Учебник Спецсуда

Рецензенты:

генеральный конструктор НАПЛ ЦКБМТ «Рубин» доктор технических наук, профессор Ю.Н.Кормилицин; генеральный директор ФГУП ЦНИИТС доктор технических наук, профессор

В.Д.Горбач

Александров В.JL, Догадин А.В., Макаров В.В., Роганов А.С., Уткин В.Е.

А46 Технология постройки подводных лодок: учебник / Под общ. ред. проф. В.Л.Александрова; СПбГМТУ. — СПб.,

2006.-189 с.

ISBN 5-88303-371-7

Изложены основные технологические понятия и процессы, принятые в судостроительном производстве при постройке подводных лодок. Рассмотрены средства технологического оснащения, вопросы точности изготовления корпусных конструкций подводных лодок, монтажа основного оборудования и выполнения достроечных работ и испытаний.

Учебник соответствует программе дисциплины «Технология постройки подводных лодок» специальности 180100 «Кораблестроение» направления 652900 «Кораблестроение и океанотехника» и может быть использован учащимися других специальностей и специалистами отрасли в практической деятельности.

УДК 629.12.002 ББК 39.42-01

© СПбГМТУ, 2006

ВВЕДЕНИЕ

Вся история человечества свидетельствует о том, что кораблестроение является концентрацией достижений техники, технологий и знаний. Постройка кораблей для военно-морского флота всегда требует больших затрат. Лучший флот имели те страны, у которых были необходимые материальные ресурсы, специалисты и государственное устройство которых было наиболее прогрессивным по сравнению с соседями или потенциальными противниками.

Военно-морской флот в системе обороны страны как составная часть военной мощи государства равнозначен армии на суше, а в стратегических вопросах имеет более важное значение. Предсказание Петра I о том, что без флота оборона морской державы будет иметь одну руку, говорит о роли, присущей только военно-морскому флоту, в отличие от других родов войск.

Создание флота зависит от наличия военно-морской доктрины, сбалансированной программы военного кораблестроения, развития науки, техники и производства, технологического и организационного уровня кораблестроения и заводов-поставщиков оборудования для кораблей.

Современные судостроительные предприятия, осуществляющие изготовление сложнейшей оборонной техники, представляют собой многопрофильные производства, оснащенные высокоточным оборудованием с электронными системами управления. Эти предприятия располагают большим количеством различного стендового оборудования для проведения предварительных испытаний комплектующих изделий, корабельных приборов и многочисленной аппаратуры. Каждое такое производство является уникальным по характеру выполнения своих функций и требует постоянного совершенствования по мере развития науки и техники с целью создания принципиально новых кораблей, в том числе с корпусами из новых конструкционных материалов, с новыми энергетическими установками.

Создание нового корабля базируется на научных исследованиях и системе знаний, содержащей в том числе основные вопросы организации, экономики и производственных процессов, позволяющих выпускать нужную продукцию. Технология строительства кораблей синтезирует научные знания применительно к реальным условиям выполнения этих производственных процессов.

В настоящее время проектирование кораблей, технология и организация производства настолько усложнились, что требуется специальная подготовка и переподготовка инженеров-конструкторов и инженеров-технологов. Конструктор должен знать определенную часть технологии, а технолог - знать конструкцию. Достаточно убедительно это подтверждают слова академика А.Н.Крылова: «Деятельность кораблестроительного инженера протекает вообще или в цехе, или в конструкторском бюро. Одна деятельность требует, если так можно выразиться, главным образом, подготовки технологической, другая - математической. Я говорю - главным образом, а не исключительно. Ибо для той и другой подготовки есть некоторый общий минимум. Часто неправильно смотрят, что инженер-конструктор есть как бы настоящий первосортный инженер, а инженер-технолог есть как бы второсортный. Этот взгляд совершенно не правилен и должен быть изжит»1.

Без знаний технологии, а также основ организации производства не может быть хорошего специалиста-судостроителя, особенно в области подводного кораблестроения.

Крылов А.Н. Мои воспоминания. СПб.: Профессия, 2003. С.325.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДВОДНЫХ лодок

1.1. Особенности подводных лодок и производства по их строительству

Подводная лодка (ПЛ) представляет собой сложнейшее инженерное сооружение, способное погружаться под воду и длительное время скрытно вести боевые действия. Она имеет в своем составе: энергетическую установку, вооружение, средства навигации и связи, гидроакустический комплекс и другие специальные механизмы, системы и приборы, обеспечивающие живучесть, обитаемость и выполнение поставленных задач. На рис. 1.1 представлен продольный разрез дизельэлектрической подводной лодки.

