Домашняя яхт-верфь.

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

Новые требования к лодочному трейлеру.

11410614aPQ - 00 00

С 1 января 1981 г. введен в действие новый стандарт«— ОСТ 37.001.220-80 «Прицепы к легковым автомобилям. Параметры, размеры, общие технические требования», ко­торый существенно отличается от действовавших ранее технических требований. Масса прицепа с грузом — важ­нейший параметр, влияющий на безопасность движения. Согласно ОСТ 37.001.220-80, максимальная допустимая полная масса любого прице­па, эксплуатируемого с любым лег­ковым автомобилем, не должна пре­вышать либо 1800 кг, либо снаряженную массу тягового автомобиля (масса автомобиля со снаряжением и заправкой, но без водителя и пас­сажиров).

Однако завод-изготови­тель, исходя из тягово — динамических качеств автомобиля, прочности зад­ней части кузова, к которой крепит­ся буксирное устройство, или из других соображений может ограни­чить допустимую массу прицепа меньшей величиной (она обычно указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля). Если полная масса прицепа более 750 кг, то он обязательно должен иметь рабочую тормозную систему и стояночный тормоз, независимо от соотношения между массой прицепа и снаряженной массой тягача. При определении массы прицепа, оборудованного рабочей тормозной системой, часто пользуются следую­щим критерием: автомобиль с полностью груженным прицепом дол­жен не менее пяти раз стартовать (тронуться с места и продолжить движение) на подъеме с уклоном 12—18% (7—11е).

Если прицеп не оборудован ра­бочей тормозной системой, то его полная масса не должна превышать половину снаряженной массы тяго­вого автомобиля, или 750 кг. Завод — изготовитель может указать в ин­струкции по эксплуатации и мень­шую допустимую массу буксируемо­го прицепа без тормозов, руководствуясь прежде всего эффектив­ностью тормозов автомобиля. Важно правильно распределить (рис. 1) нагрузку от полной массы прицепа тz  между осью и сцепным устройством, что существенно влияет на ходовые качества автопоезда. Увеличение статической нагрузки Rб  на сцепное устройство улучшает ус­тойчивость движения прицепа и ус­траняет его «виляние», но в то же время способствует перегрузке рес­сор тягача, ухудшает его управляе­мость, приводит к тому, что перед­ние колеса тягача частично утрачи­вают сцепление с дорогой.

Соглас­но принятым кормам нагрузка на сцепной шар автомобиля должна со­ставлять от 25 до 100 кгс (верхний предел относится к прицепам, имею­щим массу 1800 кг). Можно руко­водствоваться правилом, графически представленным на рис. 2 (нагрузка на сцепной шар находится в заштри­хованной зоне). Обычно величина разрешенной нагрузки на сцепной шар указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля. Ее можно регулировать, перемещая упор фор­штевня и изменяя положение центра тяжести лодки mл (см. рис. 1).

001

Размеры.

Максимальная допу­стимая длина прицепа L должна составлять 8 м, но быть не более по­луторной длины автомобиля. Макси­мально допустимая ширина прицепа В составляет 2,3 м, однако прицеп не должен выступать за габарит ав­томобиля более чем на 200 мм с каждой стороны. Для повышения проходимости автопоезда колею колес прицепа следует сделать такой же, как ко­лея задних колес тягача, а дорож­ный просвет—не меньше. Для обеспечения устойчивости при боковом ветре высота прицепа с грузом должна быть не более 3 м или 1,8 ширины колеи колес прице­па (в зависимости от того, что мень­ше). Для обеспечения требуемой бо­ковой устойчивости (в частности, на поворотах) отношение высоты цен­тра тяжести груженого прицепа к колее его колес должно составлять не более 0,725.

002

003

Конструкция осей.

По су­ществующим правилам, прицепы к легковым автомобилям должны быть только одноосными. Однако если несущей способности одной пары шин оказывается недостаточно, мо­жно применить две параллельно расположенные оси, расстояние ме­жду которыми не более 1 м. Оси должны быть так подвешены к ра­ме, чтобы при наезде колес одной из них на препятствие вторая пара колес не вывесилась, а передала на грунт часть массы прицепа (подоб­но работе балансирной подвески ко­лес грузовых автомобилей). Заманчиво применить в конструкции прицепа колеса, шины и ступи­цы от массовых легковых автомо­билей, особенно от ВАЗа: для авто­мобиля и прицепа достаточно иметь одно запасное колесо.

Однако в большинстве случаев несущая спо­собность шин легковых автомобилей на прицепе используется непол­ностью, поэтому, учитывая их высо­кую стоимость, не следует исключать применение шин меньшего размера (от мотороллеров, мотоциклов, мото­колясок и т. п.). Снижение погрузоч­ной высоты и центра тяжести прице­па, конечно, важно, но прицеп по­требуется укомплектовать запасным колесом и кронштейном для его крепления. Прицеп должен быть оборудован надколесными крыльями, брызговиками, если детали его кузова не вы­полняют их функции.

004

Подвеска.

Независимая подве­ска колес, получившая наибольшее распространение, как правило, обе­спечивает меньшую погрузочную высоту по сравнению с зависимой. Кроме того, при такой подвеске прицеп обладает большей боковой устойчивостью. При независимой подвеске оси колес могут быть закреплены, во- первых, на рычагах, качающихся в поперечной или продольной плоско­сти, а во-вторых, на рычагах, оси которых расположены наклонно к продольной плоскости симметрии прицепа. Второй вариант получил наибольшее распространение. Его преимуществом является постоянство колеи, а недостатком — неодинако­вое изменение базы прицепа Lб (рис. 1) для левого и правого колес.

005

В качестве упругих элементов в подвесках прицепов обычно приме­няют листовые рессоры (главным образом, при зависимой подвеске), витые цилиндрические пружины (рис. 3); торсионы (пучковые, листо­вые и цилиндрические); резиновые упругие элементы (рис. 4, 5); пневматические сильфоны. Чтобы обеспечить хорошую про­ходимость прицепа и прочность подрессоренных частей, а также сохран­ность перевозимого груза, подвеска должна быть достаточно мягкой, т. е. иметь определенный статический прогиб от полной нагрузки (по действующим требованиям, около 60 мм). Кроме того, подвеска дол­жна допускать прогиб от динамиче­ской нагрузки также примерно на 60 мм, т. е. полный ход подвески должен составлять около 120 мм.

Тормоза.

Тормозные системы прицепов должны отвечать требова­ниям ОСТ 37.001.016.70 и ГОСТ 22895—77. На лодочных трейлерах применяют следующие виды тормоз­ных приводов:

—  гидравлический, в котором тормоза прицепа и тягача образуют общую гидравлическую систему;

— вакуумный, в котором энергия торможения прицепа создается за счет вакуумного усилителя;

— электрический;

— инерционный (тормоз наката) и др.

006

Все виды приводов, кроме инер­ционного, требуют серьезных дора­боток тормозной системы автомо­биля для обеспечения его совместной эксплуатации с прицепом. Эксплуатация тягачей и прицепов, оборудованных различными видами приводов, невозможна. Наиболее целесообразно применять на прицепах инерционный при­вод тормозов, в конструкции кото­рого при торможении тягача кинетическая энергия прицепа использу­ется для создания тормозных уси­лий на его колесах. Этот тип при­вода позволяет эксплуатировать прицеп с любым тяговым автомо­билем.

ГОСТ 22895—77 допускает приме­нять инерционную тормозную си­стему для прицепов, полная масса которых составляет не более 75% полной массы тягача. При толкаю­щем усилии в сцепном устройстве, численно равном величине, не пре­вышающей 6% полной массы прице­па, суммарная тормозная сила на колесах прицепа должна составлять не менее 56% полной массы, при­ходящейся на эту ось в статическом положении на горизонтальной опор­ной поверхности.

007

Для предупреждения срабатывания инерционного при­вода от случайных толчков он обо­рудуется дополнительным сопротив­лением, которое создает так назы­ваемое пороговое усилие, равное 2—4% полной массы прицепа. Дол­жно быть предусмотрено приспособ­ление, обеспечивающее отключение тормозного привода при подаче прицепа задним ходом. Если масса прицепа более 750 кг, то дополнительно к двум предохранительным цепям (или тросам) его следует соединить с тягачом спе­циальным тросом, который в случае разрыва сцепки, воздействуя на привод тормозов прицепа, остановит прицеп (рис. 6).

Стояночный тормоз.

При­цеп с рабочей тормозной системой обязательно должен иметь стояноч­ный тормоз, обеспечивающий затормаживание прицепа, отцепленного от тягача. Стояночный тормоз должен удерживать прицеп на уклоне не менее 15°. Орган управления этим тормозом должен быть съемным и расположен в передней части дыш­ла или рамы с правой стороны по ходу движения (см. рис. 6). Стояночный тормоз используют также при спуске лодки на воду или затаски­вании ее на прицеп.

008

Буксирное устройство.

Размеры и расположение сцепного шара, включая высоту центра шара (рис. 7) над поверхностью дороги (350—420 мм), стандартизованы (ОСТ 37.001.096—77 «Устройства тя­гово — сцепные шаровой системы лег­кового автопоезда, основные разме­ры и общие технические требова­ния»). Расположение замкового устройства на прицепе и форма дышла должны обеспечивать разворот прицепа:

— вокруг вертикальной оси, про­ходящей через центр шара, на угол

Р = ±60°;

— вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр шара и перпендикулярной продольной пло­скости симметрии автомобиля, на в не менее ±25°;

— вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр шара и находящейся в продольной плоскости симметрии автомобиля, на в не менее ±25°.

Помимо стандартного замкового устройства, прицеп должен быть соединен с тягачом двумя предохра­нительными цепями (или тросами). Их длина и места крепления не дол­жны препятствовать развороту прицепа относительно тягача на требуе­мые углы и не касаться поверхно­сти дороги. При обрыве же сцепного устройства цепи не должны до­пускать касания дышла поверхности дороги и обеспечивать направленное движение прицепа. Цепи и тросы не следует присоединять непосредствен­но к сцепному шару, деталям его крепления на автомобиле или к зам­ковому устройству на прицепе.

009

Опорные устройства.

Для обеспечения устойчивости в от­цепленном состоянии прицеп должен быть оборудован опорами, не ухуд­шающими проходимость автопоезда (т. е. убирающимися или съемными). Переднюю опору целесообразно вы­полнять с самоустанавливающимся роликом-катком (см. рис. 6). Если вертикальная статическая нагрузка на этот ролик превышает нагрузку в 40 кгс, то опору необходимо сна­бдить механизмом подъема — опуска­ния, обеспечивающим вертикальное перемещение замкового устройства в пределах 350—420 мм. Усилие на рукоятке привода этого механизма должно быть не более 12 кгс.

Электрооборудование прицепа.

Прицеп оборудуют семиштырьковой штепсельной вилкой по ГОСТ 9200—76 с соединительным кабелем, а на буксирном автомобиле слева от шара устанавливают штеп­сельную розетку. Назначение клемм вилки и розетки следующее: I — сигналы торможения; II—левый ука­затель поворота; Ш — резервная клемма; IV — правый указатель по­ворота; V — дополнительное осве« щение; VI — габаритные огни и ос­вещение номерного знака.

Чаще всего задние световые при­боры вместе с треугольными световозвращателями и номерным знаком монтируют на съемной траверсе, которую закрепляют к тран­цу лодки и соединяют с электросистемой прицепа кабелем. Если длина  прицепа с лодкой (включая дышло) более 6 м, его следует  оборудовать двумя (по — одному с каждой стороны) боковы­ми повторителями указателей поворота оранжевого цвета, и четырьмя (по два с каждой стороны) боковы­ми световозвращателями круглой формы оранжевого цвета.

0010

Прочее оборудование.

Чтобы удержать отцепленный при­цеп на уклоне, его необходимо уком­плектовать двумя противооткатными упорами, подкладываемым и под ко­леса. На раме прицепа должны быть предусмотрены гнезда для установ­ки домкрата, которым укомплектован автомобиль. Трейлер должен иметь опорные ролики-кильблоки и лебедку с тросом достаточной длины для установки и снятия лодки. Это по­зволит выполнять данные операции силами одного человека.

