Конструкции корпусов пластмассовых малых судов.


Условно различают три варианта конструкции корпуса из стеклопластика: однослойную без набора и с набором, двухслойную конструкцию с легким заполнителем.

 

Однослойная безнаборная конструкция. Применяется при постройке самых малых открытых и тихоходных лодок, Термин «безнаборная» обычно употребляется в том смысле, что гладкая обшивка не имеет шпангоутов и продольного набора, а прочность корпуса обеспечивается какими-то иными конструктивными элементами.

 

Так, банки и ящики плавучести обеспечивают поперечную прочность корпуса; стенки их одновременно подкрепляют обшивку. В роли килевого бруса выступает гофр в ДП или просто сходящиеся под острым углом поверхности обшивки. Безнаборная конструкция хороша лишь при значительной кривизне обшивки.

 

Если жесткость плоских поверхностей недостаточна, применяют выформованные заодно с обшивкой гофры. Иногда плоскость разбивается высадками и выпуклостями, предусмотренными чертежом обводов корпуса (рис. 1).

 

С целью удешевления производства в качестве армирующего материала при массовом выпуске лодок применяются наиболее дешевые стеклохолсты и жгутовые ткани, укладываемые в количестве 25­ – 30%  и 45­ – 50% (соответственно) от веса готoвoгo стеклопластика. Для обеспечения гладкости поверхности и ограничения фильтрации воды сквозь относительно пористые жгутовые ткани один-два наружных слоя армируются более плотными стеклохолстом или стеклосеткой (тканью).

 

Минимальная толщина обшивки безнаборных корпусов находится в пределах от 2 мм (1 с­ой стеклоткани + 1 сл. стеклохолста + 1 сл, жгутовой стеклоткани) для самых малых лодок до 4 мм (1 сл. стеклоткани +5 сл. жrутовой стеклоткани) для лодок длиной около 5 м. Однослойная конструкция с набором.  На более крупных лодках и, естественно, в случае более тяжелых условий эксплуатации приходится не только увеличивать толщину обшивки, но и подкреплять ее набором.

 

Одновременно и при этом варианте используются различные конструктивные элементы (стенки закрытых банок, переборки, ящики плавучести), разумно размещая которые и используя их в качестве промежуточных опор можно свести к минимуму число и профиль балок собственно набора. Чисто поперечная система набора чаще встречается на парусных яхтах длиной 7­ – 10 м. Катера обычно набирают по смешанной системе.

Простейшим подкрепляющим ребром является пучок стеклоровницы, приформованный к обшивке, но такое решение допустимо лишь для самых малых корпусов. Чаще вceгo ставятся ребра П – образного профиля, хотя встречаются и профили треугольного, полукруглого и трапециевидного сечения. Такие ребра форму­тся на выставленных на готовую, но еще не заполимеризовавшуюся обшивку оформителях ­ задающих форму поперечного сечения сердечниках из пенопласта, алюминиевой фольги, картона или стеклопластика (рис. 2).

 

Целесообразно и здесь применять гофрированные конструкции: так, например, продольные реданы на днище быстроходных глиссирующих катеров чаще вceгo служат одновременно и продольными балками днищевого перекрытия. Минимальные толщины стеклопластика для наружной обшивки 4 мм, ящиков плавучести ­ 2 мм.

 

Отметим, что при конструировании водоизмещающих парусных и моторных судов длиной до 10 м (для открытых водоемов) расчеты местной и общей прочности можно не выполнять, если принять толщину обшивки по табл. 1 при шпации в пределах 350 ­- 400 мм или при таком же расстоянии между продольными ребрами, но увеличении шпации до 800 мм.

 

По правилам Английского Ллойда на судах длиннее 6 м толщина. обшивки не должна быть одинакова по длине и ширине корпуса. Например, обшивка 9 – ­мeтpoвoгo водоизмещающего катера должна иметь следующую условную толщину (условная толщина, представленная в виде веса армирующего материала на 1 м2 и равная для днища 3,5 кг/м2 , принимается за 100%; шпация 400 мм):

 

     -   обшивка борта, начиная с ватерлинии на 150 мм выше КВЛ, 95%;

 

     – ширстрек (в средней части судна; длина 4,5 м, высота 250 мм) 115%;

 

     -   горизонтальный киль (ширина 550 мм; по всей длине судна) 150%;

 

    -  форштевень 120%.

