Рубрика Основы проектирования моторного судна

Трудоемкость постройки деревянного корпуса

Трудоемкость постройки деревянного корпуса примерно в два раза меньше трудоемкости постройки корпуса из металла. Трудоемкость постройки корпуса из пластмассы при ручном формовании ниже трудоемкости постройки деревянного корпуса на 40%.
Стоимость постройки деревянного корпуса, как правило, на 30— 50% ниже затрат на постройку металлического корпуса. Расходы по ежегодному ремонту деревянного корпуса выше таких же расходов для металлического на 5—20%.
Можно сделать вывод, что простота постройки и невысокие первоначальные затраты в условиях индивидуального изготовления корпуса мотосудна дают древесине преимущества перед другими корпусными материалами, несмотря на то, что по остальным данным древе-' сина уступает металлам и пластмассам.
Применение водостойкой фанеры для наружной обшивки днища; бортов и палубы, помимо снижения веса корпуса, сокращает почти на 50% трудоемкость его изготовления, так как отпадает необходимость в пригонке большого количества пазов и стыков, а также в их конопатке. Водонепроницаемость корпуса при этом повышается.

Дощатая обшивка

Дощатая обшивка поперек волокон работает во много раз хуже, чем вдоль волокон, фанера же отличается одинаковой прочностью в обоих направлениях. Прочность фанеры значительно превышает прочность пиломатериала, при этом, если у пиломатериалов вследствие неоднородности и из-за явных и скрытых пороков наблюдается потеря механических свойств, то фанера не имеет подобных недостатков. Учитывая эти свойства фанеры, можно при продуманной конструкции деталей набора значительно снизить их сечения, а значит и вес.
Таким образом, весьма рационально при постройке деревянного корпуса применение клееных деталей набора с обшивкой из водоупорной фанеры.
Использование синтетических смол холодного отверждения для покрытия пластмассой деревянной обшивки показало целесообразность внедрения этого способа. При этом наиболее прочное покрытие обшивки из обычной фанеры или даже картона можно получить, армируя смолы стеклотканью, и несколько менее прочное, но не уступающее древесине, при использовании с той же целью обычной хлопчатобумажной ткани. Полученный на основе этих материалов пластик будет отличаться хорошим сцеплением (адгезией) с корпусом и предотвратит его набухание и водотечность.
По роду производственной деятельности многие любители связаны с металлообработкой, поэтому им легче будет осуществить постройку металлического корпуса судна, чем деревянного или из пластмассы.
Наряду с подробным изложением способов любительской постройки судов из древесины описаны методы строительства металлических (сталь, легкие сплавы), а также композитных судов с деревянным набором и обшивкой из пластмасс.

Сравнительно тихоходные моторные суда

Сравнительно тихоходные моторные суда испытывают влияние тех же принципов оформления, но, безусловно, с учетом своей специфики, без злоупотребления деталями, присущими только быстроходным судам. Назовем, к примеру, кормовые стабилизаторы, или «крылья». На быстроходной моторной лодке, особенно при относительно малой высоте выглядят вполне уместно и гармонируют В то же время такие стабилизаторы, установленные на относительно тихоходном и крупном мотосудне, не имеют никакого практического назначения и создают лишь впечатление «архитектурного излишества». Палуба этого судна сделана как бы с навесом, наиболее широком в носовой и кормовой частях, так что линия борта в плане получилась прямой, хотя борта и суживаются в корме. Такие свесы палубы настолько хорошо защищают кокпит от попадания брызг при ходе на волнении, что, как показал опыт, можно обходиться и без ветрового стекла, несмотря на довольно острые образования носа и наклонный форштевень. Таким образом достигнуто единство практической целесообразности и хорошей архитектурной формы.
Внешний вид любого моторного судна зависит от сочетания различных конструктивных линий и деталей, их компоновки в единое целое. Одно из основных правил — подчеркивание горизонтальных линий во внешнем виде мотосудна. Если вертикальные линии создают впечатление неподвижности, статической устойчивости, то весина уступает металлам и пластмассам, однако простота обработки и особенно возможность склеивания деталей водоупорными клеями сделали древесину основным материалом для постройки малотоннажных моторных судов.

