Домашняя яхт-верфь.

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

«MILONGA» — крейсер из стали.

oceanis48 - 001

С возрастом многие возвращаются к юношеским мечтам о дальних странствиях, южных морях, больших рыбах и островах в океане… Обыденная суета, деньги и амбиции отступают на второй план и уже не кажутся достойной целью для оставшегося непродолжительного кипения. Если это про вас – не теряйте времени, начинайте искать лодку. На рынке огромное количество новых и подержанных яхт, большинство из них будут отлично смотреться в гавани клуба, но что преподнесут они владельцу, случись попасть в серьезную переделку? Постоянный интерес искушенных моряков к яхтам с металлическим корпусом вполне закономерен.

Этим летом судостроительная компания «Амета» спустила стальную крейсерскую яхту по проекту Forna 37 известного голландского дизайн-бюро Van de Stadt. Для всех работ этого бюро характерны сдержанный стиль, позволяющий судну долгие годы сохранять актуальность дизайна, а также гарантированные мореходные и скоростные качества.

002

Приобретенный компанией проект допускал выбор между стальным или алюминиевым вариантами корпуса. Сталь имела множество аргументов в свою пользу, но смущали традиционные стереотипы и представления о медленном и тяжелом крейсере. Однако мы доверились голландскому опыту стального судостроения, и результаты превзошли все ожидания – уже в первый сезон после спуска яхты мы одержали победу в самой штормовой гонке «Гогланд-Рейс 2013»! Даже в слабые ветра лодка неплохо идет практически на всех курсах, а дополнительный бушприт и огромный топовый ричер вызывают приятное внимание соперников.

При этом на яхте далеко не аскетичный комфорт. Полный навигационный комплекс, газовая плита с духовкой, холодильник на 90 л, горячая вода, обогреватель на дизельном топливе, телевизор (он же монитор компьютера), микроволновая печь с грилем и даже специальный морской барбекю! Двигатель Lombardini LDW 1404 M объемом 1.4 л и мощностью 40 л.с. снабжен фирменной системой теплообмена для бойлера горячей воды. Мощный инвертор позволяет не только заряжать несколько групп аккумуляторов, но и обеспечивает напряжением 220 В.

003

004

Все антенны, включая радар, удобно размещены на тарге, которая одновременно выполняет функцию шлюпбалки для надувного тендера. Крепление радара в специально разработанном самовыравнивающемся подвесе обеспечивает горизонтальное рабочее положение антенны при любом крене яхты.

Палуба выполнена из натурального тика – идеального антискользящего покрытия, она не раскаляется на солнце и поддерживает добротную подпалубную теплоизоляцию из полиуретана, а также являет собой предмет законной и неоспоримой гордости владельца. Мебель из ценных пород дерева гармонично дополняет представление о яхте «не на один день».

005

Своим исполнением и проявленными качествами лодка вызвала заслуженный интерес со стороны многих опытных яхтсменов, свидетельствующий о значительных перспекивах строительства подобных металлических яхт у нас в России.

Александр Богдашевский, инженер-кораблестроитель.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №246.

Реклама

29.01.2014 Posted by | сталь | , , , , | Оставьте комментарий

Алюминий и парус – перспективы применения алюминия в яхтостроении.

 13925 - 001

Наши яхтсмены пока имели мало случаев познакомиться с алюминием на практике. Кроме как для изготовления рангоута на крупных крейсерских яхтах («Хортица», «Антарктика»), этот материал в отечественном парусном судостроении до сих пор применения не находил. Но если вы посмотрите на последнюю страницу обложки, то увидите там фотографию судна, полностью сделанного из алюминиево — магниевого сплава. Это парусный катамаран, построенный киевлянами. Другой катамаран примерно тех же размерений (15,5X5,7X0,7 м) и из того же материала спроектирован в Ленинграде. Чем же в обоих случаях  привлек судостроителей легкий сплав?

Прежде всего тем, что он легкий! Большая часть корпусных конструкций, как известно, рассчитывается для работы на изгиб. Прочность таких конструкций характеризуется коэффициентом жесткости Е I, т. е. произведением модуля нормальной упругости Е на момент инерции сечения I. У стали E = 20000, а у алюминиево-магниевых сплавов 7000 кг/мм2. Если учесть, что момент инерции пропорционален толщине сечения в третьей степени, то нетрудно подсчитать, что, например, при замене 3-миллиметровой стальной обшивки равнопрочной из легкого сплава толщина ее б, определенная из пропорции

20000 /7000   = б3/33

должна быть увеличена до 4,25 мм. Однако в связи с тем, что удельный вес наиболее распространенных в судостроении алюминиево — магниевых сплавов, например, АМг-5В, равен всего 2,65 г/см3, т. е. в три раза меньше, чем стали, получится выигрыш в весе корпуса около 50%.

d18 - 002 В действительности же этот выигрыш будет еще больше, так как минимальная толщина обшивки стальных яхт, определяемая с учетом технологических требований и потерь на коррозию, всегда берется больше, чем это необходимо для обеспечения прочности, а при постройке судов из алюминиевого сплава такого значительного завышения толщины не требуется.  Например, стальная обшивка 24-тонной «Хортицы», построенной в Ленинграде, имеет толщину 4 мм, хотя по расчету прочности получалась гораздо меньшая величина; такая же обшивка и у крейсерской яхты водоизмещением 16,8 т, построенной в Мариуполе.

В то же время более крупная американская 21-тонная яхта «Ондин» (рис. 1) имеет обшивку из легких сплавов примерно такой  же толщины (4,76 мм) и ясно, что ее корпус намного легче стального. О том, какое значение имеет снижение веса для катамаранов, неоднократно говорилось в сборнике (напомним, что все попытки построить суда этого типа из стали кончались полной неудачей). Но вес имеет немаловажное значение и для яхт классической конструкции, точнее, даже не вес, а его распределение по высоте судна.

 

003

Применение алюминия для набора и обшивки корпуса дает возможность, сконцентрировав значительную часть нагрузки в фальшкиле и облегчив конструкции выше ватерлинии, значительно повысить остойчивость яхты, а следовательно, увеличить площадь парусности и эффективность работы ее парусного вооружения. Например, палуба 22-метровой американской яхты «Киалоа-II», изготовленная из алюминиевых панелей, в пять раз легче деревянной. Толщина алюминиевой обшивки на этой яхте уменьшается от         13 мм у киля до 6,4 мм в районе скулы и борта, что также снижает вес надводной части корпуса.

На новом судне Эрика Табарли «Пан Дюик III» первой французской яхте из легких сплавов — уменьшение веса основных корпусных конструкций позволило установить фальшкиль весом 7280 кг, что составляет 58% от водоизмещения яхты порожнем. Для сравнения напомним, что на обычной деревянной крейсерской яхте вес фальшкиля, как правило, не превышает 45% водоизмещения.  Э. Табарли построил свою новую яхту специально для очередной трансатлантичеекой гонки яхт — одиночек, которая состоится в 1968 г.

004

Основные данные «Пан Дюик III»: длина наибольшая 17,45 м; длина по КВЛ 13 м; ширина 4,20 м; осадка 2,75 м; полное водоизмещение 13,4т. Парусность: грот 32 м2, стаксель 36 м2, генуэзский стаксель 80 м2. Макет  «Пан Дюик III» экспонировался во французском павильоне на международной выставке 1967 г. в Монреале. Конструкция яхты Табарли представляет особый интерес в связи с тем, что авторы проекта сумели создать судно с хорошими ходовыми  качествами и мореходностью и в то же время достаточно простое для постройки.

Наибольшую сложность при изготовлении корпусов из легкого сплава представляет сварка тонких листов обшивки. Чтобы избежать сварочных деформаций, необходимо применять специальные приспособления, сложность, а следовательно, и стоимость которых зависит как от размеров корпуса, так и от сложности его обводов. При малосерийной и, тем более, единичной постройке изготовление таких приспособлений значительно повышает стоимость судна.

005

Достаточно взглянуть на набор «Киалоа-II» (рис. 2), чтобы получить представление о том, каких трудов стоило обшить его тонкими алюминиевыми листами, избежав при этом появления поперечных деформаций в местах соединения обшивки с многочисленными легкими шпангоутами. Ведь нередко, взглянув даже на стальную сварную яхту, можно с легкостью «пересчитать ее шпангоуты» — так сильно покоробились листы обшивки между поперечным  набором. Можно представить, какое большое сопротивление движению яхты оказывают эти деформации, ориентированные поперек обтекающего корпус потока (особенно по сравнению с идеально гладким днищем деревянной яхты),

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

006

Применение такой продольной системы дало возможность, уменьшив число деталей набора до минимума, значительно упростить постройку яхты и обеспечить уменьшение деформаций за счет уменьшения протяженности сварных швов. Кроме того, места возникновения сварочных деформаций получились ориентированными в основном вдоль корпуса, что меньше отражается на ходовых качествах яхты. Важно отметить и то, что принятая двухскулая форма обводов яхты позволила резко уменьшить объем гибки: по существу, сложную форму, требующую гибки, имеет только один пояс, по верхней скуле, получивший название «банан».

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

007

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

У нас нет опыта постройки яхт из алюминия, поэтому трудно с достаточной достоверностью судить о том насколько они будут дороже, чем стальные или деревянные. Предварительные расчеты показали, что вес голого алюминиевого корпуса катамарана, спроектированного ленинградцами, составит около 2,5 т  (стальной весил бы 3,25 т), а стоить он будет примерно на 2000 руб. дороже стального, считая стоимость 1 кг стали 9 коп., а алюминиево — магниевого сплава 90 коп. В общей стоимости катамарана сумма эта составит всего около 5% (кстати, эта разница может быть реализована по окончании жизни яхты—при продаже ее на слом).

008

Нередко высказываются опасения, что легкие сплавы в морской воде будут интенсивно разрушаться коррозией. Это мнение легко опррвергнуть сведениями об эксплуатации уже упоминавшейся «Ондин». За семь лет, прошедших со дня окончания ее постройки, яхта прошла около 10000 морских миль, несколько раз пересекала Тихий океан, участвовала в 60 крейсерских гонках (в шести гонках «Ондин» приходила к финишу первой, 26 раз занимала первое место среди яхт своего класса). И за все это время не потребовалось ни одного серьезного ремонта: обшивка яхты отлично выдержала испытание в наиболее агрессивных, с точки зрения коррозии, тропических водах океана.

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

61_02_009

Незначительные коррозионные разрушения были обнаружены у краев отверстий под четырьмя заклепками. После ремонта корпус покрыли грунтом на виниловой основе и необрастающей краской. В таком виде он благополучно эксплуатируется по сей день.

