Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…

Печальное открытие. Снова о стеклопластике.

dscn0744 - 001 - 00

По просьбе читателей мы стараемся давать зеленую улицу любым (к сожалению, редким) конкретным сведениям о конструкции и технологии изготовления современных малых судов за рубежом (см., например, “Американский катер — а что внутри?” в “КиЯ” № 183). Поэтому острый критический материал под полным названием “Печальное открытие, или «Выпускаются ли еще стеклопластиковые суда?», опубликованный на сайте “Агентства Д. Паскоэнд Ко”, сразу же привлек внимание наших специалистов.

Предлагая вашему вниманию сокращенный его перевод, подчеркнем, что меньше всего хотели подорвать доверие читателей к стеклопластику и “усовершенствованным композитам”, как и к продукции ведущих специализированных фирм. Тем более, что нам неизвестно их мнение по поводу причин поломок, осмотренных сюрвейером Дэвидом Паско.

Однако отметим, что он известен в США как авторитетный автор 150 статей в технических журналах и нескольких книг, в том числе таких, как “Обследование стеклопластиковых моторных яхт” (2001 г.) и “Справочник покупателя лодки с подвесным мотором” (2002 г.). Продукция наших специализированных судостроительных центров, накопивших немалый опыт постройки стеклопластиковых судов всех размерений — от картопмини до серийных 320тонных тральщиков, считается достаточно надежной.

В последнее время возникло немало мелких производств, в том числе и таких, о качестве продукции которых трудно сказать что — нибудь определенное. Еще сложнее оценить работу самодеятельных судостроителей — любителей, пользующихся случайными материалами, не имеющих нужного опыта и надлежащих условий. Обратить их внимание на первостепенную важность вопросов контроля качества — такова цель этой публикации.

Над ФортЛодердейлом в прошлом году пронеслись два небольших урагана и один тропический шторм, повредившие лодки беспечных владельцев. Эти суда попали на распродажу, в связи с чем я их и осматривал. Многие из них выглядели так, будто — их в открытом море застиг свирепый ураган Эндрю, а вовсе не шторм со скоростью ветра около 12 м/с. Читать далее

27.08.2015 Posted by | стеклопластик | , , , , | Оставьте комментарий

Друг судовладельца – дефектоскоп.

00-00123

Полувековой опыт пластикового судостроения не дал однозначного ответа на вопрос, как отформовать корпус, чтобы не иметь с ним проблем на протяжении всего срока эксплуатации. Нам не хватает осознанного опыта владения корпусами, изготовленными с теми или иными технологическими особенностями, понимания их пригодности в конкретных условиях эксплуатации, что послужило бы основой для принятия решения при покупке нового либо бывшего в эксплуатации судна.

Предлагаемое рассуждение на тему качества стеклопластиковых корпусов наверняка даст полезную информацию для этого.

Ничто не вечно

Во всем мире из стеклопластика изготавливают преобладающую по сравнению с прочими материалами часть промышленных катеров и яхт. Но данных, надежно связывающих тип исходных материалов для производства композитов и геометрические параметры конструкции с ее ресурсом и стойкостью к повреждениям, до сих пор не существует.

Причина проста: армированные композиты и, в частности, стеклопластик как наиболее типичный их представитель являются конструкционными материалами, получаемыми непосредственно во время постройки корпуса на верфи. Его механические свойства тесно связаны с конструкцией конкретного корпуса и принятыми на верфи технологиями, а их крайне сложно нормировать – далеко не всегда удается контролировать влияющие на качество факторы.

В отличие от металлов, применяемые для изготовления корпусов судов слоистые композиты типа стеклопластика подвержены старению. Причина этого – постепенная естественная деградация матрицы связующего вещества (полиэфирных либо эпоксидных смол) под воздействием воды, ультрафиолета, температурных перепадов.

В процессе старения пластик конструкции постепенно снижает механические свойства, но практически не изменяет своего внешнего вида и размеров, поэтому анализ его состояния путем контроля геометрических размеров сечения конструкции из композиционных материалов, в отличие от металла, лишен смысла.

При неблагоприятном сочетании условий естественное старение может привести как к распаду матрицы в толще, так и к снижению прочности контакта матрицы с армирующими волокнами, следствием чего станет ослабление ламината и накопление в нем дефектов. Читать далее

06.07.2015 Posted by | стеклопластик | , , , , | Оставьте комментарий

Яхта из алюминия «рожденная взрывом».

shop_00-00

Внешне эта элегантная крейсерская яхта с корпусом из легкого сплава не отличается от десятков подобных судов, стартующих в клубных гонках у побережья австралийского континента.  Довольно часто ее экипаж добивается успеха, что не вызывает у кого-либо удивления: ведь проект «Джелинайт»  разработали известные дизайнеры Бен Лексен и Питер Лоу. Удивляются, когда узнают о необычном методе, который использован при постройке ее корпуса: это штамповка взрывом. 

Цель, которую несколько лет назад поставил перед собой химик-технолог Дон Ричардсон из Сиднея, проста и не вызывает сомнений  то в мире по производству сырья для выплавки алюминия и его сплавов. Страна экспортирует бокситы (в 1 990 г. тонна руды стоила 1 00 долларов), окись алюминия (500 долл. за тонну) и готовый металл (2000 долл, за тонну).

С другой стороны, среди ее населения, живущего в основном на океанском побережье, исключительно популярны парусный, водно-моторный спорт, любительское рыболовство, туризм на яхтах и катерах. Большов развитие получило малое судостроение, причем кроме судов из стеклопластика ежегодно австралийские верфи выпускают более 13 тысяч лодок различных типов — в основном длиной до 6 м, построенных из легких сплавов.

Ричардсон решил расширить диапазон размерений выпускаемых алюминиевых лодок до длины 10-15 м с тем, чтобы увеличить массу металла е каждом судне и экспортировать этот металл не в виде сравнительно дешевых полуфабрикатов — листового и профильного проката, а включив его в состав сложного и дорогого изделия. В этом случае стоимость тонны экспортируемого товара повышается до 40 000 долл.

Экспорт алюминиевых судов оказывается гораздо выгоднее, чем построенных из стеклопластика. Ведь исходные материалы — синтетические смолы и прочие компоненты для пластмассового судостроения в Австралии не производятся, их приходится закупать за границей. Однако на практике постройка корпуса судна из металла оказывается гораздо сложнее,  чем из стеклопластика.

001 Металлический корпус собирается из множества деталей, которые предварительно нужно обрезать по контуру, согнуть, подогнать друг к другу, а затем сварить в единое целое. Все это требует достаточно высокой квалификации рабочих, использования дорогого оборудования, что обуславливает высокую цену готового судна.

Особой проблемой для строителя алюминиевого судна становятся деформации тонких листов наружной обшивки, которые возникают при сварке из-за большого коэффициента  линейного расширения  металла при его нагреве: поэтому — то из легких сплавов и предпочитают строить в основном небольшие лодки, корпуса которых не требуют подкрепления сложным набором и применения большого числа сварных соединений.

Ричардсон решил так усовершенствовать технологию постройки алюминиевых корпусов, чтобы по возможности избавиться от недостатков, присущих традиционным методам. Основой стал способ взрывной штамповки, применяющийся уже более 30 лет в космической технике и авиастроении для изготовления деталей  из тонких листов металла со сложной криволинейной поверхностью, например, наконечников ракет.

Так же как и при формовании корпуса из стеклопластика, для взрывной штамповки необходимо изготовить точную внутреннюю форму — матрицу. Принципиально конструкция этих  матриц та же — поперечные лекала, повторяющие обводы шпангоутов, обшиваются с внутренней стороны. Но поскольку при взрывной штамповке развиваются огромные давления, действующие,  к тому же,  динамически — процесс взрыва длится всего 1.5 микросекунды, матрица для этой цели должна быть намного жестче и прочнее  чем для формования из стеклопластика.

