Яхты продажа новые

  • Моторные суперяхты и мега-яхты
    9.9м
    Словения
    2011
    0 €
  • Моторные яхты с флайбриджем
    21.9м
    Италия
    2009
    2670000 €
  • Спортивные моторные яхты
    13.15м
    Хорватия
    2010
    412534 £
  • Стационарные двигатели
    Стамбул
    2010
    8500 €
  • Спортивные моторные яхты
    19.41м
    Хорватия
    2010
    1289809 £
  • Парусные катамараны
    18.9м
    Франция
    2011
    1090000 €
  • Спортивные яхты и швертботы
    5.5м
    Украина, г.Бердянск
    2010
    5000 $
  • Моторные суперяхты и мега-яхты
    37.2м
    Италия
    2012
    10300000 €
  • Моторные лодки
    6.53м
    Киев
    2009
    70800 €
  • Крейсерско-гоночные парусные яхты
    9.99м
    Афины
    2011
    119899.63 €
  • Гидроцикл
    www
    2010
    1 $
  • Прицеп
    4.09м
    Киев
    2009
    13000 €
  • Стационарные двигатели
    Стамбул
    2010
    10000 €
  • Спортивные буксировщики
    6.86м
    Киев
    2009
    77000 €
  • Крейсерско-гоночные парусные яхты
    20.06м
    Англия
    2012
    2900000 €
  • Прицеп
    6.3м
    Киев
    2010
    950 €
  • Прицеп
    3.365м
    Киев
    2009
    5750 €
  • Прицеп
    Новосибирск
    2007
    4200 €
  • Прицеп
    7.41м
    Киев
    2010
    4500 €
  • Спортивные яхты и швертботы
    18.38м
    Греция
    2010
    836900 €


Новые яхты яхты бу

Последние регистрации:

Зоя Михайлова
Андрей Поздняков
Danita Mccutcheon
Конструкция современного корпуса на базе древесины и эпоксидных смол
На главную / Сундучок капитана / Практикум / Конструкция современного корпуса на базе древесины и эпоксидных смол
27/03/2007

Источник: книга "The Elements of Boat Strength", год издания 2000
Автор: Dave Gerr
Перевод С.Б.

От "переводчика". Все приведенные в главе формулы имели графические номограммы, которые я исключил по причине трудностей с интернетом. Ссылки на большинство формул из других глав книги даны по тексту. Перевод делался поверх отсканированного из книги текста и несмотря на многие исправления ошибок распознавания знаков арифметики они могут присутствовать.

За последние тридцать лет деревянное судостроение претерпело своего рода революцию. Как бы ни был прочен и надежен корпус классической конструкции с обшивкой по шпангоутам, он обладает несколькими серьезными недостатками:

  • Прочность всей конструкции в целом зависит от прочности каждого элемента крепежа в отдельности
  • Что более важно, деревянная конструкция подвержена гниению.
  • Древесина - сравнительно мягкий материал, в особенности по сравнению с металлом и корпус может разрушиться от ударных или абразивных нагрузок.
  • Периодические разбухание и усушка древесины ведут к ослаблению крепежа и загниванию древесины
  • Классическая конструкция хорошего уровня требует применения древесины высочайшего качества, найти которую становится все труднее и дороже.

Современные эпоксидные клеи настолько крепки, эластичны и непроницаемы для водяных паров, что они снимают все эти проблемы. Прочность лодки, элементы которой соединены на эпоксидной смоле, уже не ограничивается прочностью металлического крепежа. Клеевой шов обладает намного большей прочностью, чем отдельный элемент крепежа и вся структура при этом становится единым целым - монококовой конструкцией.

Если окружить каждую отдельную деревянную деталь слоем эпоксидной смолы, влажность ее древесины как бы застывает на том уровне, которое было в момент покрытия. Ни водяные пары, ни кислород, уже не могут проходить свободно через этот барьер (хотя сама пленка в некоторой степени и проницаема, этого недостаточно для развития гнили). Это не только исключает любую возможность гниения, но и избавляет всю конструкцию от периодического забухания, делая ее стабильной в размерах.

И наконец, оклейка корпуса стеклотканью или другим подходящим материалом значительно повышает сопротивление ударным и абразивным нагрузкам. На ранних этапах корпуса пытались оклеивать на полиэфирной смоле, что обычно не имело успеха. Полиэфирная недостаточно эластична и обладает малой прочностью на отрыв. В отличие от нее эпоксидные смолы обладают тем и другим в достаточной степени и показывают себя очень хорошо. К тому же само тканевое покрытие не подвержено разбуханию на корпусе, конструкция которого пропитана эпоксидной смолой и стабильна.

Характеристики древесины

Полное облачение древесины в эпоксидную смолу и высокая прочность, достигаемая при помощи монококовой конструкции, позволяют для пропитанного смолой корпуса делать выбор из гораздо большего числа пород древесины. Более того, от древесины уже не требуется того высокого качества и не обязательно применение пород, которые от природы стойки к гниению. Как правило, годится практически любая древесина, удовлетворяющая следующим требованиям:

Формула 11-1

  • Древесина для обшивки корпуса (малые суда) - 384 - 512 кг /куб.м
  • Древесина для обшивки корпуса (большие суда) - 512-704 кг /куб.м
  • Шпангоуты, кили, элементы поперечного набора - 512-704 кг/куб.м
  • Древесина должна быть с минимумом сучков и прямослойная. Если широко используется древесина тангенциального распила, сечения должны быть увеличены на 8-10 процентов.
  • Древесина не должна содержать природных кислот и масел, которые ухудшают прочность клеевого шва (примерами таких пород являются тик и дуб). Хотя тик и дуб тоже можно клеить эпоксидными смолами, долговечность такой конструкции будет под сомнением, требуется дополнительная подготовка поверхности и опыт склеивания. Для конструктивных связей это не рекомендуется.

