Показаны сообщения с ярлыком такелаж. Показать все сообщения
Показаны сообщения с ярлыком такелаж. Показать все сообщения

четверг, 29 сентября 2011 г.

«Винни – пух» под парусом.



Любой опытный судоволаделец-маломерщик подтвердит: среди профессионально спроектированных лодок нет плохих, есть неправильно используемые. При выборе проекта для постройки важно «прочувствовать» соображения, которыми руководствовался конструктор, принимая то или иное техническое решение, и сопоставить их с собственными потребностями и возможностями – совпадение определит успех предстоящих усилий.

 Каким может быть минимальный парусно-моторный «крейсер» для Северо-Запада, рассказывает конструктор и строитель Владимир Богданов.
Я плаваю на Ладоге с 1965 г. На моторных лодках и катерах, на швертботах и яхтах, ну, и, конечно, на пассажирских теплоходах на любимый остров Валаам.

 Бывал во всех уголках озера, у северных и южных берегов, западных и восточных. Когда бензин был очень дешевым, ходил на тримаране «Шторм» рыбачить в район озера между островами Зеленцы и Кобоной, на отмели в район Осиновецкого маяка либо загорать на пляже у деревни Кокорево.


 В 1974 г. на том же тримаране пересек Ладогу и пришел в Сортавалу, на обратном пути посетил несколько шхер и островов северного побережья. В другие годы совершал на моторных лодках набеги на острова Валаамского  архипелага, острова Мекерикке, Рахмансаари, Путсаари, Лаувотсаари. 

В 1978 г. с друзьями совершили поход из Приозерска в район острова Койонсаари на двух швертботах польского производства. Швертбот «Мева» (порусски – «Чайка») длиной 3.7 м был в то время очень популярным и, кажется, единственным сборно-разборным, который тогда продавался в магазинах. В 1998 г. совершил поход на 10-метровой яхте «Викинг» по маршруту Петербург–Шлиссельбург–Валаам.

Все эти воспоминания – для того, чтобы пояснить, что у меня есть некоторый опыт плаваний, который позволил понять, какую лодку я хочу построить для путешествий в прибрежных водах. Итак, выбор таков: это должна была быть парусная лодка небольших размеров с каютой на двух человек, с небольшой осадкой, простым вооружением (один парус, без стоячего такелажа), но с закруткой паруса вокруг мачты, с подвесным мотором и с веслами.


 Она должна иметь небольшой вес, что позволяло бы перевозить ее на прицепе за легковым автомобилем. Швертбот исключался – был печальный опыт маневра «оверкиль», да и в каюте швертовый колодец не прибавляет комфорта.
Проектирование было начато нетрадиционно – с изготовления модели из пенопласта в масштабе 1:20. Обычно я начинал с разработки чертежей общего вида, планов, сечений по шпангоутам и, конечно, с теоретического чертежа.

Технология постройки была выбрана модная – методом «сшей и склей». Но поскольку планировалось построить только одно судно, времени для формирования его корпуса было потрачено больше, чем при традиционной наборной технологии.

 По модели были вырезаны из ватмана поясья борта, скулы и днища и разграфлены сеткой, которая помогла определить координаты контуров всех этих поясьев модели. Далее были склеены «на ус» из фанеры заготовки для поясов уже корпуса яхты.


После этого заготовки были разграфлены сеткой в масштабе 1:20, и, естественно, о ней нанесены координаты поясов и по намеченным точкам укладывалась 5-метровая рейка из дерева – для сглаживания намеченных точек рейка прижималась грузами и проводилась уже исправленная линия контура реального пояса. Затем поясья корпуса вырезались электролобзиком в чистый размер.

При сборке корпус расположили килем вниз. На пол цеха выставили три поперечных бруска – под мидель, нос и корму и на них уложили пояс днища, по периметру которого просверлили отверстия для стяжек. Затем пристыковывали на стяжки (начиная от форштевня) пояс скулы сперва правого борта, потом левого борта.

 По линии форштевня скуловые поясья «сшивались» между собой пятью стяжками. Вставляли заранее изготовленные мидель-шпангоут и транец и временно крепились к скуловому поясу саморезами. После этого скулы правого и левого бортов внутри оклеели полосами стеклоткани на эпоксидном связующем, установили моторную переборку.


Можно было сшивать бортовые поясья с уже готовой конструкцией, но в таком случае при подгонке и монтаже деталей выгородок, платформ каюты, кокпита и моторного отсека пришлось бы много раз перелезать через высокий борт и обратно.

 Поэтому до установки бортовых поясов сразу монтировали выгородки, платформы каюты кокпита и моторного отсека,  затем приформовывались к днищу, скуловым поясам, к переборкам при легком доступе снаружи. В носу был установлен профилированый форштевень из соснового бруска, а на днище приформована подушка для степса.

