Разработки

СТРОИМ ЯХТУ

28.06.2011

СТРОИМ ЯХТУНесмотря на то, что промышленность выпускает немало разно­образных малых судов (в том числе и яхт), количество самоделок, построенных любителями, растёт год от года. Они смело экспериментируют с различными материалами, используют в своих проектах интересные технические решения.

Применяемая сегодня технология постройки малых судов является результатом многолетнего опыта. Но предела для её совершенствования не существует, и всегда остаётся возможность улучшения отдельных этапов многогранного процесса, что может сделать постройку либо менее трудоёмкой, не требующей высокой квалификации, либо более дешёвой. Так, в последние годы было предложено и апробировано несколько нетрадиционных спосо­бов изготовления корпусов, что, несомненно, может заинтересовать судостроителей-любителей.

Прежде чем перейти к их описа­нию, вспомним традиционный тех­нологический цикл, обычно приме­няемый при постройке яхт и малых катеров.

После согласования всех кривых теоретического чертежа на выпол­ненном в натуральную величину плазе по обводам шпангоутов и переборок изготавливаются элемен­ты конструктивного набора корпуса. Целесообразно одновременно уста­новить элементы для крепления коек, полок, рундуков — с тем. что­бы свести к минимуму достроечные работы.

Изготовление корпуса на стапеле

Для сборки корпуса изготавли­вают стапель, в качестве которого обычно используют два тщательно отфугованных деревянных бруса, выставленных строго горизонтально. Остов будущего судна обычно рас­полагают вверх килем. В заранее размеченных местах на стапеле устанавливаются шпангоуты и пере­борки, а затем с помощью килевого бруса, форштевня и привальных брусьев набор объединяется в жёст­кую пространственную конструкцию (рис. 1).

Рис. 1. Набор корпуса деревянного судна на стапеле

Круглошпангоутные корпуса обшиваются деревянными рейками или досками, остроскулые — фане­рой. При постройке катеров и яхт из композитных материалов по такой технологии изготавливают болван (пуансон). Его наружная поверхность при этом получается достаточно грубой и требует в дальнейшем тщательной отделки — шлифовки и полировки. Если же планируется сделать целую серию стеклопластиковых судов, то целесообразно по пуансону изготовить полированную матрицу, в которой можно будет от­формовать необходимое количество корпусов, не нуждающихся в даль­нейшей отделке (рис. 2).

Рис. 2. Матрица для формования стеклопластикового корпуса

Изготовить стапель и выставить на нём шпангоуты и переборки не так- то просто: данная операция требует большой точности и аккуратности. Как правило, на неё уходит около 20% времени, необходимого для по­стройки всего корпуса. Для размеще­ния стапеля необходимо достаточно просторное помещение, по крайней мере, на 1,5...2 метра превышающее габариты судна по длине и ширине.

Ещё сложнее выполнить оснастку для формования корпуса из компо­зитных материалов — стеклоткани и синтетических смол. Трудозатраты на изготовление пуансона сравнимы с постройкой деревянного корпуса аналогичных габаритов. Так что ис­пользование методов строительства корпусов катеров и яхт без примене­ния стапеля (для деревянных судов) и пуансона или матрицы (для судов из композитов) позволит ускоритьИ упростить процесс постройкии снизить его стоимость.

 

Постройка судов без стапеля

Сущность этого способа заключа­ется в сборке корпуса из комплекта заготовок такой формы, которые при соединении между собой при­нимают заданную форму. Таким об­разом можно строить лодки самых различных размеров и назначения: и маленькие гребные тузики длиной всего 2 метра, и моторные лодки, и даже крейсерские яхты длиной 7... 8 метров. Конечно же, технология накладывает известные ограниче­ния на обводы судна — они долж­ны быть разворачивающимися на плоскость, то есть такими, которые можно обшить плоскими листами. Лучше всего для этой цели подходят плоскодонные обводы типа «дори», остроскулые типа «шарпи» и двух­скуловые (рис. 3).