Методы постройки

Применяя технологию пропитки древесины эпоксидной смолой, можно построить деревянное судно любой конструкции. Даже корпус с обшивкой из досок можно полностью пропитать смолой (но только в случае, когда он строится по этому методу с нуля). Корпус с обшивкой вгладь будет иметь пропитанные смолой элементы - шпангоуты, флоры, киль, бимсы, привальный брус, стрингеры должны быть склеены и соединены крепежом. Фанерная палуба и рубка должны быть склеены воедино и покрыты смолой. Однако доски обшивки должны ставиться на обычный крепеж, а не на клей и герметизироваться набивкой. Если применяются традиционные материалы в виде хлопка и дегтя, доски обшивки не должны пропитываться эпоксидной смолой. Это требуется для того, чтобы они, забухнув, обеспечили водонепроницаемость соединения. Можно поступить и по другому, покрыв все доски обшивки по отдельности смолой и установив их на крепеж без клея. В данном случае в щели необходимо будет вклеить длинные узкие полосы клиновидной формы.

Пользуясь технологией пропитки древесины эпоксидной смолой, можно построить такой корпус с обшивкой вгладь, однако процесс будет весьма трудоемким. Стандартными же методами постройки корпусов из древесины и эпоксидной смолы являются реечная, фанерная и диагональная (состоящая из многих стоев шпона) обшивка. Мы рассмотрим все по очереди.

Конструция реечной обшивки на эпоксидной смоле.

Подобная конструкция является промежуточным звеном между корпусом с классической реечной обшивкой по шпангоутам и корпусом, полностью оклееным стеклотканью снаружи и изнутри и лишенным большей части традиционного набора. Последние являются фактически композитными корпусами с реечной обшивкой в качестве заполнителя и сродни скорее стеклопластиковому сэндвичу, нежели традиционному деревянному корпусу.

Стандартная реечная обшивка на эпоксидной смоле похожа на классическую реечную обшивку. Разница между ними состоит в том, что все составляющие деревянной конструкции склеиваются между собой эпоксидным связующим судостроительного назначения. Дополнительно к этому каждый из элементов покрывается минимум тремя слоями эпоксидной смолы без наполнителя.

При этом может достигаться значительная экономия трудозатрат:

  • Не требуется делать подгонку реек друг к другу или делать ребра реек вогнуто-выпуклыми, чтобы добиться плотного их прилегания. Все рейки имеют прямоугольное сечение и в таком виде ложатся на корпус, позволяя образование естественных щелей по ребрам. Все эти щели заполняются эпоксидной смолой с наполнителем после фиксации каждой отдельной рейки.
  • Не требуется соединять рейки на ус для получения необходимой длины. Рейки стыкуются одна в торец другой. Перед стыковкой в торец одной из реек вбивается гвоздь. Торцевые стыки должны отстоять друг от друга не менее чем на шесть реек по вертикали и три шпации по горизонтали (такого типа соединение может впоследствии стать заметным при определенных обстоятельствах. Однако такое соединение достаточно надежно, т.к. если рассматривать всю конструкцию как единое целое, то хорошо разнесенные торцевые стыки представляют в оболочке корпуса собой соединения типа шкантованных и достаточно прочны).
  • Не требуется делать сужение реек по краям, чтобы те ложились параллельно линии борта. Допускается класть рейки под любым естественным углом или кривой, начиная от борта к килю или же наоборот. Но если вам хочется добиться ровного направления реек обшивки надводного борта, вы можете сделать следующее. От линии борта на каждом шпангоуте отмерьте одинаковые расстояния примерно до уровня закругления скулы. Затем начиная с киля обшейте рейкой днище ровно до отметок на шпангоутах. Рейка на днище может ложиться как ей будет угодно, с любыми углами и кривизной. Теперь кромку днищевой обшивки надо будет аккуратно обрезать точно по отметкам. Эта линия будет теперь параллельна линии борта. Продолжите обшивку с нее и все рейки будут лежать строго параллельными борту
  • На многих лодках вместо стандартных шпангоутов можно использовать постоянные несущие переборки. В подобном случае такие переборки являются конструкционными элементами аналогично тому , что мы имеем в стеклопластиковых корпусах. Размеры переборок рассчитываются по формуле 5-5. Если такая переборка располагается поблизости от расположения расчетного шпангоута и если переборка представляет собой неразрывное кольцо (с минималным соотношением по периметру высоты к толщине 6.75:1), шпангоут в таком случае не требуется.
  • Водонепроницаемые переборки должны соответствовать формуле 9-29. Их можно ставить на мокрый угольник, крепить к шпангоутам шурупами на клей или комбинировать эти два способа. Угольник должен быть из биаксиальной стеганой ткани, совместимой с эпоксидной смолой.
  • Шпангоуты можно ламинировать непосредственно в корпусе, используя его в качестве матрицы. В этом случае привальный брус также можно ламинировать по внутренней поверхности обшивки (по шпангоутам или замещая их). Шельф не требуется, однако привальный брус должен иметь сечение, учитывающее его отсутствие (Ф.9-15).

Наружная оклейка корпуса с реечной обшивкой на эпоксидной смоле.

Все корпуса и палубы подобной конструкции должны оклеиваться стеклотканью или иным похожим материалом (Dynel, Vectra). Это улучшает абразивную стойкость и гарантирует более толстый наружный слой структуры из волокна и смолы, который еще более защитит древесину от разрушения.

Минимальная толщина стеклоткани на корпусе и надстройках с натуральным видом древесины должна представлять собой один слой ткани весом 270-340 г/м2 на эпоксидной смоле. Самые маленькие лодки типа каноэ или скифов требуют ткани весом 170 г/м2. Для тканей Dynel, Vectra или полиэфирной ткани Xynole минимальным весом будет 135 г/м2 вне зависимости от размеров корпуса.

Палубы и крыши рубок покрываются стеклотканью согласно формулам 9-19 / 9-26.

Чем более толстым будет слой наружной оклейки корпуса, тем большей абразивной устойчивостью и прочностью на скручивание он будет обладать. Однако в этом случае корпус придется окрасить, т.к. такой ламинат будет слишком толстым, чтобы сквозь него было видно красивую текстуру дерева. Еще лучше то (что мы позже увидим), что эти прочность и устойчивость, которые дает оклейка, позволяют снизить толщину реечной обшивки.