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

Цинк   ……………………………       — 300

Алюминиево-магниевый   сплав     0

Сталь   или   чугун       …………    + 150

Свинец     ………………………….    + 250

Медь       …………………………..    + 500

Нержавеющая сталь ………….     + 850

Напомним, что при контакте всегда разрушается металл с более  низким потенциалом. Чтобы избежать непосредственного контакта алюминия с металлами, имеющими положительный потенциал, необходимо использовать различные изолирующие прокладки, чаще всего резиновые или пластмассовые (тиоколовые, полиизобутилен), и мастики (битумные). Например, на «Виндкол» свинцовый балластный киль изолирован от корпуса неопреновой прокладкой, а килевые болты снабжены феноловыми шайбами. Валопровод вспомогательного двигателя установлен в дейдвудной трубе из легкого сплава на резиновых подшипниках, а бронзовые сальники изолированы резиновыми трубками. Бронзовый приемник забортной воды крепится к корпусу на подушке из твердого дерева.

6864_ 0010

Сложнее обстоит дело с защитой корпуса от электрохимической коррозии, когда из активного металла изготовлены детали, расположенные снаружи подводной части судна, например, гребной винт, Прежде всего, конечно, нужно по возможности уменьшить количество таких деталей (гребной винт, кстати, может быть изготовлен из стеклопластика). Хороший эффект дает также анодная защита, которая заключается в установке в районе опасного места сменной пластинки (протектора) из материала, имеющего более низкую полярность, чем алюминий, например из цинка или магния; при эксплуатации яхты протектор разрушается, защищая от разрушений обшивку. На «Виндкол» такая пластинка была установлена у гребного винта на ахтерштевне.

Опасности коррозионных разрушений в не меньшей мере подвергаются и конструкции, непосредственно не соприкасающиеся с морской водой, например, мачты. Влажный воздух и тепло солнечных лучей создают благоприятную атмосферу для окислительных и электрохимических процессов. Длительная эксплуатация неокрашенных алюминиевых мачт показала, что со временем на их поверхности появляются точечные (питтинговые) коррозионные язвы. По этой причине через несколько лет плавания мачту на «Виндкол» окрасили так же, как и корпус.

В отечественном судостроении богатый опыт защиты конструкций из легких сплавов получен в связи с постройкой и эксплуатацией спасательных шлюпок и катеров и особенно — надстроек пассажирских теплоходов типа «Киргизстан». Надстройки этих судов из сплавов АМг-5В и АМг-6 покрыты фосфатирующими грунтами типа ВЛ-02, ВЛ-03 и др., которые создают прочную защитную оксидную пленку. Как показал осмотр, проведенный спустя три года после спуска на воду головного судна, на надстройках и шлюпках грунт и краска сохранили хорошее сцепление с металлом и надежно защитили его от коррозии.

Есть все основания считать, что постройка парусных яхт из легких сплавов имеет в нашей стране реальную перспективу. Естественно, этот материал, как и любой другой, не может быть рекомендован во всех случаях. По нашему мнению, алюминий наиболее целесообразно применять для постройки яхт тех же размеров, что и из стали  т. е. водоизмещением более 8—10 т (именно поэтому в статье алюминиевые корпуса рассматривались прежде всего в сравнении со стальными). Для небольших крейсеров пока наиболее подходящим материалом остается дерево (при небольшой серийности), а наиболее перспективным — пластик (при крупносерийном производстве).

Постройка алюминиевых яхт в настоящее время под силу только крупным заводским коллективам яхтсменов на предприятиях, располагающих необходимыми оборудованием, оснасткой, а главное опытом работы е легкими сплавами. Редакция, со своей стороны, готова оказать заинтересованным организациям помощь в разработке проектов алюминиевых судов, в частности — предоставить чертежи эскизной проработки и расчетные данные 6-тонного крейсерского катамарана из легких сплавов.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №12.

 

 

09.11.2013 Posted by | легкие сплавы | , , , , , , | Оставьте комментарий

«Фрам» — Колина Арчера.

 big.photo - 0012

В статье о норвежском строителе малых судов и яхт Колине Арчере (см. «КЯ» № 53), к сожалению, не упомянуто о том, что он обессмертил свое имя, сконструировав и построив знаменитый «Фрам», на котором совершали свои полярные экспедиции Ф. Нансен и Р. Амундсен. Думаю, что этот пробел существен. Об Арчере тепло упоминает, описывая свое судно, сам Нансен в книге «В стране льда и ночи», переведенной на русский язык с норвежского еще в 1397 г. Из этой книги и позаимствовано приводимое ниже (в сокращении) описание легендарного «Фрама».

Л, Н. Брянский

ColinArcher 001

В известном норвежском кораблестроителе Колине Арчере я нашел человека, который вполне понял предложенную ему мною задачу и посвятил этой работе всю свою энергию, предусмотрительность и редкую тщатеяьность работы. И тем, что наше путешествие окончилось благополучно, мы в немалой степени обязаны этому человеку. Один чертеж за другим составлял Арчер, и модель за моделью утверждалась и опять отвергалась. Все вовые улучшения и изменения. Форму, на которой мы, наконец, остановились, быть может, многие находят некрасивой, но что она хороша и целесообразна, это, мне кажется, доказано нашим путешествием. Главным образом мы имели в виду дать судну такие стены, которые позволяли бы судну подняться при давлении льда, а не быть раздавленным льдинами.

Fram_Bergen_  002

0013

Колин Арчер был прав, когда в одной статье выразился следующим образом: «Если подумать о том, что, так сказать, является основной идеей плана полярного путешествия д-ра Нансена, то легко видеть, что судно, построенное исключительно с одной этой целью, должно существенным образом отличаться от всех доселе построенных судов». При постройке судна рассчитывалось не столько на его скорость и ходкость под парусами, сколько на то, чтоб оно представляло верное и теплое место убежища во время переноса экспедиции льдами.

400px-Frampr - 003

Fram_ruderbla - 004

Fram_ruderanl - 005

Все клонилось к тому, чтобы «судно, гладкое как угорь, выскользнуло из ледяных объятий». Корпус снабжен был и спереди и с кормы острыми штевнями и своей формой напоминал немного лоцманскую лодку. Главнейшие размеры судна были следующие: длина по килю 31 м, по ватерлинии 34,5 м, по штевням у палубы 39 и; ширина по ватерлинии без «ледяной обшивки» 10,4 м, наибольшая без «ледяной обшивки» 11 м; высота внутри 5,25 м. Вместимость (водоизмещение — Л. Б.) при осадке в 4,75 м — 800 т; оно имело тогда свободный борт около 1 м.

800px-Fram_  006

800px-Fram_ 007

800px-Fram_ - 008

800px-Fram_ - 009

800px-Fram_ - 0010

По расчету корпус с наполненными котлами весил 420 т; следовательно, оставалось еще 380 т для угля и другого груза. Кроме необходимого провианта для собак и людей более чем на 5 лет, мы могли взять угля в количестве, нужном для полного хода машины в течение 4 месяцев, что было более чем достаточно.  «Фрам» по предложению капитана Свердрупа был оснащен как трехмачтовая «forе – аnd — аft» шхуна. Кроме обыкновенных косых парусов у нас были на фок — мачте две свободные реи для четырехугольного паруса и для топселя.

2009-05-  0011

Мачты судна были довольно высоки и толсты. Средняя была высотою в 24,5 м; грот — стеньга была 15,5 м и сторожевая бочка на верхушке была помещена на высоте приблизительно 32 м. Общая поверхность парусов составляла около 600 кв. м.  Машина была в 220 индикаторных лошаднных сил и могла при тихой погоде с легким грузом развивать скорость в 6—7 миль. Винты, которых мы имели два запасных, были двулопастные и сделаны из литого железа.

Фритьоф Нансен.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №65.

03.11.2013 Posted by | Путешествия. | , , , , | Оставьте комментарий

Стеклопластик в нашем малом судостроении. Часть2.

00 00

Как отмечалось, влага вообще отрицательно влияет на свойства стеклопла­стиков, поэтому конструкционные стекломатериалы всегда аппретируют — покрывают гидрофобным составом, отталкива­ющим влагу и способствующим лучшей адгезии полиэфирного связующего к поверхности стекла. Часто в руки любителей попадают изоляци­онные стеклоткани, которые обработаны не гидрофобным конструкционным, а парафино­вым или крахмально — масляным аппретом. Та­кая обработка, напротив, вредит прочности стеклопластика, поэтому изоляционные тка­ни пригодны для применения только после их предварительного отжига с помощью электронагревателя или над пламенем горелки. Taк как отожженные волокна имеют пониженную адгезию к связующему и более склонны к осмосу, они должны применяться совместно с эпоксидной смолой.

Стекломатериалы поставляются в следую­щих видах:

ровинг — это наиболее простая форма по­ставки; представляет собой непрерывный жгут из параллельных стекловолокон, смотан­ный в шпулю. Может иметь различную толщи­ну, определяемую числом сложений (обычно от 3 до 150). что дает значение погонного веса 300 — 4300 текс (г/км);

ткани; различаются по толщине нити и спо­собу переплетения; их поверхностей плотность составляет от 200 до 1600 г/м. Широко известна отечественная стеклоткань Т11 или Т12) с аппретом ГВС-9. Она имеет сатиновое переплетение 8/3. легко принимает сложные (формы и при правильной пропитке обеспечи­вает высокую прочность готового стеклопла­стика. Ткани более жесткого полотняного переплетения называются стеклосетками и стеклорогожами. Сетку с ее тонкой структурой используют для наружных слоев пластика. Рогожа изготавливается из ровинга, имеет вы­сокую прочность и жесткость и обычно приме­няется для армирования сильнонагруженных участков корпуса судна не слишком сложной формы. Большинство тканей равнопрочны в обоих направлениях — и по основе, и по утку, но встречаются и однонаправленные жгутовые ткани, подходящие для элементов судового набора;

маты (холсты) образованы ненаправлен­ным переплетением коротких отрезков стекло­нитей. Чтобы нити не рассыпались, их склеи­вают аппретирующей эмульсией, которая растворяется в процессе пропитки стекломата  связующим. Кроме эмульсионной существу­ет порошковая связка нитей, заключающая­ся в том, что связывающий аппрет концентрируется только в точках пересечения нитей между собой. Стекломат выпускается с различной поверхностной плотностью — от 225 до 900 г/м2. Армированный матом стеклопластик получается существенно менее жестким и прочным по сравнению с армированным тка­нью вследствие хаотичного расположения волокон и худшего соотношения стекло/связую­щее, и все же он наиболее популярен а конструкциях малых судов благодаря своей технологичности: мат легко пропитывается смолой, может принимать сложные формы и позволяет быстро набрать толщину изделия;

прочие разновидности стекломатериа­лов. Для конкретных технологических усло­вий выпускаются другие формы материалов: лента (тесьма), а также комбинированные маты образованные проклеенными либо про­шитыми слоями простых тканей и матов. Ком­бинированные материалы позволяют сэконо­мить время на раскрое; при этом слои заранее могут быть ориентированы оптимальным для прочности образом. Стоимость стекломатериалов зависит от предприятия — изготовителя и составляет 3 — 4 долл,/кг.

001

Углеволокно. При всех своих достоинствах стеклопластик в составе корпуса судна проиг­рывает металлам по жесткости. В случаях, когда соотношение жесткость/масса являет­ся определяющим параметром, могут быть использованы углеродные волокна. Их модуль упругости в три раза выше, чем у стекловолок­на. Применение углеволокна относится к сфере высоких технологий, требует особой тща­тельности в подборе типа и количества связующего; кроме того, угольное волокно на порядок дороже стеклянного, поэтому приме­нение углепластиков в судостроении до сих пор ограничивалось экспериментальными и спортивными образцами.