Очень удобны трейлеры разбор­ной конструкции, которые можно хранить в стандартном гараже вме­сте с автомобилем. Дышло, напри­мер, несложно сделать съемным, оно позволит устанавливать прицеп в га­раже вертикально или на боку. Прицеп должен иметь хорошее антикоррозийное покрытие для за­щиты от воды (в том числе от со­леной). Но какой же именно лодочный прицеп наиболее приемлем для се­рийного производства в нашей стра­не? На основании проведенной нами работы можно сделать вывод: наи­более приемлем трейлер, имеющий следующие технические данные:

0011

Снаряженная масса, кг  105-135

Масса перевозимого груза, кг 315-325

Допустимая полная масса, кг  450

Длина прицепа (с лодкой), м   до 6

Ширина прицепа, м         1,5 -1,7

Высота прицепа (без лодки), м           0,6-0,8

Рама—хребтовая (желательно те­лескопическая); подвеска колес — независимая. Тип привода тормозов (при их необходимости)— инерционный (тор­моз наката); сцепное устройство — шарового типа по ОСТ 37.001.096—77.

Специальное оборудование:

ле­бедки, ролики-опоры лодки, киль­блоки, упор форштевня, бандажи с винтовыми стяжками для крепления лодки на трейлере. Розничная цена прицепа могла бы составить З00—400 руб. Подобные конструкции, прошед­шие государственные испытания, в нашей стране уже имеются, напри­мер, лодочный прицеп «ГКБ-8103» (рис. 8), созданный на Мытищинском машиностроительном заводе.

В конструкции данного прицепа основой послужил хорошо известный серийно выпускаемый грузовой при­цеп «ММЗ-81021». Полностью использовано шасси (без кузова), к нему добавлены дышло со сцепным устройством и передвижным (регу­лируемым по длине) упором форштевня, регулируемые по высоте самоустанавливающиеся опоры лодки, бандажи, съемные брызговики. Съемное дышло позволяет хранить прицеп в стандартном гараже в вер­тикальном положении. Вместо перечисленных элементов, необходимых только для перевозки лодки, может быть установлен грузовой кузов.

Проведенные по заданию Мыти­щинского машиностроительного за­вода исследования позволили Все­союзному научно-исследовательско­му институту по изучению спроса на­селения на товары народного потребления определить, что на пе­риод с 1985 по 1990 гг. лодочных трейлеров следует выпускать по 1500—2300 шт. в год. Думаем, что эта цифра существенно занижена: этот вывод напрашивается после анализа результатов анкетного опро­са читателей «Катеров и яхт».

ЛИТЕРАТУРА

А. С. Мелик-Саркисьянц, Ю. М. Винокуров. Прице­пы для легковых автомобилей. М., «Транспорт», 1979.

Справочник по катерам, лод­кам и моторам. Л., «Судостроение». 1979.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №105.

14.10.2013 Posted by | проектирование | , , , , , , | Оставьте комментарий

Гидропередача на яхте: — опыт установки и наладки.

_00 00 -01

Наши яхт-илубы продолжают полу­чать яхты полутонного класса   «Картер-30», изготовленные на верфях ПНР, Хорошая ходкость, мореходность, управляемость, комфорт обеспечили яхте популярность, несмотря на неизбежное моральное старение проекта, созданного в начале 70-х годов. И все же… «тридцатка» уже далеко не та, какой была в первые годы поставии в СССР. Ныне яхты приходят в кпуб без двига­теля, гальюна, компасов и многого другого оборудования, с недостаточным комплектом парусов. Каждому экипажу, получившему новый лопутонник, предстоит многое сде­лать своими руками, чтобы довести яхту до хорошей крейсерско — гоночной конди­ции.

И, конечно, главный вопрос — это уста­новив на яхте стационарного двигателя: эксплуатировать морскую 9 — метровую яхту с подвесным бензиновым мотором далеко не безопасно, не говоря уже об экономич­ности. Задача подбора подходящего двигателя оказывается далеко не простой. Ведь нужен малогабаритный легкий двигатель малой мощности. Минимально допустимая мощ­ность — 1 п. с. на тонну водоизмещения яхты, рекомендуемая — 2 л. с./т,  максимальная — 4 л. с./т. При меньшей энерговооруженности двигатель просто не будет выгребать против ветра или течения, при большей — запас мощности невозможно использовать из-за «горба» на кривой сопротивления.

Это значит что на «Картере — 30» можно установить двигатель мощностью от 3,5 до 14 л. с. Единственный отечественный судо­вой дизепь «2 ЧСП 8,5/11» мощностью 23 л. с. в данном случае явно не подходит из-за большого веса (сам двигатель — 270 кг, плюс столько же весят реверс -редуктор, ваполровод фундамент, топливо, системы и т.д.) и габаритов. Такая силовая установка если и не «утопит» яхту, то наверняка нарушит центровку (расчетный дифферент на корму составит 70—80 мм) и существенно ухудшит гоночные качества судна. Ствренький «СМ-557Л» — неплохой двигатель, но обла­дает всеми недостатками карбюраторного бензинового мотора и, вдобавок, низкой коррозионной стойкостью в морской воде и ненадежными опорами коленчатого вала.

001

002

Экипажу нашего «Шанса» повезло: нам удалось раздобыть итальянский дизель воздушного охлаждения мощностью 8 л. с., легкий и компактный. Однако установить двигатель лод кокпитом в сочетании с тра­диционным наклонным вапопроводом ока­залось невозможно: либо не размещается гребной виит нужного диаметра, либо уклон вала получается слишком велик, либо дви­гатель «вылезает» в кают — компанию. Дело в том, что Р. Картер разрабатывал проект яхты с учетом использования гидра­влической передачи на гребной винт. Пер­вичный двигатель (дизель) в этом случае возможно разместить в любом месте, удоб­ном с точки зрения планировки каюты или дифферентовки яхты, а гребной гидромо­тор упрятать поглубже в плавник киля.

Бла­годаря гидропередаче на «Картере — 30» уда­лось сдвинуть кокпит к транцу и, уменьшив до минимума его размеры, увеличить пло­щадь жилых помещений. Мы также выбрали вариант с гидравли­ческой передачей, который проще в изго­товлении, не требует высокой точности мон­тажа и позволяет установить двигатель на амортизаторах. Основу передачи составляют гидронасос, приводимый во вращение пер­вичным двигателем, и гидромотор, вращаю­щий гребной вал. Эти элементы применяют­ся в станках, подъемно — транспортных маши­нах, в судо- и авиастроении, причем наи­большее распространение получили гидро­машины аксиально — поршневого типа.

В них несколько плунжеров, двигающихся возврат­но -поступательно, воздействуют на наклон­ную шайбу и сообщают ей вращательное движение. Эти машины надежны, долго­вечны; они отличаются легкостью и ком­пактностью (наш гребной гидромотор при мощности 10,1 кВт весит всего 12 кг и имеет длину 305 мм при диаметре 100 мм).

003

004

В нашей гидропередаче используются два гидромотора, один из которых МГ — 16 (цифра означает диаметр плунжера в мм) работает в качестве гребного двигателя, второй — МГ — 12 — является насосом. Такое сочетание обеспечило редукцию 2,4 — при частоте вращения первичного двигателя 3000 об/мин на гребном валу получается всего 1250 об/мин. Двигатель МГ — 16, конечно, рассчитан на большую мощность, чем развивает наш дизель. Но при его выборе были приняты во внимание необходимость ре­дукции и работы передачи с несколько пониженным против номинального (160 атм.) давлением, возможность установки в будущем дизеля более высокой мощности.

В схеме с двумя гидромоторами частота вращения гребного вала регулируется изме­нением оборотов первичного двигателя, а для реверсирования и получения холостого хода используется гидравлический мани­пулятор. Гидронасос всегда вращается в од­ну и ту же сторону, следовательно, напор­ный и всасывающий трубопроводы могут рассчитываться на различные давления (соответственно 160 и 2—3 атм.). Манипу­лятор 12 золотникового типа подает масло под рабочим давлением либо в трубопро­вод 5. либо в 6, при этом происходит изменение направления вращения гидромотора. После золотника отработанное масло по­падает в расширительный бак 7, откуда засасывается гидронасосом.

В схеме предусмотрены дренажные тру­бопроводы 8 и 9 для отвода в расширитель­ный бак избытка масла (до 1,5 % от объема подаваемой жидкости), просачивающегося через зазоры между цилиндрами и плунже­рами гидравлических машин. Кроме того, в системе имеется масляный фильтр 10, рассчитанный на задержание частиц с разме­рами более 16 микрон, и предохранитель­ный кпалан 11 с отводом масла в расшири­тельный бачок. Опасаясь, что ручной запуск двигателя будет затруднен из-за гидравли­ческого сопротивления фильтра, золотника и т. д., мы предусмотрели клапан, позво­ляющий отводить масло в бачок мимо этих устройств. Однако пользоваться им не приш­лось ни разу: двигатель прекрасно запуска­ется при включенной системе.

005

Дейдвуд и ваполровод, без­условно, самая сложная в монтаже часть си­ловой установки. Предусмотренная проек­том ниша дпя гидромотора в кормовой части плавникового киля имеет весьма стесненные размеры. Поэтому начать нужно с тщательного промера габаритов ниши, а лучше — изготовить точный габаритный ма­кет гидромотора и разместить его в нише. Наш гидромотор МГ — 16 «вписался» в нишу буквально с миллиметровым зазором по длине, при этом заводить его туда при­шлось по сложной траектории, вращая вокруг продольной и поперечной осей.

Убедившись, что выбранный гидромотор размещается в колодце, следует вычертить плазовый чертеж обводов корпуса в районе будущего ваполровода и пробить на нем линию вала. Положение носового конца вала определяется положением шлицевого вали­ка гидромотора, а кормового — положе­нием гребного винта, зазор между кром­кой лопасти которого и днищем должен составлять 10—15 % диаметра винта, (т. е. 40—60 мм). Угол наклона оси вала и гори­зонту не должен превышать 15о. Чтобы правильно разместить вапопровод, важно точно снять с места положение флоров, (например, их координаты по длине   oт носовой переборки кают-компании), а затем связать «внутреннюю» систему координат с «наружной», т. е. положением кор­мовой кромки киля. Лучше просверлить (изнутри!) отверстие диаметром 3—4 мм на месте будущего кронштейна и через него связать системы координат.

Дейдвудная труба должна быть доста­точно жесткой, чтобы сохранять центровку вапопровода в эластичном пластмассовом корпусе. В крайне стесненные габариты узла не вписываются ни традиционные на­бивные сальники, ни фланцевые муфты. Поэтому уплотнение вала в дейдвуде обес­печивается тремя резиновыми сальниками 25 X 42 мм, один из которых устанавли­вается непосредственно перед опорным капролоновым подшипником, а два других, разделенных промежутком 10 мм,— в носовой части дейдвудной трубы.

35 - 006

Обе полости между сальниками заполняются консистент­ной смазкой при помощи колпачковых пресс — масленок; таким образом, гребной вал вра­щается в масляной ванне. Диаметр шеек вала принят равным 25 мм по диаметру стандартных манжетных саль­ников и вала гидромотора, хотя для пере­дачи мощности 10 кВт вполне хватило бы 18 мм. Соединение гребного вала с гидромотором осуществляется при помощи жест­кой втулочной муфты. Осевое усилие от упора на заднем ходу воспринимается штифтами.

Дейдвуд выполнен из двух частей — собственно дейдвудной трубы, точеной из нержавеющей стали с приваренным к ней кронштейном, и раструба. Последний служит не только для крепления гидромотора, имея фланец и посадочную цилиндрическую часть, но и содержит в себе муфту, сальни­ки, смазочные приспособления и т. д. Обе части соединяются на резьбе. Раструб заво­дится изнутри в нишу гидромотора, а труба ввинчивается в него снаружи. После этого кронштейн устанавливается под заранее просверленные отверстия, в которые вво­рачиваются конические шпильки. На них изнутри на смоле надевается внутренняя накладка, которая обжимается гайками. По­лучается прочное, жесткое, хотя и неразъем­ное соединение. Зазор между кронштейном и корпусом выбирается с помощью текстолитовой прокладки.

Несколько слов о технологии монтажа дейдвуда. Самая сложная операция — глу­бокое сверление отверстия под дейдвудную трубу в тонком стеклопластиковом профи­ле киля. Следует вооружиться длинным (1000 —1200 мм) сверлом диаметром 20 — 22 мм. Можно приварить ровный стальной лруток к стандартному сверлу и как следует отцентровать его. Разметив положение входного отверстия на кормовой кромке киля, нужно выпилить ножовкой кусок пластика, с тем, чтобы образовалась плоская площадка, высота которой соответствует диаметру отверстия (36 мм). В центре этой площадки засверливается 6-миллиметровое отверстие на глубину 30—50 мм, которое служит для центровки сверла на входе.

