性等有著直接的影響。總布置設計的過程是一個充滿矛盾、統一矛盾、解決矛盾的過程,也是一個抓住主要矛盾、平衡各類需求、多方案的最佳化、綜合和舍取的過程。總布置設計的目的是在滿足艦船各種戰術技術性能的前提下,合理地確定艦船的整體布置,繪出詳細的總布置圖。通過布置上的措施,為提高艦船的作戰能力和保證日常生活勤務創造必要的條件。
總布置設計的主要內容
(1)艦型的選取、水密隔艙壁劃分和甲板分層,上層建築的構劃(包括桅桿、煙囪);
(2)各種戰鬥技術器材的布置;
(3)各種戰鬥部位、工作艙室和生活艙室的布置;
(4)質量重心計算和浮態調整;
(5)協調各部位的通道和梯口。
總布置設計體現在總布置圖和質量重心計算書上。總布置圖包括縱剖面圖,各層甲板、底艙、上層建築等平面圖;典型部位的橫剖面圖,還有側視圖、俯視圖、側影圖等。
總布置設計的基本原則
(1)戰術上的要求
①總布置應符合艦船研製總要求,最大限度地滿足使用方的需求,最有效地發揮艦船上各系統和武器、裝備、器材的功能,以提高艦船的作戰能力。總布置應合理緊湊、協調一致。
②注意提高艦船的生命力,從布置上保證動力裝置、彈藥艙、作戰指揮室及其他戰鬥技術艙室的最大安全性。
③應在保證戰術技術性能的前提下,為艦員提供良好的工作和生活條件(如溫度、濕度、噪音、光線、視界、聯絡等),便捷的戰位通道。
④選取符合艦船總布置、性能、結構強度等各方面要求的艦型。艦船的外形應威武、美觀,併兼顧到艦船隱身性、電磁兼容和三防等要求。
(2)技術上的要求
水面艦船總布置設計應為保證艦船的總體性能、結構強度、各種裝備器材的使用、維修和艦船的建造及其工藝性等提供良好的條件。
①根據對研製總要求的研究、分析,結合艦船的經濟性指標及今後的現代化改裝,在總體布置方案的基礎上,提出對艦船排水量、主尺度(長、寬、型深)的要求,並最終為確定這些基本設計參數提供依據;
②總布置設計應保證艦船在各種裝載情況下必要的和最適宜的
浮態、
初穩性及大角穩性,滿足安全、防火、防爆等方面的要求;應嚴格控制全艦的質量重心,以取得適當的重心高度;質量分布應使艦船的浮態平衡,對各種裝載狀態下的艦船重心變化幅度也應適當控制;
艦船主橫隔壁的劃分除應滿足各類艙室的布置要求外,同時還必須滿足艦船不沉性和結構強度的要求,防止造成艦船尾部振動的不利影響;
③各類艙室的溫度、濕度、噪聲振動等環境條件應符合有關軍用標準的規定;
④儘可能結合艦船的強度條件和結構的合理性進行布置,防止應力集中;為保證艦船的
總縱強度,應按艦船長度均勻地分布質量(載荷),儘可能避免結構構件的不連續或突變;
⑤布置上應考慮燃油總管、水管、風管等布置要求,力求最短,以節省質量,提高生命力。
在艦船總布置設計貫徹上述原則時,會出現各種矛盾,例如各種戰鬥技術裝備布置之間的矛盾;從總布置上提高艦船攻擊力與加強自身防禦之間的矛盾;總布置要求與航海性能、結構強度、建造工藝要求間的矛盾等。在處理這些錯綜複雜的矛盾中,應從艦船的主要任務出發,掌握好局部服從整體、次要服從主要的原則。
儲藏艙的布置設計
根據艦上實際需要和可能條件,艦船上可設定專用儲藏艙室,以儲存同一部門的物品、器材、備品備件為宜。各種儲藏室應充分利用艦船的空間,布置在管理、使用方便的部位。
①天幕儲藏艙的布置應考慮存取天幕設備的方便,一般設定在艦船的首尾部接近天幕設定的區域。
②帆纜、索具、油漆儲藏艙一般布置在艦船的首端,並儘量與其他艙室隔開,油漆儲藏艙應設有直通露天甲板的艙口,並設有機械排氣通風。
③救生器材儲藏室和損管器材儲藏艙儘量布置在破損水線以上,儘量接近損管部位;三防器材儲藏室(櫃)一般布置在艦船首、尾部上甲板或下甲板上便於取用處。
④機械器材儲藏室、電工器材儲藏室、燈具儲藏室,一般布置在接近修理間或機電部門的其他艙室處,燈具儲藏室可與錨機絞盤問或電工器材儲藏室合用。
⑤槍炮部門儲藏室、飛彈部門等各武器系統的儲藏室一般布置在便於該部門管理和使用的處所。