Арамиды. Несколько менее дорогостоя­щую альтернативу углеволокну в случаях, ког­да вес конструкции является критическим па­раметром, составляют арамидные волокна и ткани, более известные под названием «Кев­лар» или СВМ — армированный кевларом ком­позит на треть легче стеклопластика, прочнее его при растяжении и изгибе, но проигрыва­ет при сжимающий нагрузке, в качестве свя­зующего для арамидов лучше использовать эпоксидвинилэфирные смолы. Высокомодульиые волокна могут быть также скомбинированы с обычными стеклотканями, что улучшает механические свойства последних,

Заполнители. Трехслойные конструкции заняли в малом судостроении достойное мес­то благодаря присущей им высокой жесткос­ти, хорошим тепло – и звуко — изолирующим свой­ствам, возможности повышения запаса аварийной плавучести. По существу, комбина­ция двух слоев прочного материала, между ко­торыми помещен легкий малонагруженный за­полнитель, представляет собой отдельный тип композита, к совместимости компонентов ко­торого должны быть предъявлены особо жест­кие требования.

Фирмы — поставщики предла­гают разнообразные виды трехслойных заполнителей, надежность работы которых в составе полиэфирного ламината подтвержде­на опытом успешной эксплуатации изготов­ленных с их применением конструкций. Заполнители можно условно разделить на две технологически различные группы; гото­вые пластины (плиты) фиксированной толщи­ны и полуфабрикаты, образующие средний слой непосредственно в процессе формова­ния изделия.

002

К первой группе относятся следующие ма­териалы:

листы поливинилхлоридного или поли­уретанового пенопласта, имеющие толщину от 5 до 80 мм и плотность 40 — 200 кг/м3. Для выкладки сферических поверхностей применяются плиты, прорезанные в перпен­дикулярных направлениях и наклеенные для прочности на неплотную ткань. Существуют огнестойкие модификации;

бальзовые пластины, нарезанные попе­рек волокон. Этот заполнитель успешно ис­пользуется на протяжении многих лет (не­смотря на конкуренцию со стороны более долговечных и дешевых пенопластов] прежде всего благодаря своим прекрасным механи­ческим свойствам при более чем умеренной плотности 95 — 250 кг/м3 Разумеется, чаще его используют в тех странах, где бальза не считается экзотической древесиной.

Качество трехслойного пластика, изготов­ленного с применением жесткого заполните­ля, зависит прежде всего от качества склейки пары заполнитель — ламинат, поэтому здесь необходимо применение специальных клеев и приложение давления на время отвержде­ния клея. Кроме того, подкрепляемая поверх­ность должна быть по возможности прямой, без сломов и зигов, иначе придется заниматься трудоемким раскроем, подгонкой и разделкой кромок пластин заполнителя. Эта трудности значительно легче преодо­левают материалы второй группы. Из них при­меняются:

пасты, приготовленные на основе поли­эфирного либо другого связующего с хоро­шей адгезией к ламинату; в них подмешива­ет снижающие плотность добавки — полые стеклянные микросферы, бальзовую крошку.

специальный синтетический мат,  известный у нас под торговым названием «По­ликор». Разработан в Японии группой «U-Pica». В его структуру, образованную полиэфирны­ми нитями, включены стеклянные микросферы, но в отличие от пасты он пропитывается тем же связующим, что и несущие крайние слои. После пропитки плотность заполнителя составляет 600 — 800 кг/м3.  Сухой мат имеет заданную толщину 1 — 5 мм, остающуюся; не­изменной после пропитай, и фактически объединяет некоторые особенности пенопластов и паст. Прочность спаев, образованных  поликор — матом. относительно невелика, по­этому при больших толшинах конструкции они должны перекрываться промежуточными слоями стекломата.

003

Клеящие пасты, как правило, конструкция пластикового судна включает две секции или более, соединенные по линии борта, на стрингерах или переборках и т.д. От качества склейки секций зависит прочность и долговечность судна в целом. Здесь особенно ва­жен системный подход к подбору материалов корпуса и клея, потому что один и тот же кле­ящий компаунд будет вести себя по — разному на ламинатах с разными связующими основами. Принципиальная разница такова: эпок­сидные смолы в присутствии кислорода воз­духа полимеризуются активнее , тогда как полиэфирные, напротив, замедляют отверж­дение на воздухе.

Открытая поверхность эпоксидного пластика полностью полимерызуетея и покрывается слоем аминов, препятствующнх качественной приклейке к ней эле­ментов набора, по этому  место склейки должно быть зачищено механическим  путем: эпоксидный же клей реагирует с ним так же  как с любой другой инертной поверхностью. Открытая поверхность обычного полиэфирно­го ламината сохраняет «незакрытые» свобод­ные радикалы полимерных цепочек в течение приблизительно двух суток, поэтому однород­ные приформовки и клеевые составы способ­ны с ними взаимодействовать на химическом уровне, образуй монолитные соединения. Компании — поставщики предлагают клея­щие пасты (филеры) под разными торговыми марками, но сохраняется общее деление их на составы для склеивания готового ламината и составы для приклейки к ламинату деревянных / пенолластовых деталей конструкции.

Декоративы, Декоративные составы (гелькоуты или, проще, гели), которыми покрывают внутренние и внешние поверхности пластико­вых изделий, выполняют несколько важных функций. Во — первых, в декоративный состав вводится краситель, возможно, и другой улучшающий внешний вид компонент, такой, как алюминиевая пудра или маленькие цветные блестки. Во — вторых, гель содержит различные дорогостоящие добавки, увеличивающие стойкость и долговечность нижерасположенных слоев полиэфира под влиянием о кружающей среды с ее ультрафиолетовым излучением, влагой, кислотно — щелочным и абразивным воздействием. В — третьих, гель пресекает вы­ход стирола из отвержденного ппастка, улуч­шая его экологические показатели. Наконец, декоративное покрытие можно отполировать до зеркального блеска, что улучшает внешний вид судна и снижает его сопротивление движе­нию. Полировка рабочей поверхности матриц существенно облегчает процесс съема с них готовых изделий и упрощает контроль их формы. Расход декоратива составляет 0.5 — 0.6 кг на 1 м2 площади матрицы.

004

Производимые декоративы обычно пози­ционируются следующим образом:

■                 гель обычного качества, удовлетвори­тельно отвечающий всему комплексу пере­численных требований; его цена в зависимо­сти от цвета — 5 — б долл./кг;

■                 гель повышенного качества, особо стой­кий к внешним воздействиям, включая абра­зивный износ и открытое пламя; дороже обыч­ного примерно на 10%;

■                 ремонтный гель, легче поддающийся руч­ному нанесению и механической обработке;

■                 матричный гель для покрытия; рабочих по­верхностей оснастки; отличается повышен­ной твердостью и имеет темный цвет, облегчающий обнаружение дефектов; он почти вдвое дороже обычного;

■                 гель для внутренних поверхностей изде­лий (топкоут); образует грязеводоотталкивающую пленку и эффективно препятствует выходу стирола из ламината. Его стоимость не превышает стоимости обычного геля.

Большинство гелей имеют модификации для ручного и машинного нанесений. Их цвета соответствуют международному стандарту RAL, насчитывающему сотни и тысячи оттен­ков, причем на химических заводах произво­дят декоративы только основных цветов, а их оттенки получаются добавлением котировоч­ных паст по задаваемой компьютером рецеп­туре непосредственно у авторизованного продавца.

Вспомогательные материалы и оборудо­вание. У комплексного поставщика можно приобрести множество необходимых и про­сто полезных в производстве продуктов и расходных инструментов, таких, как:

  катализаторы (отвердители). Для эпоксидных смол это обычно полиатиленполиамин (ПЗПА),  для полиэфирных и эпоксивинилэфирных — перекись метилэтилкетона (ПМЭК).  Для работы с различными полиэфирами и по разным технологиям обычно пред­лагается гамма катализаторов, отличающихся степенью активности и агрегатным состоянием;

005

—  Вещества, модифицирующие свойства смол. Это разбавители — стирол, ацетон; пластификаторы; ускорители и замедлители процесса отверждения; тиксотропные добав­ки — аэросил, микросферы и т.п. Использо­вать катализаторы и модификаторы необхо­димо строго по инструкциям поставщика, иначе качество связующего может стать непредсказуемым;

■                 Материалы для обслуживания техноло­гической оснастки — разделительный воск для рабочих матриц (обычный либо высокотемпературный); разделители для новой ос­настки; полировочные пасты и полировочные круги;

—  Быстроизнашивающиеся инструменты, используемые при ручной формовке для пропитки и прикатки армирующего волокна — кисти, пропиточные и прикаточные валики различных размеров и формы, а также толщи­номерные калибры для гелевых пленок;

■                 Специализированные средства индиви­дуальной защиты — комбинезоны, респира­торы, сапоги и перчатки.

Зачастую поставщики материалов предла­гают и более дорогое оборудование для реа­лизации наиболее высокопроизводительных процессов. Опыт показывает, что современное налаженное стеклопластиковое произ­водство уже не может обойтись без использования некоторых машин, еще недавно казавшихся атрибутами «хай – тека», таких, как аппликаторы или дозаторы пенополуретана.

ТЕХНОЛОГИИ.  За полевка развития композитных пластиков сделан огромный шаг в направлении сниже­ния себестоимости, улучшения потребитель­ских свойств и экологической чистоты готовой продукции. Тем не менее все основные технологии, используемые в производстве армированных пластиков для судостроения, сложи­лись еще в 40 — 60-х гг.

Контактное формование. Многие массово выпускаемые изделия, такие, как удилища, лыжные папки, цилиндрические резервуары, производят на полностью или частично авто­матизированных линиях. Пластиковое судостроение остается одной из немногих отрас­лей, где большие объемы продукции производят самым простым, давно отработанным и требующим наименьших капитало­вложений методом — прямым контактным формованием в открытых матрицах.

006

Вкратце суть процесса такова. Подлежащее тиражированию изделие выполняется на легкообрабатываемого материала — дерева, пе­нопласта, модельной пасты, затем с него делают первый и обычно единственный съем негативной черновой матрицы, поверхность матрицы доводится до приемлемого для пересъема качества, и далее по ней формуется мастер -модель (она же — фальшизделие). Масса фалшизделия, так же как и масса мат­риц, в два-три раза больше массы окончательного изделия; для изготовления фальшнзделия применяют качественный материал, способный годами сохранять первоначальную форму и прочность. С этого образцового изде­лия снимаются рабочие матрицы (pиc. 2), ис­пользуемые непосредственно в технологичес­ком процессе.