570 - 007

За­тем на расстоянии 500 — 600 мм от задней кромки киля устанавливается центрирующая мишень. Она делается из куска толстой фанеры или доски твердого дерева и кре­пится с помощью досок к кильблокам перпендикулярно оси вала. Через отверстие в центре мишени пропускается длинное сверло, которым, с помощью малооборотной сверлильной машины, удается просверлить отверстие на всю глубину (330 мм). При этом следят, чтобы отклонение оси не превышало 1 — 1,5 мм на борт. Затем отверстие рассвер­ливают, постепенно увеличивая диаметр свер­ла; можно использовать и развертки. Диа­метр отверстия должен на 2—4 мм превы­шать диаметр дейдвудной трубы. На перед­нюю кромку флора в месте выхода из нее дейдвудной трубы наклеивается текстолитовый фальшфлор толщиной 10 мм.

Затем в отверстие вводят и собирают дейдвудную трубу. К раструбу снизу болтом крепится скоба, лапки которой через   деревянные прокладки приформовываются к корпусу, а затем оклеиваются стекло­тканью в 4 — 5 слоев. После закрепления крон­штейна заформовывается место выхода тру­бы из киля, зазор между трубой и корпу­сом заполняется смолой, а раструб замоноличивают в отверстии фальшфлора. Важно вести монтаж дейдвуда, а затем и валопровода при свободно висящем киле, ни на что снизу не опирающемся. В противном случае после спуска яхты на воду от деформации эластичного корпуса вал может заклинить!

Давление в напорных трубопроводах достигает 160 атм., поэтому к трубопрово­дам и их соединениям предъявляются до­вольно жесткие требования. Напорные трубопроводы можно изготовить из труб нержавеющей стали, либо применить специальные армированные шланги, монтаж которых проще. Для передачи мощности 5—10 кВт достаточно условного прохода труб и арматуры 10—12 мм. И трубы, и шлан­ги соединяются штуцерными соединениями; штуцеры ввертываются в механизмы и арма­туру на красномедных прокладках. Слив­ные и дренажные трубопровод ы выполняются из обычных дюритовых шлангов, рассчитанных на давление 5 атм.

aksporshreg - 008

Пятилитровый расширительный бачок изготовлен из бракованной заготовки сильфонного компенсатора. Гофры, обдуваемые потоком воздуха от двигателя, способствуют охлаждению масла, а эластичность сильфона позволяет эксплуатировать его с закры­той пробкой: масло не проливается на кач­ке и не окисляется на воздухе. Нижнее донышко сильфона имеет кони­ческую форму; в его вершине расположен штуцер для слива масла. В этот же конус вварены еще пять штуцеров для дренажных, сливных и заборного шлангов. Важно, что­бы масло поступало в бак снизу, не распы­ляясь в воздухе (во избежание окисления) и в то же время штуцеры должны на 100— 150 мм возвышаться над днищем бачка, что­бы создать зону отстоя.

Фундамент под двигатель мы изго­товили сварным из легкого сплава (по шаблонам с места) и приформовали его к обшивке. Верхние поперечные платики фун­дамента отфрезерованы в горизонтальной плоскости, к ним при помощи призонных болтов крепятся две продольные балки, опорные поверхности которых наклонены под 45 ° к ДП. На такой фундамент можно ставить любой двигатель— достаточно сдви­нуть или раздвинуть балочки. Благодаря наклону опорных поверхностей осевые линии амортизаторов проходят вблизи центра тяжести двигателя, что способствует хорошей амортизации. Поскольку двигатель не имеет механической связи с гребным валом, мы установили его на «мягких» одновитковых пружинных амортизаторах типа АКПО, что существенно снизило вибрацию при малой частоте вращения коленвала.

Топливную цистерну емкостью 40 л закрепили под кокпитом к продольной переборке. Цистерна — узкая и высокая, разделена отбойным листом и имеет две горловины для осмотра и чистки, а в нижней части отстойник. Топливо подается в ниж­нюю часть цистерны; приемная труба свя­зана дюритовым шлангом с палубной втул­кой, установленной на комингсе кокпита. Заливная воронка снабжена сеткой и ввинчи­вается во втулку. Воздушная трубка выве­дена в стойку кормового релинга, что гаран­тирует от попадания воды в цистерну.

Всякому двигателю воздушного охлажде­ния свойственны сухой и горячий отрабо­тавший газ, повышенная шумность при рабо­те. Для более эффективного глушения шу­ма выпуска мы применили два глушител я. Первый из них — отрезок гибкого метал­лизированного шланга большого диаметра (Ду = 52 мм) длиной около 700 мм, который одновременно служит гибким элементом для соединения двигателя с выхлопной тру­бой. Впуск отработавших газов по касатель­ной к поверхности шланга и многочисленные гофры способствуют хорошему глушению шума. Объем такого простейшего глушителя рекомендуется делать в 4—5 раз больше объема цилиндра двигателя.

2b -009

Далее выхлопной трубопровод выпол­нен из нержавеющей трубы 38 X 2, изолиро­ванной асбопухшнуром и обшитой асбесто­вой тканью. В нижней его части предусмо­трена пробка для спуска конденсата, а в кор­мовой, в районе транца, приварен второй глушитель — коробка из миллиметровой не­ржавеющей стали, служащая также ловуш­кой для воды, которая может попасть в выхлопной тракт при накате волны с кормы. Через короткий сильфон Ду = 40 этот глу­шитель соединен с поплавковым клапаном, установленным в системе выпуска близ тран­ца. Основной элемент клапана — полый шар из нержавеющей стали.

Мы ожидали, что воздушное охлаждение дизеля создаст определенные проблемы при установке его на яхте. Эти опасения, к счастью, не оправдались. «Воздушник» на яхте — уже не экзотика: ныне каждая шестая яхта в мире имеет двигатель воздушно­го охлаждения. Он примерно вдвое легче равного по мощности двигателя водяного охлаждения, проще по конструкции и в эксплуатации, не требует забортных отвер­стий, арматуры, трубопроводов, а в холод­ную погоду служит неплохим отопителем внутренних помещений.

Основной недостаток — шумность — мало существенен для яхтсменов, плавающих в основном под па­русами. Главная же проблема при уста­новке на судно — подвод и отвод охлаж­дающего воздуха. Первая ее часть решается легче — достаточно в машинном кожухе сделать отверстие (одно большое, закрытое сеткой, или несколько малых) общей пло­щадью 35—40 см на каждую лошадиную силу мощности двигателя.

Отводить нагретый воздух от двигателя рекомендуется по воздуховоду, сечение которого выбирается из расчета 20— 25 см л. с. Его желательно вывести выше уров­ня палубы и закрывать водонепроницаемой крышкой. Поскольку удобного для этого места позади кокпита нет, мы остановились на «временной» схеме, которая скорее все­го сохранится навсегда: просто приоткры­ваем крышку левого рундука в кокпите! Как показал опыт, в дождь дизель может рабо­тать в течение короткого времени, доста­точного для швартовки и т. л. (на неболь­ших оборотах], и при закрытой крышке без перегрева.

Дистанционное управление золотником гидропередачи, рейкой топлив­ного насоса и центробежным регулятором объединено в одном пульте так, что реверс и регулирование числа оборотов осущест­вляются движением одной рукоятки. Пульт содержит три кулачка, сидящих на двух соосных валиках и помещенных в общую коробку, набранную из алюминиевых и ла­тунных пластин. Один кулачок с рабочим ходом от —30 до + 30 связан жесткой тя­гой с золотником и обеспечивает переклю­чение направления вращения гидромотора [«вперед» — «нейтраль — «назад»). Вто­рой кулачок управляет рейкой топливного насоса. Его рабочие участки лежат за преде­лами интервала реверса, а участок от + 30 до —30 —цилиндрический: радиус его соответствует минимально устойчивой частоте вращения коленвала двигателя, т. е. хо­лостому ходу.

Третий кулачок приводит в действие центробежный регулятор и исполь­зуется дпя запуска и остановки двигателя. Два последних кулачка через коромысла связаны с органами на двигателе тросика­ми в боуденовских оболочках. Таким обра­зом, для реверса с полного переднего хода достаточно потянуть рычаг ДУ назад. Сна­чала второй кулачок сбросит обороты двигателя, затем первый, вступив в работу, пере­ключит золотник гидропередачи, после чего постепенно увеличатся обороты заднего хо­да. Налицо безупречная защита: невозмож­но, даже в суматохе, сделать реверс на полных оборотах, что частенько случается при традиционных установках с реверс-ре­дуктором.

В заключение замечу, что в ленинград­ских яхт-клубах экипажи еще двух «Карте­ров-30» применили описанную здесь схе­му гидропередачи. В качестве первичных двигателей ими были использованы отече­ственные карбюраторные двигатели «УД- 12» и «ДМ-1».

В. Волостных. 

Источник:  «Катера и Яхты»,  №122.

 

28.09.2013 Posted by | Вспомогательные моторы | , , , , , , , | Оставьте комментарий

Малое судно из стеклопластика – без матриц.

452_640 -00

Строить лодки из фанеры с наружным понрытием из стеклопластика быстро и деше­во. Я сделал несколько таких лодок, но в дальнейшем от этой технологии отказался. Не­смотря на защитный слой плас­тика, фанера быстро набирает влагу, вес корпуса увеличива­ется и сноростные характерис­тики глиссирующей лодки па­дают. И конечно — прочность фанеры значительно ниже прочности монолитного стекло­пластика. При плохой венти­ляции и в условиях повышен­ной влажности фанера быстро разрушается микроорганизма­ми и расслаивается. Стеклопластик не имеет перечисленных недостатков, однако постройка из него ло­док очень трудоемка. Необхо­димо сначала изготовить бол­ван или матрицу, отформовать на них пластииовый корпус, за­тем в него вилеить набор. Из­готовление болвана или матри­цы оправдывается при построй­ке хотя бы 4—5 лодок, но най­ти столько любителей строить одинаковые корпуса довольно трудно.

Я применил другую техно­логию. Конструкция набора корпуса практически не отли­чается от лодки с фанерной обшивкой. Сначала на стапеле устанавливаются шпангоуты, вырезанные из фанеры толщи­ной 12—16 мм (все их соеди­нения склеиваются «на ус» эпоксидным клеем]; далее в них врезается киль, а затем — стрингера. Днищевые стринге­ра рекомендую делать из ду­ба, бортовые — склеивать из несиольиих сосновых или ело­вых реек. С кромок набора, прилегающих к наружной об­шивке, снимается малка.

Вся наружная поверхность корпуса разбивается на участ­ки, в пределах которых его можно обшить одним плоским листом стеклопластика. С каждого участка снимается шаблон из картона или плотной бума­ги. Пластины в виде листов вы­клеивается на столе, причем для ускорения полимеризации используются горячие утюги. Все работы по изготовлению листов пластика необходимо вести вне помещения, посколь­ку разогретая смола обильно выделяет летучие компоненты, которые токсичны. На столе расстилается калька, служащая разделительным слоем, на нее накладываются 3—5 слоев стеклоткани, затем на всю площадь ткани, по возможно­сти равномерно, наносится эпоксидная смола, приготов­ленная с введенными в нее пластификатором и отвердителем, и проглаживается утюгом. Вязкость разогретой смо­лы снижается, благодаря это­му связующее хорошо пропи­тывает все слои в пакете стекло­ткани. На те места, где связующего оказалось недостаточно, можно нанести новую порцию смолы и снова прогладить утю­гом. Следует помнить, что оп­тимальное соотношение (по весу) связующего и стеклотка­ни находится в пределах от 40 : 60 до  50 : 50.

141

Чем больше утюгов исполь­зуются для проглаживания (ра­ботать удобнее двоим), тем быстрее получается пластик. Утюги необходимо периоди­чески очищать от налипшей смолы с помощью остро зато­ченного сапожного ножа или лезвия железки от рубанка. Процесс частичной полимери­зации наступает через 20—30 минут, при этом материал приобретает жесткость. Нельзя утюг задерживать на одном месте, так как нагретый учас­ток может сип»но приклеить­ся к утюгу и заготовка пласти­ка окажется непригодной.