  • Корпуса с коэффициентом Sn = 2 следует оклеивать в несколько слоев биаксиальной стеганой тканью с ориентацией волокон 0/90, волокно категории Е (электро). Когда такая ткань укладывается под углом 45 градусов к продолной оси корпуса, она выступает как диагональная стяжка и при этом увеличивает жесткость корпуса на скручивание.
  • (Sn = Длина корпуса [м] х Ширина [м]х Высота от киля до палубы [м]/ 28.32)
  • Корпуса с коэффициентом Sn менее 2 можно оклеивать обычной стеклотканью вместо биаксиальной.
  • Вес стекловолоконного покрытия днища следует увеличивать на один процент на каждый узел скорости свыше 25.
  • Корпуса с коэффициентом Sn ниже единицы не имеют каких-либо преимуществ при использовании данного метода постройки. Вполне годится обычный метод обшивки рейкой на смоле с легкой оклейкой.
  • Толщина оклейки увеличивается на 10 процентов для рабочих лодок и оффшорных круизных судов.
  • При наличии шпангоутов, переборок и внутреннего киля внутренняя оклейка не требуется и не рекомендуется.

Формула 11-2

Толщина оклейки корпуса с реечной обшивкой:

Для корпусов с Sn=0.6 и выше:

Суммарный вес ткани = 1,044 + (281.4 x Sn) г/м2

Для корпусов с Sn менее 0.6:

Суммарный вес ткани = 3.73 + (2,015 x Sn) г/м2

Считаем вес стекловолокна, необходимого для оклейки нашего примера:

1044 + (281.4 x 2.97) = 1879.7, округляем до 1880 г/м2

Формула 11-3

Толщина реечной обшивки с одной внешней оклейкой.

Для определения уменьшенной толщины реечной обшивки на эпоксидной смоле, оклееной толстым слоем биаксиальной ткани категории Е (по формуле 11-2), считаем следующим образом:

Толщина = 16.51 х Sn0.3 мм

При постройке нашего примера таким методом толщина реечной обшивки будет считаться так:

16.51 x 2.970.3 = 24.7 мм, округляем до 25 мм

Это отличается от 28 мм, требуемых для обшивки рейкой или доской вгладь при отсутствии оклейки.

Двойная диагональная обшивка шпоном поверх рейки

Альтернативой толстому слою стеклопластика снаружи корпуса является укладка двух диагональных слоев шпона. При этом методе внешняя поверхность корпуса все равно требует оклейки стеклотканью весом 270-400 г/м2. Для тканей Dynel и Vectra минимальный вес 135 г/м2. Такая конструкция с формованием двух диагональных слоев шпона обеспечивает жесткость на скручивание, аналогичную толстому слою стеклопластика. Поскольку сам шпон добавляет обшивке ощутимую толщину, толщину рейки соответственно уменьшают.

Корпуса с коэффициентом Sn менее двух при таком методе не имеют каких-либо преимуществ и тут лучше обратиться к обычной обшивке рейкой на смоле.

У этого способа есть два минуса - процесс укладки шпона более трудоемок, нежели стеклопластика и толстый слой стеклоткани обладает более высокой ударной и абразивной прочностью. Тем не менее и этод метод обеспечивает отличную конструкцию корпуса.

Заметим, что хоть в названии и указано "двойная", нет никаких противопоказаний к тому, чтобы уложить четыре или шесть слоев, уменьшая соответственно толщину каждого для получения необходимой.

Формула 11-4

Толщина двух диагональных слоев шпона поверх реечной обшивки

Толщина, мм = (10.92 x Sn0.2) - 8.13

Таким образом, наш пример будет иметь такую толщину диагональных слоев:

(10.92 x 2.970.2) - 8.13= 5.44 мм, берем два слоя по 3 мм, итого 6 мм

Чтобы посчитать, насколько следует уменьшить толщину нижнего слоя рейки, необходимо знать толщину биаксиального ламината, рассчитанного по формуле 11-2.

Формула 11-5

Перевод толщины биаксиального ламината в вес и наоборот

Вес стекломатериала (г/м2) = (Толщина ламината [мм] x 813)-9.7

Толщина ламината (мм) = (Вес стекломатериала [г/м2] - 9.7) / 813

Мы подсчитали, что вес стекломатериала наружной оклейки нашего примера должен быть 1,880 г/м2.

Тогда толщина его составит (1,880 г/м2 -9.7) / 813 = 2.3 mm

Формула 11-6

Уменьшение толщины нижнего слоя рейки при диагональной оклейке шпоном.

Толщина рейки уменьшается по отношению к суммарной толщине оболочки при обшивке одной рейкой и толстым слоем оклейки.

Следовательно, в нашем примере толщина рейки при наличии диагональных слоев шпона может быть снижена до 22 мм.

24.7 мм рейки + 2.3 мм стеклопластика = 27 мм, 27 мм - 6 мм шпона = 21 ; берем 22 мм

Таким образом, оболочка корпуса в нашем примере состоит из следующего:

  • Один слой оклейки стеклотканью весом 270-400 г/м2 или один слой ткани Dynel или Vectra весом 135 г/м2.
  • Два диагональных слоя шпона по 3 мм, итого 6 мм
  • Рейка 22 мм

Внутренняя конструкция реечного корпуса с диагональной оклейкой шпоном или стеклотканью.

Добавление диагонального шпона или толстого биаксиального слоя ткани дает возможность уменьшить значительное количество поперечного набора. Внутренняя конструкция рассчитывается в этом случае аналогично корпусам из стеклопластика или сэндвичевым со следующими оговорками.

  • Не требуются бортовые стрингеры
  • Основание под двигатель / подмоторные стрингеры устанавливаются согласно описанию. Материалом может быть сэндвич с заполнителем из бальзы или пенопласта, сплошной стеклопластик, скрепленный шурупами, болтами и клееный к корпусу на эпоксидной смоле. При их изготовлении из древесины они имеют сечения бальзового или пенопластового заполнителя.
  • Там, где имеются скуловые стрингеры, другое усиление скулы не требуется.
  • В качестве альтернативы возможно изготовление композитной скулы
  • Переборки и сплошные шпангоуты не требуют подкладок из эластомера, необходимых согласно Кодексу Федеральных Норм для пассажирских судов.
  • Расположение флоров аналогично правилам для стеклопластиковых корпусов. При использовании древесины их сечение равно сечению бальзового или пенопластового заполнителя.
  • При данном методе постройки возможно полностью исключить из конструкции киль и форштевень. Вместо них укладывается реечная обшивка и диагональный шпон. В этом случае толщина стеклопластика в районе киля и форштевня увеличивается в 1.8 раза по сравнению с остальным ламинатом оклейки снаружи и в 1.2 раза - изнутри. Корпус такого типа уже на самом деле являет собой стеклопластиковый сэндвич с древесиной в роли заполнителя.
  • Еще один вариант конструкции киля - ламинировать его из фанеры (Формула 11-9С).