При изготовлении изделий на поверхность рабочих матриц последовательно наносится разделительный слой, слой декоративного связующего (рис. 3) и далее — один за другим все слои ламината с ручной прикаткой пред­варительно раскроеннык армирующих, мате­риалов (рис. 4 и 5). После полимеризации пластиковый «пирог» снимают (рис, 6) и отправляют на дальнейшую обработку, вплоть до сборки — соединения отдельных секций в готовый корпус судна (рис. 7). Время жизни рабочих матриц — от нескольких десятков до сотен съемов, в зависимости от культуры производства на конкретном предприятии. Очевидно, стоимость всего комплекта оснастки будет отнесена на себестоимость готовых изделий, поэтому их серийность должна быть достаточно высокой.

За счет чего улучшался процесс контактного формования за последнее десятилетие? Прежде всего, благодаря появлению систем материалов с новыми свойствами облегчаю­щими труд рабочих и повышающими качество пластика. Разработка связующих с малой эмиссией стироле (LSЕ) улучшила условия тру­да формовщиков, а также снизила требования к принудительной вентиляции рабочих мест. Новые системы отверждения позволили расширить границы температурного режима в цехе. Теперь перебои с теплоснабжением не скажутся на качестве стеклопластиковой про­дукции. Появление новых смол с пониженным выделением тепла при отверждении дало воз­можность формовать изделия толстми слоями (более 10 мм) за короткое время.

Близкий эффект дает применение поликор — матов, эф­фективно поглощающих избыточное тепло и позволяющие быстрее набрать заданную тол­щину при экономии саязуюшего. Доступность и простота оборудования безвоздушного напыления декоратива позволила увеличить дол­говечность стеклопластиков за счет снижения пористости поверхности, вообще, понятие «гелькоут» появилось в нашем обиходе лишь в последние 10 — 12 лет; до того качество  деко­ративных слоев было ниже всякой критики (этот факт, кстати, стал одной из прискорбних причин определенного недоверия coвeтскoгo судовладельца — любителя к стеклопластику как корпусному матеркалу).

007

Метод «внедряемой оснастки». Если пла­стиковая лодка строится в единичном экземп­ляре, как это обычно практикуется судострои­телями –любителями, радикально снизить стоимость постройки позволяет метод «внедряемой оснастки». В этом случае первичная модель, изготавливаемая из легкодоступных  материалов, просто заформовывается с обе­их сторон ламинатом необходимой толщины и восполняет роль трехслойного заполнителя а составе композита. Единственный недостаток этого метода — низкое качество наружной поверхности — компенсируется практическим отсутствием накладных расходов на изготов­ление и пересъем матриц. Способы постройки первичной модели могут варьироваться бесконечно, в зависимости от конструкции судна и возможностей приобретения матери­алов для нее. С опытом постройки любительских лодок на внедряемой оснастке знакомил журнал «КиЯ».

Вакуумироеание. Значительно повышает качество изделий контактного формования применение известного метода «вакуумного мешка». Только что отформованную в матрице секцию помещают под гибкую газонепроницаемую мембрану, а затем воздух из — под мемб­раны откачивают вакуумным насосом. Атмосферное давленне при этом равномерно прижимает ламинат к поверхности матрицы, что дает возможность не только повысить качество склейки слоев  ламината с заполнителем (особенно — жестким), но и удалить пузырьки воздуха из связующего и отжать лиш­нее связующее в специально закладываемый под мембрану адсорбирующий материал.

Не­смотря на возможную при нспользовании  это­го метода экономию труда и времени на прикатку ламината, сама формовка существенно усложняется и требует от рабочего персонала определенного навыка, потому вакуумирование распространено лишь в единичном и ма­лосерийном выпуске сравнительно небольших по размерам высококачественных изделий, таких, как парусные доски, детали рангоута го­ночных яхт и т. п.

Метод напыления. Благодаря усилиям компаний, производящих соответствующее оборудование (например, «Aplikator» и Glas – Craft»,  метод  напыления стал теперь доступен не только промышленным гигантам, но и не­большим мастерским. Его отличие в том, что стекломатериал не пропитывается вручную валиком внутри матрицы, а подается непос­редственно в факел распыляемого связующе­го за головкой специального пистолета, при­чем смешивание смолы с катализатором происходит на пути от пистолета до оснастки. На головке установлен роликовый нож нарезающий нить ровинга на отрезки в дюйм  дли­ной. Таким образом наносится слой ламината толщиной до 10 мм, затем его прикатывают обычным образом (рис. 8).

008

Налицо экономия труда на раскрое мата, приготовлении смол и пропитке. Установки для напылення компакт­ны, мобильны, работают от магистрали сжато­го воздуха и достаточно быстро себя окупают,  тем  более что нож с распылительной головки можно легко  снять, превратив ее в инструмент для  нанесения декоративных слоев. Наиболее совершенные установки не требуют промывки подающих  магистралей перед сменой вида связующего — возможна  переключаемая подача до  десятка разных смол, гелей. Напыленный сттеклопластик менее пречен и жесток даже по сравнению с пластиком, армированным стекломатом, поэтому в сильнонагруженных узлах напыление желательно комбинировать с обыч­ным тканевым армированием.

Инжекционные методы. В случаях, когда снижение трудозатрат на формование может существенно повлиять на себестоимость изделий, идут на частичнyю  автоматизацию технологических процессов, позволяющую исключить ручную пропитку и прикатку ламината. Существует целая гамма патентованных, отличающихся только в деталях мето­дов, которые можно отнести к инжекционным  —  RTM, VАRТМ, RlRM, SCRIMP и пр. Их общий принцип таков: в матрицу, покрытую разделителем и гелевым слоем, вручную укладывает­ся полный комплект сухой арматуры, включая трехслойные заполнители, и его накрывают жестким или гибким пуансоном, герметизируемым по периметру.

Затем в «пироге» созда­ется разрежение и приготовленное во внеш­нем резервуаре связующее под действием атмосферного давления (либо принудитель­ным усилием насоса) устремляется в матри­цу и пропитывает армирующие слои (рис. 9). Состав связующего подбирается таким образом, чтобы отверждение протекало в мини­мальные сроки, но без неблагоприятного саморазогрева вызывающего дефекты и деформации изделия. Основная сложность состоит в том, чтобы добиться правильного наполнения пространства формы связующим  избежать как непропитки, так и перенасы­щения смолой отдельных участков изделия.

На отработку результата могут уйти значи­тельные сипы и средства. Наградой будет высокая эффективность производства, сопоставимая с эффективностью литья или штамповки термопластов, но при значительо более высоких потребительских свойствах самого изделия, включая неограниченность размеров и свободу выбора цветофактурного решения поверхности. Но главной причи­ной, активизировавшей внедрение инжекционных технологий на Западе, стало ужесточение экологических требований к производству пластиков: закрытая оснастка практически исключает попадание стирола и других вредных веществ в атмосферу.

Другие технологии. В «большом» судо­строении получили некоторое распростране­ние и другие, еще более связанные с необходнмостью применения специализированного оборудоаания методы. Taк, для изготовления тел вращения используется метод намотки ровинга на пуансон, позволяющий добиться исключительно высоких механических свойств изделий. Этот метод применим глав­ным образом для производства труб и цис­терн, но есть данные об изготовлении намоткой таких объектов, как корпуса вагонов.

Другая известная технология — метод протяжки, или пултрузия. Установки, реализую­щие этот метод, отличаются минимальной зависимостью от участия оператора; так изготовляют высокопрочные стеклопластиковые  балки, разнообразного сечения. В мало­тоннажном судостроении метод находит лишь ограниченное применение.

Поставщики.  Как уже отмечалось, обоснованный выбор поставщика систем материалов — залог качества конечного продукта. Хороший поставщик предоставит клиенту также необходимые кон­сультации и инструкции, касающиеся всех мо­ментов технологического процесса, от изготовления оснастки до предпродажной подготовки судна.

В советской централизованной экономике комплексные поставки не практиковались;  су­достроительные верфи работали под свою ответственность напрямую с химическими предприятиям;:. На Западе же укрепляли по­зиции такие известные торговые марки, как «Ноrроl/Jotуn» в Скандинавии; «Gougeon Brothers» в США; «Scott Ваdег» в Англии; «Bufa» в Германии и др. С перестрой­кой экономических отношений в России некоторые из них вышли и на наш рынок. На сегод­ня наиболее успешными по объему продаж оказались два бренда – «Норпол», переимено­ванный не так давно в «Райхольд» и финский «Несте», представленные соответственно петербургскими дигерами «Альтаир/Руспол» и «Композит ЛТД».

Обе эти компании предоставляет достаточно широ­кий ассортимент качественных материалов по близким расценкам. Со значительным отста­ванием идет «Гужон Бразерс» с патентованны­ми эпоксидными продуктами и технологиями WEST SYSTEM. К чести наших химиков, отечественные эпоксидные смолы удержали позиции в конкурентной борьбе с привозными ана­логами. Производство же пригодных для малого судостроения полиэфиров практичес­ки свернуто, поэтому предприниматель, же­лающий наладить серийный выпуск пластиковых лодок, вынужден использовать импорт.

Страдает от высоких цен, как водится, потре­битель. Сегодня малая стеклопластиковая верфь способна существовать и покрывать производственное затраты, продавая продук­цию по 12 — 15 долл. за килограмм массы Если бы отечественные химические заводы наладили выпуск собственных конкуренто­способных полиэфирных смол и стекломатериалов, эта цена могла бы стать на 20 — 25% ниже. Тогда и та же «Пелла» снова стала бы «народной» лодкой, как это было в 70 — е годы.

Алексей Даняев­. 

Источник:  «Катера и Яхты»,  №180.

01.09.2013 Posted by | стеклопластик | , , , , , , , | Оставьте комментарий

Как строили швертбот «Дюйм».

00 00

В качестве основы для постройки описы­ваемого крейсерского швертбота послужили чертежи яхты класса Т2 «Скат», разработанные В. Чайкиным (см. «КиЯ» № 111). Строительство я начал в мае 1988 г. после приобретения 600 кг деловых отходов листового алюминия размерами от 650 X 100 X 6 до 650 X X 750 X 2,5 мм. Покупку посчастливилось совер­шить в магазине «Юный техник» по цене 1 р. 03 к. за 1 кг. Летом часть материала удалось поменять на полосы 4 X 60 длиной 2—2,5 м. Из этих полос я изготовил на фланцегибочном станке угольники 40 X 20 X 4 мм для стрингеров и шпангоутов. Шпангоутные рамки собрал на винтах Мб X 30, а обшивку — из 2—2,5-миллиметровых листов способом «кромка на кромку» с проклад­кой из трех слоев хлорвиниловой изоленты на винтах М4 X 15 мм обычным прочным швом (см. «Справочник по катерам, лодкам и мото­рам» под общей редакцией Г. М. Новака, П., «Судостроение», 1982 г.).

Для киля и швертового колодца использовал полосу 100 X 6 мм. Отдельные участки из полос выкладывал на шаблоне из досок 25 мм, выре­занном по обводу киля. Стыкуемые кромки по­лос подгонялись друг к другу при помощи но­жовки и напильника. Уложив на шаблон один слой полос и закрепив их к нему, таким же обра­зом сверху положил второй слой, но со сдвигом стыков полос относительно стыков первого слоя на 1/2 длины полосы (подобно тому, как распо­лагаются кирпичи в кладке). Оба слоя полос скрепил с шаблоном. Затем по нижней образую­щей кривой киля прикрепил угольники 40 X 20 X 4 мм так, чтобы полка уголка шириной 40 мм ложилась на киль, а полка шириной 20 мм была обращена вверх. Угольники крепил к шаблону сквозь оба слоя полос посредством гвоздей.