 И только после этого были «пришиты» бортовые пояса к скуловым поясам, транцу и друг к другу на форштевне с последующей проклейкой мокрыми угольниками.


 Наконец по бортам были установлены привальный брус, рамный шпангоут в районе мачты и носовая переборка, а между бимсом рамного шпангоута и форштевнем – широкая доска, склеенная из сосновых брусков 30x30 мм с отверстием для степса мачты. По завершении этих операций была настлана палуба, корпус перекантован вверх килем.

В этой позиции были срезаны стяжки, а скулы простроганы до радиуса 15 мм и оклеены полосами стеклоткани на эпоксидке. Наконец корпус лодки был оклеен несколькими слоями стеклоткани на эпоксидном связующем, прошкурен, загрунтован, проведена шпаклевка с последующим прошкуриванием (несколько раз) и окраской двумя слоями эпоксидной краски.

 После на болты был установлен фальшкиль из листовой стали.
Можно было формировать рубку. Сначала пришлось вырезать из фанеры и установить стенки рубки. Затем из оргалита надо было вырезать и подогнать друг к другу шаблоны поясов крыши рубки и уже по ним вырезать из фанеры пояса рубки, которые и соединили вместе тем же методом «сшей-склей».


Поверхности рубки и палубы обрабатывали тем же способом, что и корпус. После окраски палубы и рубки установили дельные вещи – иллюминаторы, погоны, релинги, утки и т.п. Рангоут изготовили из сухих сосновых досок без сучков, склееных на эпоксидке.

 Выстроганные и прошкуренные доски оклеили стеклолентой и окрасили эпоксидной краской. На топе мачты  врезали оковку блока для фала грота, а на 25 мм выше уровня палубы установили узел закрутки паруса.

Ящики для кормовых отсеков каюты (так называемых «гробов»), предназначенные в основном для хранения продуктов и посуды, изготовили из фанеры и покрыли лаком. Они имеют внутри сотовые перегородки из фанеры для предохранения керамической и стеклянной посуды и емкостей с продуктами.


 Ящики легко выдвигаются из отсека, для этого не надо влезать в него с головой. На этом все работы в 2010 г. были закончены, предстояли ходовые испытания. В цехе яхту с помощью погрузчика поставили на автомобильный прицеп и на нем перевезли ее на Ладожское озеро.

 И 1 августа в заливе Копсаланлахти Ладожского озера на воду спустили яхту «Вини-Пух», как положено: с угощением шампанским бога Нептуна, строителей и зрителей. Лодка на воде пробыла два месяца. Ходили мы каждый день – под небольшим парусом и под мотором, с ночевками и без, при волнении и в штиль, в одиночку и вчетвером.

 Район плавания – вокруг острова Кильпола. В одиночку я сходил в середине августа на три дня до острова Койонсаари, где на второй день проверил яхту на  волне высотой до 1.5 м. Лодка на волнении вела себя очень хорошо, не забрызгивалась, килевая качка оказалась незначительной.


 Под мотором как в штиль, так и на волнении, «Винни-Пух» показал себя отличным ходоком. Подвесной четырехтактный мотор «Suzuki 2.5» по мощности оказался вполне достаточным и очень экономичным. Расположен он не на транце, а внутри корпуса, что оправдало себя – удобно менять, например, свечу или гребной винт, да и безопаснее.

Постановка паруса, т.е. раскручивание его с мачты, занимает всего дветри секунды. Так же быстро производится рифление паруса или его полная уборка яхтсменом непосредственно из кокпита. Парус не был пошит, а плавать хотелось, особенно в очень жаркое лето, пришлось использовать парус от другой лодки меньших размеров – всего 9 м.

В кокпите могут расположиться три человека на одном борту (размер его 700x1400 мм), в каюте длиной  2м с комфортом могут разместиться на ночлег еще двое, а если дополнительно заложить середину между сиденьями подушками, то и третьему яхтсмену не будет тесно.


 В каюте под сиденьями (в локерах) много места для спальных принадлежностей и личных вещей. В носовом отсеке между форштевнем и степсом удобно хранить спасательные жилеты на всю команду. Во всю длину каюты на каждом борту приформованы полки шириной 200 мм для приборов, мелких вещей, книг.

 Эти полки также являются продольными ребрами жесткости для бортов.
Освещение каюты осуществляется без проводки – несколькими светодиодными блоками. В носу, в локере между сиденьями, можно поместить химический туалет.

 Для приготовления пищи служит малогабаритная одноконфорочная плита, которая в походном положении хранится в отсеке под кокпитом, а для приготовления пищи устанавливается или в кокпите, или в каюте на сидении, когда поролоновая подушка снята. Для ночевок в августе-сентябре вполне хватало легких спальников тепло, сухо. 