Примечание: Все ламинаты и тканевые покрытия требуют применения эпоксидной смолы, сами ткани должны быть совместимы с ней (т.е. не иметь связующих покрытий), обычно в этой роли выступают стеганые ткани биаксиального типа (рис.).

стеганые ткани биаксиального типа


Корпус с реечной обшивкой с двусторонним стеклопластиковым покрытием.

Еще одним вариантом конструкции реечной обшивки на эпоксидной смоле является использование толстого слоя биаксиальной ткани снаружи и изнутри корпуса с заполнителем в виде рейки и без диагонального шпона. При таком способе также возможно избавиться от традиционного поперечного набора и прочего конструктива. Опять же при этом следует ориентироваться на методику расчета внутреннего набора для сэндвичевых стеклопластиковых корпусов. (См. также примечания к предыдущей главе).

Формула 11-7

Толщина реечной обшивки при двусторонней оклейке стеклопластиком

В данном методе используется толстый слой пластика снаружи корпуса в паре с аналогичным слоем изнутри, считаемого по формуле 11-2. Корпус считается обычным композитным сэндвичевым. Поскольку рейка в данном случае выступает в роли заполнителя, ее толщину можно еще более снизить:

Толщина рейки, мм = 15.24 x Sn0.34

Таким образом, наш пример с двусторонней оклейкой должен иметь толщину рейки 15.24 x 2.970.34 = 22 мм

Формула 11-8

Внутренний слой стеклопластика для корпусов с двусторонней оклейкой

Корпус изнутри оклеивается той же биаксиальной тканью категории Е при коэффициенте Sn более двух. При коэффициенте менее двух это может быть обычная стеклоткань. Внутренний стекломатериал должен составлять 66% по толщине или весу от наружного, считаемого по формуле 11-2.

Возвращаясь к нашему примеру. Вес материала внутренней оклейки: 0.66 x 1 880 г/м2 = 1,240 г/м2

Реечная конструкция с двусторонней оклейкой и стеклопластиковая сэндвичевая.

В отличие от чрезвычайно непрочных (низкомодульных) заполнителей, традиционно используемых в конструкции стеклопластиковых сэндвичевых корпусов, конструкция заполнителя в виде рейки обладает значительной прочностью в продольном направлении, при сосредоточенном изгибе и ударе. Более того, заполнитель из рейки обладает намного большей прочностью на сдвиг, чем низкомодульные заполнители, применяемые в обычном стеклопластиковом судостроении. Помимо этого ламинат из биаксиальной ткани на эпоксидной смоле имеет куда более высокие механические свойства (прочность), чем стандартный стеклопластик на основе стекломата с ровингом и полиэфирной смолы. Как следствие, хотя структура с заполнителем в виде рейки и стандартный сэндвич считаются аналогичным образом согласно правилам, приведенным в книге, в случае реечного заполнителя толщина наружного и внутреннего стеклопластика будет меньше, чем она была бы в случае обычного стеклопластикового сэндвича.

Диагональная реечная обшивка ("елочка") на днище остроскулых корпусов.

На корпусах с острой гранью скулы, в особенности тех, которые не рассчитаны на постройку из фанеры, бывает более удобно обшить днище рейкой диагонально, в виде "елочки". Толщина обшивки считается по той же методике, что приводилась ранее, за исключением случая с минимальным днищевым набором. При этом толщину днищевой обшивки следует увеличить в 1.5 раза.

Конструкция ультралегкого корпуса с реечной обшивкой и оклейкой по методу Линдсея Лорда.

Мы до сих пор проектируем корпуса с жесткой оболочкой. Прочность в паре с нормами безопасности требуют значительной жесткости. Но есть и иной подход к этой проблеме: позволить оболочке корпуса небольшую гибкость. Возможно звучит это рискованно, тем не менее это не так. Конструктор Линдсей Лорд разработал, вероятно, самую облегченную технологию реечной обшивки (одну из самых легких за всю историю судостроения) в период после второй мировой войны. При том что Лорд спроектировал по своей методике и подверг обширным испытаниям несколько лодок в диапазоне от 7-метровых разъездных катеров до 25-метровых 40-узловых патрульных, по каким-то причинам в деталях она известна мало.Это довольно странно, потому что методика Лорда позволяет снизить материало - и трудоемкость конструкции и получить на удивление крепкие суда. Тем более что в свое время Лорд публиковал результаты.

Корпус с реечной обшивкой по методу Лорда также является композитным сэндвичем. Заполнителем его служит рейка из древесины хвойных пород (сосна, ель, кедр и т.п.). Он является именно настоящим заполнителем и может быть из достаточно низкосортной древесины. Рейки скреплены друг с другом посредством гвоздей (как в случае с реечной обшивкой на смоле) на временном болване. Затем корпус снаружи и изнутри оклеивается полипропиленовой тканью Vectra или модакриловой Dynel производства Union Carbide. Все клеевые соединения и оклейка производятся на эпоксидной смоле, предназначенной для эксплуатации в морских условиях (как и в случае обычной реечной обшивки на смоле). Никакая другая смола не обладает достаточной эластичностью для работы в такой сфере.

Важным моментом является то, что тут не используется обычный стеклопластик. Ткани типа Vectra и Dynel тянутся гораздо выше (т.е. допускают большее удлинение до момента разрыва), нежели стеклопластик. Когда эта ткань приклеена к сравнительно тонкому реечному заполнителю в виде оболочки, в результате получается композитная панель, которая может прогибаться, гася удары и гнуться и скручиваться при экстремальных нагрузках. Для вышеприведенных тканей такие изгибы совершенно безвредны. Находясь в эпоксидной смоле, оболочка и заполнитель гнутся вместе и разгибаются обратно без каких-либо повреждений. Это означает, что тонкая и легкая конструкция может гасить такую же энергию, как и более толстая и жесткая.