После того, как материал станет достаточно жестким, но его еще можно легко резать ножом, оставляя ровные края среза, на стеклопластииовый лист накладывают шаблон м по нему обрезают лист буду­щей обшивии по кромкам. Кром­ки набора корпуса лодки, к которым будет приклеиваться пластик, заранее промазывают эпоксидным клеем. Торцы фа­нерных шпангоутов приходит­ся смазывать клеем несколько раз. Затем заготовку из плас­тика накладывают на набор калькой наружу и крепят к не­му мелкими гвоздиками, обес­печивая плотное прилегание склеиваемых поверхностей. Кальку с обшивии в дальней­шем удаляют шкуркой. Делать это можно при помощи дре­ли, наклеив шкурку на фибро­вый диск.

001

Если при укладке листа на набор он будет провисать между шпангоутами, то при­клеивать его не следует. Нуж­но заготовку прикрепить вер­тикально на солнцепеке или близ батареи парового отопле­ния для продолжения полимеризации связующего. При этом надо периодически про­верять, чтобы заготовка не стала настолько жесткой, что пластик трудно будет пробить мелкими гвоздями или затруд­нится изгиб листа по обводам. Таким образом, заранее выклеенными листами закры­вается вся поверхность корпу­са, начиная с кормы. На стрин­герах кромки отдельных лис­тов приклеиваются встык; на шпангоутах из-за их малой толщины — внахлестку. Пере­крытие кромок не должно пре­вышать толщины фанеры шпан­гоута.

Затем все неровности шпак­люют эпоксидной шпаклевкой и дают корпусу постоять двое — трое суток. После этого кор­пус можно ошкуривать, а за­тем обилеивать его дополни­тельными слоями стеклоткани до нужной толщины обшивки. При нанесении последнего слоя стеклоткани в эпоксид­ную смолу добавляют крася­щий пигмент. Далее обшивку шлифуют, если есть необходимость — окрашивают, пере­ворачивают и приступают к ра­ботам внутри корпуса.

17

Построенный мною таким образом катер ходит уже 8 на­вигаций. Его длина 8,5 мг высо­та борта 1,2 м, ширина 2,6 м; двигатель — «ЗМЗ-53». Во вре­мя эксплуатации было несколь­ко случаев наезда на топляки, и хотя набор получал повреж­дения при сильных ударах, те­чи не было. Набор от обшивки не отстает, а ремонт после  встречи с топляиом не требует больших затрат времени. Сей­час таким же способом закан­чиваю постройку десятиметро­вой яхты. В том, что получит­ся конструкция легкая, проч­ная, долговечная,— сомнений нет.

Л. Нефедов, г. Пермь.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №122.

 

 

28.09.2013 Posted by | стеклопластик | , , , , , , | Оставьте комментарий

Новые компасы для самых малых судов и яхт.

DSCN0362

Выбор средств навигационного обеспечения для прогулочно- спортивных судов на сегодня весьма ограничен. Это в первую очередь относится к средствам курсоуказания, которые обеспе­чивают безопасность плавания. Из выпускаемых уже много лет магнитных компасов в ка­честве главных обычно используются 127-миллиметровые ком­пасы, которые служат не  только для указания курса, но и для пеленгования. Для удобства пеленгования их обычно устанавли­вают в диаметральной плоскости, на открытой части палубы, а чаще — на рубках, как правило — вдали от места рулевого. Постоянно сличать курс по такому компасу неудобно, рулевой начинает править «на глазок» или по ориентирам, что вносит дополнительные ошибки в определение направления. Чтобы из­бежать появления этих ошибок, перед рулевым приходится устанавливать дополнительно, так называемый, путевой ком­пас.

Долгое время на крейсерских яхтах и на больших катерах в качестве путевого использовали компас с диаметром картушки 75 мм. Такие компасы выпускаются в двух комплектациях: шлю­почный марки КТ-М1м и катерный КТ-М2м, причем последний  отличается тем, что снабжен силуминовым нактоузом (эти мо­дели неоднократно описывались в литературе). С ростом требований к точности судовождения были разработаны и стали изготовляться компасы нескольких новых типов, предназначенные для использования на малых судах морского, речного и рыбопромыслового флота в качестве главных или, реже, путевых.

00 00

Как показала практика плаваний в гонках на кубки Балтийского и Черного морей, яхтсмены использовали их редко и старались, во всяком случае — в качестве путевых, применять более удобные малогабаритные сферические компасы иностранных фирм. С учетом этого опыта недавно был разработан малогабаритный сферический компас специально для ка­теров и яхт. Диаметр его картушкв 48 мм, что и дало основание для обозначения новой модели КМ-48, сферический компас КМ-48 уже испытан в море на катере и на яхтах. Ниже мы публикуем краткие описания ряда новых магинтных компасов (КМ-48, KM-10G-3 и КМ-69), а также результаты испытаний наиболее перспективного из них на небольшой крейсерско —  гоночной яхте.

ПУТЕВОЙ КОМПАС КМ — 48. 

Компас выполнен в полусфериче­ском прозрачном корпусе, который создает 1,5-кратное увеличение на­блюдаемого участка шкалы. Это поз­волило обеспечить уверенное считы­вание показаний с относительно большого расстояния при сравнитель­но небольших габаритах прибора, Компас разработан в двух моди­фикациях: для катеров и для яхт. Компас для катеров работает при бортовой и килевой качке до 20о, рыскании до 5°, крене и дифференте до 20°, вибрации до 60 Гц и темпе­ратуре от —20 до + 45°С. Погреш­ность компаса не превышает  +3о при качке до 5° и вибрации с уско­рением 1,5 м/с2 при частоте до 30 Гц. Компас для яхт отличается от ка­терного только поперечным располо­жением рамки, на которую устанав­ливается курсовой указатель, Воз­можность кругового поворота рамки с магнитным чувствительным элемен­том и курсовым указателем обеспе­чивает работоспособность компаса при крене до ± 90° и дифференте до ± 20°. Яхтенный компас лучше уста­новить в горизонтальном положении.

001

Масса компаса — 0,5 кг, габарит­ные размеры — D = 120 X 100. Котелок представляет собой гер­метичный сосуд в форме эллипсоида, в котором имеются два окна (для снятия отсчетов и для контроля уровня жидкости) и заливочное от­верстие с пробкой, В котелке нахо­дятся сообщающиеся между собой сферическая рабочая камера, пол­ностью заполненная нетоксичной жидкостью, и компенсационная ка­мера, частично заполненная возду­хом, который и служит компенсато­ром при температурных изменениях объема компасной жидкости. В рабочей камере находится маг­нитный чувствительный элемент, ко­торый состоит из двухстрелочной магнитной системы и шкалы и уста­навливается на точечной (керн — под­пятник) опоре.

Шкала выполнена двухотсчетной — имеет плоскую и барабанную части, что обеспечивает удобство сня­тия показаний при различных экс­плуатационных положениях. Диаметр шкалы — 48 мм, цена деления — 5°. На шкале закреплен вертикальный стержень, являющийся ограничителем перемещения чувствительного элемента по вертикали. Керн закреплен на рамке, с кото­рой жестко связан курсовой указа­тель. Рамка представляет собой фи­зический маятник; она вместе с чув­ствительным элементом может вкру­говую поворачиваться в ДП компа­са. Это позволяет устанавливать компас как на горизонтальном, так и на вертикальном пульте или на подволоке.

Какое-либо техническое обслужи­вание компаса при его эксплуатации не требуется. Если компас установ­лен иа судне с высоким уровнем вибрации, при котором пузырь воз­духа вырывается из компенсацион­ной камеры в рабочую, целесообраз­но установить на пробку поролоно­вую прокладку (из ЗИП). Для этого, удерживая компас в положении пробкой вверх, надо отвернуть проб­ку, в углубление на ее торце вста­вить прокладку и снова завернуть пробку вручную до отказа. Дальнейшее развитие компаса на­мечается в направлении создания модификаций с полным внутренним кардановым подвесом, с освещением от бортовой сети и с компенсатором девиации.

Я. Дегтярев, В. Титов.

ИСПЫТАНИЯ КОМПАСА  КМ — 48.

Чем меньше яхта — тем  сложнее решить проблему разметещения навигационных приборов. С осо­бой остротой я ощутил справедливость этого суждения, когда после  просторной штурманской рубки, «Хортицы» и ее солидных нактоузов со 127-мм компасами оказался в тесном кокпите «Шанса» — только что полученного «Картера-30». Новая; яхта поставляется без компасов, так что сразу же возникла задача ее оборудования отечественными прибо­рами. Главный 127-мм компас удалось разместить на рубке; мы снабдили его оптическим пеленгатором ПГК-2.

С путевым — оказалось сложнее. Размеры кокпита не позволяли и думать об установке нактоуза со 127-, 100- или 75-миллиметровым компасом. Самый малый из наших серийно выпускающихся компасов — КМ — 69 — громоздок, имеет на ред­кость неудобную форму и лишен карданова подвеса.  С большими тру­дами мы разместили его на съемном бимсе у передней стенки кокпита, но радости от такого «путевого» компаса было мало: чтобы взгля­нуть на низко расположенную кар­тушку, рулевому приходилось прини­мать причудливую позу; долго управлять яхтой при этом было не­возможно.

Наконец, удалось получить для эксплуатационных испытаний два опытных образца нового компаса КМ — 48. Миниатюрный приборчик сразу понравился продуманной про­стотой. Если все прочие компасы по­чему-то совершеиструются лишь в направлении увеличения габаритов, массы и числа деталей, го здесь — Компактиость, рациональность! Компас можно крепить как на вертикальной, так и на горизонталь­ной поверхности. Небольшое отвер­стие под коническую часть, четыре шурупа — и монтаж окончен. (Хотелось бы, чтобы серийные приборы комплектовались герметизирующей прокладкой и штатным немагнитным крепежом.) Мы разместили свои компасы на кормовой стенке рубки, по обе сто­роны от входного люка: одни из них всегда перед глазами у сидящего на наветренном борту рулевого. Про­зрачная полусфера слегка выступает за плоскость переборки в кокпит; коническая часть лишь совсем не­много торчит из внутренней зашив­ки и интерьера помещения не пор­тит.

Разработчики рассчитывали, види­мо, что компас будет монтироваться на приборном щитке с общим осве­щением. На яхте же, как известно, таких щитков не бывает. Выход из положения нашел В. Г. Бушаров. Вывернув верхний крепежный винт, он вставил в отверстие микромощную лампочку HСM – 12 — 5, а затем, для уменьшения яркости, соединил лампочки обоих компасов последо­вательно. Результат превзошел все ожидания. Лампочка мощностью все­го 0,1 Вт, светя в торец прозрачной полусферы, обеспечивает вполне до­статочную освещенность. Рулевые даже жаловались на сплошной яр­кий блик.

0cmfekwu-1024x0

Компасы испытывались в походах по Финскому заливу, а затем по Ладожскому озеру. Первые впечатления таковы. Компасы удобно размещают­ся на яхте, места практически не занимают. Обтекаемая полусфера не захлестывается шкотами; за нее трудно зацепиться и как-нибудь не­взначай повредить. Деления на кар­тушке хотя и несколько грубоваты по начертанию, но хорошо различи­мы как днем, так и ночью. Девиацию мы специально не определяли (да это и трудно сде­лать) однако, постоянно сличая по­казания путевых и главного компа­сов, отметили почти полное их сов­падение на всех курсах. Новые ком­пасы практически не «застаиваются», хорошо ведут себя на кренах. Опа­сения, что на больших углах крена картушки будут заклиниваться, не подтвердились (но все же желатель­но обеспечить больший угол качания картушки).

По — настоящему нас удивили но­вые путевые компасы во время пе­рехода в крепкий (свыше 15 м/с) ве­тер от о. Валаам до Новой Ладоги. Шли в фордевинд. Ветер быстро раз­вел короткую крутую волну. Условия были самые неблагоприятные для точного удержания курса. От по­рывистой качки картушка нашего главного 127-миллиметрового УКП-М вертелась, как юла. А картушки кро­хотных КМ-48, надежно задемпфироваиные сферическим объемом жид­кости, вели себя куда спокойнее. Уверенно правили по ним и вышли точно на маяк Сухо.

Словом, новый яхтенный компас удался, его можно рекомендовать к серийному производству. Крупные яхты будут обеспечены удобными путевыми  компасами, а на малых — всех наших четвертьтоиниках, мини — тоиниках, «Ассолях» и множестве яхточек самостоятельной постройки, ныне плавающих вообще без ком­пасов, КМ — 48 вполне может служить главным компасом. Конечно, стоит несколько доработать конструкцию компаса — предусмотреть штатное освещение, поизящ­нее оформить картушку, нанести на сферу шкалу кренометра и т. д.  Может быть, удастся на базе лег­кого компасика сделать и хороший ручной пеленгатор?  Тогда сама собой сойдет на нет наша традиция — гро­моздить на рубку тяжелый и не­удобный главный компас.