Источник:  «Катера и Яхты»,  №230.


Мачты из углепластика.


Почему карбон?
Статья – перевод по материалам Selden mast.

1.    Легкий рангоут. Экономия веса на профиле- 50%, экономия веса на готовой мачте без такелажа – 40%. Общий вес вооруженной карбоновой мачты меньше на 25-30% аналогичной алюминиевой.

2.    Легче рангоут = Легче лодка = Больше скорость (особенно улучшаются динамические характеристики)

3.    Легче рангоут = Меньше кренящий момент = Появляется потенциальная возможность облегчения киля = Опять же уменьшается вес яхты = Еще больше скорость.

4.    Уменьшенный момент инерции судна = Больше скорость на волнении.

5.    Возможность подбора жесткости профиля под специфические требования (Ужесточение профиля между форштагом и ахтерштагом для лучшей набивки штага, например)

6.    Профиля обладают более высокой жесткостью. Выдерживают повышенные нагрузки от такелажа и позволяют лучше контролировать натяжение форштага.

7.    В большинстве гандикапных правил штраф за использование карбонового вооружения меньше, чем потенциальный выигрыш в скорости. Яхта – победитель стоит дороже!

Преимущества карбоновых мачт производства Selden.

1.    Производитель использует процесс CNC намотки препрегового карбонового жгута. Процесс укладки жгута контролируется компьютером. Содержание связующего в жгуте варьируется в пределах всего 2%. Процесс отверждения в автоклаве проходит под давлением до 7 бар.

2.    Самое низкое возможное содержание смолы в готовом изделии – чем больше угольных волокон и меньше смолы в мачте, тем легче и жестче мачта.

3.    Нить укладывается под натяжением.

4.    Современные профиля оптимизированы с точки зрения продольной жесткости для максимально эффективного использования в конструкциях современного дробного типа вооружения.

5.    Хорошая возможность взаимозаменяемости с алюминиевыми профилями Selden. Не придется менять степсы и пяртнерсы при замене мачты.

6.    Оптимизирован угол укладки жгута для обеспечения наилучшего баланса между продольной прочностью, прочностью на скручивание и устойчивостью стенок.

7.    Производство индивидуальных конструкций ламинатов.

8.    Изготовление из углепластика вертлюгов гиков и топов мачт.

9.    Стандартный лаковый финиш с добавкой УФ – фильтров плюс УФ – ингибиторы, добавляемые в смолу, обеспечивают отличную изоляцию и защиту.

10.Специализированный погон позволяющий использовать как парус с ликтросом, так и на каретках.

Экипаж яхты First 36.7, на которую была установлена карбоновая мачта взамен алюминиевой, заметил, что новая мачта существенно жестче, несмотря на то, что профиля были одинакового размера. Основное отличие сразу стало заметно на лавировке, более жесткая мачта дала возможность заметно больше набивать штаг, что позволило стакселю работать лучше в средние и сильные ветра.
 Появилась возможность сшить грот с меньшей кривизной передней шкаторины, оптимально подобрать положение швов и увеличить полноту. Появилось явное ощущение уменьшения килевой качки, лодка проходила интенсивную короткую волну, как ракета, особенно это было заметно в легкий ветер, на короткой крутой волне.
Продольная жесткость и жесткость на скручивание 4.8мм ламината со слоями 90о и Хо. Показатели Х отложены на горизонтальной оси.
Карбоновое волокно- это анизотропный материал, это означает, что оно работает максимально эффективно в одном определенном направлении, в других же направлениях оно проявляет весьма посредственные рабочие характеристики. Алюминиевый сплав изотропен, его рабочие характеристики достаточно ровные по всем направлениям.

Чтобы карбоновый профиль получился оптимальным, необходимо тщательно просчитать направления укладки нитей. При намотке можно укладывать нити под углами от 5 до 90о, добавляя волокна в направлении 0о вручную там, где это необходимо.

  Иногда можно услышать утверждение, что, из-за отсутствия непрерывных волокон в направлении 0о, мачты, изготовленные способом намотки, менее прочные.  Однако это лишь теоретические выкладки, редко достижимые на практике, и вот почему.