001

Затем электродрелью просверлил отверстия под винты Мб, снял киль с шаблона и скрепил пакет винтами М6 X 30. Получилась правая заготовка для киля и швертового колодца Г-образной формы 100 X 36 мм. Таким же способом была изготовлена левая заготовка киля. Затем обе заготовки были скреп­лены между собой через дубовые прокладки 100 X 100 X 50 мм через каждые 600 мм винта­ми М12 X 90, при этом оставлена щель для шверта. Швертовый колодец собирался на таких же винтах с шагом 100 мм через дубовые брусья 50 X 50 мм с прокладкой изоленты между брусками и стенками швертового колодца. К око­нечностям киля толщина прокладки постепенно уменьшалась до 20 мм.

Штевни, изготовленные по той же технологии, но из трех слоев 6 -миллиметровых полос, были соединены с оконечностями киля на кницах. Вся конструкция киль — швертовый колодец — штев­ни получилась внушительной; все «болельщики», оптимисты и скептики, компетентные и не очень, похлопывая и приподнимая ее, отметили одно­значно — конструкция добротная и надежная.

002

Шпангоутные рамки были изготовлены из угольника таким образом, чтобы полка уголка шириной 20 мм была обращена к обшивке. Они показались мне громоздкими и хлипкими. Но когда весь набор судна был собран полностью вместе со стрингерами, получилась вполне на­дежная и жесткая конструкция. На днище и па­лубе были поставлены дополнительно промежу­точные крепления.

Обшивку начал укладывать на набор, начиная от транца. Все листы обшивки имели размеры 650 X 750 мм, причем меньшая сторона распо­лагалась а продольном направлении. Для удобст­ва работы обшивка велась короткими участками по всему поперечному сечению корпуса, что позволило обойтись без посторонней помощи. Ни одного винта завернуть мне никто не помог — длины рук хватало, чтобы обхватить наружную и внутреннюю стороны обшивки в местах стыко­вых швов.

003

При монтаже обшивки я выявил, что, если бы обводы судна были круглоскулыми, дело двига­лось еще лучше, особенно, если длину полос в продольном направлении уменьшить. Так что известный и широко распространенный в лите­ратуре тезис о том, что обводы типа «шарпи» технологичнее круглоскулых, в данном случае несправедлив. Я высказываю это не для того, чтобы напрочь опровергать установившееся мне­ние, а для тех, кто задумает строить — пусть они задумаются, что по их возможностям и способ­ностям будет технологичней. Я, например, сразу понимал, что мне следует делать клепаную кон­струкцию, но… разве в наше время можно вы­бирать? Все подвернувшееся по случаю воспри­нимаешь как божий дар?

Готовый корпус после ошкуривания стеклян­ной шкуркой был дважды загрунтован грунтом ФЛ-ОЗЖ. Затем все швы прошпаклеваны шпак­левкой из толченого мела на основе того же грунта. Шпаклевка после высыхания получилась  прочной, и на последующую ее шлифовку было затрачено немало сил. Поверх грунтовки весь корпус был покрыт в два слоя масляной краской, а подводная часть и переменный пояс обшивки еще и двумя слоями пака ПФ 232,

004

Достать необходимый материал для изготов­ления мачты не удалось, поэтому я отступил от проекта и оснастил лодку двумя мачтами меньшей длины (6,5 м| со стаксельным вооружением. Грот получился площадью 7,8 м2, два стакселя — по 6,6 м2 Фок-мачту установил посередине меж­ду теоретическими шпангоутами 2 и 3, грот-мач­ту — на шп. 6. Паруса сшил из тика — это дешево и для приобретения опыта в конструировании и шитье парусов самостоятельно, на мой взгляд, оправдано.

Швертбот уверенно идет в лавировку. В сла­бый ветер яхта слегка уваливается, а в сильный — значительно приводится к ветру. На курсе галф­винд при ветре 6 баллов максимальный крен достигает 20° и приходится прилагать большие усилия к румпелю, чтобы удержать яхту от при­ведения. При переходе с галфвинда на крутой бейдевинд крен уменьшается примерно вдвое, а скорость существенно падает. При ходе в кру­той бейдевинд на волнении ощущаются удары носовой частью о волну что в совокупности со «звонкими» свойствами материала обшивки де­лает плавание неприятным. При ударах волны яхта почти останавливается, иногда приходится даже уваливаться, чтобы набрать скорость.

005

Зато в средний ветер и при незначительном волнении плавание на всех курсах — одно удо­вольствие. Осадка швертбота, особенно носом, значи­тельно меньше осадки по КВЛ, так как корпус судна получился легче, чем из фанеры. Однако балласт я пока брать не тороплюсь. Благодаря тому, что при двухмачтовом вооружении центр парусности на 1 м ниже проектного ЦП, судно остойчиво, откренивать его не приходится; чувствуется, что остойчивости формы высокая. Вто­рое преимущество двухмачтовой оснастки в том, что абсолютно не требуется установки дорогостоящих лебедок. Работать на шкотах даже в сильный ветер в общем не тяжело, особенно, если тянуть за один шкот. В сильный ветер удоб­нее ходить под гротом и грот — стакселем.

После двух сезонов эксплуатации яхты на Хаджибейском лимане я пришел к выводу, что носовую мачту лучше совсем убрать и вооружить судно тендером.  Материал на постройку яхты я собирал почти 3 года, а строил во дворе моей матери в с. Дач­ная 2 года. В общей сложности на постройку затрачено около 3000 чел.- часов. Интерьер пока спартанский, но 4 спальных места, камбуз и гальюн есть. Дальнейшее обустройство растянет­ся еще на годы, но это уже детали.

Режим плавания на лимане (закрытом водо­еме) благоприятный, остается только желать, чтобы хотя бы такой же режим был установлен в территориальных водах наших открытых морей. Очень хочется верить в грядущие лучшие пере­мены, когда для плавания в открытом море по­надобится только |и только!) одно — иметь под­ходящее судно; все остальное будет на совести, благоразумии и ответственности мореплавателя.

А. МОИСЕЕВ, с. Дачная Одесской обл.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №157.

01.09.2013 Posted by | строительство | , , , , , , | Оставьте комментарий

Шурупы и саморезы в деревянном судостроении.

саморезы  00

В строительных магазинах в настоящее время доступен широкий ассортимент шурупов, а также винтов-саморезов (далее – просто саморезы), которые сменили традиционные шурупы в основном для ускорения работы или же в специальных целях. Из всего их разнообразия для самодеятельного судостроения наиболее интересны шурупы и саморезы по дереву. Как правило, на практике чаще всего применяются шурупы и саморезы с плоской (потайной) головкой, однако, в отличие от саморезов, традиционные шурупы (по ГОСТ 1145-80 и их аналоги по европейскому стандарту DIN 7997 и DIN 79 с потайной и другими типами головки) очень редко встречаются в продаже.

На вопрос, почему они отсутствуют, продавцы обычно отвечают, что товар не пользуется спросом. При этом не принимается во внимание, что по сравнению с саморезами шурупы обеспечивают более качественное крепление деревянных деталей, а при наличии специального инструмента для разделки отверстий – не уступают саморезам и по скорости работы. Как для шурупа, так и для самореза требуется специальная зенковка под головку. При зенковке специальным инструментом одновременно высверливается и отверстие под резьбу, это экономит время.

Падение востребованности традиционных шурупов объясняется многими причинами. С появлением стандарта на крестообразный шлиц (типа Phillips – прим. ред.) его глубину наша промышленность не всегда соблюдала, шлиц часто срывался, был некачественным. Агрессивная реклама импортных саморезов с большой головкой и качественно выполненным шлицем и статьи неспециалистов в Интернете с критикой обычных шурупов подорвали доверие к ним. Шурупы с мелким шлицем и сейчас можно встретить в продаже, надо обращать на это внимание при покупке – сейчас в рекламе и в магазинах разницы между шурупами и саморезами часто не делают.

001

Отличия традиционных шурупов от саморезов заключаются в следующем:

•угол захода конца шурупа в дерево равен 40°, у саморезов – 20–30°;

•угол при вершине резьбы у шурупов – 60°, у саморезов – 45° и менее;

•диаметр шурупа с неполной резьбой между головкой и началом резьбы равен диаметру резьбы, у саморезов – значительно меньше;

•диаметр головки шурупа неколько меньше диаметра головки самореза.

Эти отличия имеют целью облегчение завинчивания саморезов без сверления под них отверстий, что не улучшает качество крепления, а скорее несколько ухудшает. Диаметр головки самореза увеличен для увеличения размера шлица, поскольку усилие закрутки у него выше, чем у шурупа с подготовленным отверстием.

При постройке фанерных лодок по традиционной технологии подавляющее число крепежа – это шурупы 4×20 для крепления обшивки, подходящие для фанеры толщиной 4 и 6 мм. Неоднократно проведенные автором испытания на выдергивание шурупов 4×20 (шурупы 4×20 с неполной резьбой), крепивших фанеру s6 к сосновой доске, показали, что саморез под названием «Шуруп для дерева универсальный OMAX», ввинченный с зенковкой под головку без подготовленного отверстия, выдергивается при усилии 100 кг, а ГОСТовский шуруп, ввинченный в подготовленное отверстие – при 120 кг. Испытания проводились на одной и той же доске; на другой доске усилие может отличаться по величине, но сотношение сохранится.

Большее держащее усилие шурупа объясняется тем, что при той же длине у него в дереве находится большее количество витков резьбы, чем у самореза, так как часть витков самореза на конце отсутствуют из-за уменьшенного угла захода. Чем короче саморез, тем меньшим будет держащее усилие по сравнению с шурупом той же длины, так как величина «захода» постоянна. Для увеличения усилия выдергивания придется взять более длинный саморез. Испытание самореза 4×25 на той же доске показали усилие 160 кгс, но увеличение длины возможно только при достаточной толщине соединяемых деталей.

002

Широко распространенное мнение дилетантов, что крестообразные шлицы шурупов ненадежны и часто срываются – безосновательны. На практике я убедился, что шуруп 4×20 с качественным крестовым шлицем, завинченный в разделанное отверстие, при правильно подобранной бите отвертки скорее провернется в сосновой доске, чем у него сорвется шлиц.

Крестообразные шлицы бывают двух видов: PH по европейскому стандарту и PZ по международному. PH выглядят как обычно, а PZ дополнительно имеют четыре риски («лучика»), расположенные между углублениями.

Биты для шуруповерта или отвертки подбираются с метками PH и PZ сообразно типу шлица.