В. Волостных.

КОМПАСЫ ТИПА КМ — 100. 

В последние годы специально для малых судов и спасательных шлю­пок выпускаются компасы с диаметром картушки 100 мм. Имеются три модификации 100-миллиметрового компаса. КМ-100-1 и КМ-100-2 отличаются один от другого только тем, что пер­вая модель имеет высокий нактоуз, а вторая — ставится основанием на плоскость пульта или кронштейн. Эти модели снабжены пеленгатором, поэтому их можно использовать в качестве главных компасов. Имеются компенсаторы девиации и электрическое освещение наряду с автономным осветительным устройством в виде двух масляных фонарей, встроенных в защитный колпак.

003

Компасы модели КМ-100-3 выпу­скаются в качестве шлюпочных, подвешиваемых к заспинной доске шлюпки при помощи кронштейна. Эта модель не имеет пеленгатора,  компенсаторов девиации и электриче­ского освещения (оставлены только масляные фонари). Котелок, установленный внутри защитного корпуса на кардановом подвесе, заполнен нетоксичной полиметилсилоксановой жидкостью. Цена деления картушки — 2°. Ра­ботает компас при температуре от —40 до +60 °С.  Масса его —7 кг; габаритные размеры — 291 X 275 X 260 мм. Срок службы — 15 лет.

КОМПАСЫ ТИПА КМ — 69. 

Специально для установки на самых малых и спортивных судах промышленность выпускает компасы с еще меньшим диаметром картушки — 69 мм. Существуют три модификации это­го компаса. КМ – 69 — 1 и КМ – 69 — 3 предназначены для работы с погружением в воду, КМ-69-2 — для работы в обычных судовых условиях: при тем­пературе от —40 до +50 °С и относительной влажности до 98%. Габаритные размеры компасов 150 X 134 X 197; масса — 2,5 кг; срок службы— 15 лет. Магнитная погрешность компаса на неподвижном основании до ±1о, при бортовой и килевой качке — ± 3°. Компасы моделей 1 и 2 снабжены компенсаторами полукруговой и креновой девиации. Осветительное устройство компаса КМ – 69 — 1 питает­ся от автономного источника напря­жением 3 В (три элемента РЦВ5У); продолжительность его непрерывной работы — 24 ч. Осветительное устройство модели КМ – 69 — 2 работает от судовой сети напряжением 24 или 27 В.

004

Цена деления картушки — 2о, цифровые отметки нанесены через 20°. Угол наклона котелка, при ко­тором картушка сохраняет горизон­тальное положение — 30°. Курсовой указатель и деления картушки четко видны при дневном и искусственном освещении на расстоянии 0,75 м. Котелок представляет собой за­полненный нетоксичной жидкостью сосуд, разделенный основанием на две камеры; верхнюю (основную) и нижнюю (компенсационную). Жид­кость находится под давлением 0,5 кгс/см2, что исключает возмож­ность образования пузыря в основ­ной камере котелка. Поэтому вскры­вать котелок в судовых условиях за­прещается. В верхней части компен­сационной камеры имеется воздуш­ный пузырь, который и служит тем­пературным компенсатором.

В основной камере находятся магнитный чувствительный элемент (МЧЭ), курсовой указатель в про­дольной плоскости котелка и колон­ка с подпятником. МЧЭ состоит из чашки, к донышку которой закреп­лены две магнитные стрелки, и по­плавка с картушкой. Поплавок опи­рается шпилькой на подпятник, уста­новленный в амортизированный пру­жинный держатель, предохраняющий шпильку от механических перегрузок.

005

ОБ УСТАНОВКЕ КОМПАСА.

При установке любого из этих ком­пасов на катере или яхте надо стре­миться к тому, чтобы все элементы судовых конструкций, расположенные в пределах радиуса, равного 1 м, были выполнены из немагнитных материалов, а на стальном судне — из маломагнитной стали. Компас должен находиться на возможно большем расстоянии от си­ловой установки; считается необхо­димым, чтобы при запуске двига­теля показания компаса не изменя­лись более чем на ± 1о. Устанавливать компас надо так, чтобы его вертикальная плоскость, проходящая через курсовой указа­тель и ось симметрии компаса, не отклонялась от диаметральной плоско­сти (или параллельной ей плоскости) судна более чем на ± 1о. Вертикальная ось должна быть перпендикулярна к плоскости палубы (основной плоскости судна) с по­грешностью не более ± 1о. Курсовой указатель компасов ти­па КМ — 69 должен быть обращен в корму судна.

Я. Говоров.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №115.

27.09.2013 Posted by | Навигация | , , , , , , | Оставьте комментарий

Глиссирующий катер под парусами. Часть1,2.

M012large

Многие десятилетия конструкторов малых  прогулочно — туристских судов привлекает идея создания такой моторно-парусной яхты, в ко­торой сочетались бы высокая скорость глиссирующею катера с мореходнос­тью, экономичностью и комфорта­бельностью парусника, У экипажа та­кого су дна-гибрида не вызывало бы не­удовольствия безветрие: убрав паруса и запустив мощный двигатель, можно было бы в считанные часы преодолеть значительное расстояние и в нужный срок возвратиться на базу. В меньшей степени, чем экипаж чисто моторного катера, его беспокоило бы и ухудше­ние погоды, когда приходится преодо­левать волны на пониженной скорос­ти, а расход горючего возрастет. С постапленными парусами качка судна становится плавнее, смягчаются ула­ры корпуса о волны, экипаж приобре­тает уверенность в том, что даже без капли горючего в баках катер не пре­вратится в игрушку для волн, а непременно достигнет гавани.

А утомительная  лавировка против течения на реке или узком фарватере, когда, сделав два галса, парусник вновь возвращается в исходную точку? Ее можно избежать, сменив паруса на двигатель. Он же поможет оторваться от настигающего шторма и вовремя укрыться в порту — убежище. За парусом же остаются такие неоспоримые преимущества, как отсут­ствие шума, вибрации и выхлопных газов от работающего двигателя, ис­пользование для движения даровой энергии ветра, полная независимость от пунктов заправки горючим.

Однако проблема не oграничивает­ся установкой на глиссирующий катер мачты, оснащением ее такелажем и парусами. Конструктору предстоит peшить еще несколько далеко не простых задач, связанных с безопаснос­тью плавания, эффективностью ис­пользования и двигателя, и парусов.

Сразу же следует заметить, что получить из глиссирующего катера полноценный парусник, так же как и до­биться глиссирования парусной яхты под  двигателем, практически невозмож­но. Создавая компромисс, конструкто­ру чаще всего приходится поступиться ходовыми качествами судна под пару­сами. Цена их приобретения оборачи­вается слишком большими потерями скорости и экономичности эксплуата­ции судна под двигателем. Именно поэ­тому среди капитанов и владельцев моторно -парусных яхт сравнительно ред­ко встречаются истинные приверженцы плавания под парусами, которые все — таки предпочитают «настоящие» яхты, пусть и снабженные достаточно мощ­ными вспомогательными двигателями.

001

Обозначим более конкретно основные задачи, которые предстоит  решить конcтpyктору катера — пapycника. Упор гребного винта, движущий катер, действует в диаметральной плоскости судна и направлен в сторону его движения. В небольших пределах мож­но изменять ходовой  дифферент кате­ра, изменяя угол наклона гребного вала, Крен же, возникающий под влиянием вращения гpe6ного винта, обычно сталь незначителен, что не требует специальных конструктивных мер по его компенсации.

Иное дело — движущая сила парусов или тяга Т. Во — первых она прило­жена к парусам на достаточно большой высоте над ватерлинией. Во -вторых, она является составляющей аэродина­мической силы А, направленной при­мерно перпендикулярно парусу и в несколько раз превышающей силу тяги, совпадающую с направлением движения. Второй составляющей является  сила дрейфа D, направленная перпен­дикулярно курсу судна. Она вызывает крен судна на подветренный бopт и его боковой снос — дрейф под ветер. В подводной части корпуса силе дрейфа противодействует равная ей по вели­чине, но противоположно направлен­ная сила сопротивления дрейфу НD. Эти две силы создают кренящий момент Мкр который уравновешивается восста­навливающим моментом MВ возника­ющим при крене от пары сил — веca Р (водоизмещения) и плавучести судна V.

002

При плавании в бейдевинд — под острым углом к направлению ветра — сила дрейфа примерно в 3 раза превы­шает силу тяги; на галфвинде (90о к ветру) обе силы имеют одинаковую ве­личину; на крутом бакштаг (135о к вет­ру) сила тяги оказывается в 2-3 раза больше силы дрейфа, а при чисто по­путном ветре — на фордевинде — сила дрeйфа практически равна нулю.

Для примера приведем значения силы дрейфа и кренящего момента, . действующих на яхте «Катран», которая идет курсом бейдeвинд со скоростью около 6 узлов (11 км/ч); D = 110 кгс; МКР = 430 кгс * м. Такой момент создают, например, 4-5 человек, если они встанут на самый край палубы. К этому нужно добавить и динамичсский эффект действия вет­ра, резко увеличивающего свою ско­рость на порывах, когда крен судна может превысить опасную величину. Ясно, что простое открениванне массой экипажа,  который в отличие от  спортсменов,  может оказаться недостаточно тренированным, уже не может противостоять кренящему моменту и необходимо принять конструктивные меры.

003

В самом простейшем случае обыч­ный глиссирующий корпус катера снабжают невысоким, но достаточно развитым килем, плавно вписывающимся в обводы днища. В нижней час­ти киля размещается металлический балласт в виде литого фальшкиля мас­сой 15 – 20 % от водоизмещения катера либо уложенных в корпус мелких отходов штамповки, дроби и т.п., зали­тых эпоксидным компаундом.Балласт позволяет снизить центр тяжести судна и повысить одну из составляющих поперечной остойчивос­ти — остойчивость веса. Большая ши­рина (соотношение L / B  = 2,5-:-3) и вы­сокий надводный борт, присущие глиссирующим катерам, обеспечивают и вторую составляюшщую — остойчивость формы, т. е., возможность достаточного смещения в сторону подветренного борта точки приложения силы плаву­чести при крене.

Этот способ обеспечения необходимой для плавания под парусами ос­тойчивости и одновременно бокового сопротивления дрейфу предпочли ис- пользовать и проекте моторного парус­ника «Ямаха-27MS» японские конструкторы. Судно не имеет ни швертов, ни водяных балластных цистерн и  т.п.  и не требует от экипажа каких-либо действий кроме постановки или убор­ки парусов при смене режима движе­ния. Однако очевидны и недостатки такого простейшего решения; при дви­жении под мотором балласт становится бесполезным грузом, часть мощности двигателя затрачивается на преодо­ление дополнительного сопрстивления трения, обусловленного смоченной поверхностью киля. При нагрузке 28.5 кг/л.с. экипаж этого судна может рас­считывать лишь на переходный к глис­сированию режим движения с несколь­ко большим расходом горючего на пройденный километр, чем на «чис­том» катере.

004

Очевидно, что, имея широкий кор­пус с плоским днищем и корме и погруженным в воду транцем, «Ямаха- 27MS» при ходе под парусами явно проигрывает парусной яхте в скорос­ти и крутизне лавировки. К тому же, заботясь о безопасности плавания кон­структоры снабдили судно парусами умеренной площади — всего 18,9 м2 (или 8.8 м2 на тонну водоизмещения). Заметим, что это вполне оправдано: наверняка мысль поднять паруса появляется у экипажа кaтеpa преимущественно в свежий ветер, и было бы не­разумно заставлять его одновременно брать рифы, чтобы избавиться от чрез­мерного крена.

Другая проблема, связанная с ис­пользованием энергии ветра для дви­жения судна, это нестабильность силы тяги парусов, изменяющейся в зави­симости от скорости ветра и курса суд­на относительно него. Сели гребной виит на катере рассчитывается на стро­го определенную мощность, развивае­мую двигателем, и соответствующую скорость движения, то оба эти элемен­та для парусной яхты изменяются в до­вольно широких пределах. Скорость, например, изменяется от минимальной до максимальной

V=3\/L узлов

теоретически достижимой на прогулоч­ной яхте (L длина яхты по ватер ли­пни). Для шести метровой яхты эта пре­дельная скорость, когда судно пытается  взобраться на гребень созданной им носовой волны, равна 7.3 уз (13.5 км/ч). Кривая зависимости сопротивления воды движению яхты от скорости рез­ко поднимается вверх, и мощности, развиваемой парусами, оказывается недостаточно, чтобы судно перешло на качественно новый режим движения — глиссирование. (Напомним, что глис­сирующие парусники существуют, но это преимущественно гоночные лод­ки, имеющие облегченную конструк­цию и вооруженные парусами площа­дью не менее 15 m2 на каждую тонну водоизмещения).