На качество ламината очень сильно влияют содержание смолы и воздушных пузырьков. Содержание смолы в препреговой нити контролируется гораздо более тщательно, чем при влажном ламинировании или в процессе инфузии. Поэтому прочность такого ламината значительно выше.
 Процесс отверждения также существенно влияет на прочность ламината.  Автоклав обеспечивает сложный поступательный цикл отверждения под давлением, который выводит из ламината пузырьки воздуха практически полностью. Именно поэтому для мачтовых профилей автоклавное отверждение является весьма существенным.
Точность укладки и ориентация нитей также очень сильно влияет на прочность. При чистом сжатии ламинат разрушится, если волокна чуть-чуть отклоняются от оси приложения нагрузки. Однако, определенный процент волокон не по оси мачты требуется для стабилизации стенок и противодействию крутящему моменту. Специалистами были проведены тесты и анализ ламинатных структур. На их основании был сделан вывод о том, что, при работе волокон внутри ламинатной структуры, нити могут ложиться в диапазоне 8-21о, и это будет оптимально для параметров продольной прочности и скручивания.  Конкретные цифры диапазона зависят от требуемой величины прочности на скручивание с одновременным общим повышением требований прочности.

Т.е. не важно, делается ли ламинат из ткани 0о и +/-45о или из нитей целиком не параллельных оси профиля – прочность, весовые параметры и жесткость профиля может быть получена различными путями. Очень важно, чтобы ориентация нитей строго соблюдалась – это не может быть сделано вручную.

 Содержание смолы должно строго контролироваться и должно быть настолько низко, насколько возможно. Полная консолидация ламината достигается только в том случае, если содержание воздуха в нем  близко к 0. Это достигается только автоклавным отверждением.

Отдельные карбоновые волокна очень легкие, но хрупкие. Для своего веса они достаточно прочны на растяжение. Для создания конструкции волокна собираются вместе и скрепляются смолой. Для облегчения работы с ними, волокна объединяются в различные типы материалов.
  Для производства мачтовых профилей Selden использует следующие типы:
1.    Препреговый жгут. Это тонкая ленточка, состоящая из прядей простых волокон, удерживающихся вместе неотвержденной прекатализированной смолой (отвердитель уже добавлен).

2.    Препреговая однонаправленная лента. Эта конструкция похожа на предыдущую, но лента значительно шире. Укладывается вручную длинными полосами в местах усилений.

3.    Препреговая ткань. Тканый материал делается из жгутов. Накладывается вручную на многослойные участки в местах усилений.

4.    Е-стеклоткань. Препреговое стекло используется внутри профиля как изоляционный слой там, где могут устанавливаться алюминиевые компоненты.

Производство Selden.

Базовые профиля изготавливаются путем намотки на дорн. Дорн вращается на большом 4х координатном CNC станке, головка двигается по запрограммированной траектории вдоль направляющей, укладывая нить на поверхность дорна.



 Препреговый жгут укладывается под натяжением. Слои кладутся под различными углами к оси дорна. Однонаправленная лента и ткань укладываются участками во время процесса. На этой стадии, несмотря на то, что нить укладывается натянутой, уложенный пакет еще не является консолидированным.
 Если его просто нагреть, плотность ламината будет довольно низкой.  Для получения ламината высокой плотности, необходимо, одновременно с нагревом обеспечивать корректное повышенное давление.  Это давление создается термоусадочной лентой, наматываемой поверх готового изделия также, как карбоновый жгут.
  Вся конструкция вместе с дорном затем упаковывается в вакуумный мешок и помещается в автоклав, где происходит отверждение.  Температура и давление нарастают, поддерживаются некоторое время, потом контролируемо уменьшаются.
  При повышении температуры дорн расширяется и термоусадочная лента очень плотно обжимает ламинат. Добавочное давление и нагрев при отверждении позволяют получить ламинат с практически нулевым содержанием воздушных пузырьков. Готовое изделие оставляется в автоклаве до полного остывания, затем вынимается и снимается с дорна при помощи гидравлики.




Благодаря тому, что карбоновые профиля имеют те же размеры сечения, что и алюминиевые, для них обоих можно использовать одни и те же степсы и пяртнерсы. Изоляцию в этих местах можно обеспечить стеклянной или майларовой липкой лентой. Внешний погон грота включает и ликпаз для ликтроса, что позволяет ставить парус и с ликтросом и на каретках.
Автоклав, установленный на заводе в Англии, позволяет сделать секцию профиля длиной до 19,3м. Более высокие мачты собираются из кусков. Для этого разработаны специальные соединительные рукава, позволяющие контролировать вес и жесткость.
Некоторые факты о мачтахSelden
Для дробного вооружения мачты усуются, стандартная параболическая усовка уменьшает топ мачты на 33%.
Отверстия ослабляют мачту. Дополнительные отверстия могут прорезаться, только если в местах выреза сделано дополнительное усиление. Эта работа должна проводиться специалистом в области композитных материалов.
Мачты могут быть покрашены, хотя стандартным является покрытие мачты лаком с высоким содержанием УФ фильтров.
Карбоновые мачты ремонтировать проще, чем алюминиевые. Часто это еще и дешевле. Ремонт должен производить квалифицированный специалист.


Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...