Применение листовой фанеры для обшивки малых туристических и спортивных судов достигпо на Западе cвoeгo пика в конце 40-х - начале 50-х годов. В те годы подавпяющее большинство мотолодок с подвесными моторами, множество каютных катеров и небольших яхт строилось с корпусами из фанеры.
И хотя стеклопластик почти полностью вытеснил древесину и фанеру из малого судостроения в конце 50-х годов, судостроители и в наши дни нередко обращаются к фанере, которая имеет ряд привлекательных качеств как материал для листов или поясьев наружной обшивки, настилов палуб и переборок.
Главными ее достоинствами являются высокая прочность по отношению к собственному весу, простота в обработке, возможность закрывать одним листом сразу большую площадь,. Несложность обеспечения водонепроницаемости.
Используя фанерные листы большой площади, можно существенно сократить трудоемкость и, следовательно, стоимость постройки корпуса судна. Фанера достаточно экономичный материал и при серийном строительстве малых судов, так как листы наружной обшивки можно предварительно выкраивать по шаблонам.
Эти же качества фанеры делают материал удобным и для самостоятельной постройки малых судов. Eсть также еще четыре достоинства фанерных конструкций благодаря ноторым судостроители-любители отдают фанере предпочтение.
Первое: каждый паз - соединения продольных кромок листов фанерной обшивки выпопняется на скупе или стрингере; строителю не нужно стoль тщательно подгонять друг к другy кромки каждого пояса и заботиться о водонепроницаемости большогo числа пазов, как это имеет место при обшивке корпуса досками.
Второе: при фанерной обшивке поперечными лекалами, задающими обводы корпуса, служат шпангоуты, которые являются частью конструкции. Следовательно, отпадает необходимость в изготовлении лекал, которые после сборки корпуса приходится выбрасывать.
Третье: шпaнгoyты имеют простую форму и собираются из прямолинейных деталей (футоксов) в отличие от корпусов с круглоскулыми обводами, для которых необходимо выклеивать ламинированные шпангоуты из тонких реек или же делать их гнутыми из дубовых загoтовок, которые приходится предварительно распаривать.
Наконец, фанера позволяет восполнить постоянно углубляющийся в поспедние гoды дефицит качественной судостроительной древесины.
На мировой рынок поставляется высококачественная морская фанера, причем некоторые предприятия - изготовители дают 10-летнюю гарантию против появления в ее листах каких-либо дефектов, связанных с постоянным воздействием повышенной влажности и других факторов.
Но использование фанеры для наружной обшивки связано также и с рядом неудобств. Например, нелегко подогнать по месту и поставить на набор бoльшой лист обшивки, если работаешь в одиночку.
Если строитель предусматривает традиционную конструкцию скуловoгo бруса со шпунтом - выeмкой для кpомок листов обшивки борта и днища, то оказывается очень трудно подогнать длинную кромку листа к шпунту.
Поэтому в большинстве современных проектов стараются избегать шпунтов, перекрывая кромку бортовогo листа обшивки на скуле кpомкой днища и оклеивая затем торцы фанеры лентами стеклоткани на эпоксидном связующем.
Можно также после крепления листов обшивки к килю, форштевню и скуловому брусу закрыть их кромки peйкaми - накладками из твepдой древесины.
Однако самое большое неудобство, которое испытывает строитель фанерной лодки, то же самое, что и при любом листовом материале металле, пластике, картоне: обводы корпуса необходимо проектировать с учетом тoгo, что материал нельзя изогнуть по сложной поверхности - с двойной кривизной.
Такие материалы свободно изгибаются только по простым линейчатым поверхностям - цилиндрической и конической, но отнюдь не по сферической. Чтобы понять это, попытайтесь изогнуть лист обычной бумаги по поверхности тeнниснoгo мяча.
Лист не будет прилегать к мячу до тех пор, пока бумагу не coгнуть или же не сделать в нeй надрезы. Следовательно, корпуса судов, предназначенные для обшивки листами фанеры, должны состоять нз частей поверхности цилиндров, конусов или их комбинаций.
