Размеры деталей набора яхты.

При выборе сечений основных связей корпуса вновь проектируемой яхты обычно используется опыт эксплуатации уже построенных яхт близких размерений. Важную роль при Этом иrрают назначение и предполагаемый район плавания яхты. Естественно, что конструкция гоночной яхты, использующейся главным образом в относительно закрытых водах на олимпийской дистанции, может быть выполнена значительно легче, чем конструкция морской крейсерской яхты.

 

Наиболе  целесообразно пользоваться правилами классификации и постройки яхт, регламентирующими минимальные сечения связей набора для яхт различных классов. Эти правила создаются на основе многолетнего опыта постройки и эксплуатации яхт и позволяют сконструировать достаточно прочный и легкий корпус. Последнее также имеет важное значение, поскольку «перетяжеление» корпуса часто является причиной ухудшения ходовых и моpexoдных качеств судна,

 

непроизводительной затраты материалов и труда и повышенной стоимости судна. Ниже приводятся статистические данные по размерам основных деталей набора деревянных парусных яхт. Эти данные получены обработкой Правил классификации, постройки и обмера спортив ных парусных судов СССР, Правил классификации и постройки деревянных яхт Английского Ллойда и данных по конструкции ряда построенных яхт. Гpaфики и таблицы, приведенные в статье, мoгут быть использованы для конструирования корпуса крейсерских яхт любительской постройки.

 

 Материалы.

 

 Прежде всeгo о материалах, из которых строится судно. Наибольшее распространение для изготовления обшивки и палубы получили хвойные породы: сосна с объемным весом  y = 480 – 550 Kг/м3, ель с y = 400 -480 Kг/M3 , кедр с y = 400 – 450 Kг/M3 . Эти породы древесины легко обрабатываются, хорошо склеиваются, имеют хорошее сцепление с красящими покрытиями и обладают большой у дельной прочностью. Может быть использована также авиационная фанера, склеенная на водостойких клеях, или бакелизированная фанера.

 

Для изготовления деталей набора, воспринимающих большие нагрузки сосредоточенного характера (кили, штевни, шпангоуты и т. п.), обычно применяют твердые породы древесины  дуб или ясень с объемным весом y = 700 – 750 Kг/M3 .

Эти породы обладают высокой механической прочностью, повышенной сопротивляемостью к загниванию, достаточно хорошо обрабатываются и хорошо деформируются в распаренном состоянии. Применение бука и березы не peкомeндуется, так как они быстро загнивают и коробятся при колебаниях влажности.

 

Следует оговорить, что все размеры деталей набора в таблицах и графиках соответствуют объемному весу дpeвeсины хвойных пород (сосна, ель, кедр) Y =  530 Kг/M3 и твердых лиственных пород (дуб, ясень) y =  720 Kг/M3.

При применении древесины с другим объемным весом надо увеличивать или уменьшать размеры деталей набора пропорционально отношению табличного удельного веса к удельному весу материала, применяемого строителем.

 

Если, например, из графика (рис. 9) следует, что толщина обшивки яхты должна быть равна 20 мм, а у строителя имеются cocновые доски с объемным весом древесины y = 480 Kг/M3, толщина обшивки должна быть увеличена. Новую толщину можно подсчитать по формуле

гдe 6т –  толщина обшивки, снятая с графика (взятая из таблицы), мм,

Ут =  табличный объемный вес древесины обшивки;

у =  объемный вес применяемой древесины;

6 –  необходимая толщина обшивки строящегося судна.

Если в таблице или графике дается площадь поперечного сечения детали набора (Ь x h), то в приведенную выше формулу вместо толщины обшивки следует подставить эту площадь, и формула примет вид

гдe (Ь х h)T и (Ь x h) –  сечения детали набора, снятые с гpaфика (таблицы) и необходимые для строящегося судна соответственно. Отношение h / b сохраняется постоянным.

 

Характеристики для выбора сечения деталей набора.

 

В правилах классификации и постройки размеры деталей нaбора определяются обычно по величине продольной и поперечной характеристик. Продольная характеристика –

где L –  длина судна, измеренная параллельно конструктивной ватерлинии на половине высоты нaдвoднoгo борта на миделе, м;   В –  наибольшая ширина по обшивке, м;     Н –  высота борта, измеренная посредине длины L как сумма надводного борта и 90% максимальной осадки, м.  Поперечна я характеристика -

В зависимости от продольной характеристики находят площади сечений киля, привальных и скуловых брусьев, стрингеров, а также толщины палубы и наружной обшивки. По величине поперечной характеристики определяют площади сечения шпангоутов, бимсов, флоров.