Формула 11-9А

Реечный заполнитель с оклейкой по методике Лорда.

Толщина = 8.63 x Sn0.44

Минимальная толщина заполнителя - 9.5 мм. Палубы и крыши надстроек, по которым будут ходить, должны иметь толщину, в полтора-два раза большую, чем заполнитель корпуса.

Формула 11-9B

Вес ткани для оклейки реечного корпуса по методике Лорда

Стандартный вес тканей Dynel и Vectra - 135 г/м2. Методика предполагает использование какого-то одного из двух типов ткани.

Наружный ламинат (г/м2) = 376 x Sn0.43

Внутренний ламинат (г/м2) = 249 x Sn0.36

Для палуб и крыш надстроек толщины внутреннего и наружного ламинатов меняются местами. При остатке свыше 68 г/м2 в расчетах наружного покрытия количество слоев ткани округлять в большую сторону. При остатке менее 101 г/м2 в расчетах внутреннего покрытия количество слоев округлять в меньшую сторону.

При расчетах нашего примера по методике Лорда мы получим следующее:

Заполнитель:

Толщина рейки = 8.63 x 2.970.44 = 13.9, округляем до 14 мм

Вес материала оклейки

Снаружи: 376 x 2.970.43 = 600 г/м2 ; принимаем равным четырем слоям Vectra или Dynel

Внутри:249 x 2.970.36 = 368 г/м2 ; прuнимаем равным двум слоям Vectra или Dynel

Внутренняя конструкция

Лорд не использует ни шпангоутов, ни многих других традиционных элементов конструктива, однако у него имеются многочисленные переборки - "на расстоянии 8-10 футов, плюс неполные переборки - для 80-футового судна" ("Проектирование глиссирующих судов"). Также он использует встроенные цистерны и полы внутренних помещений в качестве дополнительных элементов жесткости корпуса. За основу в большинстве случаев можно взять стандартную внутреннюю конструкцию стеклопластикового сэндвичевого корпуса, рассмотренную ранее с учетом замечаний и оговорок в описании внутреннего конструктива корпуса с реечным заполнителем.

Киль / Закладка

Для киля, форштевня, дейдвуда и ахтерштевня Лорд использует ламинат из фанеры, который выпилен по боковому профилю и склеен вместе до получения нужной толщины. Торцевые стыки соседних слоев следует разносить на значительные расстояния. Обшивка-заполнитель шпунтового пояса ложится на небольшие подкладные рейки, приклеенные смолой к боковым сторонам киля так, чтобы получилась четверть. Требуется минимальная малковка и практически никакой подгонки реек. Любые получившиеся щели и пустоты заполняются эпоксидной шпатлевкой или пенопластом (большие полости). Все крепится по месту небольшими гвоздями на клее, стыкам с помощью смолы и пенистых наполнителей придается солидный радиус. Затем вся фанерная конструкция закладки и реечного заполнителя оклеивается определенным пластиком снаружи и изнутри. Реально подобная конструкция киля может считаться заполнителем.

Формула 11-9С

Толщина (т.е. ширина) заполнителя киля по методике Лорда

Для длины корпуса от 6 до 9 м - брать два слоя 15 мм фанеры

Для длины корпуса от 9 до 12 м - брать два слоя 18 мм фанеры

Добавить дополнительный слой 18 мм фанеры для каждых трех метров свыше 12.

Таким образом, 80-футовый корпус будет иметь шесть слоев 18 мм фанеры, что в сумме даст 108 мм.

  • При желании вместо методики Лорда для любой части палубы или надстроек может быть использована фанера с оклейкой на эпоксидной смоле (Формулы 9-19 / 9-26).
  • Важный момент - внутренняя оклейка тканью должна быть сплошной и непрерывной по всей длине корпуса. Обычно процесс постройки начинается с изготовления постоянного фанерного киля и установки его в перевернутом положении на временные шпангоуты. Корпус обшивается рейкой по временным шпангоутам, по-настоящему крепя рейки к килю (но не к шпангоутам). Заполняются все полости и радиусы, скругляются угловые стыки обшивки у киля, форштевня и транца. Укладывается наружное покрытие и затем выравнивается. Корпус раскантовывается и устанавливается во временные шаблоны для сохранения им формы. Все внутренние временные шпангоуты убираются. Корпус изнутри сглаживается и делаются радиусные переходы на угловых стыках с килем. Корпус оклеивается изнутри сплошными кусками ткани от носа до кормы и от борта до борта. После этого можно устанавливать постоянные переборки и внутренние конструкции.
  • Нестандартные формы и заполнения могут быть изготовлены из древесины, пенопласта, бальзы и эпоксидной смолы как того требуется и оклеены подходящим пластиком снаружи или изнутри.
  • Лорд даже рули и пиллерсы делал из фанеры и сосны, скрепляя из гвоздями вместе или к корпусу, выравнивал при помощи эпоксидной шпатлевки и затем укладывал сверху необходимое количество слоев пластика на базе тканей Vectra или Dynel.
  • На киль и форштефень требуется дополнительный пластик:

При длине менее 40 футов - один слой
При длине от 40 до 80 футов - два слоя
При длине свыше 80 футов - три слоя

  • Общая проблема с тканями Vectra и Dynel состоит в том, что они очень легкие (малый удельный вес), и в эпоксидной смоле не тонут, плавая в ее толще. Выход находят в минимальном количестве смолы, необходимом для пропитки каждого слоя - не больше но и не меньше. Для начала стоит потренироваться на нескольких ненужных листах, чтобы понять материал и далее проблем уже не будет. Применение вакуумного прессования будет еще лучшим решением.