 

Для определения минимальных размеров элементов набора мoгут быть рекомендованы принятые Английским Ллойдом соотношения (табл, 2­ – 5).

Для быстроходньх глиссирующих катеров прочные размеры связей набора определяются расчетом.

 

Двухслойная конструкция. 

 

   Двухслойная конструкция состоит из наружной и внутренней обшивок – оболочек из стеклопластика, подкрепленных расположенным между ними набором. С точки зрения прочности каждая из оболочек должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к однослойным конструкциям с набором. Вспенивающиеся пенопластовые заполнители , вводимые в полости, заполняют пространство между наружной и внутренней оболочками, но не являются несущими.

 

Трехслойная конструкция. 

 

 В отличие от двухслойной конструкции, заполнитель (пенопласт, сотоблоки, бальза и др.) в данном случае является  несущим элементом. Важно обеспечить как достаточную прочность caмoгo заполнителя, так и высокую aдгe­зию eгo к несущим слоям стеклопластика. Следует также учитывать, что со временем прочность тpexслойной конструкции в районе привального бруса и других районах приложения сосредоточенных нaгpy­зок обычно нарушается.

 

Следует уточнить и само понятие «трехслойная конструкция». Этот термин относится лишь к таким конструкциям, в которых толщина заполнителя не     превышает десяти толщин любого из нeсущих слоев; в противном случае каждый из несущих слоев следует рассматривать как однослойную оболочку, не принимая в расчет прочность заполнителя.

 

Толщину наружной обшивки можно принимать по табл. 6.

 

Выбор тoгo или иного типа конструкции зависит, разумеется, не только от размеров лодки, но и от многих частных условий и возможностей изготовителя. До сих пор и у нас и за рубежом подавляющее большинство малых судов строится однослойными.

Применение трехслойной конструкции обычно не дает заметной экономии ни в весе, ни в стоимости, по сравнению с однослойной, однако следует отмe­тить одну технологическую особенность.

 

Наличие в конструкции сплошного пенопластового слоя дает воз­можность начать постройку корпуса со сборки этого слоя заполнителя на простейших лекалах, а затем оклеивать жесткую скорлупу сначала наружным, а после снятия с лекал (пуансона) и внутренним нecy­щими слоями стеклопластика. Такой вариант часто применяется при любительской постройке лодок.

 

Соединение секций. 

 

 В подавляющем большинстве случаев пластмассовые корпуса выполняются монолитными и единственным соединением является стык  палубы с бортом.  Это соединение загружено сдви­гающими усилиями, для передачи которых обычно применяются двусторонние приформованные накладки из стеклопластика; толщина каждой из них принимается равной половине толщины стыкуемых секций, ширина ­ – не менее 200 мм.

 

Три варианта углового соединения «встык» показаны на рис. 3. Такой узел наиболее надежен, но трудоемок и потому на самых малых судах обычно не применяется. Moгут быть рекомендованы отли­чающиеся простотой подгонки соединения с ис­пользованием болтов или заклепок, например, показанные на рис. 4. Другая возможность упрощения сборки заключается в изготовлении обеих соединяемых секций (корпуса и палубы) с вертикальными флагами (рис. 5).

 

В некоторых случаях, хотя это в принципе и не рекомендуется, корпуса собирают из нескольких ceкций, как правило, с разъемом в ДП; на рис, 6 показаны три типа таких соединений.  Говоря о сборке пластмассовых судов из секций, отметим интересную тенденцию в организации серийнoгo производства сравнительно крупных яхт и катеров. До последнего времени, как и при постройке судов из «традиционных» материалов ­ дерева или металла, работы по монтажу в корпусе вceгo внутpeннeгo оборудования выполнялись поэлементно.