Таким образом, реально речь мо­жет идти о плавании катера под парусами преимущественно в водоизмещающем  режиме, когда оптимальны круглоскулые обводы корпуса с плавно сужающейся к корме ватерлинией и подъемом батоксов к поверхности поды. На меньших скоростях, соответствующих водоизмещающему ре­жиму, катер с глиссирующими обводами (широким погруженным в воду транцем; лииниями батоксов в корме, параллельными поверхности воды; большой шириной глиссирующего участка днища) имеет повышенное сонротивление из-за увеличенной смо­ченной поверхности и понижения гидродинамического давления («засасывания») за транцем. Другими сло­вами, конструктор глиссирующего катера не может рассчитывать на достижение под парусами таких скоростей, которые реальны на специально спроектированной для этого яхте.

С другой стороны, не приблизив характер обводов яхты к «катерным», рассчитанным на движение с высо­кой скоростью, нельзя заставить ее глиссировать, даже если будет уста­новлен мощный двигатель. Так что, создавая моторный парусник, кон­структор должен либо разработать корпус такой специальной формы, чтобы потери скорости были мини- мальными при обоих режимах движе­ния, либо предусмотреть возможность изменения обводов при смене пару­сов на мотор и обратно.

005006

Чаше всего преимущество отдается ходовым качествам моторно — парусной яхты при плавании пол двигателем. Это хороню видно, на пример, в проекте американской трейлерной (перевози­мой на прицепе за легковым автомо­билем) яхты «Мак-Грегор 19».  Ее пластмассовый корпус с умеренной килеватостью  днища (17о на транце) внешне ничем не отличается от обыч­ной мотолодки с подвесным мотором. Нормальным для лодки считается 40 — сильный мотор, под которым она раз­вивает   46 км/ч, т.е. несколько мень­ше, чем плоскодонный катер, но зато благодаря килеватому днищу возмож­но экономичное плавание с мотором мощностью 5-I0 л.с. Корпус с такими обводами обладает несколько меньшим сопротивлением воды движению под парусами, чем глиссирующий плоско­донный с погруженным транцем.

Конструкторы постарались изба­виться от тех существенных недостат­ков, которые отмечались выше для «Ямахи-2 7 MS»: излишнего водоизмещения обусловленного применением твердого балласта, и увеличенной смо­ченной поверхности корпуса из-за раз­витого киля. Здесь для повышения  ос­тойчивости используется водяной балласт, который принимается при постанoвке парусов в цистерну, расположен­ную под  пайолами каюты. 0бъем такой цистерны — 360 л; она заполняется самотеком через клапан, установлен­ной в транце, за 3 минуты. Водоизме­щение яхты под парусами и с водяным балластом — 860 кг, так что мас­са балласта при четырех человеках на борту составляет около 30% полною водоизмещения. При переходе на дви­жение под мотором балластная цистер­на, осушается сначала при помощи помпы, а затем — при выходе на глиссирование — самотеком через откры­тый клапан в транце.

При ходе под парусами увеличение площади бокового сопротивления, не­обходимое для противодействия дрей­фу, обеспечивается за счет вращаю­щихся шверта и пера руля, которые при движении под мотором полностью поднимаются из воды.

Еще одна особенность этот про­екта — более обтекаемая форма рубки, чем это принято в современном катерном дизайне. Это с делано для снижения воздушного coпpoтивления надводной части при лавировке под парусами. Площадь парусности с генуэзским стакселем составляет 21.7 м2, благодаря чему яхта обладает пеплохими ходовыми качествами и в умеренный ветер. Применена простая в управлении оснастка с «автоматическим» стакселем площадью 5,3 м2 который не требует постоянной работы со шкотами при лавировке. Грот снабжен сквозными латами, что позволяет увеличить жесткость паруса и добиться его эффективной работы на уменьшенных углах атаки к вымпель­ному ветру. Это важно при совмест­ном использовании парусов и мало­мощного мотора, когда паруса помо­гают развить более высокую крейсерскую скорость и снизите, расход горючего на пройденный километр.  Установка подвесного мотора на моторно — парусной яхте облегчает ре­шение такой задачи, как избавление от гормозящего движения гребного винтa на ходу под парусами.

Достаточно откинуть мотор полностью от транца, чтобы его подводная  часть   вышла из  воды и не оказывала сопротивления движению яхты.  Следует, однако, по­мнить о недостатках самого подвесного мотора, в частности, о его плохой защищенности от волны и различного рода повреждений, например при швартовках. Если мотор устанавлива­ется на яхте с водяным балластом, то при приеме балласта осадка ее может увеличиться на 100-150 мм. Соответственно ниже опустится и поддон под­весного мотора, оказавшись всего в  250 — 300 мм над водой. Поэтому важно в таких случаях использовать моторы с удлиненным дейвудом либо крепить их нa кронштейне с регулируемой вы­сотой подмоторной доски, как это де­лается, например, на мотолодках на подводных крыльях.

Д. Антонов.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №158.

Страниц: 1 2

02.09.2013 Posted by | Обзор яхт. | , , , , , , | Оставьте комментарий

Протекторная защита: все аргументы «за».

00 00

Роберт Буллер  Ежегодные профилактические работы на судне для большинства судовладельцев-любителей включают подъем, быструю помывку днища, возможно где-то с применением скребка, а незадолго до очередного спуска – покраску свежей «необрастайкой», и – замену отработанных защитных анодов. Большинство владельцев, не исключая автора, стараются каждый год приобретать «расходники» привычной проверенной марки и максимально экономить затраты труда и времени. Мы все хотим получать от наших лодок удовольствие, а не лишние заботы.

Между тем успехи современной бытовой химии таковы, что впору остановиться и подумать: все ли ее достижения одинаково хороши для окружающей среды? Хоть вода и выглядит голубой, нам все же стоит сохранить ее «зеленой». Производители судовых красок не дремлют, и в то время как мы ищем способы надежно защитить корпуса от обрастания – уже предлагают варианты снижения количества попадающих при этом в воду ядов. Подходы к защите от коррозии также требует переосмысления.

Недавние исследования показали, что цинк – наиболее распространенный анодный материал – ядовит в больших концентрациях, скапливающихся, например, на дне лодоч-ных стоянок. Кроме того, цинк анодов содержит некоторое количество кадмия – тяжелого металла, токсичность которого даже в малых дозах хорошо известна (использование кадмия сейчас запрещено европейским законодательством). Это важно, поскольку аноды по сути – расходный материал, частицы которого неминуемо осядут на дно, откуда и проникнут в живые организмы, и будут их отравлять. Природоохранное законодательство прямым образом ограничивает воздействие этих металлов на среду – так зачем нам загрязнять наши гавани?

Для чего нам протекторная защита?

Аноды нужны для предотвращения вредной электрохимической коррозии, возникающей при контакте разнородных металлов в среде электролита, т. е. морской воды. Большинство лодок имеет по меньшей мере два различных металла под днищем, например нержавеющую сталь в гребных валах и их кронштейнах и латунную забортную арматуру, а также латунные и бронзовые гребные винты. Подвесные моторы и откидные колонки также имеют в своем составе нержавеющую сталь и алюминий. Два любых металла, различных по своей электрохимической активности, при контакте образуют гальваническую пару, один из компонентов которой начинает разрушаться.

001

Однако мы в состоянии защитить важные детали металлических конструкций от разрушения. Электрический ток, текущий из одного из металлов в гальванической паре оказывает на него коррозионное действие, втекающий же в него – не оказывает. Чтобы избежать коррозии на металлической детали, которую мы собираемся защитить, мы научились присоединять к ней дополнительную деталь, которая станет анодом, или отрицательным полюсом в паре – проводя ток, она начнет интенсивно корродировать, вести себя в буквальном смысле героически ради сохранения другого, более ценного металла.

В отличие от бронзовых винтов и нержавеющих валов, протекторы недороги и их легко можно заменить. Судовладельцы уже много десятилетий пользуются протекторной защитой и будут нуждаться в ней до тех пор, пока в составе судового корпуса будут одновременно сосуществовать металлы, различные по свойствам.

Альтернативы цинку

С недавнего времени производственники начали изготавливать аноды-протекторы из сплавов, компоненты которых обладают высокой электрохимической активностью, но при этом не ядовиты. Новые сплавы на основе алюминия намного более дружественны окружающей среде, чем обычные цинково-кадмиевые, применявшиеся ранее. Они не содержат не то чтобы токсичных металлов – даже их примесей. У алюминиевого анода при равной массе с цинковым конкурентом электроотрицательный потенциал выше вдвое.

Тестирование выявило, что равный по весу цинковому протектор из алюминия работает в полтора раза дольше, и при этом не выделяет ядовитых веществ. Токсичность цинковых анодов – предмет внимания местного природоохранного законодательства, но им есть альтернативы, менее опасные для морских организмов. К примеру, в штате Мериленд цинковые протекторы уже запрещены, и законотворческие инициативы в других регионах постепенно движутся в этом же направлении.

Пресные и солоноватые воды

Капитаны малых судов, периодически плавающих то в соленой, то в пресной воде, просто не смогут обойтись без алюминиевых протекторов, поскольку цинк и близко к ним не стоял по эффективности работы в условиях смешанных слабосоленых вод (например, в устьях крупных рек, на Балтике). В пресной воде необходимо применять магниевые протекторы, другие металлы для анодов в этих условиях просто не работают.

Разработанные в последние годы, алюминиевые протекторы обретают все большую популярность и включены в списки поставляемых запчастей, одобренных к применению многими производителями судовой техники. Моторостроители в плановом порядке рекомендуют алюминиевые аноды для своих подвесников и откидных колонок, работающих в морской воде. Ничто не подвергается коррозии быстрее «ноги» подвесного мотора, лишенной протекторной защиты – при этом последствия коррозии для ее наиболее важных деталей неустранимы.

002

Рынок

На региональном уровне бескадмиевые алюминиевые протекторы продаются под именем «Martyr». Известны они также по бренду «Performance Metal», но в то же время они продаются и через сеть распространителей оригинальных запчастей для подвесных моторов Mercury, Yahama, Suzuki, и BRP, то есть под всеми наиболее влиятельными торговыми марками.

Некоторые важные моменты, которые стоит запомнить

Защитные аноды необходимо регулярно осматривать – слишком быстрый их расход, так же как и слишком медленный, свидетельствует о проблемах в протекторной защите. Медленное расходование анода может быть вызвано неправильной его установкой, в частности, отсутствием электрического контакта с защищаемой поверхностью, либо тем, что тип анода выбран неправильно. В пресной воде работают только магниевые аноды, алюминиевые подходят и для пресной, и для соленой, и для солоноватых вод.

Обязательно обрабатывайте места контакта протекторов наждачкой либо проволочной щеткой. Бронзовая проволока в щетке предпочтительнее стальной – она не оставляет частиц металла, под которыми начинается коррозия. Морские обрастания усиливают процесс коррозии – очистка от них мест контакта обязательна. Если протектор полностью растворился за сезон эксплуатации – значит, его размер недостаточен. Первое время необходимо поэкспериментировать с размером анода, особенно на гребных валах.

003

Протекторы можно менять и на плаву, но специалисты рекомендуют для этого поднять судно, чтобы как следует зачистить место контакта и правильно закрепить анод. Для наибольшей эффективности аноды должны располагаться непосредственно вблизи от защищаемой поверхности.

Для уверенной защиты аноды стоит подключать через контактные шины; предпочтительны большие сечения шин.

www.martyranodes.com

Историческая справка

Ученые знают о явлениях, происходящих между парами разнородных металлов, с середины XVIII века, по работам Луиджи Гальвани (1737–1798) и Алессандро Вольта (1745–1827), оба считаются основателями электрохимии.

Примерно в то же время Сэмюэл Пепис, секретарь британского Адмиралтейства, описал явление непонятной коррозии железа и мягкой стали в присутствии меди и бронзы. Эксперты не смогли тогда объяснить преждевременного появления дефектов, но казна понесла значительные убытки из-за слишком быстрого списания боевых кораблей вследствие потери крепежом прочности.