Формованная диагональная обшивка из нескольких слоев шпона

До сих пор мы вели речь о диагональной шпоновой обшивке как части оболочки корпуса (если она вообще имела место). Однако при изготовлении корпуса можно применить и только один диагональный способ. Такая технология также известна под названием холодного формования, в отличие от ранних способов получения ламинированных корпусов в матрице с применением давления и температуры. Естественно, большинство полученных при помощи автоклава корпусов являются вариантами диагональной конструкции обшивки. Поэтому, когда на сцену вышли клеи, отверждаемые при комнатной температуре, появился и термин "холодное формование", подразумевающий изготовление корпуса при помощи диагональных полос шпона.

У большинства диагональных корпусов снаружи присутствует лишь тонкий слой наружной оклейки стеклотканью. Он не несет на себе конструкционной нагрузки и предназначен лишь для противостояния абразивным и ударным воздействиям. Изнутри корпус с диагональной обшивкой должен быть, однако, усилен продольным набором. Он обеспечивает необходимую продольную прочность, кроме того он служит в качестве формы, на которую и укладываются полосы шпона. Установленные на большом расстоянии друг от друга шпангоуты вместе с переборками дополняют конструкцию. Они добавляют ей прочность в поперечном направлении.

Диагональный способ обшивки позволяет получить самый легкий корпус, который только можно построить с применением древесины, за исключением методики Лорда и способа DuraKore. Диагональная конструкция имеет множество сторонников, однако на мой взгляд трудоемкость этого процесса себя не оправдывает. Хотя корпус получается и более легким, чем обычный реечный или реечно-диагональный с оклейкой, требуется гораздо более высокий уровень строителя и времени, необходимого на подгонку, приклеивание, забивание скоб для большого числа полос шпона. Для большой лодки размерами свыше 15 м слоев может быть очень много. Я знаком с несколькими опытными специалистами, которые пробовали этот метод и нашли его настолько трудоемким, что вообще отказались от применения древесины и эпоксидной смолы. Вместо этого эти верфи при постройке крупных корпусов переключились на алюминий. Что весьма жаль - хотя алюминий явно обладает массой отличных свойств - в отличие от диагонального метода, многие другие способы реечной обшивки очень экономичны в отношении материалов и трудоемкости.

Мой опыт говорит о том, что при правильных методах реечная обшивка на эпоксидной смоле являет собой наиболее экономичный способ постройки круглоскулого корпуса в единственном экземпляре. Если же мы отбросим соображения трудоемкости в сторону, то корпус с диагональной обшивкой является великолепной конструкцией - легкой, прочной и долговечной. Если речь идет о быстроходных судах - гоночных катерах и яхтах, быстроходных моторных яхтах и патрульных катерах - излишние трудозатраты вполне могут себя и окупить с учетом некоторого улучшения скоростных характеристик.

  • Оболочка толщиной 13 мм и менее обычно формуется из двух диагональных слоев шпона.
  • Оболочка толщиной от 13 до 25 мм должна состоять не менее чем из трех слоев. В случае трех слоев наружный укладывается в направлении от носа к корме.
  • Оболочка толщиной более 25 мм должна состоять не менее чем из четырех слоев. При применении нечетного количества слоев наружный обычно укладывается в продольном направлении, однако это требование не является обязательным.
  • Корпуса с толщиной обшивки 25 мм и менее должны оклеиваться как минимум одним слоем стеклоткани весом 270-340 г/м2 на эпоксидной смоле. Для небольших лодок типа каноэ и гребных скифов достаточно ткани весом 170 г/м2. Для тканей Dynel, Vectra и Xynole минимальным весом будет 135 г/м2.
  • Корпуса с толщиной обшивки более 25 мм и все суда, чья скорость превышает 25 узлов, должны иметь на днище дополнительную оклейку стеклотканью весом 540-680 г/м2. Для тканей Dynel, Vectra и Xynole минимальным весом на днище будет 270 г/м2. Борта у таких судов могут иметь более тонкий слой оклейки, применяемый на корпусах с толщиной обшивки менее 25 мм.

Формула 11-13

Толщина диагональной обшивки = 13.97 х Sn0.38

Таким образом, наш пример будет иметь такую толщину оболочки корпуса :

13.97 x 2.970.38 = 21.1 мм ; округляем до 22 мм

Мы будем формовать ее из четырех диагональных слоев шпона по 5.5 мм каждый.

Формула 11-4

Сечение стрингера (квадратное), мм = 31 х Sn0.38

Шаг стрингеров, мм = 279.4 х Sn0.38

  • Ширина стрингеров в крайних третях их длины может сужаться до 66 % от максимальной
  • Стрингеры должны крепиться друг к другу и к форштевню при помощи брештуков, а к транцу - вертикальными кницами (Формула 10-11).
  • Стрингеры располагаются таким образом, чтобы максимальный шаг между ними был на миделе. Корпус имеет такую форму, что по оконечностям стрингеры естественным образом соберутся вместе. Это желательно особенно в носовой части, поскольку там ударные нагрузки максимальны.
  • Ближайшие к килю стрингеры располагаются от него на расстоянии, вдвое меньшем чем шаг между ними.
  • Шаг стрингеров уменьшается на 1 процент для каждого узла скорости свыше 25.
  • Хотя это и не обязательно, лучше при проектировании рассчитать, чтобы стрингеры проходили вдоль рыбин проекции "корпус" теоретического чертежа и впоследствии перенести эти линии на внутреннюю сторону обшивки вдоль всего корпуса. Тогда при укладке вам придется иметь дело только с изгибом и кручением стрингеров.
  • Глиссирующие катера должны иметь практически по всей длине ламинированные основания под двигатель, сечения которых считаются по формулам 9-31 и 9-32. Основания в корпусе с диагональной обшивкой должны быть установлены посредством крепежа непосредственно к оболочке. Часто возможно и желательно избавиться от одного или двух днищевых стрингеров в местах, где их функцию с успехом выполняют основания под двигатель.