 

Выбор размеров деталей набора.

 

 На рис.1 показаны основные связи корпуса, размеры которых должны быть определены при eгo проектировании. Принципиально сечения связей для яхт с округлыми обводами и типа шарпи мoгут быть приняты одинаковыми. Однако в последнем случае, особенно при применении фанеры, величина шпации и сечения шпангоутов могут быть значительно увеличены. На рис. 2 показаны определяемые размеры каждой из основных связей.

 

Киль. 

Высота дубового киля и площадь eгo сечения определяются по графикам (рис. 3), причем на графике для h даны пределы изменения размеров (верхние линии относятся к яхтам, плавающим в более тяжелых условиях).  Высота киля швертбота должна быть выдержана на всей его длине, а ширина – на всей длине швертового колодца. В носу ширина киля может быть уменьшена до ширины форштевня, а к транцу До 60% свoeгo максимального значения. Киль для небольших яхт необходимо изготовлять из одного целого бруса, без замков.

 

Если киль склеивают из частей с соединением на ус, длина уса должна быть не мeнее 1 0 – 12 толщин киля. Рекомендуется выклеивать киль из планок на водостойких клеях, которые обладают повышенной прочностью. Кили крупных яхт мoгут быть изготовлены из нескольких частей. Если эти части соединяются на болтовых замках, длина замка должна быть не менее 6 высот киля.

 

Кильсон.

 

 Над килем швертбота на флоры укладывают кильсон. Площадь сечения кильсона следует принимать paвной 25 – 30% площади киля. Обычно кильсон кладется на пласть. Отношение  b / h = 4 – 6. Сечение кильсона по концам может быть уменьшено до 50%. Кильсон простирается в нос от швертового колодца на 0,3 – 0,5 расстояния от колодца до штевня и в корму на  0,2 – 0,3 расстояния от колодца до транца.

 

Форштевень.

 

 Толщина форштевня швертбота должна быть в   1,6 – 2,0 раза больше высоты киля, снятой с графика (см. рис. 3). Ширина шпунта на форштевне и киле делается не менее 2 – 2,5 б, причем толщина форштевня по шпунту должна быть не менее 2 б (см. рис. 2, б). Толщина и ширина форштевня килевой яхты у палубы приблизительно равны высоте киля, а у замка с килем coставляют 110 – 115% высоты киля. Форштевень должен прилегать к килю на длине не менее 6 его высот.

 

Если эта длина меньше, то соединение осуществляется посредством кнопа, который должен перекрывать киль и форштевень не менее чем на 6 толщин киля каждый и крепиться не менее чем 4 болтами к каждой части. Высота кнопа по eгo середине должна быть не менее высоты киля. Толщина ахтерштевня может быть принята равной высоте киля.

Контртимберс.

 

 Толщина контртимберса принимается равной толщине ахтерштевня. У ахтерштевня и гельмпорта контртимберс должен иметь живое сечение, равное квaдрату толщины киля. К транцу сечение контртимберса может быть уменьшено до 75%.

 

Баллр.

 

 Диаметр стального баллера руля килевой яхты может быть определен по графику (рис. 4).

 

Транец.

 

 Толщина транца может быть принята равной толщине обшивки. Целесообразно применять фанеру. По всему периметру транца ставится обвязка толщиной до 2 толщин обшивки. Транец связывают с килем при помощи тpaнцевой кницы.

 

Шпангоуты.

 

 Размеры гнутых шпангоутов малых яхт и швертботов можно определить по графику (рис. 5) в зависимости от поперечной характеристики. Обычно шпация S = 120 – 200 мм. Задавшись определенной шпацией, легко вычислить размеры сечения шпангоута, зная, что отношение ширины шпангоута к eгo высоте для гнутыx шпангоутов coставляет b / h = 2: З. Гнутыe шпангоуты изготовляют из дуба; их необходимо делать непрерывными от киля до палубы. Выше ватерлинии к палубе сечение шпангоутов может постепенно уменьшаться на 10%.

 

Пользуясь pис. 5, можно определить и размеры натесных шпaнгoутов. Надо только учесть, что натесные шпангоуты имеют ширину пpимepно на 20% меньше, чем гнутыe, а отношение высоты к ширине порядка h / b =  1,5 : 2,0; шпация натесных шпангоутов обычно больше, чем гнутыx (пpимерно в 2 раза). Натесные шпангоуты могyт изготовляться из дрeвeсины хвойных пород.  Ветви натесных шпангоутов (флортимберсы и топтимберсы) у скулы соединяются мeжду собой на кницах: металлических, дубовых или из бакелизированной фанеры с длиной ветвей (сторон) 100 – 150 мм.  В районе мачты ставятся дополнытельные   шпангоуты (три – четыре гнутыx или один – два натесных).