Рис. 3. Схемы обводов, разворачивающихся на плоскость

Обычно постройка ведётся в сле­дующем порядке. Сначала по теоре­тическому чертежу изготавливаются шпангоутные рамки и переборки. На них устанавливаются бруски для крепления коек, полок и рун­дуков, прорезаются пазы для киля, мидельвейса, привальных брусьев и скуловых стрингеров. Далее на листы фанеры, состыкованные до необходимых размеров, наносятся развёртки бортов и днище (рис. 4).

Рис. 4. Теоретический чертёж и развёртки бортов и днища

На вырезанных заготовках отмеча­ются точные места установки шпан­гоутов и переборок.

Затемобе заготовки бортов устанавливаются на ровной площадке и соединяются между собой форштев­нем и обвязкой транца. Ставится средний шпангоут. Корпус уже при­обретает свои очертания (рис. 5 А).

После этого по нанесённой на борта разметке устанавливаются остальные шпангоуты, от миделя — к оконечностям. В заранее прорезан­ные пазы укладываются привальные брусья милельвейс и палубные стрингеры. После проверки правиль­ности обводов можно монтировать внутреннее оборудование, койки, шкафы и тд.

Следующий этап — установка и крепление к набору листов палубы днища кокпита и транца (рис. 5 Б).

Далее корпус переворачивается, и в ранее вырезанные пазы уклады­ваются киль и скуловые стрингеры. Последним ставится на место лист днищевой обшивки (рис. 5 В).

Рис. 5. Стадии сборки корпуса яхты из плоских элементов

Постройка судов таким методом даёт большую экономию времени. Достаточно сказать для примера, что корпус крейсерской гоночной яхты длиной 7,8 м и шириной 2,8 м был изготовлен всего за четыре ме­сяца. Работы велись по субботам и воскресеньям силами двух человек. Очевидно, что за столь короткий срок достичь этого результата традицион­ным способом просто невозможно.

Сборка из готовых секций

Этот способ пришёл из большо­го судостроения, где корабли, как правило, собираются на стапеле из нескольких секций. Каждую такую секцию, имеющую сравнительно небольшие размеры, можно изгото­вить в цехе и довести до состояния полной готовности — смонтировать всё внутреннее оборудование, тру­бопроводы, электропроводку, а на стапельной площадке лишь соеди­нить модули между собой и прове­сти достроечные работы.

Применив данный метод для сбор­ки лодок, катеров и яхт мы получим возможность строить сравнительно крупные плавательные средства на ограниченных площадях. Ведь ча­сто случается, что самодеятельный судостроитель располагает небольшим помещением, где невозможно разместить лодку нужных размеров. Бывает и так, что помещение доста­точно просторно, но ворота в нём не позволяют извлечь готовое судно. В этих случаях выручит только сбор­ка из готовых секций.

Рис. 7. Пример разбивки на секции корпуса крейсерской гоночной яхты

На рисунке 7 показан пример раз­бивки на секции корпуса небольшой крейсерской яхты. Габаритные раз­меры каждой секции не превышают 3,8x1,2x0,9 м, и для их постройки достаточно помещения площадью 5x2,5 м. Перед окончательной сбор­кой каждый блок нужно довести до состояния полной готовности. В нём должны быть смонтированы все конструктивные элементы и де­тали — переборки, настилы коек и рундуков, шкафы и т.д. Желательно выполнить внутреннюю отделку, а при необходимости оклеить на­ружную поверхность стеклотканью. Тогда на сборочной площадке оста­нется лишь выполнить соединение модулей, прошпаклевать и зашли­фовать места стыков и окрасить готовый корпус. Один из вариантов соединения секций показан на ри­сунке 6. Необходимо особо отме­тить, что все работы должны ве­стись с высокой точностью, чтобы впоследствии избежать проблем при их стыковке.