Возвращаясь к нашему старому примеру, считаем:

Сечение стрингеров = 31 х 2.970.38 = 46.8 мм, принимаем равным 48 мм, квадратное

Шаг стрингеров на миделе = 279.4 х 2.970.38 = 422.5 мм, принимаем равным 420 мм

Если бы он ходил со скоростью 35 узлов, мы должны были бы уменьшить шаг стрингеров до 380 мм. 35 узлов - 25 узлов = 10. Следовательно, шаг уменьшается на 10 процентов. 422.5 мм х 0.9 = 380.2 мм

Формула 11-5

Шпангоуты и переборки в корпусе с диагональной обшивкой

Стрингеры в поперечном направлении опираются на шпангоуты и переборки. Размеры шпангоутов считаются по формулам 9-2, а расстояние между ними - по формуле 9-3. Однако даже для круглоскулого диагонального корпуса это расстояние следует считать как для натесных шпангоутов или же в 2.5. раза больше, чем для обычного круглоскулого корпуса, обшитого доской по шпангоутам. Шпангоуты крепятся только к внутренней поверхности стрингеров, они не касаются оболочки корпуса.

Обычные и водонепроницаемые переборки считаются по формулам 5-5 и 9-29, однако правило их размещения тут не применимо по причине наличия стандартных шпангоутов. Там, где переборка оказывается рядом с местом расчетного шпангоута и где она являет собой неразрывное кольцо с минимальным соотношением толщины к высоте 6.75 - шпангоут не требуется. Если имеется такое число переборок, какое требует формула 5-5, то зачастую от многих шпангоутов можно избавиться. Опять же, переборки обычно крепятся только к внутренней поверхности стрингеров, не требуется их контакт с оболочкой корпуса. Тем не менее это возможно, в случае требования водо- и газонепроницаемых переборок.

Формула 11-6

Флоры в корпусе с диагональной обшивкой.

Флоры в диагональном корпусе с продольным набором должны заканчиваться поверх одного из днищевых стрингеров. Это снимает концентрацию напряжений и распределяет нагрузку с конца флора вдоль стрингера. На катерах флоры должны простираться вверх как минимум до второго от киля стрингера, по обоим обортам. На парусных яхтах, в районе балластного киля и степса мачты, флоры должны простираться как минимум до третьего от киля стрингера. В остальных случаях флоры должны следовать требованию формул 9-7 и 9-8.

Очень хорошей альтернативной конструкцией флоров для использования в диагональном корпусе с продольным набором является композитная конструкция из металла и древесины с поперечной металлической полосой, крепящейся на болтах к верхней поверхности стрингеров и деревянными вкладышами снизу в промежутках между стрингерами. Толщина таких флоров невелика, они легки в изготовлении и установке, как на шпангоутах, так и в местах, где их нет.

Основным элементом прочности в поперечном направлении является металлическая полоса, размеры которой должны быть следующими:

Ширина полосы, мм = 60.9 x Sn0.36

Толщина, мм = Ширина / 7.5

  • Подходящими материалами для изготовления металлических флоров являются кремниевая бронза и нержавеющая сталь марки 316 (на втором месте). Горячеоцинкованная сталь, грунтованная и тщательно окрашеная перед установкой также может быть использована, однако это мало похоже на экономию с учетом стоимости оцинковки, окраски и недолгого срока службы.
  • Полоса флора крепится насквозь к каждому из стрингеров и к килю. Она также крепится к деревянным вкладышам и к обшивке. Для корпусов с Sn менее двух может оказаться проще прикрепить эти вкладыши к обшивке шурупами снаружи корпуса и затем крепить к ним полосы флоров шурупами с обычной или шестигранной головкой изнутри.

Закрепите деревянные вкладыши под полосой на равной высоте или немного выше верхней части киля. Ширина вкладышей должна быть равна ширине полосы. Полоса кладется поверх вкладышей и является одной неразрывной деталью от одного до другого борта. На парусных яхтах в районе киля и степса вкладыши должны достигать третьего стрингера или далее. Высота вкладышей за вторым стрингером должна быть равной их высоте, а металлическая полоса простираться и над третим стрингером.

Если бы наш пример имел флоры этой конструкции, они были бы такими:

Ширина = 60.9 х 2.970.36 = 90.1, принимаем равным 90 мм

Толщина = 12 мм

Конструкция фанерного корпуса на эпоксидной смоле и клеевые швы

(С.Б. Здесь и далее имеется в виду конструкция типа stitch and glue)

Фанерный корпус сам по себе уже предрасположен к изготовлению в виде пропитанной и клееной эпоксидной смолой конструкции. Большой лист фанеры будет стабильней в размерах, нежели обычная доска обшивки (хотя прочность на растяжение у фанеры в два раза меньше). Листы фанеры проще покрыть и установить на место.

Толщина фанерной обшивки корпуса с применением древесины и эпоксидной смолы должна считаться согласно формуле 9-1 (Толщина=18.79 х Sn0.4, мм). Будучи подвергаемой многократному изгибу, слоеная конструкция фанеры имеет склонность к образованию внутренних дефектов, поэтому не стоит уменьшать эту величину.

Палубы и рубки рассчитываются согласно формул 9-19 / 9-26.

Эпоксидная скула (Конструкция с оклейкой швов корпуса стеклолентой)

Фанера очень хорошо подходит для таких типов конструкции. Однако оклейка лентой швов может с успехом применяться и на реечных корпусах со скулой, при этом достигается значительная экономия трудозатрат. При формировании узла стыка днища с бортом для начала требуется, чтобы кромки обшивки того и другого касались друг друга. Обычно обшивка днища укладывается и обрезается заподлицо с бортовой. Поскольку эпоксидная смола хорошо заполняет полости, требуется минимальная малковка (причем достаточно грубая), стык может быть довольно небрежным.

Снаружи грань скулы скругляется, а изнутри ровным гладким слоем по всей длине скулы на угловой стык наносится эпоксидный состав в виде радиуса. Все впадины и отверстия снаружи корпуса заполняются эпоксидной шпатлевкой, после чего корпус снаружи и изнутри покрывается слоем эпоксидной смолы без наполнителей. После этого на внутреннюю и внешнюю стороны скулы укладывается несколько слоев стеклоткани на эпоксидной смоле. Получившаяся в результате скула гладкая, ровная, водонепроницаемая и достаточно прочная. Что еще лучше, она проста в изготовлении, не требует высокой квалификации и точности измерений. Для сравнения, обычные скуловые стрингеры из древесины требуют точной малковки, подгонки кромок, гибки и кручения.