Ученые познали на опыте, что разные металлы обладают различными электрическими характеристиками и порождают ток как при непосредственном контакте, так и внутри любой электропроводящей среды, при этом один из них интенсивно корродирует. Это открытие привело к изобретению гальванического элемента, в котором металлы с существенно разными свойствами создают ЭДС величиной до 1.5 В.

004

«Шкала благородства»

В процессе взаимодействия один из металлов гальванической пары постепенно разрушается, тогда как другой, более благородный (термин, принятый для характеристики свойств металлов в ряду электрохимических потенциалов), остается невредимым. В судостроении любые пары из различных по свойствам металлов – источник проблем. Морская вода представляет собой прекрасный электролит, но даже и пресная вода обычно содержит достаточное количество примесей, чтобы процесс разрушения необратимо пошел.

Ряд электрохимических потенциалов был выстроен по измерениям ЭДС, развиваемой различными парами. Магний, цинк и алюминий находятся на «активной» его стороне, тогда как нержавеющая сталь, титан и графит – на менее активной, «благородной» стороне. Электрический потенциал наиболее высок между веществами, находящимися на противоположных концах ряда, но в любом случае ЭДС возникает между любыми двумя из них, даже соседями.

Роберт Буллер.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №235.

05.08.2013 Posted by | Ремонт яхт. | , , , , , | Оставьте комментарий

Подвесник на «водоизмещайке» или парусной яхте.

00 00Насколько решительно делится водоплавающее сообщество на сторонников моторного и парусного досуга, настолько же четко происходит деление водномоторников на убежденных сторонников подвесных и стационарных двигателей. Обсуждение вариантов оборудования двигательной установки на Интернет-форумах давно отнесено к тематике «священных войн», которые с разной степенью накала могут тянуться годами. Оставим разговоры о чисто эксплуатационных аспектах дилеммы «стационар-подвесник», таких как ресурс, доступность сервиса, компактность и защищенность конкретного исполнения энергетической установки. Обсудим эффективность самого принципа приведения в вижение судна с помощью высокооборотного агрегата-моноблока, чьи параметры достаточно жестко заданы заводскими конструкторами и каталогами поставляемых винтов.

Если принять, что эффективность подвесного мотора (ПМ) как движительного комплекса максимальна на легких глиссирующих лодках – КПД винта более 65%, и равна нулю в случае его работы в швартовном режиме, то в промежуток между этими крайностями попадает множество режимов движения судна, при которых КПД привода можно считать приемлемым с той или иной мерой допуска. Какой будет эта мера – зависит от разных соображений и конкретики задачи. Обсудим применимость ПМ в чисто водоизмещающем режиме движения, характерном для парусных яхт, шлюпок, баркасов.

ПМ компонуется на «чистокровном» водоизмещателе с ахтерштевнем не без трудностей. Для него оборудуют колодец с несущей переборкой либо выносной кронштейн, при этом приходится решать проблемы возможного заливания попутной волной, прохватов воздуха винтом при качке, мириться с повышенным расходом топлива. Тем не менее, самодеятельные конструкторы зачастую идут на установку ПМ на своих круизерах, поскольку это существенно проще и часто дешевле, чем оборудовать полноценный стационарный привод с дизелем.

001

В чем очевидный минус подвесника в нашем случае? Его редуктор и винт оптимизированы для применения преимущественно на быстроходных лодках. Передаточное число редуктора в зависимости от модели мотора находится в пределах 1.8–2.1, что при стандартных оборотах коленчатого вала 5200–6000 об/мин дает частоту вращения винта примерно вдвое выше, чем у сопоставимого стационара. Винты ПМ поставляются в нескольких типоразмерах, ограниченных конструкцией редуктора; стандартные диаметры – 8.75, 9.25, 10, 12, 14 дюймов (215, 230, 250, 300, 350 мм; на практике диаметр может немного отличаться от нормативного).

Противники подвесных моторов утверждают, что в случае установки на водоизмещающих лодках винт обычного, неспециализированного ПМ работает в режиме, далеком от оптимального, и его КПД получается ничтожным. Проверим, так ли это.

Идем от винта

Работа некавитирующего гребного винта полностью опиисывается серийными диаграммами K1 — /\ –(Справочник по малотоннажному судостроению под ред. Б. Г. Мордвинова, 1987 г., далее все ссылки – на него). Диаграмма (рис.1) представляет собой зависимость характеристики упора K1  от относительной поступи винта /\  = v/nD, где v – скорость потока на винте, n – частота вращения гребного вала об/с, D – диаметр винта, м. Именно величина поступи в наибольшей степени характеризует эффективность винта.

002

Для типичных трехлопастных винтов с дисковым отношением (ДО) около 0.5 наибольший теоретический КПД n=max) отмечается при /\ > 0.7. При уменьшении поступи по какой-либо из трех причин (скорость, диаметр, обороты) эффективность винта падает, причем более активно – в области малых значений . Не забудем учесть влияние среднестатистического корпуса: снижение скорости потока в винте на 15% и рост силы сопротивления за счет подсасывания потоком от винта на 17%.

Примем в качестве граничного значение КПД около 50%: с одной стороны, для получения более высокой его величины поступь винта необходимо увеличивать существенно, что сопряжено с конструктивными трудностями. С другой стороны, при такой норме эффективности уменьшение поступи, скажем, от ухудшившихся условий плавания, еще не приведет к сильному падению КПД – останется запас на компенсирующий рост упора. Обозначим характеристики наилучшего винта, имеющего принятый n=0.5 и попытаемся выяснить, каким требованиям должно удовлетворять водоизмещающее судно, чтобы работающий на него совместно с ПМ винт смог удержать заданный уровень эффективности.

Очевидно, это будет некоторое нижнее ограничение по ходовым качествам – для успешной работы ПМ судно должно быть достаточно легким на ходу. Насколько? Проведем оценочный расчет. Он будет приблизительным, не учитывающим многие факторы, способные повлиять на эффективность работы ПМ на борту водоизмещателя, но включающим основные присущие этим судам зависимости, и поэтому полезным для принятия решения о применении ПМ на тихоходном судне.

003

Режим 1: наилучший из компромиссных.

Сначала на диаграмме K1- /\  для трехлопастных винтов с ДО 0.5 выберем рабочую точку. Ей предпочтительно лежать на линии режимов, наиболее эффективных по оборотам, которая отмечена на диаграмме символами K’d .C учетом снижения КПД от влияния корпуса примем, что приемлемый для водоизмещателя трехлопастной винт имеет шаговое отношение H/D около 0.88 и поступь 0.495 при коэффициенте упора, равном 0,203 (точка 1 на рис.1). Вычислим развиваемый им упор и требуемую для вращения мощность при стандартных значениях диаметра. Для нахождения оптимальной  частоты вращения не хватает знания скорости движения судна. Ей надо задаться.

Известно, что для классического водоизмещающего корпуса существует предельная скорость движения, превышать которую приложением дополнительной мощности не имеет смысла – сопротивление движению начинает расти при этом очень быстро. Предел приходится на относительную скорость Fr = \/gL равную 0,35 – 0,4. Значит, можно сопоставить абсолютному значению предельной скорости (именно на этой скорости обычно и ходят водоизмещающие катера) соответствующую ему длину судна по ватерлинии L. Таким образом, для нескольких значений типовых диаметров по формулам справочника получаем обороты, упор и требуемую мощность в зависимости от заданной длины корпуса. Полученные зависимости приведены на рис. 2.

004

Как видно по результатам, область «компромиссных» оборотов для большинства типовых винтов приходится примерно на середину рабочего диапазона ПМ (2500–3500 об/мин при передаточном числе редуктора 1.85–2).  Это значит, что ПМ, располагающий максимальной мощностью примерно вдвое большей, чем требуется, при работе «вполгаза» может обеспечить заданную эффективность работы винта, если сопротивление движению не превысит расчетного значения упора. Винт диаметром 300 мм (12”)  заметно превосходит остальные по упору, но требует настолько же меньших оборотов при возросшей мощности, что создает трудности при подборе подходящей модели ПМ.

Режим 2: альтернативный.

Считается, что винт для ПМ, используемого на тихоходном судне, должен иметь малый шаг и малое H/D. Важно ли это в нашем случае? Переместим рабочую точку вдоль линии постоянного КПД, равного тем же 53% (ранее мы набросили 3% на ухудшение эффективности винта от влияния корпуса) с линии оптимальных оборотов вниз на линию H/D=0.75 (точка 2 на рис. 1). Такое шаговое отношение обычно имеют наиболее «легкие» винты ПМ, которые можно приобрести в магазинах. Поступь немного снизится, уменьшится и коэффициент упора.

Так как скорость и диаметр остались теми же, «легкий» винт потребует несколько более высокой частоты вращения, за счет ее упор несколько вырастет, примерно на 3%, на столько же возрастет и потребляемая мощность, но это, по-видимому, скажется на работе ПМ несущественно – ведь он выдает лишь половину своих возможностей. Делаем вывод: при работе ПМ на «компромиссных» оборотах шаговое отношение винта несущественно влияет на эффективность его работы на водоизмещающем корпусе. Чуть выше обороты – чуть выше расход топлива и выдаваемый упор, но это некритично для нашей задачи.

005

Режим 3: «кавалерийский».

Предположим, что у нас нет уверенности в достаточной ходкости нашего судна, и ради того, чтобы не приобретать более мощный мотор с увеличенным диаметром винта, мы поступимся 10% КПД  и поднимем крейсерские обороты. Здесь уместен «легкий» винт с H/D=0.75, рабочая точка которого перемещается влево, в сторону существенно более низких поступей, а обороты приближаются к типичным для подвесника (точка 3 на рис. 1). Упор вырастает в 1.8 раз, потребная мощность – более чем в 2 раза.

Конечно, ходить в таком режиме себе не пожелаешь – мотор гудит на полную, жжет топливо так же. Но, с другой стороны, если мы остаемся в границах режима движения при Fr<0.4, то падение КПД винта до 40% – не слишком тяжелый крест при использовании ПМ в качестве вспомогательного. Хуже то, что запас мощности при этом заметно снижается, и если внезапно задует напористый встречный ветер на пару с волной, то, возможно, планы путешествия в этом случае придется поменять.

«Съедобное–несъедобное»

Мы обозначили возможности подвесника при работе на условно-оптимальных оборотах в составе привода водоизмещающего судна. Подходим к наиболее важному моменту исследования: какое судно можно считать достаточно ходким для того, чтобы выполнилось условие «КПД 50%»?  Для этого необходимо произвести расчет сопротивления некоторого типичного корпуса в поставленных условиях и определить численное значение наиболее влияющих на ходкость его характеристик.

006

Задача, вообще говоря, дает неограниченное пространство решений, поэтому зададимся следующими вводными. Пусть корпус по своим параметрам соответствует моделям «Серии 63» Тейлоровского бассейна с удлинением L/B=3 при длине по ватерлинии от 5 до 8 м.  В качестве критического для ходкости параметра принято водоизмещение V, которое вычислялось по относительному L /V1/3 , принимающему значения в диапазоне 4,5 – 6,5; оно определяет величину остаточного сопротивления, к которому затем прибавлялось сопротивление трения, вычисленное стандартным методом, и сопротивление дейдвуда ПМ.

Смоченная поверхность оценивалась по формуле Тейлора как 3·\/LD Варьирование длины и водоизмещения дало однозначно определенную «поверхность возможных сопротивлений». Пересечение ее с плоскостями, соответствующими упорам стандартных винтов при различных длинах корпуса дают линии в координатах «длина-водоизмещение», по которым и можно судить о применимости ПМ на корпусах с конкретным соотношением длины и водоизмещения (рис. 3).

Каждая из линий, соответствующая винту с определенным диаметром, для граничного значения КПД делит область возможных сочетаний длины и водоизмещения на две части. Суда с L и V, которые попадают ниже линии данного винта, можно разогнать до предельной скорости при эффективности движителя не хуже заявленной. Те, что лежат выше линии – тяжелы на ходу, и винт ПМ не достигает заданного уровня эффективности.