Для корпуса «Джелинайт», например, лекала были вырезаны из толстого стального листа и обшиты – вгладь  стальными же прутками квадратного сечения  20×20 мм, после чего вся матрица была углублена в грунт и забетонирована. Масса матрицы составила 20 т, а стоимость ее изготовления около 100 тысяч долл. — 65% —стоимости полностью оборудованной яхты.

002

003

Естественно, что такая дорогая  оснастка должна быть способна выдержать не один десяток взрывов, чтобы можно было разнести затраты на соответствующее число корпусов. После тщательной отделки внутренней поверхности матрицы в ней собирается наружная обшивка толщиной  5 мм из пластичного (или как его называют металлурги и судостроители, в отличие от дюралюминия — деформируемого) алюминиево-магниевого  сплава 5083 Н321.

При высокой разрывной прочности — около 2300 кг/см2 — испытываемые пластинки из этого металла при растяжении удлиняются перед разрушением на 10%, а ударная прочность материала вдвое выше, чем стеклопластика. Каждый лист обшивки имеет ширину 1.5 м, а его длины достаточно, чтобы перекрыть корпус яхты от борта до борта.

Так что сваривать приходится только шесть поперечных швов — стыков. Это дает возможность избавиться от продольных соединений — пазов, сварка которых обычно и вызывает особенно заметные искажения формы корпуса. Листы укладывают в матрицу и более или менее плотно  прижимают к ее поверхности при помощи устанавливаемых сверху в районе стыков жестких лекальных форм.

 Листы стыкуются, производится сварка. Все образующиеся при этом искажения поверхности — «домики»  по стыкам — «автоматически» исправляются при взрыве. Приваривают транец и «фальшивый» нос в виде плоского  листа,  который после штамповки удаляется и заменяется «настоящим»  форштевнем.

Образовавшаяся чаша заполняется водой: затем в нее в заранее определенных расчетом точках погружают заряды со взрывчатым веществом. Вес каждого заряда также определяется расчетом. Например, близ мидель — шпангоута — в самой широкой и глубокой части корпуса, устанавливают и самый мощный заряд.

004

005

Остается нажать кнопку — и через тысячную долю секунды тонкий металл будет плотно облегать поверхность матрицы обретая ее точную форму. Воздух, оказавшийся между матрицей и наружной обшивкой, выйдет через 2-миллиметровые зазоры, специально оставленные между стальными «рейками» матрицы.

Стоимость взрывчатки, необходимой для формования одного корпуса, составляет  всего  лишь  около З5 долл., а общая трудоемкость и стоимость работ ниже, чем при традиционной технологии. Следует добавить, что качество наружной поверхности корпуса получается столь высоким, что не требуется никакой механической правки; мелкие же неровности легко исправить, нанеся тонкий слой шпаклевки.

Однако все усилия по изготовлению наружной обшивки были бы сведены на нет, если бы применялась традиционная конструкция корпуса с многочисленными  привариваемыми к обшивке деталями продольного и поперечного набора — ребрами жесткости, стрингерами и шпангоутами. Тонкие листы непременно получили — бы деформации от воздействия тепла, выделяемого при их приварке.

Ричардсон предложил решительно изменить привычную конструкцию корпуса так, чтобы можно было вообще отказаться от приварки набора к обшивке. Основной объем сварки заменен клеевыми соединениями. Обшивку подкрепили продольными стрингерами из прессованных алюминиевых профилей (типа швеллера) с фланцами по свободным кромкам;  этот профиль судосборщики метко окрестили «шляпой».

007

 

006

Уложив стрингер по разметке на обшивку, сборщик прихватывает его (сваркой) лишь точками в нескольких местах.  Затем оба фланца приклеивают к обшивке при помощи клейкой ленты VНВ (Vеrу Нigh Воnd) на акриловой основе.  Такая лента обладает высокой адгезией к металлу; соединение получается достаточно прочным и эластичным, не теряет своих свойств под воздействием нефтепродуктов, морской воды и перепада температур. Лента VНВ  уже широко применяется в авиационной и космической технологии, на морском транспорте, при упаковке различных товаров.

Стрингера идут непрерывными по всей длине корпуса и расположены примерно через 200 мм; в самом широком месте их по десять на борт. Опорами для них служат устанавливаемые поверх стрингеров и не касающиеся обшивки семь шпангоутов из двутаврового алюминиевого профиля.

Короткими прихватками шпангоуты привариваются к стрингерам. Подкрепления в виде привариваемых к обшивке днища флоров предусмотрены лишь в районе крепления плавников киля, а также в районе установки мачты и двигателя.  В целом конструкция корпуса «Джелинайт» получилась прочной и легкой при значительно меньших затратах металла, чем при традиционном наборе.

А главное — наружная поверхность корпуса не получила деформаций. Палуба с кокпитом и рубкой отформованы из стеклопластика в отдельной матрице.  Жесткость  этой конструкции обеспечена за счет легкого заполнителя из срезов  древесины бальзы (см. «КиЯ» №150), заключенного между слоями стеклопластика.

008

Секция палубы крепится к фланцу, отогнутому по всему периметру верхней кромки обшивки. На серийных яхтах бальза была заменена на сотовый заполнитель из алюминиевой» фольги.  Плавниковый киль отливают из алюминиевого сплава; его масса составляет 0,5 т. а балласт массой 1 т изготовлен из свинца в виде бульба.

Всего в конструкции яхты использовано более двух тонн различных алюминиевых сплавов (кроме корпуса из них изготовлены мачта, гик, шкотовые лебедки и т. п.). Стоимость полностью оборудованной яхты составила 165 тысяч долл. — ниже, чем такой же яхты из стеклопластика.

В 1991 г. была выпущена первая партия яхт типа «Джелинайт», в дальнейшем производство увеличилось до 10 единиц в год. К применению взрывной штамповки для постройки корпусов яхт проявили интерес судостроители многих стран Европы, Японии и США. Ричардсон считает, что этот метод можно применить для постройки корпусов до 15м.

Д. К.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №161.

05.05.2015 Posted by | легкие сплавы | , , , , | Оставьте комментарий

Деревянные конструкции яхты и современность.

00 - 0011

  Все привыкли относиться к построечным правилам Английского Ллойда (РЛ), изданным в середине прошлого века для деревянных и композитных конструкций малых судов, как к истине в последней инстанции (в русском переводе они изданы МП «Паруса России» в 1993 году под названием «Правила и технические нормы классификации яхт и малых судов. Часть 2. Конструкция корпуса. Глава 4. Дерево и композиты. Регистр судоходства Ллойда. Отделение яхт и малых судов».

Безусловно, огромная аналитическая работа, проведенная при создании этих правил, заслуживает бесконечного уважения. Практически все классификационные общества содержат эти нормативы в качестве базовых, не меняя ни одного из пунктов требований – они стали своего рода «библией» для проектантов малого деревянного флота.

Никто не скажет, что данные нормативы прочности и жесткости деревянных конструкций малых судов (до 24 м длиной) недостаточны или завышены, но следует соотносить их с уровнем технологий, доступных на момент создания правил. Особенность же современных условий состоит в возможности применения клеевых соединений с гарантированной прочностью.

Правила РЛ ориентированы на обеспечение прочности соединений посредством преимущественно механических креплений (болты, шурупы, заклепки), а клеевые соединения рассматриваются скорее как средство герметизации. Недоверие естественное: правила  обобщали многовековой опыт проектирования деревянных конструкций без учета появления качественных долгоживущих синтетических клеев.

В настоящее время технологии соединения деревянных конструкций существенно изменились. Никого не удивляет, что при применении качественных эпоксидных клеев разрушение при испытаниях образцов происходит «по живому», т.е. разрушается древесина, а не соединение.