Многие из механизмов, систем и комплексов ПЛ представляют весьма сложные устройства, значительно отличающиеся друг от друга конструкцией, техническими требованиями к ним и процессами изготовления, что требует специализации конструкторов, технологов и рабочих. Поэтому большое количество оборудования, механизмов, приборов, комплексов проектируется и изготавливается на специализированных предприятиях, многие из которых также выполняют монтажные работы на заводе-строителе корабля.

Подводная лодка как изделие машиностроения обладает рядом специфических особенностей.

Большая номенклатура используемых материалов (сталь,

сплавы, пластмассы, краски и т.д.) влечет за собой необходимость

разработки многочисленных и разнообразных технологических процессов, специальной оснастки, испытательных стендов и др.

Сложность пространственных форм и большая насыщенность отсеков часто требуют проведения натурного макетирования для взаимоувязывания расположения оборудования, систем, механизмов и т.д.

Большая трудоемкость и продолжительность постройки обу-

словлены следующими причинами:

высокие требования к качеству изготовления прочного корпуса и конструкций, приравненных к нему, которые должны обеспечивать выполнение ПЛ поставленных задач на всех глубинах, вплоть до предельной;

наличие на ПЛ большого количества оборудования, приборов

исистем жизнеобеспечения и жесткие требования к их надежности

ибезотказному функционированию. Многие из них подвергаются многократным испытаниям и регулированию, для чего необходимы специальные стенды и установки;

высокие требования к качеству ПЛ в целом. Качество ПЛ как объекта производства представляет собой комплекс тактикотехнических характеристик и показателей, определяющих надежность ее в эксплуатации. Чтобы удовлетворить требованиям, предъявляемым к подводной лодке, необходимы не только ее рациональная конструкция, но и возможность реализации этой конструкции в производстве с заданной степенью точности;

проведение испытаний после постройки ПЛ требует наличия специальных полигонов в морской акватории и судов, обеспечивающих их проведение.

Приведенные особенности ПЛ как объекта производства объясняют следующие характерные черты производства по их строительству.

Многопрофильность цехов и производств, состав которых

определяется сложностью и параметрами строящихся кораблей, а также методом их постройки. Основным самостоятельным производственным звеном промышленного предприятия является цех. На судостроительном предприятии цехи подразделяются на основные, обеспечивающие и вспомогательные. К основным цехам относятся те, которые непосредственно строят корабль: корпусные, трубообрабатывающий и механомонтажный, слесарно-достроечный, малярно-изоляционный, спецпокрытий и стапельно-сдаточный; к обеспечивающим - машиностроительные и металлургические цехи (производства); к вспомогательным - ремонтные, транспортные цехи и складское хозяйство. Корпусные цехи - корпусообрабатывающий и

сборочно-сварочный цехи осуществляют обработку деталей корпуса, сборку и сварку узлов, секций, блок-секций и блоков корабля.

Трубообрабатывающий цех предназначен для изготовления труб из различных материалов и монтажа на «фальшиво» систем трубопроводов.

Механомонтажный цех осуществляет монтаж механизмов, оборудования, систем, вооружения и т.д.

Слесарно-достроечный цех предназначен для изготовления и монтажа деталей, узлов и конструкций слесарно-корпусного насыщения: мелких фундаментов и креплений, деталей и узлов вентиляции и кондиционирования, легких крышек, дверей и люков, леерных ограждений, кабельных подвесок и т.д.

Малярно-изоляционный цех предназначен для подготовки лакокрасочных и изоляционных материалов, очистки, грунтовки и окраски кораблей, монтажа изоляции.

Цех спецпокрытий осуществляет изготовление, подготовку и монтаж элементов противогидролокационной и акустической защиты подводной лодки.

Стапельно-сдаточный цех выполняет постройку корабля на стапеле, спуск его на воду, испытания и сдачу заказчику.

К основным цехам относится также деревообрабатывающий, который осуществляет изготовление и установку деталей и изделий для отделки из дерева и пластмасс и оборудования жилых и служебных помещений, обеспечивающих жизнедеятельность и комфортность экипажа.

Электромонтажные работы, как правило, выполняет самостоятельное специализированное монтажное предприятие, которое имеет свои цехи или участки на судостроительном предприятии.