Рис. 6. Вариант заделки стыка секций

Постройка стеклопластиковых судов без оснастки

Как уже отмечалось, изготовление оснастки для формования стекло- пластиковых корпусов — болвана и матрицы — достаточно сложная и дорогостоящая операция. В по­следние годы все шире начинают практиковаться способы, позволяю­щие обойтись без неё. Одним из них является изготовление композитных корпусов с «Сандвичевой» обшив­кой (рис.8).

Рис. 8. Композитный корпус с обшивкой типа «сандвич»

Элементы набора таких корпусов — переборки, шпангоуты, киль, скуловые и привальные бру­сья — изготавливаются из дерева и фанеры, а трёхслойная обшивка состоит из двух тонких стеклопластиковых оболочек — наружной и внутренней — и пенопласта между ними. Толщина обшивки опреде­ляется в зависимости от размеров судна и эксплуатационных нагрузок. Обычно слои стеклопластика имеют толщину 2...4 мм (наружный слой, как правило, делается в полтора раза толще внутреннего, чтобы противодействовать местным на­грузкам и износу от трения), а слой пенопласта — 8... 15 мм. Пенопласты следует применять только таких марок, которые не растворяются полиэфирными и эпоксидными смо­лами, входящими в состав стекло­пластиков.

Технология постройки заключает­ся в следующем. Первоначально на стапеле выставляется деревянный набор, состоящий из шпангоутов и переборок, и с помощью киля и привальных брусьев соединяется в жёсткую пространственную конструк­цию Шпация выбирается в пределах 500...800 мм. Затем каркас обшива­ется пенопластовыми «досками».

Их получают, разрезая листы пе­нопласта с помощью несложного терморезака, содержащего нихромовую проволоку, нагреваемую элек­трическим током. Между «досками» должны оставаться небольшие зазо­ры. Впоследствии они заполняются смолой, которая надёжно свяжет между собой внутреннюю и внеш­нюю пластиковые оболочки (рис. 9).

Рис. 9. Схема обшивки типа «сандвич»

Крепление пенопласта к набору осу­ществляется шурупами или гвоздями с широкими шляпками, желательно из некорродирующих металлов.

Затем корпус склеивается сте­клотканью на полиэфирной или эпоксидной смоле. Первые один-два слоя ткани с помощью деревянно­го шпателя заталкиваются в щели между пенопластовыми «досками». После полимеризации наружной пластиковой оболочки корпус пере­ворачивают и склеивают изнутри. Элементы набора приформовываются к внутренней оболочке «мокрым угольником», состоящим из несколь­ких полос стеклоткани, пропитанной смолой. Следует уделить особое внимание качеству исполнения дан­ного узла, так как от этого в значи­тельной степени зависит прочность корпуса.

Рис. 10. Композитный корпус со стеклопластиковой обшивкой и деревянным на-бором

Можно изготовить композитный корпус и с однослойной пластико­вой обшивкой, без использования пенопласта. В этом случае на вы­ставленном на стапеле наборе устанавливаются стрингеры с шагом 150...200 мм. Их сечение должно быть размерами от 15x15 мм до 30x30 мм — в зависимости от раз­меров корпуса. Затем каркас об­тягивается плотной стеклотканью, лучше всего стеклорогожей, пропи­танной смолой. Усилие натяжения материала должно быть достаточно большим, чтобы устранить прови­сание между стрингерами (рис. 11). Прежде чем формовать обшивку дальше, нужно дать первому слою «схватиться», чтобы он впослед­ствии не деформировался под дей­ствием массы последующих слоёв.

Рис. 11. Схема стеклопластиковой обшивки, закреплённой непосредственно на дере¬вянном наборе корпуса

Для того чтобы повысить надёж­ность присоединения пластиковой обшивки к деревянным стрингерам нужно дополнительно закрепить её мелкими шурупами, а потом окле­ить одним-двумя слоями тонкой стеклосетки, чтобы скрыть головки шурупов.