Происходит это из-за того, что клеевой компаунд, проникая в поры древесины на глубину более 5 мм, создает полимерную структуру, более прочную, чем массив древесины. С точки зрения проектирования в этом есть и положительные, и отрицательные моменты.

Оставим в стороне  требования иных национальных правил, местами существенно неадекватные, и будем считать, что с принятием документа «О порядке введения в действие технического регламента Таможенного союза «О безопасности маломерных судов» требования приблизятся к международным, пусть и не сразу.

Следовательно, при проектировании можно ориентироваться с одной стороны на нормативы европейских стандартов группы ISO Small Craft, вежливо умалчивающих свое признание правил РЛ, с другой стороны – принимать требования данной группы стандартов о корректировке параметров конструкций, регламентированных РЛ.

001

Причины, по которым указанная группа стандартов признает, но оставляет в стороне вопрос «детального регламентирования» конструкций, достаточно просты: деревянные  суда – это «штучный продукт», в отличие от пластиковых, стальных и алюминиевых.

Почему старые деревянные яхты живут так долго?

25 лет назад автору довелось видеть в Сеуте деревянную парусную шхуну длиной 32 м в возрасте 110 лет, прожившую без капитальных ремонтов. Я уверен, что и сейчас она в строю. Дубовый набор, тиковые обшивки и настилы. На момент встречи с этим судном ни один пояс обшивки, кроме получивших механические повреждения, заменен не был.

Конечно, для деревянного судна очень важен уход, но никакой уход не гарантирует такой долгой жизни, если он не подкреплен конструктивными решениями. Никто не возразит против аксиомы «если жива деревянная обшивка – живо судно». Тик – тиком, но причины долгожительства не только в нем.

Особенность деревянной обшивки состоит в способности ее элементов менять свои размеры – набухать при увеличении влажности и усыхать при ее уменьшении. Общеизвестна необходимость замачивать яхту с реечной обшивкой после зимней стоянки и ремонта. При этом щели, возникшие в результате «рассыхания» и ликвидируемые шпатлевкой, приводят к короблению обшивки.

002

Если используются «мягкие» варианты шпатлевки (типа масляной или герметиков), то ее выдавливание все равно приводит к необходимости дополнительной обработки наружной обшивки. Попытки намертво скрепить поясья между собой приводят к разрывам реечной обшивки «по живому» и необходимости их замены с течением времени. Аналогичные неприятности свойственны и многослойным вариантам обшивок. Конструктивные меры, применяемые во избежание этих неприятностей, сводятся к трем вариантам конструктива наружной обшивки:

  1. Вариант, рекомендуемый правилами РЛ.

(рис. 1). Соединение поясьев происходит по выпуклой и вогнутой кромкам. При этом точечные крепления к набору шурупами или заклепками допускают угловые перемещения поясьев относительно точек крепления при изменении их размеров. И в случае бесклеевого (механического) крепления поясьев друг к другу, и в случае применение резорциновых клеев податливости соединений достаточно для предотвращения опасности разрыва реек «по живому».

Недостатком бесклеевого соединения является необходимость предсезонного «замачивания» судна. Это вариант широко применяемый, рекомендуемый, проверенный практикой. По этой же схеме правила предлагают применение двухслойной реечной обшивки с горизонтальным расположением реек и перекрытием пазов, с двумя диагональными слоями, с внутренним диагональным и наружным продольным слоем (рис. 2).

003

Наружный, более толстый слой является несущим, а внутренний – уплотняющим (с учетом требования обязательного наличия между ними тканевой прокладки, пропитанной натуральной олифой). Эффект рассыхания в этом случае нивелируется, а все преимущества, свойственные однослойной обшивке, сохраняются полностью.

  1. Вариант «элитный».

Применялся в конце XIX – начале XX века при строительстве крупных яхт из качественных пород древесины (украинские «Орион», «Альбатрос»). Соединение поясьев производится так же, как и в первом случае, но без склейки, а в стыкуемых кромках поясьев делается продольная радиальная выборка. В образовавшуюся цилиндрическую продольную канавку укладывается шнур из натурального шелка, пропитанный льняной олифой.

Этот дорогой вариант обеспечивает необходимую податливость, одновременно герметизируя пазы независимо от влажности поясьев обшивки (рис. 3).

  1. Вариант многослойной диагональной обшивки.

В основном применялся при строительстве быстроходных судов. Многослойная (2–3 слоя) реечная или из полос бакелизированной фанеры обшивка крепилась механическим крепежом (шурупы, заклепки) к набору и междуслойно. Между слоями прокладывалась ткань, пропитанная натуральной олифой или свинцовым суриком (по схеме, показанной на рис. 2). Податливость соединений и герметичность достаточны для обеспечения нужного уровня долговечности.

004

Почему эти проверенные рецепты нам не подходят? Надежно, веками проверено, но очень дорого и, к сожалению, несовместимо с современными клеями. При применении эпоксидных или полиэфирных клеев обшивка по варианту 1 превращается в оболочку, ничем не отличающуюся от клееной реечной обшивки с плоскими прималковаными кромками. Эта «скорлупа» будет иметь слабые звенья в зонах локальных дефектов реек, и при рассыхании обшивку будет рвать со всеми вытекающими последствиями.

Не спасет и оклейка стеклопластиком в два слоя, его порвет тоже. Варианты 2 и 3 могут без ущерба применяться с проклейкой только по набору, но количество и стоимость крепежа и материалов будут приводить в ужас. Следовательно, при проектировании необходимо сохранить то, что проверено веками, и адаптировать к современным материалам и технологиям.

Некоторые рекомендации из современной практики.

Оставим за кадром технологии Speed Strip. Мало еще времени прошло, да и деревянными эти конструкции назвать сложно. Будем ближе к классике.  Что бы мы ни придумывали, набор останется набором, а вариантов конструкции обшивки всего четыре:

1) однослойная реечная обшивка вгладь,

2) многослойная реечная обшивка (2–3 слоя) с продольным расположением поясьев и перекрытием пазов,

3) многослойная реечная обшивка с диагональным расположением поясьев, или диагонально-продольная,

4) многослойная ламинированная обшивка из полос шпона.

005

Набор. Качественные балки набора, особенно при больших размерах сечений, можно получить только при применении ламинированных конструкций. Следует помнить, что балка, склеенная из нескольких реек, жестче, надежнее и менее подвержена влияниям изменения влажности, чем цельная. Чем больше размер цельной деревянной детали, тем больше вероятность появления трещин в процессе эксплуатации.

Попилите ее на части и склейте. Кроме того, неоспоримы преимущества ламинирования шпангоутов двойной толщины с последующим их роспуском – в этом случае получается идеально симметричный корпус. Кроме того, криволинейные балки, например килевой брус, при постройке корпуса «вверх килем» можно ламинировать на установленных шпангоутных рамах практически в чистый размер.

008

Однослойная реечная обшивка вгладь.

Клинкерную обшивку применять не рекомендуем. Если уже без этого никак, тогда предстоят индивидуальная профилировка и подгонка каждого пояса обшивки, высокие требования к точности исполнения и качеству древесины, которые смогут окупиться только при серийном производстве при наличии соответствующей оснастки и изготовлении шаблонов на каждый пояс.

Применение рекомендованных РЛ радиальных выборок для гладкой обшивки при современных технологиях теряет целесообразность. Склейка малкованых кромок поясьев гораздо технологичнее. Основной недостаток такой оболочки – разрывы «по живому» при усыхании – связан с общими размерами склеенной оболочки и может быть существенно уменьшен введением демпфирующих пазов через несколько поясьев клееной обшивки (4–5). В демпфирующем пазу склейка заменяется заполнением эластичным герметиком (Sikaflex, Emfi или аналогичные).

006

Многослойная реечная обшивка.