Дизайнеры называют такие поверхности разворачивающимися на плоскость. Существует несколько методов проектирования обводов корпуса, разворачивающихся на плоскость, но чаще другиx судостроители - любители применяют так назывaeмый метод – «многоконусой разверткн».
Этот метод используется в aвиационной промышленности и был введен в практику малoгo судостроения американским яхтенным дизайнером С. Раблом. Сущность мнoгoкoнycной развертки поясняет рис. 1.
Любая коническая поверхность характеризуется наличием вершины, криволинейной направляющей и прямолинейных образующих, исходя из этой вершины. Для образовання поверхности, показанной на рис. 1, используется нecколько ceгмeнтoв от нескольких конусов, имеющих разную высоту.
Условиями плавности тaкой поверхности являются расположение вершин всех составляющих конусов на одной плавной кpивой и сопряжение двух смежных ceгмeнтoв по общей образующей. Часть этой поверхности, например а, Ь,с, d, может представлять собой лист обшивки.
Конкретное применение метода к построению теоретическoго чертежа носовой части 10,8 - мeтpoвoгo швертбота (см. рис.2) поясняет рис. 3. Сначала на проекциях «бок» и «полуширота» проводятся линии киля и борта так, как это делается при проектировании обычного корпуса. Затем прочерчивается на обеих проекциях желаемый обвод линии скулы.
В дальнейшем эти линии, возможно, придется корректировать, чтобы удовлетворить условию развертывания поверхностей наружной обшивки на плоскость. Дальнейшую разработку обводов ведут отдельно для носовой и коpмовой частей корпуса.
Далее проводят прямые отрезки - образующие (аа', bb' и т. д.) от определенных точек на линии скулы до пересечения с линией борта и другую серию образующих (аа", bb" b т. д.) от этих же точек на скуле до пересечения с линией киля.
Как правило, первая образующая проводится от точки пересечения скулы с мидель - шпангоутом до точки пересечения следующего шпангоута на линии борта или киля соответственно; эти образующие мoгyт иметь наклон в нос или корму. На рис. 3. они обозначены аа' и аа".
Оставшиеся части линии скулы, киля и борта разбиваются на равные отрезки и полученные точки соединяют дополнительными образующими bb', сс', dd' и т. п.
Теоретически расстояния между точками мoгут быть разной длины, но на практике принято делать их равными или почти равными. В результате попучают серию прямых линий , которые лежат на наружной поверхности корпуса судна и являются образующими конусов.
На бортах на проекции «бок» прочерчивают через равные интервалы неснолько ватерпиний (ВЛ), необходимых для согласования обводов. Точки пересечения образующих с ватерлиниями проецируют на соответствующие образующие на «полушироте» и по полученным точкам здесь прочерчивают кривые ватерпиний.
Затем можно перенести все точки пересечения шпангоутов с ватерлиниями на третью проекцию - «корпус» и построить обвод бортовой части шпангоутов. Процесс может показаться слишком сложным, но внимательно изучая рис. 3. можно разобраться во всем и попытаться самостоятельно вычертить чертеж лодки.
Следующим этапом будет построение на «корпусе» очертаний днищевых частей шпангоутов. Для этого на «полушироте» прочерчивают прямые линии батоксов с интервалами между ними, необходимыми для согласования обводов.
Точки пересечения батоксов с образующими проецируют на соответствующие образующие на «боку», по этим точкам здесь можно прочертить кривые линии батоксов. Точки пересечения батоксов со шпангоутами переносят на «корпус» для построения днищевых обводов шпaнгoутoв. Аналогичные построения выполняют и для кормовой части норпуса.
Разумеется, в результате выполненных построений все кривые линии теоретическогo чертежа должны быть плавными и все точки хорошо согласованными.
Чаще вceгo желаемый результат с первой попытки получить не удается и приходится корректировать ту или иную из основных трех направляющих линий киля, скулы или борта.
Дизайнер должен найти единственное решение, которое позволяет получить поверхности корпуса, развертывающиеся на плоскость, при выбранных основных линиях.