Видно, что длинные суда, приводимые в движение ПМ, поставлены в более жесткие рамки по допускаемому водоизмещению, чем короткие. Например, чтобы достичь скорости 10–11 км/ч под подвесным мотором, сохраняя n =0.5, 5–6–метровая лодка под 6–8–сильным ПМ с винтом диаметром 8.5 дюйма должна иметь полное водоизмещение не выше примерно 500 кг. При условии установки мотора с винтом большого диаметра можно позволить себе превысить тонну в водоизмещении, но и это довольно жесткое требование для владельца круизного тихохода.

007

Ослабив же требования к эффективности винта, можно значительно расширить массогабаритные пределы применимости ПМ на водоизмещателе. Видно, что под 10–15–сильным мотором можно успешно гонять на предельной скорости полуторатонные корпуса, но уже на оборотах от 3500 об/мин. А под винтом диаметром 300 мм «на ура» пойдут и трехтонные парусные яхты, жаль только, что маломощные подвесники с винтами такого диаметра – большая редкость.

Нетрудно видеть, что в условиях нашей задачи для каждого из диаметров независимо от длины судна существует предел водоизмещения, переступать который не стоит ради сохранения заданного значения КПД. Можно «привязать» значение достижимого КПД к некоторому критерию, отражающему связь между диаметром винта ПМ и водоизмещением судна, например к соотношению D/V1/3 . Просле живается явно выраженное соответствие: для получения на винте обычного ПМ n=0.4 величина D/V1/3 должна быть не меньше 0.2, а для n=0.5 – не меньше 0.27.

Ситуация упрощается в случае применения ПМ с грузовым редуктором, передаточное число которого доходит до 2.5–2.9. Не обременяя владельца избыточным весом, такой двигатель крутит винт увеличенного диаметра, что значительно расширяет границы применимости подвесника.

Выводы

Как видим, рамки условий успеха подвесника на водоизмещающем корпусе довольно тесны. Но что бы ни говорили противники установки ПМ на тихоходные шлюпки обладающий двойным запасом мощности мотор способен и выдать достаточный упор, и иметь пропульсивный КПД не хуже иного «колхозного» стационара, а если он еще и четырехтактный, то окажется очень достойной альтернативой, легкой, компактной и не слишком шумной. Применение четырехлопастного винта вместо трехлопастного несколько поднимет упор.

Принципиально важно не превышать сопротивление движению. В случае тяжелого на ходу корпуса маленький винт ПМ может превратиться в «миксер», впустую сверлящий воду, поэтому для достижения достойного значения эффективности его работы необходимо ограничивать относительную нагрузку на винт, в частности, поддерживать максимальное соотношение между диаметром винта ПМ и водоизмещением вашего судна.

А. Д.

Источник:  «Катера и Яхты» ,  №236.

 

 

 

04.08.2013 Posted by | Вспомогательные моторы | , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Перспективен ли электропривод?

 

00 00

30 лет назад мне довелось пройтись на одной из первых «электролодок» по стаффордширскому каналу. Тогда это мне показалось последним словом техники, и я предположил, что в будущем подобные суда станут очень популярны. Внаши дни этого пока не случилось, однако вполне вероятно, что новейшие технологии скоро поспособствуют воплощению идеи прогулочного электросудна в жизнь. Конечно, понятие «практичность» зависит от личных требований конкретного пользователя. Самые современные электрические силовые установки плавно и бесшумно проработают как минимум два-три часа до того, как понадобится дозарядка, и этого может быть достаточно при кратковременной эксплуатации. Прогресс в конструкции аккумуляторов сделал их перезарядку возможной даже на борту компактного судна.

Вдобавок, появились пропульсивные системы, использующие электропривод только тогда, когда требуется бесшумность хода либо запрещено загрязнять окружающую среду выхлопом. Эти гибридные установки сочетают электромотор и дизельный двигатель, переключение между которыми происходит нажатием кнопки. Они схожи с автомобильными системами гибридного привода, за одним важным исключением: аккумуляторы автомобилей-гибридов дозаряжаются за счет энергии, выработанной генератором во время торможения и движения под гору, что немыслимо в море или озере.

Выходит, суда-гибриды не только не экономичнее обыкновенных – выхлопных газов они выбрасывают столько же. Фактически, такие системы привода требуют больше топлива, чем обычные двигатели внутреннего сгорания, т.к. даже при использовании электропривода дизельная часть установки все равно является основным устройством заряда аккумуляторов. Подзарядка от берегового источника теоретически экономит дизельное топливо, но продолжительность такого заряда очень невелика, после чего опять придется пустить в ход двигатель. Использование энергии солнца широкого применения пока не имеет, хотя пара экспериментальных судов уже ходит исключительно на солнечных батареях.

001

Третий способ применения электричества в море – использование генератора для получения энергии, напрямую сообщаемой главным электромоторам. Этот вариант наиболее эффективен и рационален для поддержания постоянной крейсерской скорости в дальних походах. В этом случае для сочетания двух систем привода возможна установка аккумуляторов.

У каждого из трех описанных методов электропривода есть преимущества и недостатки. Чисто электрическая система, использующая аккумуляторы в качестве источника питания и заряжаемая с берега – наиболее проста. Современные аккумуляторы, например литий-ионные, обладают зарядом, достаточным для плавания длительностью два-три часа. Это довольно старая технология, уже много лет используемая рыбаками в виде вспомогательных подвесных моторов. Современные глиссирующие катера, оборудованные такими системами привода, могут поддерживать максимальную скорость в течение примерно 20 минут, и еще остается запас, достаточный для последующего возвращения малым ходом.

002

В данном случае важен выбор мотора, стационарного или подвесного. Спортивный катер Bolt 18, выпускающийся компанией Fairlie Yachts, развивает скорость до 25 уз и приводится в движение 100-сильным электромотором, питающимся от литий-ионного аккумуляторного блока. Американская Regen Nautic, разработавшая систему привода для этого судна, также может предложить подвесной электромотор мощностью в 200 л.с. Норвежские РИБы Goldfish под 140-сильным подвесным электромотором летают со скоростью в 40 уз. Важнейшей задачей при проектировании таких судов является соразмерность веса аккумуляторов скоростному потенциалу, т.к. излишне тяжелое судно особо и не разгонится.

Автоматизация управления работой системы привода намного улучшает КПД двигателя. Такая система подаст сигнал о низком уровне заряда аккумулятора так же, как датчик топлива показал бы отсутствие солярки в баке обыкновенного катера. Электромотор может располагаться на корме судна как выше, так и ниже ватерлинии. Он может находиться в ступице винта или быть частью привода, где статор встроен в наружную поверхность туннеля винта. В этом случае винт «вывернутого наизнанку» мотора вообще не имеет ступицы.

003

004

Гибридные системы тоже используют компьютерные технологии для регулировки потребления электрического заряда. В этих «комбинированных» системах электромоторы исполняют роль генераторов при работе дизельного мотора. Поэтому, несмотря на то, что «гибрид» звучит экологически чище, на самом деле они выделяют больше выхлопных газов по сравнению с традиционными дизельными установками. Немаловажно и то, что гибридные установки дороже традиционных систем привода. При установке гибридной системы стоимость судна возрастает на 10%; кроме того, увеличивается и водоизмещение судна из-за добавочного веса аккумуляторов. Единственное преимущество гибридной системы – возможность бесшумной и безвыхлопной эксплуатации…

Слабые продажи гибридных судов у разных производителей объясняются, скорее всего, высокой стоимостью. Некоторые производители, например Steyr и Nanni, предлагают иное решение гибридной компоновки: электромотор/генератор устанавливается между двигателем и редуктором. Такая схема достаточно проста и удлиняет систему привода всего на 20 см. Переключение с дизельного мотора на электрический производится кнопкой. Компания Greenline подошла к вопросу о компоновке гибридной системы привода с другой стороны. Она комплектует судно 165-сильным дизельным двигателем Volkswagen с электромотором-генератором, установленным на карданный вал.

Такая чисто гибридная компоновка хорошо сочетается с конструкцией корпуса. Яхта развивает скорость в 15 уз на дизельном ходу и расходует всего 4 л/ч при скорости в 7 уз, что уже сравнимо с характеристиками традиционных яхт. В электрическом режиме судно приводится в движение электромотором мощностью 7 кВт. Уникальная черта Greenline в том, что на крыше рубки установлены солнечные батареи. Вырабатываемых ими 1.3 кВт электроэнергии достаточно для поддержания скорости в 3.5 уз. Чисто электрическое движение удобно в гаванях и на внутренних водных путях, и это может стать залогом существования данных широкопрофильных систем привода.

005

Пожалуй, самое эффективное решение – это система электропривода, где генератор подает напряжение прямо на электромотор, соединенный непосредственно с винтом, таким образом приводя судно в движение только за счет работы генератора. Такая система не бесшумна, но зато оказывается эффективнее альтернативных компоновок. Французская компания Rhea Marine производит 8-метровый катер, способный развивать скорость в 24 уз в дизель-электрическом режиме. Два 100-сильных электромотора достаточно компактны, а генератор можно расположить даже на палубе. Применение дизель-генератора выгоднее прямого дизельного привода, так как рабочий режим генератора можно оптимизировать. Вдобавок генератор может питать все электроприборы и бортовые системы. Само собой, желательно иметь и запасной генератор на случай поломки основного.

Компания Lagoon одной из первых установила электропривод на парусные катамараны. На этих судах электромоторы соединены напрямую с винтами в обоих корпусах. Электроэнергия вырабатывается за счет дизель-генератора, установленного в звуконепроницаемом контейнере в кокпите, а система передачи энергии от генератора к моторам управляется компьютером. Данная компоновка стоит примерно как два дизельных мотора при значительной экономии места и возможности расположения генератора практически где угодно.

006

В настоящий момент эволюция технологий электропривода, особенно в автомобильной индустрии, идет очень быстро. Литий-ионные аккумуляторы, схожие с батарейками для наручных часов, когда-то были предметами роскоши. Сегодня они намного доступнее, но все же стандартные свинцово-кислотные аккумуляторы дешевле. Другим фактором относительно высокой стоимости аккумуляторов является их недолговечность – придется заменять примерно каждые 6–7 лет.

Наряду с аккумуляторами существуют альтернативные накопители электроэнергии – суперконденсаторы. Эти приспособления используются на болидах «Формулы 1» (система аккумуляции кинетической энергии KERS). Суперконденсаторы намного легче и долговечнее аккумуляторов. На сегодняшний день они нашли применение только на электропаромах. Правда, запас хода на них невелик, всего полчаса. Зато зарядка суперконденсаторов достаточно проста и не требует много времени.

007

Вопреки мнению, что судовые электросистемы требуют напряжения от 12 до 24 вольт, сегодня на море применяют моторы на 400–500 В переменного тока. Достоинством применения высокого напряжения является высокая эффективность электромоторов, уменьшение потерь при сравнительной компактности установки. 400-вольтный электромотор производства немецкой компании Siemens развивает мощность 200 л.с. при длине 50 см и диаметре 20 см! Он намного компактнее дизельного двигателя равной мощности. Плюс к этому мотору не требуется мощной системы охлаждения. Конечно, как в любой электросистеме, здесь важны качество электропроводки и полная водонепроницаемость.

Некоторые производители, например компания Hydrosta из Дании, разрабатывают комбинированные электродвигательные установки. В такой системе, как и в системах Saildrive, работающий винт поворачивается вокруг вертикальной оси на 360°, сочетая таким образом функции рулевого управления и тяги.

Этот агрегат приводится в действие 100-сильным надпалубным электромотором, соединенным напрямую с винтом вертикальным валом. В итоге привод и управление осуществляются одним агрегатом, что позволяет контролировать направление и скорость с непревзойденной точностью.

008

Возможно ли сконструировать судно с электрическим приводом своими руками? Частному лицу, конечно же, не по плечу установка высоковольтной системы привода, это требует участия квалифицированных специалистов по электродвигателям и электропроводке. Иначе обстоит дело с системами низкого напряжения. Голландская компания Mastervolt продает несколько моделей систем электропривода для малых судов, установить которые можно в частном порядке.

Дизельные моторы применяются в судостроении уже многие годы. Когда-то я работал на судне с дизель-электрическим приводом, спущенном на воду в 1934 году. На этом судне четыре генератора питали два электромотора. Несмотря на мнение, что системы «чистого» электропривода «зеленее» традиционных моторов, мне кажется, что в будущем появятся системы дизель-электрического привода судов с пониженным выбросом выхлопных газов. Электропривод – развивающаяся отрасль, так что его потенциал в будущем.

Дэг Пайк. Перевод Глеба Таптыгова.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №243.

02.08.2013 Posted by | Вспомогательные моторы | , , , , , | 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