Применение схем многослойной реечной обшивки по рекомендациям Правил нецелесообразно по указанным выше причинам. Современные технологии сборки и склейки позволяют создать практически герметичные и не подверженные рассыханию многослойные реечные оболочки, которые не нуждаются в создании демпферных элементов.

Исследования образцов и контроль в процессе сборки корпусов деревянных яхт, проведенные в Херсоне на верфи Lagoon Royal, показали, что при применении эпоксидных клеев West System c жестким контролем предписанной схемы применения пропитка поясьев обшивки компаундом происходит до 10 мм вглубь реек.

Технологическая толщина реек (из условия жесткости на изгиб и возможностей укладки по кривизне без разрушения) меньше 20 мм. При этом образуется практически монолитная оболочка. Толщина реек и количество слоев являются технологическими параметрами. Механический крепеж применяется для крепления обшивки к набору, а межслойный отсутствует.

007

Многослойная ламинированная обшивка из полос шпона.

Все особенности, присущие многослойной реечной обшивке, в данном случае присутствуют в полном объеме. Но малая изгибная жесткость указанного материала может вызвать локальные «непроклеи». В результате может возникнуть водотечность обшивки по извилистым каналам внутри оболочки.

Ликвидировать такую водотечность крайне сложно, пример – польские «Таурусы» постройки 70-х. Рассматриваемый метод формирования обшивки гарантирует ее хорошую прочность и жесткость, но требует высокой культуры производства и наличия соответствующей оснастки, включая вакуумные оболочки.

Анатолий Кузнецов.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №249.

 

06.04.2015 Posted by | дерево | , , , , | 1 комментарий

Наш опыт изготовления пуансона.

pict 00-00

При самостоятельной постройке судов из стеклопластика весьма трудоемкой и ответственной операцией является изготовление оснастки для формования корпуса — пуансона или матрицы. Рекомендуемые в литературе конструкции оснастки, как правило, требуют затрат большого количества материалов и не позволяют обеспечить необходимое качество поверхности обшивки в любительских условиях. 

Поскольку лекала для сборки пуансона нам пришлось заготавливать в городской квартире, мы вынуждены были применить вместо досок строительный картон — оргалит. Лекала получились легкими, занимали мало места при хранении и, что самое главное, их можно было согнуть по радиусу для переноски.

Разумеется, в конструкции пуансона подобные гибкие лекала могут быть использованы лишь для задания внешней формы каким-то жестким элементам, так как сам тонкий картон не обладает необходимой жесткостью и прочностью. Поэтому при сборке пуансона с обеих сторон лекала мы нашивали несущие рамы, собранные из обрезков сосновых досок.

В статье Д. А. Курбатова о постройке мини-яхты «Калан» (см. «КЯ» № 50) рекомендовалось в качестве заполнителя использовать цементно-песчаный раствор. Однако при изготовлении опытной формы по такому методу мы обнаружили, что получить требуемую гладкость поверхности довольно трудно; необходимо устанавливать много поперечных лекал, требуется слаженная работа сразу четырех «штукатуров».

Кроме того, исправлять затвердевшую бетонную поверхность оказывается очень трудно, особенно, если нужно не добавлять материал, а снимать какую-либо выпуклость. На нашем пуансоне для постройки корпуса яхты длиной 10 м и шириной 2,8м мы выполнили заполнитель из двух слоев: на внутренний слой из армированного металлической сеткой бетона накладывали наружный — отделочный слой толщиной 10—20 мм из гипса.

001

Малое время затвердевания раствора (как правило, не более 30 мин после затворения), простота обработки материала (его можно строгать рубанком, шлифовать наждачной бумагой и т. п.), возможность регулировать его твердость и время затвердевания раствора количеством воды, — все это безусловные преимущества гипса перед бетоном.

Основу каркаса изготовленного нами пуансона составляет прочный продольный «стапельный» брус, установленный на вкопанных в землю стойках на высоте 0,5—1 м. Протянутая вдоль верхней грани бруса стальная струна служит для контроля установки лекал, раскрепляемых стойками и поперечными брусьями.

Верхние кромки поперечных шергень — планок лекал должны быть строго горизонтальны и расположены на одном уровне. Соответствующие опорные бруски закрепляют и на самих лекалах. Лекала устанавливают на стапеле, контролируя их положение при помощи отвеса, уровня и струны. Нижние концы лекал крепят к кольям, вбитым в грунт; вертикальные стойки раскрепляют подкосами.

Когда лекала из оргалита выставлены, с их носовой и кормовой сторон крепятся несущие рамы. Мы собирали эти рамы на импровизированном плазе — заборном щите, на котором с точностью ±30 мм были нанесены координаты точек А, Б и В. Эти рамы крепятся только на основной продольной балке и к кольям. Наружные их кромки служат основой для зашивки пространства между лекалами рейками с шагом 50—80 мм.

Затем поверх реек натягивается металлическая сетка таким образом, чтобы от сетки до краев лекал — до наружной поверхности пуансона — оставалось 60—100 мм. Технология бетонирования армирующей сетки общеизвестна. Важно, чтобы между поверхностью бетона и чистовой поверхностью пуансона оставался зазор не менее 10 и не более 20 мм.

002

 

При меньшем зазоре отделочный слой гипса получится непрочным, при большем — существенно увеличивается расход гипса. Поверхность бетона для улучшения сцепления с гипсом следует делать возможно более шероховатой. Для отделочного слоя применяется гипсовый раствор без введения добавок-наполнителей (песка), так как это затруднило бы последующую обработку поверхности режущим инструментом.

В качестве опалубки для заливки наружного слоя гипса применялась деревянная (без сучков) рейка сечением 10X60, получающая плавную форму при изгибе. Длина рейки должна быть не менее четырех шпаций. Перед началом работы надо четко обозначить линию борта, для чего рейку прикладывают к лекалам таким образом, чтобы ее нижняя кромка совпадала с отметками линий борта на лекалах.

Затем рейка, покрытая слоем смазки (типа солидола) или парафином, чтобы исключить прилипание к ней гипса, временно крепится к лекалам. Снизу шпателем или мастерком наносится густой гипсовый раствор, такой консистенции, чтобы он не стекал с вертикальных и потолочных поверхностей.

Далее затворяют первую порцию гипса для заливки пространства между поверхностью бетона и рейкой. Раствор должен иметь густоту жидкой сметаны. Заливку удобно вести из ковшика, имеющего сливной носик. Весь затворенный гипс должен быть израсходован в течение 5— 7 мин, а если раствор густой, то быстрее — за 2—4 мин.

003

004

После     затвердевания     залитого гипса   (обычно, не  более  чем  через 10 мин) рейку снимают и передвигают по лекалам вверх так, чтобы ее нижний край перекрывал на 5— 10 мм затвердевший «пояс» гипса, и производят следующую заливку. За один прием следует заливать как можно большее число шпаций, кроме крайних. Для экономии времени на отделку пуансона подтеки гипса рекомендуется убирать сразу.

Пользуясь этим способом, два человека при помощи трех реек, каждая из которых перекрывала пять шпаций, выполнили заливку гипсом пуансона площадью 40 м2 примерно за 50—60 ч. При этом качество поверхности формы получилось неплохим — потребовалась лишь незначительная ее обработка.

При отделке гипсовой поверхности можно применять те же методы, что и при отделке дерева. После полной механической обработки рекомендуется пропитать поверхность гипса олифой, что в некоторой степени компенсирует высокое водопоглощение материала. Для заделки выбоин, трещин и сколов удобно применять замазку—«универсальную» (цена 20 коп.) или «оконную» (цена 30 коп.).