По очереди подавались, подгонялись и крепились прочные переборки (поперечные и продольные), различные легкие выгородки, фундаменты, шкафы, рундуки, койки; монтировались изоляция, внутренняя дeкopaтивная зашивка, пайолы и т. п. Широкое применение стеклопластика и при изготовлении оборудования по­зволило внедрить новый способ постройки, при котором судно собирается не из двух, как обычно, а из трех отдельно формуемых секций.

 

В секцию корпуса­ оболочки грузится объемная секция «внутренней обстройки», включающая большую часть элементов оборудования и отделки, конструктивно объединенных плоскостями зашивки с бортов, поперечными пере­борками с носа и кормы и настилом (пайолом) со стороны днища. Связав между собой эти две секции, можно закрывать оборудованный корпус третьей секциеи ­палубой (этот момент и показан на приводи­мом фото).

 

Такой вариант обеспечивает некоторое общее уменьшение веса судна (около 500 кг на 15­метровой яхте), а главное ­ дает возможность резко сократить продолжительность eгo постройки. Так, цикл построй­ки серийной яхты «Коламбиа­50» (США) сократился со 180 до 140 дней, общая стоимость работ верфи снизилась на 30%.

 

Отдельные конструктивные элементы.

 

    Необходимо учитывать следующие общие рекомендации. В местах приложения сосредоточен­ных нагрузок (под киповыми планками, у пяртнер­са и т. п.) требуется иногда двойное увеличение тол­щины обшивки за счет укладки дополнительных слоев армирующего материала ­ обязательно между oc­новными слоями (рис, 7).

 

Во всех случаях утолщается обшивка на участках перехода от транца к борту и днищу, а также в pa­йонe киля и форштевня. Например, у киля парус­ной яхты слои армирующего материала поочередно переходят с oднoгo борта на другой, благодаря чему толщина обшивки о этом районе удваивается, а кроме тoгo укладываются дополнительные слои (рис. 8).

 

Транец мотолодки. 

 

 Толщину транца можно принимать по рекомендациям американской корпорации «ОВС», приводимым в табл, 7. Типичным подкреплением под подвесной мотоp является местное утолщение транца с вклеиванием между слоями стекло­пластика слоя фанеры (рис. 9); в таблице и показана суммарная толщина транца вместе с такой фанерной вставкой.

 

Жесткость транца повышается (рис. 10, 11) приданием ему некоторой выпуклости и установкой кормовой банки, которая, как и днище моторной ниши, играет роль шельфа. Установка вертикальных книц может быть рекомендована только для катеров, имеющих внутренний киль и стрингера.

 

Планширь. 

 

 Это исключительно важный для бес­палубноrо судна конструктивный элемент, обеспечи­вающий жесткость бортов ­ препятствующий поперечному перемещению их верхних кромок. Считается, что планширь должен выдерживать двойной вес лод­ки, пост­вленной на борт; такая прочность необхо­дима, например, при столкновениях.

 

В простейшем случае планширь формуется заодно с обшивкой в виде фланца, oтoгнутoгo внутрь или, что лучше, наружу корпуса (рис. 12). Конструкции более сложных изготовляемых заранее и присоеди­няемых к корпусу планширей разнообразны: это могут быть деревянные планки, алюминиевые и пластмассовые профили или даже отдельно отформованные плоскостные секции из стеклопластика. В последнем случае планширь часто объединяют с банками в одну «палубную» секцию, соединяемую с корпусом на клею, болтах, заклепках и т, п.

Установка швертового колодца. 

 

    Oтмe­тим, что с особой тщательностью следует выполнять присоединение швертового колодца к корпусу швертбота. Рекомендуется предварительно изготовленный узел колодца устанавливать на место во время формования обшивки, заформовывая фланцем внутрь нее (рис. 13, 14).

 

Переборки. 

 

      В принципе на судах длиной мeньше 15 м необходимость установки переборок ника­кими правилами не оговаривается, однако их обычно приходится устанавливать для обеспечения попереч­ной прочности корпуса и непотопляемости судна. Пе­реборки обычно вырезают из фанеры толщиной 6­ – 1О мм для малых яхт и катеров и 12­ – 18 мм для крупных крейсерских яхт, а затем оклеивают стекло­пластиком. Бывают переборки и трехслойной конструкции (стеклопластик и пенопласт внутри) и т. д.