⑥電子設備器材儲藏室,一般布置在便於所屬部門管理、使用的處所,注意避免靠近熱源和防止潮濕。
通道設計
艦船內的所有艙室,可用處所和空艙,均應設定相應的門、艙口蓋、人孔蓋和可拆板,提供實際可行的最方便通道。
①艦船上通道、門、蓋、梯的布置應便於戰鬥行動、人員流通、物品運送和設備搬運等各種活動的進行。由通道、門、艙口、梯等組成的流通路線應儘量短、直而暢通,並保證所有艙室和部位都可到達。
②艦船上通道、門、蓋、梯的布置應儘量緊湊,配置數量適當,在水密結構上和露天部位儘量減少門、蓋、窗的設定,並應保證其水密性,保證艦船生命力和三防能力不受損害。
③門、蓋、梯的布置應保證安全,不應因遭受本艦武器發射時的燃氣流、炮口氣流等影響而破壞。
通道
①通常在主船體露天甲板的左、右舷各設定一條比較寬暢的主通道,其寬度不小於1.0 m,1 000 t以上艦船宜大於1.2 m。現代艦船由於雷達波外形隱身的需要,上層建築延伸至兩舷邊,以減少台階,主船體的露天甲板舷邊無法設定通道,可在上層建築內部設定暢通的內部通道;艏上層建築區段露天甲板上的通道,應考慮防風、浪措施;露天甲板上的通道應保證人員能到達該甲板上的各個部位,通過門、蓋、梯進入上層建築和主船體內部。
②通常在破損水線之上主船體甲板上設定一條或左、右舷分開的兩條內部貫通通道。可不經露天甲板到達除艏端艙室以外的各內部艙室和部位。若僅設一條內部貫通通道時,該內部通道應儘量設定在中線面附近。若難於做到時,可以把上層建築內的通道與主船體內各水密隔艙段間的通道聯通以形成內部通道。艦船內部的通道寬度,單行路線應不小於0.7 m,主通道或雙行路線的通道不宜小於1.0 m。
③通道的布置應考慮便於使用擔架運送傷員到達戰時救護部位和醫療部位,還應考慮艦船上接受補給品的運送路線,使物品方便地送到各儲藏艙;通向冷藏庫、乾糧庫的通道應與居住艙隔開。
④人員上下較多的梯子應儘量採用斜梯,斜梯應儘量沿艏艉方向布置;人員上下較少的通往各儲藏室、下層艙室及備用出入口等的梯子可採用直梯或螞蟥釘梯;上層建築側壁上宜採用直梯或螞蝗釘梯。
⑤各個水密艙段內,每層甲板應至少布置一個艙口和梯,形成各層甲板之間的垂直通道,對底部主要艙室,必要時,應設垂向圍壁通道。
⑥通往露天甲板的艙口,應儘量布置在上層建築和橋樓內,如果必須布置在露天時,則宜考慮布置在易於防風、防浪的地方,並注意其艙口蓋的開啟方向。
⑦艙口蓋和梯的布置應儘量緊湊,上下開口的位置應叉開一定距離,上、下兩層甲板上安裝直梯的艙口,一般不宜重疊。艙口的位置應避開船體主要構架。
⑧每個液體艙至少設定兩個人孔蓋,並呈對角布置;深液艙的人孔蓋一般應開在艙頂,必須開在直壁上時,應儘量設在上部。
應急脫險通道
(1)機器處所的脫險通道
脫險通道的設計應滿足規範要求。每個主機艙應設定兩個脫險通道。
設兩部儘可能遠離的鋼梯,通至該處所上部同樣遠離的門,從該門通至開敞甲板設有通道。一般其中一部鋼梯從該處所的下部(此處設有一扇自閉鋼門)至該處所的安全地點設定連續的鋼質防火遮蔽,稱之為應急通道。
或者設一部鋼梯通至該處所上部的門,從該門至開敞甲板設定通道。此外,從該處所的下部遠離上述鋼梯的另一地點再設定一個可以從兩面操縱的鋼門,該鋼門作為從該處所下部通往開敞甲板的安全應急脫險通道。
除機艙外的其他機器處所,其脫險通道的設定可根據該處所的性質、位置以及艦員使用情況等因素來確定。
(2)工作和起居處所的脫險通道
每個容納10人或10人以上有人工作的要害艙室和每個容納21人或21人以上的居住艙和工作艙,均應設定兩個出口,作為相互遠離的脫險通道。此兩個脫險通道應符合:
①在最低的開敞甲板以下的處所,主要脫險通道應是梯道,另一個可以是圍壁通道或梯道。
②在最低的開敞甲板以上的處所,脫險通道應是通往開敞甲板的門或梯道,或者是這兩者的結合。
拆卸線路
總布置設計除考慮正常通道和應急通道外,還應考慮設備能從其安裝部位拆卸下來,移至艦上修理間或搬出艦外修理的拆卸線路,該拆卸線路應根據大於門、艙蓋的設備清單和布置部位、通道的尺寸來確定。