005

Общие затраты труда на изготовление пуансона составили около 400 человеко-часов, а стоимость израсходованных материалов не превысила 100 руб. (цемент 1т — 36 руб.; гипс 500 кг —31 руб.; прочие расходы, включая транспортные,— 33 руб.). Наружный гипсовый слой при защите его от воздействия атмосферных осадков оказался довольно стойким. Пуансон, покрытый рубероидом, простоял всю осень, зиму и часть весны.

Когда в мае мы сняли покрытие, никаких повреждений от влаги, мороза и т. п. на поверхности гипса не оказалось. Рубероид был уложен на прокладки так, чтобы между поверхностью гипса и покрытием оставался зазор 3—5 см; все швы на рубероиде заливались смолой.

А. В. Черешков.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №83.

05.03.2015 Posted by | композитные конструкции | , , , | Оставьте комментарий

Первая армоцементная яхта в ЧССР.

moon

Братья-близнецы Ян и Петр Паты, жители г. Зноймо, расположенного на р. Южная Морава, — энтузиасты яхтенного спорта. На 8-метровой яхте «Пассат» они ходили по всем европейским морям. Их наивысшее спортивное достижение — плавание вокруг Европы в 1968 г. из Братиславы в Прагу через 9 морей и 14 стран. За 148 дней было пройдено 6500 миль. 

Второе плавание — «Поход друж6ы» — из Праги в Ленинград было осуществлено в 1972 г. Это был первый переход на спортивной яхте из Чехословакии в Советский Союз. «Пассат» прошел через Гамбург и Кильский канал, после чего братья совершили безостановочный переход от Киля до Ленинграда за 10 дней.

В 1973—1974 гг. Ян и Петр временно сменили паруса на мотор, и на /моторных яхтах «Бореас» (длина — 8 м, мощность двигателя — 150 л. с.) и «Орел» (длина — 7м, мощность двигателя — 45 л. с.) посетили Одессу, а также порты Болгарии и Румынии. В 1973 г. братья приступили к постройке 45-футовой (13,7 м) яхты из армоцемента типа С-Strиuttеr.

Канадская фирма «Сэмсон мэрин дизайн» предоставила им полную документацию и подробное описание технологии строительства. Весьма полезными для братьев при постройке яхты были и материалы по армоцементу, опубликованные в сборнике «Катера и яхты», постоянными подписчиками которого они являются.

001

002

На изготовление шаблона и его покрытие сеткой и арматурой было затрачено 3000 ч, Наконец наступил долгожданный день 4 октября 1975 г., когда можно было приступить к цементированию. Помогать братьям пришли 22 их товарища из клуба подводного плавания, членами которого состоит они оба. Однако цементированием корпуса завершилась лишь первая часть строительства.

Теперь корпус нужно отшлифовать и обклеить стеклопластиком. К весне этого года Паты планировали закончить отделку интерьера, а к концу года «Голден Хорн» (так они назвали яхту) будет в основном готова. Судно будет поистине монолитным и долговечным. Корпус «Голден Хорн» не тяжелее деревянного таких же размеров, но намного прочнее и потребует минимального ухода.

Обшивка сделана из восьми слоев металлической сетки с шестигранными ячейками; между четвертым и пятым слоями заложена арматура из стальных прутьев диаметром 6 мм, уложенных крест-накрест, как это видно на фотографии. Испытания, проведенные в научно-исследовательском институте в Праге, по. казали, что прочность такой обшивки на изгиб 750 кг/см2.

Крыша каюты и внутренние переборки сделаны из армоцемента толщиной 14 мм, имеющего 6 слоев металлической сетки и один слой 6-милли-метровой стальной арматуры. Цементная смесь была составлена из цемента марки «600», который перемешивается в соотношении 2:1 с песком строго определенной зернистости. Затем был добавлен вулканический пепел (5% к весу цемента) и асбестовый порошок (2% к весу цемента).

003

004

005

Армоцемент как материал для постройки судов приобретает среди яхтсменов ЧССР все большее признание; многие из них намереваются приступить к строительству цементных яхт по проекту польского инженера Норберта Паталаса.

Что касается дальнейших планов братьев Патов, то по завершении постройки «Голден Хорн», которое намечено на 1977 г., они предполагают выйти в плавание по маршруту Братислава — Ленинград, уже проделанному на яхте «Пассат». Но на этот раз они хотели бы завершить маршрут вокруг Европы, проплыв по рекам и каналам СССР до Черного моря.

В последующие годы они намерены предпринять плавание, которое является заветной мечтой всех яхтсменов. — обойти вокруг света. Морские походы братьев Патов — членов Общества чехословацко-советской дружбы всегда были проникнуты духом дружбы и товарищества. Этими же принципами они будут руководствоваться и в кругосветном плавании. Поэтому им хотелось бы выйти в этот рейс с международным экипажем из яхтсменов , социалистических стран.

Источник:  «Катера и яхты»,  №62.

21.02.2015 Posted by | армоцемент | , , , | Оставьте комментарий

Литейная мастерская дома.

00-00

Как-то мне довелось наблюдать за работой мастера-литейщика. Простота, с которой из металла получались детали самой замысловатой формы, произвела на меня впечатление. А в дальнейшем я пришел к убеждению, что освоить хотя бы простейшие приемы литья необходимо каждому для исполнения фантазий, неизбежно возникающих при оборудовании судна. Теперь я уже могу делиться опытом. Конечно, речь идет лишь о том, чтобы в домашних условиях более или менее свободно распоряжаться самым доступным, удобным и легким материалом — алюминием, а говоря правильнее, его сплавами, в первую очередь литейными (типа силуминов). 

Как бы то ни было, теперь я не выбрасываю ни одной пробки от пивных бутылок, на улице не могу пройти мимо обрывков алюминиевой проволоки или обрезков листа. Из всего этого можно в конце концов получить великолепные утки, кнехты, уключины, киповые планки, различные петли и оковки, кронштейны, брештуки и т. д. и т. п. вплоть до гребных винтов. А литье мормышек будет и вовсе ерундовым делом!

Оборудование   домашней    мастерской изготовить очень просто. Во-первых, нужен ящик для хранения формовочной земли. Я держу землю в сарае    в   дощатом   переносим   ящике 320 X 380 X 540 с крышкой. Существуют различные рецепты формовочных смесей (песок, глина и те или иные добавки), но для получения из алюминия деталей небольших размеров вполне можно пользоваться самым обычным кремнеземом — мягкой землей темно-коричневого цвета, бархатистой на ощупь.

В такой земле на берегах устраивают гнезда стрижи. Конечно, земля должна быть тщательно просеяна, очищена от посторонних примесей, особенно — от корешков растений. Первым дополнением к ящику должны быть сито  и коротенькая деревянная лопатка для укладки земли в опоку. Далее необходимо обзавестись «хирургическим набором»— пинцетами, скальпелями, различными крючками.

Многое делается из проволоки и полосок металла уже в процессе работы. Наиболее трудоемкий в изготовлении инструмент — мастерок; он должен быть обязательно из хорошей стали с гладко отшлифованной поверхностью (я использовал пружину от старого патефона). Насадить на ручку кусочек прямой стальной проволоки нетрудно — получится шило («вентиляционная игла») для накалывания газовыходных отверстий.

001

И уж совсем просто вырезать из дерева трамбовочку для уплотнения земли. Понадобятся еще кисточка и щетка, но и это — не проблема. Литейная форма состоит из двух частей. Соответственно формовка ведется в двух рамах — опоках, представляющих собой две неравные по высоте части ящика без дна и без верха, уложенные на прочный щит — подставку.

Естественно, размеры опок зависят от размеров формуемой детали; в общем случае длина и ширина опоки Ь и В должны быть вдвое больше длины и ширины детали. Из толстых не строганых досок изготовляем жесткий ящик из четырех стенок высотой, равной размеру H. Перевернув ящик, в любых двух противоположных стенках высверливаем два строго вертикальных отверстия D =10 на глубину не менее 1,5/h1 под фиксирующие стержни-коксы.