При этом можно также варьировать положение образующих, сразу анализируя, к каким изменениям обводов это приводит. На рис. 3. показан чертеж корпуса с одной скулой , котоpый легко может быть обшит фанеpoй. Он имеет сравнительно небольшую ширину по скуле, что позволяет получить остpый вход ватерлиний в воду.
Низкий нaдводный борт несколько скрадывает впечатление от односкулогo корпуса как от ящика, eгo неуклюжесть. Следующим шaгoм в этом направлении является применение обводов с двумя и большим числом скул, что приближает форму корпуса к кpyглocкyлoму варианту.
На рис. 4 представлен теоретически чертеж двускулой фанерной лодки, спроектированной новозеландским дизайнером Ричардом Хартли. Это один из популярных транспортабельных швертботов, перевозимых на прицепах- трейлерах за легковыми автомобилями, чертежи которых разработаны специально для любительской постройки.
Было продано свыше 6500 экземпляров чертежей таких швертботов длиной от 3,6 до 6,4 м. которые сейчас плавают в 18 странах по всему свету. Показанный на рис. 4 «Трейлер - сэйлер 16» длиной 4,8 м наиболее популярен, он широко используется для монотипных гонок и туристских плаваний.
Следует обратить внимание на увеличивающуюся килеватость днища в носу и выпуклость линий шпaнгoутoв. Корпус с такими обводами может быть обшит фанерой только при условии обеспечения развертываемости обшивки на плоскость.
В начале 50-х годов в Европе стали популярными различные варианты многоскулых корпусов из фанеры. Их обшивка состоит из многих поясьев, образуя поперечные сечения корпуса, приближающиеся к традиционным кpyглocкулым обводам.
Примером таких корпусов мoгут служить «Вааршипы» - яхты гoлландского дизайнера Ван де Штадта. По сравнению с остроскулыми корпусами, имеющими одну или две скулы, такие суда имеют меньшее сопротивление воды движению, но требуют тщательной работы при изготовлении поясьев обшивки и их установке на набор.
Внешне мнoгocкулыe корпуса напоминают суда с клинкерной (кромка на кромку) обшивкой из досок и мoгут удовлетворить изысканный вкус яхтсмена, не признающего остроскулых обводов.
На рис.5. представлен теоретический чертеж полутонника, спроектированного Аланом Гapни. Корпус имеет пять скул и обшивается сравнительно узкими поясьями фанеры. В этом случае не обязательно удовлетворять требованию разворачиваемости поверхностей на плоскость.
Важно, чтобы линии скул были ориентированы примерно по рыбинам (диагоналям), что облегчает изгиб фанерных поясьев по набору. Заметим, однако, что в данной конструкции такое преимущество фанеры, как простота постройки, в некоторой степени утрачивается.
Полутонник А. Гарни успешно выступал в соревнованиях, что свидетельствует о возможности применения многоскулых обводов для крейсерско - гоночных яхт.
Специалисты, занимающиеся правилами обмера яхт, высказывают уверенность, что проектируя многоскулые или, как их иногда называют, «гpaнeныe» обводы таким образом, чтобы получить оптимальное расположение обмерных точек корпуса, можно за счет снижения гоночного балла компенсировать несколько увеличенное гидродинамическое сопротивление по сравнению с однотипным круглоскулым судном.
При наличии нескольких скул дизайнер имеет большую свободу в проектировании обводов корпуса, но важно при этом не потерять технологические преимущества, которые дает применение фанеры, и оценить, не приведет ли наличие нескольких скул к усложнению и увеличению трудоемкости постройки.
Но если на каждой скуле предусмотрен стрингep, то обеспечение водонепроницаемости пазов не составляет такой проблемы, как при обшивке из досок. Сохраняется и другая привлекательная сторона фанерной конструкции - корпус формируется прямо по выставленному на стапеле набору.
Это удобно для судостроителя - любителя. А в профессиональном судостроении многоскулый корпус с обшивной из фанеры оказывается в большей степени пригодным для серийной постройки, чем корпус традиционных обводов и конструкции с обшивкой из досок.
ДЖ. ПАЗЕРЕСКИС (США).
Источник: «Катера и яхты», №127.
Комментариев нет:
Отправить комментарий