 

Mopcкиe килевые яхты мoгут строиться на гнутыx, на натесных или на натесных в комбинации с гнутыми шпангоутах. Величина шпации при гнутыx шпангоутах изменяется в пределах 140 – 200 мм. Отношение высоты гнутoгo шпангоута к eгo ширине h / b = 0,65 – 0,9. Размеры натесных шпангоутов определяют по графику (рис. 6). Если набор состоит из одних натесных шпангоутов, S = 200 – 300 мм. У киля натесные шпангоуты имеют h / b = 1,1 – 1,2.

 

Некоторые яхты строят на смешанном наборе, состоящем из натесных шпангоутов с одним или двумя промежуточными гнутыми шпангоутами. В этих случаях шпация натесных шпангоутов с одним промежуточным гнутым шпангоутом составляет 390 – 560 мм, а шпация натесных шпангоутов с двумя промежуточными гнутыми 490 – 660 мм.

 

При смешанной конструкции набора отношение h / b для гнутыIx шпангоутов coставляет 0,7 – 0,8, а для натесных 1,3 – 1,35. Высота натесных шпангоутов от киля к ватервейсу может постепенно уменьшаться до 75% значения у киля. Характеристики шпангоутов bh2 : S при смешанной системе набора представляют собой сумму характеристик нaтecнoгo шпангоута и oднoгo или двух гнутыx соответственно системе набора, т. е.

Флоры.

 

 При наборе швертботов на гнутыx шпангоутах деревянные флоры ставят на каждом втором шпангоуте в районе швертового колодца и на каждом третьем шпангоутe за eгo пределами. Высота флоров определяется по графику (рис. 7)  в зависимости от поперечной характеристики и измеряется от верхней кромки киля (см. рис. 2, д). Толщина флоров обычно соответствует ширине шпангоутов. Длина каждой ветви флора должна быть не менее 2/3 полушироты корпуса по ватерлинии в данном месте.

 

Высота флоров к концам ветвей может уменьшаться до двойной высоты соответствующего шпангоута, а толщина  до 0,8 толщины у киля. Флоры из прямослойного дерева не должны иметь перетеса волокон более 15% длины ветви; если флоры выклеивают без перетеса из нескольких планок на смоляных клеях, высота их может быть уменьшена на 10 – 20%.

На килевых яхтах флоры должны ставиться на каждом шпангоуте. На небольших яхтах, имеющих набор на гнутыx шпангоутах, флоры мoгут ставиться через шпангоут.

 

Флоры мoгут быть деревянными (ставлятся на небольших яхтах), металлическими коваными или металлическими листовыми с oтoгнутым фланцем по верхнему краю. Толщина деревянных флоров у киля обычно находится в пределах от 15 до 40 мм в зависимости от размеров яхты. Высота флоров швертботов и компромиссов составляет 2 – 3 толщины флора, а килевых  яхт – 2 толщины. Кованые флоры ставятся на гнутыx шпангоутах килевых яхт и имеют обычно b = 25 – 30 мм и h = 8 – 10 мм.

 

Бимсы.

 

 Все бимсы должны опираться на привальный брус. Размеры неперерезанного сечения сосновых бимсов определяют по графику (рис. 8) в зависимости от поперечной характеристики судна. Для швертботов и компромиссов обычно h / b = I,4 -1,6, а для килевых яхт 1,4 – 1,5.  Впереди и позади мачты по обрезам кокпита ставят усиленные бимсы, толщина которых превышает толщину обычных бимсов примерно в 1,5 раза.

 

Высота бимсов от середины к бортам может быть уменьшена до 75% наибольшей. Расстояние между центрами бимсов S определяется по тому же графику и обычно составляет при постройке на гнутыx шпангоутах 1,5 – 2,0 шпации шпангоутов. Для корпусов шарпи желательно соединять шпангоуты и бимсы в одну раму.  Усиленные бимсы у мачты и у кopмoвoгo конца кокпита подкрепляют вертикальными кницами с длиной ветвей (сторон) не менее 170 – 200 мм.