Фанеру s4 можно крепить шурупами и саморезами 4×20 как с полной, так и неполной резьбой, но фанере s6 и s10 уже нужен крепеж с неполной резьбой 4×20 и 4×25 соответственно, потому что витки резьбы в фанере не дадут плотно подтянуть соединяемые детали друг к другу. Диаметр гладкой части шурупа такой же, как и у резьбы. При завинчивании стержень шурупа плотно входит в предварительно просверленное отверстие и обеспечивает герметичность соединения. У самореза диаметр стержня без резьбы всегда существенно меньше диаметра резьбы, и при завинчивании его даже без предварительного сверления вдоль гладкой части остается пустая винтовая канавка, образованная выступающими витками резьбы, что не обеспечивает той же герметичности, что у шурупа.

При завинчивании саморезы создают в дереве гораздо большие напряжения, чем шурупы с подготовленным отверстием, поэтому на краях и торцах доски, где есть опасность раскалывания древесины, под них тоже надо сверлить отверстия. Вообще, проведенные испытания показали, что отверстия под саморезы желательно сверлить в любом случае. Они также будут направлять саморез при закручивании и не дадут образоваться перекосу.

003

Все вышеизложенное говорит о том, что традиционные шурупы лучше подходят для постройки лодок, чем саморезы. В «КиЯ» №155 (1992 год) была опубликована моя статья «Насадка для разделки отверстий под шурупы». Сделанные по ее рекомендациям приспособления показаны на фото. Сейчас в литературе и Интернете рекомендуют приспособление аналогичного назначения, выполненное из стержня с приклепанной к нему фигурной пластиной (см. фото). По моему мнению, это приспособление сложнее в самостоятельном изготовлении, чем предложенное мной, кроме того, у него отсутствует хороший ограничитель глубины сверления, оно менее прочно, и делает отверстие более низкого качества.

В продаже можно найти наборы профессионального назначения со сверлами конической формы. На поясняющих рисунках в рекламе этих приспособлений изображены завинченные шурупы, а не саморезы, что может ввести в заблуждение – эти приспособления все же только для саморезов. Как всякое универсальное приспособление, эти наборы имеют недостатки по сравнению со специализированным инструментом, и главный из них – неоправданная дороговизна (5000 – 6000 р. за комплект). Считаю целесообразным дополнить ту публикацию. Такое приспособление стоит изготовить, например, для наиболее массово применяемых шурупов. Как было показано выше, ими могут быть шурупы 4×20 мм по ГОСТ 1145-80 или его аналогу DIN 7997 – для крепления фанеры s4 и s6.

Изготовление приспособления для 20 мм с неполной резьбой шурупов 4x начинается со сверления в торце стального прутка d10 длиной 50–100 мм (удобной для обработки в тисках) сверлом d3.5 мм (для сосны) отверстия глубиной около 20 мм. В тисках с помощью напильника на торце прутка формируются два выступа высотой 2 мм и толщиной 1.7 мм (рис. 1). Из этих выступов надфилем формируются режущие грани и поверхность «а», ограничивающая глубину сверления.

Ножовкой и напильником формируются стружкоотводящие углубления (рис. 2). Края опорной поверхности следует немного притупить, а у режущего выступа на ней – сделать небольшое закругление, чтобы избежать царапин. Рабочая часть приспособления высотой 10 мм отрезается от прутка по линии А–А, затем припаивается к тому же сверлу d3.5 (которым ранее сверлилось отверстие) оловянно-свинцовым припоем. Сверло обтачивается на наждаке до d2.5 мм (для сосны) на длине около 10 мм (рис. 3).

004

Для более длинных шурупов диаметром 4 мм, например 4×50, протачивание наждаком на большой длине затруднительно, но, поскольку количество таких шурупов обычно невелико, а длина может быть разной, есть смысл изготовить универсальное приспособление. Оно потребует дополнительного сверления под гладкую часть шурупа сверлом d3.5–3.7 мм (в сосне). Этим же приспособлением без дополнительного сверления можно будет крепить фанеру s4 шурупами 4×20 с полной резьбой.

Оно изготавливается так же, как и вышеописанное, только отверстие в торце прутка сверлится диаметром 2.5 мм (для сосны). К сверлу крепится рабочая часть приспособления боковым винтом. Перемещая ее вдоль сверла, можно настроить нужную глубину сверления. Чтобы не испортить деталь при сверлении из-за ослабления винта, рабочую часть приспособления надо упирать в губки патрона дрели или поставить вставку (видно на фото). Описанные приспособления обеспечивают заглубление головки шурупа до уровня поверхности. Если требуется опустить головку на большую глубину, выступы на прутке делаются высотой h+2 мм, где h – необходимое заглубление (рис. 4).

005

При отсутствии шурупов допустимо применить аналогичные саморезы по дереву 4×20 или более длинные с неполной резьбой, заменив шурупы 4×20, где возможно, на саморезы 4×25 мм. В приспособлении только потребуется взять сверло 2.4 мм вместо 2.5 мм. Дополнительного сверления под гладкую часть не потребуется. Для шурупов и саморезов других диаметров приспособления изготавливаются аналогично, со сверлами другого диаметра. Рабочую часть приспособления закаливать не надо, даже мягкая сталь прослужит долго.

Станислав Евфратов, г. Сарапул.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №243.

26.07.2013 Posted by | строительство | , , , , , , | Оставьте комментарий

Яхты подымают паруса. Построено любителями. Часть 1

строим яхту  00

Bce мы нeмного мeчтaли о мope и пapycax, дaльних плaвaниях и oгнях мaяков, но дaлeко нe вceм удaлось cтyпить нa пaлy6y пapусника,  почувствовать ттyгoй нaпop вeтpa.  He вeздe дaжe в пpимopcких гopoдax eсть яхт — клубы, a яхт зaвoдcкoй пocтpoйки, пpигoдныx для дaльних плaвaний, вoобщe нe видно, — их выпускaeтся нa всю нaшу стpaну нe болee полусотни в год. Mногиe cпopтивныe коллективы вынуждены ожидать  выполнeния своих зaкaзов нa вepфяx пo нecкoльку лeт. A нepeдкo cпopтcмeны бepутcя зa инстpумeнт и caми пpeвpaщaютcя в судоcтpoитeлeй. О нeкoтopых конструкциях кpeйcepcкиx яхточeк, пocтpoeнныx нa caмодeятeльных вepфяx, и пойдeт peчь в нaшeм очepeднoм обзоpe. B Зaволжском paйoнe Kостpомы пpи домe пиoнepoв и школьников уже чeтыpe годa paботaeт пиoнepскaя cудoвepфь под руководством A. B. 0городникова.  Ребята стpоят cудa, лeтом cовepшaют нa них пoxoды. B чacтнocти, ими постpoeны двa пapycникa — «Гpeнaдa» длиной 11 м и нacтoящaя мини — яхтa «Лaдa» длиной вceго 4,5 м.

Болee интepecнa имeннO «Лaдa». Hecмoтpя нa мaлыe paзмepы, нa нeй имeются чeтыpe спaльных мeстa, объмистые рундуки, шкафчик для береговой одежды. Сравнительно высокие борта и рубка обеспечивают  вполне удовлетворительную обитаемость, (особенно если учесть, что большинство членов экипажа – рабята). Правда,  кокпит получился немного тесноватым для четверых; это явный недостаток для крейсерской яхточки, особенно, если она рассчитана на плавания в закрытых, внутренних водоемах.

Рисунок2

Строили яхту в помещении (к слову сказать, мини – размерения ее определились размерами окна, через которое предстояло вытаскивать готовый корпус .) Обшивка, переборки и нaстил пaлyбы выполнены  из водостойкой фанеры толщиной 5мм.

Бульбкиль сдeлaн тaк: к нижней кромке стального листа пpикpeплeн 6aллaст вeсом  около 400 кг. Tpaнeц  пpиcпocоблeн для  нaвeшивaния вспомогательного двигателя – подвесного мотора мощностью 5 – 12 л. с. Упpaвлять «Ладой» решили, как и на больших парусниках, штурвалом.

Вce, включaя мелкие дельные вещи и вооружение яхты, сделано руками школьников. Если не хватало материалов – находили подходящую замену. Паруса сшили из полотнa «Cлaвянка», стоячий такелаж нарубили из Стaльной  пpoволоки, тaлpeпы  и якоpя далали простейшей  конструкции – сварными.

строим яхту 01

Яхтa полностью oпpaвдaлa нaдeжды стpоитeлeй. Блaгодapя  мaлой ocaдкe «Лaдa» можeт плaвaть пo нeбольшим peкaм, подxодить  пpямо к 6epeгу.  Taк кaк вec яхты невелик, то ее без особых трудов удается вытащить на берег, например – для осмотра днища (что и делалось неоднократно): один член команды за мачту кладет яхту на борт, остальные вытаскивают  ее в таком положении на берег, как обычную лодку. А если собрать по больше людей, то судно модно поднять и погрузить на транспортировочную тележку.

В свежий попутный ветер «Лада» идет под парусами со скоростью 4,5 узла; под 8 – сильным «Ветерком»  скорость хода составляет 8 – 9 км/чаc.

Дaвaя  oцeнку этой констpyкции, нaдо зaмeтить, что pe6ятa, cтapaясь обecпeчить  достаточную обитaeмocть, сдeлaли вce-тaки pyбку слишком высокой, a подвoдную  чaсть – слишком полной. Это, кaк и чеpeзмepный вec  фaльшкиля, ухудшaeт  ходoвыe и лaвировочные кaчeствa яхты, особенно в слабый  и cpeдний вeтep, пo cpaвнeнию, нaпpимep, с «Пап-16» (ee oписание пpивeдeно в №11 сбоpникa, вышeдшeм в 1967г.). По-видимoму, можно  было  бы умeньшить вec 6aлласта до 200 — 250 кг. Для удобcтвa yпpaвлeния яхтой, уменьшения комфopтa и условий  диффepeнтoвки яхты нeобxoдим болee пpocтopный  кокпит.

строим яхту 02

Hиколaeвcкиe яхтсмeны и с констpукторы M. M, Haзapoв  и B. H. Шaдpин cnpoeктиpoвaли  и  пocтpoили (нa бaзe ДCO «Aвaнгapд») cвapную aлюминиeвyю яхту «Haдeждa». 3a oснoвy был взят проект и фpaнцузcкoй яхты «Hopya», oпиcaниe котоpой oпyбликoвaнo в  №2  cбоpникa, вышeдшeм e 1964г.

Kopпyc  яхты с коpоткими cвecaми имeeт обвoды с двoйнoй скулой, плaвникoвый  фaльшкиль и нaвecнoй  руль, пepeд котоpым  постaвлeн нeбольшой плaвник. 0бшивка, пaлyбa и пepeбоpки  изготовлeны из   3 – миллимeтpoвыx листов лeгкого сплава   AMг-5B; всe соeдинeния выполнeны  apгoно — дyгoвой свapкой. Фaльшкиль (тaкжe свapной) зaлит свинцом. 0бычного  нaбоpa в видe шпaноутов  нeт. Жeсткость конструкции пpидaют  водoнeпpоницaeмaя пepeбоpкa aхтepпикa и двe полупepeбоpки (в фоpпикe и с коpмовой чaсти кaюты).