 

Крепление переборки к обшивке (рис, 15) в большинстве случаев выполняется при формовкой «мок­рьми треугольниками». Часто бывает достаточно угольника из двух – тpex слоев стеклоткани с расположением основы вдоль контура переборки. Верхняя полоса вceгдa должна быть несколько шире нижней; «уголь­ники» ставятся обязательно с обеих сторон переборки. Таким же образом соединяются и все другие взаимно-перпендикулярные конструктивные элементы.

Толщина «полки угольника» обычно равна полови­не толщины присоединяемой к обшивке конструкции, а ширина «полки» равна 7­ – 8 ее толщинам.

 

Элементы, воспринимающие сосредоточенные нагрузки.

 

  В корпусе любого малого судна имеются конструктив­ные элементы, не участвующие в обеспечении общей прочности, но играющие не менее важную роль. К числу их относятся, например, машинные фундаменты. Для установки двигателей небольшой мощности иногда бы­вает достаточно простого усиления существующих стрингеров.

 

В тех случаях, кoгдa необходимы специальные фундаментные балки коробчатого или Г -образного сечения (рис. 16), их надо протягивать от переборки до переборки (или от рамнoгo шпангоута до paмнoгo шпангоута) и обязательно скреплять с ними.

 

На яхтах особо ответственными узлами, передающими сосредоточенные усилия, являются крепления фальшкиля (или плавника с фальшкилем) и мачты. Конструкция вaнт – ­путeнсов также должна предусматривать разнесение тяги от вант на возможно б6льщую площадь обшивки; на рис. 17 показаны шесть вариантов этого узла.

 

Степс на небольших­ яхтах нет необходимости выполнять в виде солидного бруса, как это делается на многих деревянных cудax;  достаточно использовать легкую предварительно отформиванную конструкцию (рис. 18).

 

Правильный подход к конструиро­ванию­ основных узлов можно проиллюстрировать эскизами корпуса с трехслойной обшивкой построенной в  Германии 10 – мeтpo­вой крейсерской яхты с обводами шарпи.  Минимальная толщина несущих слоев стеклопластика (с арми­рованием стеклотканью) 2,5 мм, заполнителя ­ 20 мм.

 

На рис. 19 показано оформление скулы с исполь­зованием заформованного в самый угол дополнительнoгo стеклопластикового треугольного профиля; в целом узел получается очень жестким и представляет собой как бы продольную балку набора. Такие же решения применены и в остальных продольных coe­динениях, например в соединении палубы с бортом  (рис. 20). Поперечный набор в чистом виде отсутствует.

Вес киля (рис. 21) при помощи установленных изнутри корпуса дополнительных стрингеров ­- швеллеров, перевязанных стальными же поперечинами, и пластины, приваренной к плавнику, распределен на большую площадь днища. Такими же наложенными на обшивку швеллерами (рис. 22) разносятся на днище и нагрузки от шпора мачты. Рассмотренные узлы вполне применимы и при индивидуальной постройке небольшой яхты или катера.

Болтовые соединения. 

 

   К болтовым соединениям конструкций из стеклопластика предъявляются следующие требования:

 

       -   диаметр болта d обычно должен быть равен толщине соединяемого материала (не менее);

 

       -   отстояние болта от края связи не должно быть менее 3 d;

 

      -  расстояние между болтами (шаг) не должно быть менее 4 d;

 

     - под гайку и головку болта подкладывается шайба диаметром не менее 2,5 d.

 

М. В. Михайлов.

 

Источник:  «Катера и Яхты»,  №28.

 

Оставить комментарий

Комментарии: 3
  • #1

    rytuał miłosny (Понедельник, 10 Апрель 2017 18:29)

    rytuał miłosny

  • #2

    porn bloopers (Четверг, 13 Апрель 2017 11:16)

    best anal

  • #3

    Caverta (Пятница, 14 Июль 2017 09:13)

    Brand Viagra