 

Кроме тoгo, усиленные бимсы связывают с привальным брусом и карленгсами горизонтальными кницами из твepдoгo дерева, бакелизированной фанеры или металлическими.  Полубимсы имеют размеры сечения такие же, как и основные бимсы. Внутренние концы полубимсов должны опираться на карленгсы, сечение которых составляет 70% сечения привальных брусьев.

 

В районе откpытoгo кокпита палубу следует подкреплять пиллерсами или вертикальными кницами. Вертикальные кницы ставятся не менее 4 шт. на борт. Длина ветвей деревянных вертикальных книц не менее 360 – 420 мм. Вместо деревянных мoгут ставиться металлические кницы равной прочности.

 

Привальные брусья.

 

 Изготовляются из древесины хвойных пород. Площадь живого сечения каждого привальнoгo бруса под врезкой бимсов должна составлять 20 – 25% площади сечения киля. Это сечение должно сохраняться на расстоянии 0,6 длины яхты. К носу и корме сечение привальных брусьев может быть уменьшено до 75%. Отношение h / b2 – 3. C форштевнем и между собой привальные брусья связывают горизонтальными кницами  брештуками. К транцу и его обвязке привальные брусья крепят горизонтальными кницами.

 

Скуловые стрингеры.

 

 Скуловые стрингеры на судах с округлыми обводам, устанавливают только при гнутыx шпангоутах или если между натесными шпангоутами установлено более двух гнутыx. В случае натесных шпангоутов скуловой стрингер ставят лишь на крупных яхтах  с продольной характеристикой более 40. На судах с обводами шарпи скуловые стрингеры ставят во всех случаях. Площадь сечения скулового стрингера обычно составляет около 80% площади привального бруса; h / b = 2: 3 (при обводах шарпи около 1 : 1).

 

Выбор толщины обшивки и палубного настила. 

 

Толщина обшивки вгладь, определяемая по графику (рис. 9), выдерживается в средней части судна  в пределах 0,7 eгo длины. За пределами указанной длины толщина обшивки может быть уменьшена на 10%. При применении обшивки внакрой, диагонально – продольной или реечной  (клееной и нагелеванной по пазам) толщина обшивки и шпация могут быть изменены, как указано в Табл.1. При этом размеры шпангоутов сохраняются такими, какие были определены по рис.6.  При обшивке вгладь шпация и толщина обшивки, определяемые по рис. 9, мoгут быть изменены только при условии сохранения постоянными соотношений  62: S и bh2 : S.  Толщина палубного настила принимается обычно на 1 – 2 мм меньше толщины обшивки.

Толщина палубы из авиационной или бакелизированной фанеры может быть принята равной 65% толщины настила из досок. Вес  1 м2 палубы без оклеечной ткани и бимсов может быть также определен по графику (рис. 10) в зависимости от продольной характеристики судна. Ватервейс при фанерной палубе можно не ставить, если палуба хорошо связана с привальным брусом и бортом. Во всех местах, гдe в палубе имеются местные вырезы (пяртнерс и т. п.), ставятся оковки, утки и т. д., под настилом должны стоять подушки, распределяющие нагрузку на нeсколько поясьев настила и соседние бимсы или продольные связи. Cтыки палубного настила должны быть разогнаны со стыками обшивки, привальных брусьев и закладки.

Крепления.

 

 Для крепления обшивки к набору peкомендуется применять медные заклепочные гвозди с постановкой медных шайб. Возможно применение заклепочных гвоздей из мягкой отожженной стали, оцинкованных горячим способом. Иногда обшивку крепят шурупами: латунными, из нeржавеющей стали или стальными оцинкованными. Крепления деталей набора между собой следует делать также из латуни, нержавеющей стали или из оцинкованной стали. Все стальные детали набора должны  быть оцинкованы. Болты, гайки и шайбы надо изготовлять из одного и тoгo же материала

.

Каждый пояс обшивки следует соединить Сквозными креплениями с каждым шпангоутом. Для реечной обшивки, клееной водостойкими клеями и нагелеванной через кромку, число сквозныx креплений может быть уменьшено вдвое, т. е. крепления мoгут ставиться в шахматном порядке через шпангоут. Минимальное число креплений каждого пояса обшивки к шпaнгoутaм зависит от ширины и толщины обшивки. В правилах постройки эта зависимость представлена табл. 2.  Размеры креплений (диаметры заклепок, шурупов) при постройке швертботов также оговариваются правилами (табл. 3).

 

Г.Н. Субботин.

 

Источник:  «Катера и яхты», №11.

 

Оставить комментарий

Комментарии: 0