Конечно, построенный таким спо­собом корпус будет иметь гранёные обводы, однако это практически не скажется ни на ходовых качествах судна, ни на его внешнем виде.

В.МУРНИКОВ

 


Обозначения:

 

Рис. 1. Набор корпуса деревянного судна на стапеле:

1—шпангоуты;

2—килевой брус;

3—форштевень;

4—стапельный брус;

5—привальный брус.

 

Рис. 3. Схемы обводов, разворачивающихся на плоскость:

А—односкуловые типа «шарпи»;

Б—односкуло- вые типа «дори»;

В—двухскуловые.

 

Рис. 5. Стадии сборки корпуса яхты из плоских элементов:

А—установлены штевень, средний шпангоут и обвязка транца;

Б—установлены все шпангоуты, смонтированы палуба и днище кокпита;

В—корпус подготовлен к закрепле­нию днища.

 

Рис. 6. Вариант заделки стыка секций:

1 —деревянная обшивка корпуса;

2—клее­вой шов;

3—поперечные брусья двойно­го мидель-шпангоута;

4—стяжной болт;

5—дополнительная оклейка стыка стеклотканью (3...4 слоя);

6—стеклопластиковое покрытие.

 

Рис. 7. Пример разбивки на секции корпуса крейсерской гоночной яхты:

1—двойной килевой брус;

2—двойной мидель-шпангоут;

3—шпангоуты;

4—носовая койка;

5—штурманский стол;

6—кормовая стойка;

7—самоотливной кокпит;

8—рубка.

 

Рис. 8. Композитный корпус с обшивкой типа «сандвич»

1—пенопластовые «доски»;

2—стеклоткань;

3—элементы деревянного набора.

 

Рис. 9. Схема обшивки типа «сандвич»:

1—пенопластовая «доска»;

2—заполненный стеклотканью зазор;

3 — наружный слой стеклопластика;

4—внутренний слой стеклопластика;

5—деревянный элемент набора.

 

Рис. 10. Композитный корпус со стеклопластиковой обшивкой и деревянным на­бором:

1—деревянные стрингеры;

2—стеклоткань.

 

Рис. 11. Схема стеклопластиковой обшивки, закреплённой непосредственно на дере­вянном наборе корпуса:

1—наружный слой стеклоткани;

2—основная стеклопластиковая обшивка (3...4 слоя);

3—латунный или оцинкованный шуруп;

4—деревянный стрингер.





Рекомендуем почитать
  • ШКОЛЬНОЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВО: ОТ ЗАМЫСЛА К РЕАЛЬНОСТИ
    ШКОЛЬНОЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВО: ОТ ЗАМЫСЛА К РЕАЛЬНОСТИО творческих находках юных техников, об успешном решении ими оригинальных конструкторских задач наш журнал рассказывал неоднократно. Примеров поисковой, исследовательской рационализаторской деятельности школьников сегодня можно привести немало. Однако для того, чтобы движение юных новаторов стало еще более массовым и эффективным, им нужно грамотно и умело управлять. Об этом часто пишут к нам в редакцию руководители кружков, клубов, станций юных техников, энтузиасты-общественники — непосредственные организаторы технического творчества детей и подростков.
     
    Методическая литература на данную тему крайне малочисленна, а та, которая есть, зачастую не отвечает требованиям сегодняшнего дня. Пытаясь в какой-то мере восполнить этот пробел, журнал предлагает читателям материалы, дающие некоторое представление о логике и структуре процесса технического творчества школьников, подготовленные кандидатом педагогических наук Ю. С. Столяровым. Редакция надеется, что содержащиеся в них советы и рекомендации помогут организаторам и руководителям технического творчества детей и подростков более рационально, «по науке» строить поисково-конструкторскую работу своих питомцев.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.