Машиностроительные цехи - это группа механических цехов, осуществляющих изготовление заготовок, механическую обработку и сборку изделий судового машиностроения: межотсечных дверей и крышек, валопроводов, различных устройств (швартовно-буксирного, специального грузового и др.), судовых подшипников, кингстонов, захлопок, вварного корпусного насыщения, нестандартизованных крепежных изделий и др. Эта группа цехов характеризуется наличием и использованием крупного и уникального металлообрабатывающего оборудования, станков с числовым программным управлением, сборочных и испытательных стендов, обеспечивающих контроль изготовления изделий по всем контролируемым параметрам. Определенная часть изделий собственного машиностроения трудоемка и длительна в изготовлении (УБЗ, шинно-пневматические

муфты и др.) и носит название «изделия МСЧ с длительным циклом изготовления». Для них на предприятии организуется особая система управления и контроля.

Металлургические цехи обеспечивают изготовление деталей поковок, литья, из которых в машиностроительных цехах осуществляется изготовление изделий собственно машиностроения. На ряде предприятий металлургическое производство отсутствует и поставка поковок и отливок производится по кооперации.

Предприятия также должны иметь инженерную службу (инженерный или научно-технологический центр), которая обеспечивает конструкторско-технологическую подготовку производства и техническое сопровождение строительства кораблей, и центральную заводскую лабораторию, выполняющую все виды контроля и анализ качества используемых в производстве материалов, сварных

производственные мощности, которые включают в себя: комплексы зданий и сооружений, технологическое и обслуживающее оборудование, энергокоммуникации, пути и средства связи, грузопотоки и объекты, обеспечивающие охрану природы. Мощности предприятия характеризуются номенклатурой выпускаемой продукции, годовой программой выпуска, производственным составом и схемой производства, данными о потребности в сырье, об основных материалах, топливе, электроэнергии по всему предприятию и по основным цехам, обеспечению теплом, сжатым воздухом и другими видами энергии, транспортными магистралями, связью и сигнализацией, а также потребностью в кадрах.

Предприятие должно иметь специализированные технические базы по месту базирования кораблей, на которых выполняются работы по гарантийному обеспечению и обеспечению боевой готовности кораблей, находящихся в составе ВМФ.

Производство в кораблестроении является единичным, мелкосерийным и в редких случаях серийным. Точных границ между типами производства не существует. В большей степени распространены единичное производство по строительству единичных экземпляров кораблей ИЛИ серийное производство. При этом отнесение производства к серийному зависит от количества строящихся судов.

Для создания условий, присущих серийному производству, как наиболее экономичному в кораблестроении в максимальном числе производств применяется метод групповой технологии,

заключающийся в группировании деталей и изделий по конструктивно-технологическому принципу, который характеризуется общностью оборудования и технологической оснастки.

При строительстве кораблей и судов широко используется специализация участков, цехов и производств, которая в основном производстве может быть предметной, технологической или смешанной. В предметной специализации за основу берется предмет труда (изделие). Его изготовление начинается и заканчивается, как правило, на одном участке цеха или в одном цехе. При технологической специализации за основу принимаются технологические операции. Изделие (предмет труда) передается от операции к операции с участка на участок, из цеха в цех.

При наличии опасных производств, требующих особых условий труда (например, малярно-изоляционное производство), применяется смешанная специализация.

Большинство производственных цехов судостроительного предприятия характеризуется предметной специализацией, т.е. закреплением за ними определенной номенклатуры выпускаемой продукции. Основой такой специализации является метод групповой технологии с созданием предметно-замкнутых участков, что обеспечивает более высокий уровень производства за счет ликвидации транспортировки деталей и узлов изделий по участкам цеха и благодаря техническому оснащению постоянных рабочих мест.

Широкое кооперирование производства. При строительстве подводных лодок применяется большое количество разнообразных материалов, приборов, механизмов, агрегатов, вооружения, средств связи и наблюдения и т.д., изготавливаемых на специализированных предприятиях. Кроме того, используются различные стандартные крепежные изделия и универсальный инструмент, которые также изготавливают специализированные предприятия. Все это обусловило необходимость широкого кооперирования заводов-строителей ПЛ с предприятиямисмежниками. При строительстве дизельэлектрической подводной лодки в поставке материалов, оборудования и комплектующих изделий принимают участие более 400 предприятий и организации, в том числе и государств СНГ. Такая кооперация позволяет сократить сроки постройки корабля за счет получения готовых, уже смонтированных и испытанных механизмов, агрегатов, устройств. Вместе с тем, развитая кооперация делает весьма сложным как подготовку постройки ПЛ (размещение заказов, согласование технических данных, вплоть до установочных размеров, контроль сроков поставки и др.), так и планомерное ее строительство.