строим яхту  05

B paйонe кpeплeния фaльшкиля пo днищу пoстaвлeны флоpы. 0бшивку подкpeпляют  тaкжe чeтыpe стpингepa; одновременно  днищeвыe стpингepa служат опоpaми  для бaнок в кaютe и дaлee пepeходят в стeнки кокпитa, a боpтовыe — полочкaми для хpaнeния  cнaбжeния. Под стeпсом мaчты, вынeceнным нa крышу кaюты, бимс усилeн. «Haдeждa» cнaбжeнa caмоотливным кокпитом. Онa нe потонет  и пpи получении пробоины: в фopпикe и  под кокпитом paзмeщeны гepмeтичныe отceки плaвучeсти.

B кaютe оборудовaны три cпaльных мeстa, гaзовый кaмбуз; достaточно мeстa и  для xpaнeния зaпaсов.

B aхтepпик удобно укладывaются подвeсной  мотоp «Beтepок — 8» и бaки с  гopючим.

строим яхту   06

Испльзовано штaтнoe пapуснoe  вoopужeниe  швepтбота «Лeтучий голландец» с дoполнитeльными основными  вaнтaми. «Haдeжда» ужe три ceзонa плaвaeт в  днeпpoвcкo – Бyгcкoм лимaнe и покaзaлa xopошиe мopeходныe кaчeствa. Oнa пpостa в yпpaвлeнии  —  лeгко обслуживaeтся дажe  одним  чeловeком, и в тожe вpeмя  достаточно комфopтaбeльнa для дальних походов втpoeм.  Для  тex, кто зaхочeт построить подобную яхту, конструкторы  пpиводят  тeopeтичeский чepтeж  плaзовыми paзмepaми.

Попутно  нaдо отметить, что в соленой  чepномopской водe коррозионно —  устойчивый  алюминиево — мaгниeвый cплaв окaзaлся нeзaмeнимым мaтepиaлом. Bce чeтыpe яхты, в paзнoe  вpeмя постpoeнныe николаевскими судостpоитeлями из AMг (в том  числе «чeтвepтьтонник» «Жeмчужинa», нaходятся   в xopoшeм состоянии: это aбcoлютно сухиe, нeпpихотливыe в эксплуатации  суда.

строим яхту              07

Пpoeкт  дрyгoй  фpaнцузской  яхты «Гpaн  Лapж», oпyбликoвaнный в том жe 2-м выпycкe сбоpникa, послужил  основой  для  постpойки  стeклоцeмeнтной яхты «Лeгeндa».  Cтpоитель ee Л. H. Pyмянцeв (г. Kостpомa) изменил  нe только основной мaтepиaл корпуса (пpототип выполнeн из стeклопластика), но и paзмepы яхты: увeличил длину с 5,75 AO 7,2 м, a ширину с 2,06 до 2,2 м. Cooтвeтcтвeннo  вдвoe возpосло водoизмeщeниe, что  позволило  увeличить плoщaдь  пapycности с 15,6 до 25 м2 и знaчитeльно  улучшить  yсловия  обитaeмости. Kомпоновку  общeгo paсположeния.

строим яхту09

Л. H. Pумянцeв  выполнил пo типy пpимeнeннoгo на польской  яхтe «Aмeтиcт» — с нeбольшoй коpмовой  «каюткой».  Kopпyc отфоpмован из восьми слoeв стeкловолокна, последоватeльно  укладываемых нa болвван  и  пpoпитываeмых  pаствоpом  на основе  гипсоглинозeмистого paсшиpяющегося  цемента  мapки  400. Oтношение вода — цемент   (пo вecy) было принято pавным 1 : 2. Пocлe нанeсeния  последнего слоя волокна  корпус укрыли мокрой ветошью и поддерживали  ее  во влажном  состоянии  в  течение 10дней.  Затем после четырехдневной просушки  скорлупу  зачистили, выровняли и оклеили  изнутри и снаружи  стеклотканью на эпоксидном связующем.  На форштевень и на киль дополнительно наложили несколько слоев стекловолокна и стеклоткани, так что в этих местах получилась обшивка двойной толщины.

Пepeбоpки, рундуки, флоры, палубу и  pyбку изготовили из фaнepы и пpифopмовaли  к  кopпycy полосками  стeклоткaни на эпоксидной смолe              ЭД — 5 в шeсть — вoceмь слoeв. B пyстотелый киль, снаружи  оклeeнный  четырьмя  слоями стеклоткани, эаложили  700 кг  металлолома  и  залили  цементным раствором.  В  районе  крепления киля к корпусу  поставили три фанерные флора  толщиной 12 мм.

постройка яхт  12

Пo отзывaм конструктора, яхта  пoказала ce6я нeплохим ходоком, xopoшo слушается  руля, pазворачивается  почти на «пяткe». B Гоpьковском водохранилище  «Легенда»  дважды  попадала  в  5 -7 – бальный ветер.  Яхта  хорошо держалась на  волне, палуба  оставалась сухой.  В  дальнейшие плавания   ходили  впятером  и на всех хватало места  —  и  ночью и за столом.  В  каютах достаточно светло  и  тепло.

«Легенда»  —  тендер.  Это сравнительно редко  встречающийся сейчас тип  вооружения.  На  наш  взгляд, на такой маленькой яхте  второй носовой парус  лишь создает дополнительные неудобства в управлении, так же, как и выступающий вперед  бушприт.  Для плавания по внутренним водоемам  такую яхту целесообразно  было – бы  вооружить шлюпом  с топовым стакселем, который эффективно «тянет»  при верховом ветре.  Необходимую центровку  шлюпа  можно было бы получить,  перераспределив  площади  между  гротом  и  стакселем.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №40.

 

 

03.03.2013 Posted by | проектирование, строительство | , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Кондиционер на борту — роскошь или необходимость? Часть3.

кондиционер ч3  00

Рассматривая в предыдущем номере системы кондиционирования воздуха (СКВ), применяемые на маломерных судах, мы остановились на кондиционерах, выполненных по моноболочной схеме. Однако помимо «моноблоков» используются и другие системы, имеющие свои особенности, плюсы и минусы.

Системы на основе сплит — кондиционеров

Другой версией кондиционера с непосредственным охлаждением является его раздельное исполнение (по английски — «сплит»), и до недавнего времени именно сплит-системы были наиболее распространенным типом СКВ на яхтах. Как говорит само название, кондиционер в такой системе разделен на два блока — компрессорно — конденсаторный и блок испарителя с вентилятором (обработки воздуха).

Первый устанавливается в трюме или двигательном отсеке, а блок обработки воздуха – в кондиционируемом помещении, порой на расстоянии нескольких метров от компрессорно — конденсаторного блока. Оба блока соединены между собой фреоновым трубопроводом (трассой) и кабелем питания и управления. Вентилятор блока обработки нагнетает охлажденный воздух по гибкому воздуховоду вверх к выпускной решетке. Особенности судовой сплит-системы показаны на примере СКВ «Climma Compact Split» итальянской фирмы «Veco S.p.A». Поддержание заданной температуры обеспечивается временными циклами работы компрессора (по сигналу от каютного термостата, как у обычного холодильника), а также путем регулирования скорости вращения вентилятора.

Дальнейшим развитием такой системы явилась система «мульти — сплит», как ее принято называть в гражданской технике. Система основана на использовании одного большого компрессорно-конденсаторного агрегата и нескольких связанных с ним контурами непосредственного охлаждения (фреоновыми трассами) блоками обработки воздуха в каждой обслуживаемой зоне/каюте.

На первый взгляд, преимущества сплит-системы очевидны: экономится пространство каюты, и разделенные блоки можно расположить там, где нельзя разместить моноблочный кондиционер. Кроме того, установленный вне жилой зоны компрессорно — конденсаторный агрегат не досаждает шумом.

К сожалению, при такой упрощенной конфигурация система становится «негибкой» и имеет тенденцию к разбалансировке. Особенно это заметно в ночное время, когда тепловая нагрузка снижается, и компрессор, рассчитанный на высокую тепловую нагрузку в дневное время, оказывается слишком мощным для ночной нагрузки. В такой ситуации зональные блоки обработки начинают работать с повышенным уровнем шума, создавая дискомфорт для обитателей зоны. В системе подобного типа невозможно параллельное соединение нескольких компрессоров — для каждого из них должен предусматриваться независимый контур, связывающий его с испарителями.

кондиционер ч3  01

Но наибольшим недостатком сплит — систем является то, что они требуют очень качественного монтажа специалистами, хотя при этом все равно всегда существует риск разгерметизации холодильного контура на развальцованных соединениях медных фреоновых трубопроводов, соединяющих оба основных узла, или образования в них микротрещин от постоянных механических нагрузок, через которые начинается утечка хладагента. В условиях судна это очень опасно.

Образование микротрещин трудно вовремя отследить и еще труднее устранить. Другой недостаток такой системы — невозможность снять оборудование для ремонта в сервис-центре, не нарушая заправленный хладагентом контур. А если компрессорно-конденсаторный  агрегат установлен в трюме, срок его эксплуатации значительно уменьшится из-за присутствующей там воды, которая может на него попадать.

Справедливости ради нужно отметить, что в последнее время появились гибкие фреоновые трассы, которым не грозит растрескивание, так что списывать сплит-системы в утиль пока еще рановато. У этой системы есть свои поклонники.

Центральные (чиллерные) системы с промежуточным теплоносителем

Центральные системы – самые удобные в плане индивидуального контроля температуры в каждой каюте и малошумности. Но они и самые дорогие. Применение таких систем будет экономически оправданным только в том случае, если на судне нужно кондиционировать более четырех кают, и это каюты класса «люкс».

В центральной системе в качестве поглотителя тепла используется промежуточный теплоноситель – охлажденная чиллером (холодильной машиной) пресная вода или 50-процентная смесь воды с гликолем (антифризом), которая затем отдает поглощенное тепло фреону, а уже от фреона тепло через конденсатор отводится в забортную воду.

Охлаждаемая в чиллере вода (до температуры 3–6°С в зависимости от условий) подается циркуляционным насосом по теплоизолированным трубопроводам к нескольким зональным/каютным агрегатам обработки воздуха, или фен-койлам. Фен-койл представляет собой агрегат из установленного на дренажном поддоне вентилятора (fan) с теплообменником (coil). В теплообменнике воздух каюты охлаждается и подается вентилятором по короткому воздуховоду снова в каюту. Управление микроклиматом – индивидуальное для каждой зоны/каюты с помощью электронных программируемых термостатов.

кондиционер ч3  02

Если система рассчитана на работу в режиме обогрева, на фен-койлы подается горячая вода (40–60°С). Для работы в зимнем режиме чиллер может быть реверсируемого типа (работать по принципу теплового насоса). Но, как уже отмечалось, если судно эксплуатируется в районах, где температура забортной воды понижается до 10°С и ниже, режим теплового насоса не годится. Лучше использовать автономный отопитель на жидком топливе, интегрировав его с чиллером. Примером центральной СКВ с интегрированной системой отопления является СКВ «Blue Comfort Premium» фирмы «Webasto» (еще эта система позиционируется на рынке, как «Complete Cabin Comfort Climate Control» («Система полного управления микроклиматом в каютах»), или C5.