Соединения обшивки на клее

Хотя речь идет о скуле, те же самые принципы могут применены (со здравым смыслом) и в прочих местах, где требуется получить прочный угловой стык, к примеру, стык обшивки днища с килем, швертовый колодец, крыша и стены рубки, соединения палубы с бортом (вместо привального бруса). В тех местах, где достаточно легко можно установить элементы из древесины (те же привальные брусья), эти методы не гарантируют снижения время- и трудозатрат. Тем не менее скулы и аналогичные продольные стыки сложной формы значительно легче выполнить по описанной выше методике.

Другими областями применения этих методов является изготовление встроенных в деревянный корпус топливных и водяных цистерн (топливо только дизельное), встроенных холодильных камер, душевых кабин и даже фанерных раковин для камбуза. Дополнительно к проклейке угловых стыков фанеры топливные баки должны быть изнутри дополнительно оклеены стеклотканью весом 270-400 г/м2 или Vectra/Dynel весом 135 г/м2. При емкости баков свыше 450 л это покрытие как минимум удваивается.

Ламинированный фанерный киль

Корпус, изготовленный с применением соединений обшивки стеклолентой, может иметь киль, рассчитанный по правилу Лорда (формула 11-9С). В этом случае изнутри стыку его с обшивкой следует придать солидный радиус и оклеить стеклотканью. Дополнительно он оклеивается стеклотканью и в поперечном направлении.

Формула 11-10

Вес стеклоткани для формирования стыков обшивки

Суммарный вес стекловолоконного армирования для формирования скулы (или иного конструкционного стыка) должен быть пропорционален толщине обшивки:

Вес ткани (г/м2) = (1.345 + [толщина обшивки, мм / 220])20

  • В местах, где имеет место стык листов разной толщины, за исходное берется меньшая толщина
  • Суммарный вес подразумевает максимальное значение, получаемое при наложении всех слоев снаружи и изнутри.
  • Если каждый из слоев в отдельности имеет удельный вес 340г/м2 и менее, он имеет как правило форму стеклоткани. Если вес отдельного слоя более 340 г/м2, это должен быть биаксиальный материал категории Е (электро).
  • Вес стекломатериала снаружи и изнутри стыка должен быть примерно одинаков. Однако если не удается достигнуть равенства, этот слой укладывается изнутри корпуса, поскольку снаружи на стык еще ляжет оклейка всего корпуса, добавив ему прочности.

Если бы наш пример был из фанеры с острой скулой, толщина обшивки борта должна была бы быть 25 мм (Формула 9-1). Тогда для скулы требуется следующее:

Вес ткани = (1.345 + [25 мм/220])20 = 1,900 г/м2

Мы выбираем три слоя биаксиальной ленты весом 400 г/м2 изнутри и два слоя такой же ленты снаружи.

В сумме это дает 2,000 г/м2, хотя такая точность и не нужна.

Формула 11-11

Снижение толщины пластика по краям.

Тканевое армирование укладывается на соединение в виде множества слоев ленты с перехлестом, которые в сумме дают требуемую толщину на скуле, уменьшаясь к краям ленты. Стекловолоконное армирование должно простираться по обе стороны от стыка листов на величину, равную девяти толщинам обшивки.

Формула 11-12

Размеры эпоксидного радиуса на стыке листов

Эпоксидная смола в форме галтели, находящаяся под стеклотканевым армированием, является сердцевиной соединения. Пропорции ее должны быть такими:

Ширина галтели вдоль борта = 1.5-2 толщины обшивки

Толщина галтели = 0.75-1 толщины обшивки

Толщина галтели неизбежно уменьшается с увеличением угла между листами обшивки. Когда он достигает 180 градусов, стык можно считать торцевым соединением и считать толщину галтели нулевой.


blog comments powered by Disqus

Яхты продажа бу

  • Спортивно-прогулочные катера
    6.5м
    киев
    2000
    21900 $
  • Гидроцикл
    2.2м
    Киев
    1998
    2400 €
  • Моторные суперяхты и мега-яхты
    81.27м
    Аравийское море
    2007
    115000000 €
  • Круизные парусные яхты
    14.73м
    Черногория
    2007
    289000 €
  • Моторные яхты с флайбриджем
    16.59м
    Israel
    2009
    590000 €
  • Парусные суперяхты
    13.1м
    Франция
    2010
    135000 €
  • Стационарные двигатели
    Украина
    2010
    5750 €
  • Спортивные моторные яхты
    16м
    Украина
    2000
    0 €
  • Моторные суперяхты и мега-яхты
    36.9м
    Греция
    2011
    6150000 €
  • Спортивные моторные яхты
    28.27м
    Испания
    2003
    2400000 €
  • Моторные яхты с флайбриджем
    20.75м
    Испания
    2006
    760000 £
  • Гидроцикл
    3.37м
    Киев
    2010
    13000 €
  • Моторные яхты с флайбриджем
    26.25м
    Монако
    2004
    1099000 €
  • Стационарные двигатели
    Украина
    2010
    5750 €
  • Парусные катамараны
    11.97м
    Франция
    2009
    2250000 €
  • Моторные яхты с флайбриджем
    24м
    Turkey
    2013
    1200000 €
  • Моторные яхты с флайбриджем
    26.5м
    Хорватия
    2008
    2600000 €
  • Спортивные буксировщики
    6.86м
    Киев
    2009
    77000 €
  • Моторные яхты с флайбриджем
    23м
    Италия
    2000
    1200000 €
  • Моторные лодки
    6.53м
    Киев
    2009
    70800 €

Контактная информация
ТМ БОТЛАЙН, ООО Надра Марина, Украина, 04071, г. Киев, ул. Хорива 22/28, оф. 28
Тел./факс:+38 044 428-77-66 (67)
Моб.: +38 096 899-78-44
E-mail: boat@boatline.eu
Skype: Boatline.eu

аренда яхт, аренда яхты, моторные яхты аренда яхт аренда яхты


Разработка дизайна AiStudioРазработка сайтов CMS AxisDesktop
Продажа яхт.Чартер яхт (аренда яхт).Объявления о продаже яхт. Моторные яхты. Парусные яхты.