Теперь можно произвести разметку линии разъема (А-А на эскизе) и продольной пилой разрезать ящик на две части—нижнюю опоку высотой h1 и верхнюю опоку высотой h2. Чтобы в дальнейшем собирать опоки точно так, как они были сделаны, на одной стенке нужно на обоих опоках поставить метки.

Точная фиксация положения опок друг относительно друга достигается тем, что в стенки нижней вставляются (на клею) выступающие вверх деревянные стержни-коксы, которые при сборке входят в ранее просверленные гнезда в стенках верхней опоки. Собственно конечная цель формовки состоит в том, чтобы в формовочной земле получилась полость, которая соответствовала бы размерам и форме отливаемой детали.

Чтобы обеспечить такое соответствие, приходится или добывать готовую деталь-образец или делать ее точную копию в натуральную величину (плюс небольшой припуск на усадку металла)—модель. В моей практике чаще всего модели приходилось делать из пенопласта с обязательной шпаклевкой и окраской или мягких пород дерева; ясно что с легко поддающегося обработке материалом дело иметь приятнее!

002

003

В общем случае отпечаток — углубление на половину высоты модели делается в нижней форме, а на другую половину — в верхней; после переворачивания верхней половины и укладки ее на нижнюю и образуется полость, пригодная для заливки. Рассмотрим подробнее такой вариант формовки. На щит-подставку укладываем нижнюю опоку и засыпаем слой слегка увлажненной формовочной земли.

Утрамбовав его, засыпаем второй слой вровень с верхними краями опоки и затем посередине ее вдавливаем в землю модель на половину высоты ее сечения. Вначале трамбовкой аккуратно, чтобы не задеть модель, уплотняем землю по всей площади и особенно вокруг модели, а затем мастерком заглаживаем (железним) поверхностный слой.

В удобном месте ставим вертикально литник — деревянный конус, создающий в дальнейшем воронкообразную полость для заливки металла и создания в форме некоторого давления. Берем толченый древесный уголь и посыпаем всю поверхность земли через сито; излишки сдуваем (наиболее грязный и потому опасный момент работы — могут быть недовольны домашние!).

Надеваем на коксы соответственно меткам верхнюю опоку и начинаем засыпать ее землей. Для получения высококачественной отливки с гладкими стенками первый слой земли пропускаем через сито и уплотняем особо тщательно. Забиваем опоку землей, последовательно засыпая и утрамбовывая слой за слоем, железним поверхностный слой мастерком.

Зная, как внутри формы расположена модель, в нескольких местах прокалываем газоотводные отверстия через всю толщу земли; при этом должно чувствоваться соприкосновение конца иглы с моделью. Если этого не сделать, воздух не даст металлу заполнить форму, отливка не состоится. Кстати сказать, так у меня сначала и получалось.

004

005

Я, очевидно, не заметил, когда молчаливый мастер, дававший мне первые уроки литейного дела, прокалывал эти отверстия, и не сделал их. Долго пришлось ломать голову, но зато когда сообразил— был очень доволен, и все пошло на лад. Вынимаем вверх литник и обрабатываем образовавшееся конусное отверстие, расчищая его от обвалившихся комков земли. Наступает один из самых ответственных моментов.

Необходимо осторожно поднять, сняв с коксов, верхнюю опоку и поставить ее на ребро где-нибудь в стороне. Прорезаем скальпелем и утрамбовываем узкий канал — проход для металла от литника к заполняемой полости. Осторожно извлекаем модель из земли, тщательно сдувая осыпавшуюся землю с формы.

Одна из сложностей дела и состоит в том, чтобы модель свободно выходила из земли, оставляя четкий и чистый оттиск без существенного обваливания кромок земляной формы. Иногда, особенно если модель используется многократно, приходится специально видоизменять ее форму, добиваясь получения чистого оттиска с неповрежденными кромками.

По этому поводу в книге И. С. Денисова «Сборка литейных форм» написано: «Чтобы облегчить извлечение модели из формы вертикальные стенки делаются с некоторым уклоном, называемым формовочным. Величина формовочного уклона зависит от высоты вертикальных стенок, материала модели, способа формовки и др. (см. ГОСТ 3212 — 57). Для деревянных моделей величина уклона лежит в пределах от 0°15′ до 3°, для металлических — от 0°5′ до 1°30’».

Пожалуй, уместно подчеркнуть, что рассматриваемая схема формовки далеко не единственная. Можно, например, сделать модель лишь на половину высоты детали, симметричной относительно плоскости разъема. Такая половина укладывается на ровный с гладкой поверхностью щит (подмодельная доска), затем на щит строго по разметке по очереди ставятся и набиваются обе опоки.

006

007

Если в детали должно быть отверстие, высверливать которое в отливке по каким-либо причинам неудобно, можно получить его при литье — уложив при сборке формы так называемый стержень. В простейшем случае стержень представляет собой отдельно отформованный из жирной глино-песчаной смеси цилиндр, внешний диаметр которого соответствует диаметру отверстия в готовой детали.

Ясно, что, видоизменяя форму стержня, можно получить сквозную полость и любого другого вида. Вернемся теперь к той стадии работ, на которой мы остановились, — разборке формы. Когда я впервые разделил опоки и вынул модель, меня просто поразило свойство земли копировать буквально все имеющиеся на модели штрихи. Если на шлифованной поверхности модели сделать гравировку или поставить знак фирмы, все будет точно запечатлено на алюминиевой отливке!

Теперь обе части формы оставляем для полной просушки земли и особенно— поверхностного слоя (иначе произойдет вскипание металла). Не забудьте прикрыть готовые формы, чтобы по ним не прогулялся кот или ими не заинтересовались дети. Когда земля просохла, еще раз осматриваем обе рабочие поверхности и собираем форму окончательно.

Главное, чтобы при этом комочки земли не попали в литейную полость — собственно форму или в каналы, подводящие металл. Важно еще, чтобы по плоскости разъема формы не мог прорваться газ и жидкий металл. Однажды я поторопился и из-за небрежности допустил образование свища, т. е. полости-щели. Вылил металл в форму, а он у меня через этот свищ — за борт опоки.

Собрать разлившийся металл никак не могу, а температура изрядная, да на беду подтопочный лист был выкрашен масляной краской, так что дыма оказалось много… Теперь для гарантии я всегда промазываю стык по разъему опок глиной или цементом. Но вообще-то, когда все идет нормально, больших неприятностей литье на кухне не вызывает. Печь топится нормально и без какого-либо перекала, только дрова в этот день выбираю посуше.

008

 

Металл плавлю в банке из черной жести (из-под краски), однако удобнее, наверное, будут эмалированные емкости (чем толще стенки, тем лучше). Готовность металла определяю по цвету и, в основном, при помощи кочерги: если при помешивании металл прилипает к ней, считаю, что разогрев еще недостаточен.

Для извлечения емкости с металлом из печи надо иметь кузнечные щипцы с хорошим захватом и брезентовые рукавицы. Одним словом — ничего особо сложного. Если что иногда и подводит, так это спешка, весьма опасный враг во многих случаях жизни. Дальнейшее тоже не вызывает затруднений; извлекаем остывшую деталь из земли, обрубаем лишнее и обрабатываем.

Отмечу только, что перед извлечением детали нужно притащить поближе ящик для хранения земли, имеющуюся там землю спрыснуть водой, а уже потом в нее выколачивать горячую землю из формы; затем, убрав деталь, необходимо хорошо перемешать землю, пусть она вся возьмется паром, и плотно закрыть крышку ящика.