Система основана на использовании установленного в моторном отсеке чиллера и дизельного отопителя, интегрированного через трехходовой клапан в байпасный контур промежуточного теплоносителя. По сигналу термостата чиллер отключается и включается отопитель. Теперь на фен-койлы подается горячая вода. Интегрированная, или «комби», система проще в монтаже и занимает меньше пространства, чем раздельные системы кондиционирования и отопления. «Webasto» предлагает большой выбор чиллеров, отопителей и зональных фен-койлов системы «Blue Comfort Premium», различающихся по производительности, конфигурации и габаритным размерам. Это позволяет подобрать оптимальные модели для каждого конкретного проекта — от 40-футового катера до мега-яхты.

Интересное решение центральной системы климат-контроля (кондиционирования и отопления) предлагает голландская фирма «Vetus Den Ouden». В системе также используется отопитель на дизельном топливе, но он установлен не рядом, а вместе с чиллером под общим кожухом в виде моноблока шкафного типа. Выпускается агрегаты четырех типоразмеров холодопроизводительностью от 3 до 15 кВт (от 10 200 до 51 000 БТЕ/ч) и теплопроизводительностью 2.3–5 кВт и 1.5–9 кВт). Максимальные габариты фен-койла — 250275315 мм. Агрегаты могут поставляться в кожухе из нержавеющей стали или в экономичном варианте — в кожухе из обычной стали.

Комплект поставки включает сам агрегат с амортизаторами и невозвратными клапанами, насос забортной воды, запорный кран, фитинги, расширительный бак, топливный расходомер, трубопроводы и дымоход с монтажными фитингами и глушителем. Однако нужно признать, что по универсальности и гибкости монтажа голландская система климатконтроля «Vetus» проигрывает системе «С5» фирмы «Webasto».

Центральная (чиллерная) СКВ обладает несколькими преимуществами: принцип распределения холодо/теплоносителя у нее такой же, как и в центральной системе водяного отопления (т.е. отсутствует опасность утечки вредных для здоровья паров хладагента), но вместо котла здесь используется холодильная машина с одним или несколькими компрессорами, а вместо радиаторов – теплообменники с вентиляторами.

кондиционер ч3  03

Далее каждый фен-койл полностью независим от чиллера: все они имеют параллельно подсоединение к водяному контуру, и температуру в каждом кондиционируемом помещении можно регулировать индивидуально, не нарушая работу других фен-койлов. Чиллер размещают в моторном отсеке или трюме, а фен-койлы – по всему судну в помещениях, где необходимо кондиционирование.

Центральная система – самая малошумная и отнимает минимум каютного пространства. Она также самая гибкая в плане изменяемых нагрузок и безопасная: холодильная машина может состоять из нескольких независимых модулей, задействуемых в зависимости от нагрузки. В такой системе исключено проникновение в обитаемую зону паров хладагента в случае утечки. Если вдруг отказал один из компрессоров или модулей, другой продолжает работать.

Но это еще и самая сложная и самая дорогая система: дублирование компрессоров, длинные трассы из теплоизолированных трубопроводов, расширительный бак, дополнительный циркуляционный насос, более дорогая автоматика… Капитальные и эксплуатационные затраты на такие системы достаточно высоки, так как помимо дорогостоящего оборудования и монтажа она требует профессионального обслуживания. Поэтому чаще всего ее применяют на средних и больших парусных и моторных яхтах.

Поскольку тема нашего обзора — СКВ для яхт и катеров длиной до 15 м, вся дальнейшая информация будет касаться только оборудования систем на основе моноблочных кондиционеров, так как именно они в основном и применяются на судах такого размера.

Моноблочные кондиционеры

Учитывая постоянно ужесточающиеся нормы и правила по выбросу в атмосферу озоноразрушающих газов (к которым относятся хладагенты кондиционеров) и недостаток в этом плане сплит-систем, дороговизну центральных чиллерных систем и бум спроса на малые круизные суда с повышенным уровнем комфорта, усилия многих производителей за последнее время (особенно в США, где этот спрос самый высокий в мире) были направлены на снижение массогабаритных и акустических показателей моноблочных автономных кондиционеров, а также на повышение их надежности и долговечности. В настоящий момент рынок моноблочников – самый динамичный, если рассматривать все предлагаемое оборудование судовых СКВ. Высокая конкуренция в этом секторе техники и рост масштабов производства привели также к значительному снижению стоимости изделий.

Американские производители в своих разработках учитывают правила и нормы Американского совета по лодкам и яхтам (ABYC) и Береговой охраны США (U.S. Coast Guard), а также правила СЕ и промышленные стандарты Американского Института холодильной техники (ARI). В соответствии с этими правилами судовой кондиционер должен надежно работать в условиях различных тепловых и механических нагрузок (бортовая и килевая качка, продолжительный крен, вибрация), а также в условиях коррозионного воздействия морской среды.

Для  этого  вся конструкция  выполняется с высоким  запасом  прочности из нержавеющей стали и АМг, в системе используются только латунная арматура и фитинги, конденсатор выполняется из медно-никелевого сплава,  медный испаритель кондиционера лудится или его оребрение покрывается акриловой смолой (пример — кондиционеры марки «Mermaid» и «Pioneer»,  выпускаемые американскими фирмами «Mermaid Mfg.» и «Baax Mfg, Inc.»). Электронные схемы имеют необходимый запас прочности и также покрываются прозрачной акриловой смолой. Материал и конструкция дренажного поддона обеспечивает отвод конденсата в условиях крена и противодействует образованию грибковой плесени. Уделяется также внимание защите по электропитанию.

кондиционер ч3  04

У большинства современных судовых кондиционеров витки змеевика конденсатора проходят не в горизонтальной плоскости вокруг компрессора, а расположены вертикально или под углом 45°. Благодаря этому конденсатор самоосушается при остановке насоса; такая конструкция также существенно облегчает процедуру постановки лодки на зимнюю стоянку и препятствует обрастанию внутренней стенки трубы конденсатора морскими организмами.

Кстати, медно-никелевая труба конденсатора внутри гладкостенная, а не гофрированная (для улучшения теплопередачи), как в «гражданских» кондиционерах. Это позволяет уменьшить накапливание грязи внутри трубы и облегчает обслуживание. Правда, при этом приходится увеличивать длину самой трубы для сохранения такой же величины теплопередачи, как и у труб с гофрированными внутренними стенками.

Благодаря достижениям в области термодинамики и созданию компактных теплообменных аппаратов и компрессоров, а также использованию передовых конструкторских решений современный моноблочный кондиционер лишь незначительно уступает по габаритным показателям блокам обработки воздуха сплит-системы или фен-койлам центральной (чиллерной) СКВ.

Принимаются  меры по максимальному снижению шума и вибрации моноблочных кондиционеров за счет применения новых ротационных и спиральных (для моделей холодопроизводительностью более 20 000 БТЕ/ч) компрессоров, малошумных вентиляторов, звукоизолирующих кожухов, двухкаскадной амортизации (в качестве примера можно привести кондиционеры серии «Turbo StowAway» американской фирмы «Cruisair», у которых компрессор закрыт звукоизолирующим кожухом и звукоизолирован кожух вентилятора.

Кондиционеры стали настолько малошумными, что на койке, под которой работает кондиционер, можно спокойно спать! Еще одна проблема судовых кондиционеров прежнего поколения — недостаточно эффективный отвод конденсата из дренажного поддона кондиционера и связанные с этим проблемы вроде мокрых пайолов при сильной качке судна и запахов от образующейся плесени — также успешно решена многими производителями.

кондиционер ч3  05

Большое внимание уделяется также удобству монтажа: у большинства моделей кондиционеров предусмотрена возможность изменения угла нагнетания вентилятора (поворачиваемая по оси улитка), что обеспечивает гибкость в зависимости от условий прокладки воздуховода. Проанализировав имеющиеся на рынке предложения, можно заметить, что имеется много вариантов компоновки кондиционеров, благодаря чему несложно подобрать оптимальную модель, наименьшую либо по высоте, либо по длине или глубине. Разрабатываются также серийные модели, предназначенные для установки в конкретном месте на судне — например, в носовой каюте, на флайбридже и т.д.

В последние годы в связи с распротранением новых типов больших скоростных круизных катеров с открытым  флайбриджем  большую популярность приобрели наружные охладители возуха.   Учитывая  спрос судостроительных компаний,  производящих такие катера, в США на сестринских предприятиях «Cruisar» и «Marine Air Systems» входят в состав шведской корпорации «Dometic АВ»), был разработан и налажен выпуск специального низкопрофильного кондиционера под наванием «The Breeze» («Cruisair»), он же «Dash Air» («Marine Air Systems»).

Они абсолютно идентичны. Кондиционер специально предназначен для подачи высокоскоростного потока охлажденного воздуха на людей, находящихся на флайбридже, в кокпите или других открытых зонах на палубе, создавая комфорт на открытом воздухе, что необычно для типичных СКВ. Кондиционер выпускается в трех исполнениях: моноблочном, сплит и для центральной чиллерной системы.

Благодаря применению горизонтального компрессора марки «Tecumseh» высота кондиционера холодопроизводительностью 13 000 БТЕ/ч составляет всего 203 мм (!) и его легко установить под приборной панелью на флай-бридже при постройке нового судна или дооборудовании существующего. Столь малая высота кондиционера обусловлена применением специального компрессора горизонтальной компоновки, что практически больше нигде не встречается. Два высокооборотных вентилятора обеспечивают большой расход и высокую скорость воздушного потока, создавая требуемую длину факела воздухоподачи из приточных решеток системы.

кондиционер ч3 06

В заключение нужно отметить, что моноблочные кондиционеры требуют лишь минимального обслуживания: как и в случае с бытовыми оконными кондиционерами, необходима только периодическая очистка воздушного фильтра от пыли. Если этого не делать, воздушный поток через испаритель уменьшается из-за возрастающего аэродинамического сопротивления фильтра, а вместе с ним уменьшается и холодопроизводительность всей системы. Из-за уменьшенного потока воздуха испаритель начинает обмерзать, и датчик снежной шубы испарителя (защитное устройство) станет периодически выключать кондиционер.

И последнее. Во многих судовых кондиционерах применяется хладагент       R-22. В соответствии с Монреальским протоколом он подлежит замене на не содержащие хлорфторуглеродов хладагенты R-407 или R-417 в срок до    2010 г. Если выбранная вами модель кондиционера работает на «устаревшем»  R-22, ничего страшного. Когда потребуется, специализированная сервисная служба сможет без труда  заменить  этот хладагент на новый «зеленый», и при этом не потребуется менять компрессор или другой узел.

Владимир Маляренко.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №223.

 

 

27.02.2013 Posted by | проектирование, расчет | , , , , , , | Оставьте комментарий

profiinvestor.com

Инвестиции и заработок в интернет

SunKissed

мое вдохновение

Budget Android Phones

Discover the best cheap smartphones

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