009

Готовность (по влажности) земли к новой формовке определяется так: берем горсть земли и сжимаем ее в кулаке, образовавшийся комок не должен рассыпаться. Должен сказать, литье — дело увлекательное. Стоит раз заняться и испытать радость удачи, как вы все чаще будете «призывать на помощь» ящик с землей. Начните с малого. Затем возрастающие потребности заставят вникнуть в суть литейного дела более глубоко.

Лично у меня сейчас на очереди довольно сложное литье деталей диафрагменной помпы по эскизам из № 29 сборника. Рекомендую раздобыть книгу «Сборка литейных форм» И. С. Денисова (Профтехиздат, 1963 г.), в которой можно найти ответы почти на все вопросы, встающие перед новичком, овладевающим литейным делом.

Ю. Н. Песков.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №35.

08.02.2015 Posted by | легкие сплавы | , , , , | 1 комментарий

Алюминий и парус – применение легких сплавов для постройки яхт.

00 - 0011

Haши яхтсмeны покa имeли мaло случaeв познaкомиться с aлюминиeм нa пpaктикe. Kpомe кaк для изготовл jjвлeния paнгoутa нa кpyпных кpeйcepcкиx яхтax («Xортицa», «Aнтapктикa»), этот мaтepиaл в отeчeствeнном пapycном судocтpoeнии до сих пop npимeнeния нe нaxодил. Ho ecли вы посмотpитe нa пocлeднюю стpaницу о6ложки, то увидeтe тaм фотoгpaфию суднa, пoлностью сдeлaннoгo из aлюминиeво-мaгниeвoгo cплaвa.

Это пapусный кaтaмapaн, постpoeнный киeвлянaми. Дрyгoй кaтaмapaн пpимepно тex жe paзмepeний (15,5 X 5,7 X O,7 м) и из тoгo жe мaтepиaлa cпpoeктиpовaн в Лeнингpaдe. Чeм жe в обоих cлучaяx пpивлeк судостpоитeлeй лeгкий cплaв? Пpeждe вceгo тeм, что он лeгкий! Большaя чaсть кopпycныx конструкций, кaк извecтно, paссчитывaeтcя для paботы нa изгиб.

Пpочность тaких конструкций xapaктepизyeтcя коэффициентом жесткости  EI,  т. e. пpоизвeдeниeм модyля нopмaльнoй yпpyгости E,  нa момeнт инepции сeчeния I. У стaли  E = 20000, a у aлюминиeво — мaгниeвых cплaвов 7000 кг/мм 2. Ecли учeсть, что момeнт инepции пpoпopционaлeн толщинe сeчeния в тpeтьeй стeпeни, то нeтрудно подсчитaть, что, нaпpимep, пpи зaмeнe 3 — миллимeтpовой стaльной обшивки paвнопpочной из лeгкoгo cплaвa толщинa ee  б, oпpeдeлeннaя из  пpoпopции:

008

должнa быть увeличeнa до  4,25 мм.  Oднaко в связи с тeм, что  удeльный вec нaиболee pacпpостpaнeнных в судостpoeнии aлюминиeво — мaгниeвых cплaвов, нaпpимep, AMг-5B, paвeн вceгo 2,65 г/cм 3, т. e. в три paзa мeньшe, чeм стaли, получится выигpыш в вece кopпyca около 50%.

B дeйcтвитeльнocти жe этот выигpыш будeт eщe большe, тaк кaк минимaльнaя  толщинa обшивки стaльных яхт, oпpeдeляeмaя с учeтом тexнологичeских тpeбoвaний и потepь нa коppозию, вceгдa бepeтся большe, чeм это нeобxодимо для обecпeчeния пpочности, a пpи постpойкe судов из aлюминиeвoго cплaвa тaкогo знaчитeльнoго зaвышeния толщины нe тpeбyeтся.

Haпpимep, стaльнaя обшивкa 24 — тонной «Xopтицы», постpoeнной в Лeнингpaдe, имeeт толщину 4 мм, хотя пo pacчeту пpочности получaлaсь гopaздo мeньшaя вeличинa; тaкaя  жe обшивкa и у кpeйcepcкoй яхты  водоизмeщeниeм 16,8 T, пocтpoeннoй в  Ждaнoвe. B то жe вpeмя болee кpyпнaя aмepикaнскaя 21-тоннaя яхтa «Oндин» (pис. 1) имaeт обшивку из лeгких  cплaвов пpимepнo тaкoй же толщины (4,76 мм) и ясно, что ее корпус намного легче стального.

001

002

О том, какое значение имеет снижение веса для катамаранов, неоднократно говорилось в сборнике (напомним, что все попытки построить суда этого типа из стали кончались полной неудачей). Но вес имеет немаловажное значение и для яхт классической конструкции, точнее, даже не вес, а его распределение по высоте судна.

Применение алюминия для набора и обшивки корпуса дает возможность, сконцентри-ровав значительную часть нагрузки в фальшкиле и облегчив конструкции выше ватерлинии, значительно повысить остойчивость яхты, а следовательно, увеличить площадь парусности и эффективноеть работы ее парусного вооружения.

Например, палуба 22-метровой американской яхты «Киалоа-И», изготовленная из алюминиевых панелей, в пять раз легче деревянной. Толщина алюминиевой обшивки на этой яхте уменьшается от 13 мм у киля до 6,4 мм в районе скулы и борта, что также снижает вес надводной части корпуса.

На новом судне Эрика Табарли «Пан Дюик III» первой французской яхте из легких сплавов — уменьшение веса основных корпусных конструкций позволило установить фальшкиль весом 7280 кг, что составляет 58% от водоизмещения яхть порожнем. Для сравнения напомним, что на обычной деревянной крейсерской яхте вес фальшкиля, как правило, не превышает 45% водоизмещения.

003

Э. Табарли построил свою новую яхту специально для очередной трансатлантической гонки яхт-одиночек, которая состоится в 1968 г. Основные данные «Пан Дюик III»: длина наибольшая 17,45 м; длина по КВЛ 13 м; ширина 4,20 м; осадка 2,75 м; полное водоизмещение 13,4т. Парусность: грот 32 м2, стаксель 36 м2, генуэзский стаксель 80 м2.

Макет «Пан Дюик III» экспонировался во французском павильоне на международной выставке 1967 г. в Монреале. Конструкция яхты Табарли представляет особый интерес в связи с тем, что авторы проекта сумели создать судно с хорошими ходовыми качествами и мореходностью и в то же время достаточно простое для постройки.

Наибольшую сложность при изготовлении корпусов из легкого сплава представляет сварка тонких листов обшивки. Чтобы избежать сварочных деформаций, необходимо применять специальные приспособления, сложность, а следовательно, и стоимость которых зависит как от размеров корпуса, так и от сложности его обводов.

0022

При малосерийной и, тем более, единичной постройке изготовление таких приспособлений значительно повышает стоимость судна. Достаточно взглянуть на набор «Киалоа-11» (рис. 2), чтобы получить представление о том, каких трудов стоило обшить его тонкими алюминиевыми листами, избежав при этом появления поперечных деформаций в местах соединения обшивки с многочисленными легкими шпангоутами.

Ведь нередко, взглянув даже на стальную сварную яхту, можно с легкостью «пересчитать ее шпангоуты» — так сильно покоробились листы обшивки между поперечным набором. Можно представить, какое большое сопротивление движению яхты оказывают эти деформации, ориентированные поперек обтекающего корпус потока (особенно по сравнению с идеально гладким днищем деревянной яхты).

004

А теперь посмотрим, как выглядит набор (рис. 3—5} упомянутой французской яхты. Поперечный набор корпуса длиной 17,5 м состоит, если не считать флоров, всего из восьми мощных рамных шпангоутов (рис. 6), причем каждый из них, кроме кормового и носового, подкреплен парой пиллерсов. Продольный набор состоит из восьми днищевых и бортовых стрингеров, внутреннего киля, карленгса в ДП и палубного стрингера.

Применение такой продольной системы дало возможность, уменьшив число деталей набора до минимума, значительно упростить постройку яхты и обеспечить уменьшение деформаций за счет уменьшения протяженности сварных швов.

Кроме того, места возникновения сварочных деформаций получились ориентированными в основном вдоль корпуса, что меньше отражается на ходовых качествах яхты. Важно отметить и то, что принятая двухскулая форма обводов яхты позволила резко уменьшить объем гибки: по существу, сложную форму, требующую гибки, имеет только один пояс, по верхней скуле, получивший название «банан».

Примерно теми же соображениями руководствовались авторы проекта ленинградского катамарана. Набор этого судна (рис. 7) выполнен по продольной системе и состоит из часто поставленных стрингеров и рамных шпангоутов, расстояние между которыми составляет около 1 м. Прямостенные борта позволяют свести к минимуму предварительную гибку листов обшивки. Мостик подкреплен пятью поперечными балками и большим количеством продольных гофров, которые легко могут быть получены обычной штамповкой.

005

Гофры можно заменить обычными ребрами жесткости, но в таком случае ,возрастет объем сварки, Элементами набора катамарана служат стандартные профили, выпускаемые нашей промышленностью. Только в районах притыкания бортов к палубе и днищу мостика необходима их предварительная гибка; остальные участки собираются из прямолинейных отрезков.

У нас нет опыта постройки яхт из алюминия, поэтому трудно с достаточной достоверностью судить о том насколько они будут дороже, чем стальные или деревянные. Предварительные расчеты показали, что вес голого алюминиевого корпуса катамарана, спроектированного ленинградцами, составит около 2,5 т, (стальной весил 6ы 3,25 т), а стоить он будет примерно на 2000 руб. дороже стального, считая стоимость 1 кг стали 9 коп., а алюминиево — магниевого сплава 90 коп.

В общей стоимости катамарана сумма эта составит всего около 5% (кстати, эта разница может быть реализована по окончании жизни яхты—при продаже ее на слом). Нередко высказываются опасения, что легкие сплавы в морской воде будут интенсивно разрушаться коррозией. Это мнение легко опровергнуть сведениями об эксплуатации уже упоминавшейся «Ондин».

006

За семь лет, прошедших со дня окончания ее постройки, яхта прошла около 10000 морских миль, несколько раз пересекала Тихий океан, участвоввла в 68 крейсерских гонках (в шести гонках «Ондин» приходила к финишу первой, 26 раз занимала первое место среди яхт своего класса). И за все это время не потребовалось ни одного серьезного ремонта: обшивка яхты отлично выдержала испытание в наиболее агрессивных, с точки зрения коррозии, тропических водах океана.

Еще более примечательна судьба американской яхты «Виндкол», построенной в 1946 г. В связи с тем, что сварка легких сплавов в то время еще не была освоена, ее 10 — метровый корпус сделали клепаным. Обшивка была изготовлена из листав толщиной 5,6 мм. Первый серьезный ремонт яхты потребовался лишь спустя 14 лет после спуска на воду.

Когда корпус очистили от краски, оказалось, что металл практически не пострадал от коррозии. Незначительные коррозионные разрушения были обнаружены у краев отверстий под четырьмя заклепками. После ремонта корпус покрыли грунтом на виниловой основе и необрастающей краской. В таком виде он благополучно эксплуатируется по сей день.

Для конструкций из легких сплавов наиболее опасна электрохимическая коррозия, возникающая на участках, где имеется контакт с деталями из металла, по полярности значительно отличающегося от алюминия. О том, какие металлы являются для алюминия наиболее опасными соседями, можно получить представление из сопоставления их электрических потенциалов:

Цинк                                                —300

Алюминиево-магниевый   сплав     0

Сталь   или   чугун                         +150

Свинец                                            +250

Медь                                                +500

Нержавеющая сталь                    +850

 

Напомним, что при контакте  всегда разрушается металл с более низким потенциалом. Чтобы избежать непосредственного контакта алюминия с металлами, имеющими положительный потенциал, необходимо использовать различные изолирующие прокладки, чаще всего резиновые или пластмассовые (тиоколовые, полиизобутилен), и мастики (битумные).

Например, на «Виндкол» свинцовый балластный киль изолирован от корпуса неопреновой прокладкой, а килевые болты снабжены феноловыми шайбами. Валопровод вспомогательного двигателя установлен в дейдвудной трубе из легкого сплава на резиновых подшипниках, а бронзовые сальники изолированы резиновыми трубками.

007

Бронзовый приемник забортной воды крепится к корпусу на ,подушке из твердого дерева. Сложнее обстоит дело с защитой корпуса от электрохимической коррозии, когда из активного металла изготовлены детали, расположенные снаружи подводной части судна, например, гребной винт.

Прежде всего, конечно, нужно по возможности уменьшить количество таких деталей (гребной винт, кстати, может быть изготовлен из стеклопластика). Хороший эффект дает также анодная защита, которая заключается в установке в районе опасного места сменной пластинки (протектора) из материала, имеющего более низкую полярность, чем алюминий, например из цинка или магния; при эксплуатации яхты протектор разрушается, защищая от разрушений обшивку.

На «Виндкол» такая пластинка была установлена у гребного винта на ахтерштевне. Опасности коррозионных разрушений в неменьшей мере подвергаются и конструкции, непосредственно не соприкасающиеся с морской водой, например, мачты. Влажный воздух и тепло солнечных лучей создают благоприятную атмосферу для окислительных и электро — химических процессов.

Длительная эксплуатация неокрашенных алюминиевых мачт показала, что со временем на их поверхности появляются точечные (питтинговые) коррозионные язвы. По этой причине через несколько лет плавания мачту на «Виндкол» окрасили так же, как и корпус.

В отечественном судостроении богатый опыт защиты конструкций из легких сплавов получен в связи с постройкой и эксплуатацией спасательных шлюпок и катеров и особенно — надстроек пассажирских теплоходов типа «Киргизстан». Надстройки этих судов из сплавов АМг-5В и АМг-6 покрыты фосфатирующими грунтами типа ВЛ-02, ВЛ-03 и др., которые создают прочную защитную оксидную пленку.

d18 - 009

Как показал осмотр, проведенный спустя три года после спуска на воду головного судна, на надстройках и шлюпках грунт и краска сохранили хорошее сцепление с металлом и надежно защитили его от коррозии. Есть все основания считать, что постройка парусных яхт из легких сплавов имеет в нашей стране реальную перспективу.

Естественно, этот материал, как и любой другой, не может быть рекомендован во всех случаях. По нашему мнению, алюминий наиболее целесообразно применять для постройки яхт тех же размеров, что и из стали, т. е. водоизмещением более 8—10 т (именно поэтому в статье алюминиевые корпуса рассматривались прежде всего в сравнении со стальными).

Для небольших крейсеров пока наиболее подходящим материалом остается дерево (при небольшой серийности), а наиболее перспективным — пластик (при крупносерийном производстве). Постройка алюминиевых яхт в настоящее время под силу только крупным заводским коллективам яхтсменов на предприятиях, располагающих необходимыми оборудованием, оснасткой, а главное опытом работы е легкими сплавами.

Редакция, со своей стороны, готова оказать заинтересованным организациям помощь в разработке проектов алюминиевых судов, в частности — предоставить чертежи эскизной проработки и расчетные данные 6-тонного крейсерского катамарана из легких сплавов.

Источник:  «Катера и Яхты», №12.

02.02.2015 Posted by | легкие сплавы | , , , , | Оставьте комментарий

profiinvestor.com

Инвестиции и заработок в интернет

SunKissed

мое вдохновение

The WordPress.com Blog

The latest news on WordPress.com and the WordPress community.

Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками - яхту своей мечты...

Twenty Fourteen

A beautiful magazine theme