Мотолодка Прогресс

На мотолодке Прогресс обе дуги каркаса после отдачи крепления тента к ветровому стеклу откидываются вместе с тентом назад, укладываясь за кокпитом. Когда каркас не нужен, есо легко демонтируют и убирают с лодки. Иногда подобные тенты с мягким полотнищем и трубчатым каркасом устанавливают для постоянной' или, по крайней мере, длительной эксплуатации. В таких случаях удобно часть тента делать откидной .
На некоторых мотосудах устанавливают постоянные жесткие тенты, неотъемлемо связанные с архитектурой мотосудна. В данном случае жесткий тент опирается на ветровое стекло из органического стекла толщиной 6—8 мм, а в кормовой части его поддерживают легкие дюралевые трубки. В целом конструкция производит впечатление легкости и удачно сочетается с внешним видом катера, В кормовой части тента сделан вырез с откидной крышкой, что облегчает доступ в кокпит.
Относительно крупные мотосуда, предназначенные для длительных путешествий, обычно оборудуют закрытыми каютами, которые размещают или в рубках, закрывающих носовой или средний кокпиты, или под возвышенным полубаком , либо в рубке, объединенной с приподнятым полубаком

Моторные лодки открытого типа

Моторные лодки открытого типа имеют общий недостаток: не обеспечивают защиты людей от непогоды. Ясно, что в таком виде их невозможно использовать для сколько-нибудь длительных туристских поездок, а в некоторых климатических районах даже и для однодневных. Простейшее средство защиты от непогоды — установка тентов над кокпитами. Для мелких мотолодок можно использовать тонкий брезент или синтетическую пленку; из них выкраивают полотнище и натягивают при необходимости на съемные дуги (см. рис. 74). Тент по бортам закрепляют крупными кнопками, застежками, с помощью люверсов или сезней, пришитых по краям полотнища. На более крупных мотолодках тент часто устраивают откидным. Каркас тента П-образной формы делают обычно из металлических трубок (лучше всего алюминиевых), шарнирно соединяемых между собой и с комингсами кокпита с таким расчетом, чтобы в откинутом положении каркас тента укладывался перед ветровым стеклом или за спинкой кормового сиденья. Например, каркас тента мотолодки на рис. 78 в рабочем положении крепится кормовыми оттяжками и тентом к ветровому стеклу. После отдачи оттяжек верхняя короткая дуга складывается с длинной и обе откидываются вперед, располагаясь вдоль комингса и перед ветровым стеклом.

Моторная лодка ПК-5

Разновидность этого типа — мотолодки с двумя кокпитами вряд ли можно признать целесообразными из-за неизбежной в этом случае стесненности е связи с потерей полезной площади.
Общая для всех видов транспорта тенденция к повышению скорости вызвала к жизни обтекаемые, аэродинамические формы.
Таким образом, для правильного архитектурного решения мотосудна- необходим целый комплекс знаний, в том числе и общей технической эстетики.
Основа современного взгляда на оформление любого изделия — практичехкая целесообразность при минимальных декоративных средствах.
Мотолодки со стационарными двигателями по архитектурному решению принципиально не отличаются от рассмотренных типов, однако их внутренняя планировка б основном определяется принятым расположением двигателя. Можно отметить следующие распространенные варианты планировок:
1. Моторный отсек не предусмотрен, банки для сидений расположены по обоим бортам и в оконечностях. Управление газом расположено непосредственно у двигателя, выхлоп выведен за борт, гребной вал выходит через кормовой дейдвуд, руль обычно навесной с румпелем. Этот вариант характерен для мотосудов с О-образными обводами: спасательных, рабочих и промысловых шлюпок, некоторых типов тихоходных пассажирских, буксирных и грузовых мотосудов, часто переоборудованных из гребных шлюпок. На буксирных и грузовых мотосудах число банок обычно значительно уменьшают с тем, чтобы получить большую площадь под грузы.
2. Двигатель установлен в открытом кокпите и закрыт капотом, верхнюю поверхность которого используют как стол.
Управление газом и штурвал размещены перед носовым сиденьем или на отдельной тумбе. Как и на мотолодках с подвесными моторами, такое расположение характерно для беспалубных мотосудов; оно дает возможность получить большую открытую площадь.
3. В последние годы наиболее распространенный вариант — размещение двигателя в кормовом отсеке у транца . В некоторых случаях такое размещение двигателя является единственно возможным (например, при Z-образных передачах на гребной винт), но в основном этот вариант получил распространение из-за своих преимуществ. Кокпит расположен в средней, наиболее широкой части корпуса, удобной для размещения сидений, спальных мест, оборудования; носовая часть достаточной протяженности закрыта палубой, что уменьшает заливаемость и при наличии ветрового стекла хорошо защищает кокпит от брызг; шум и вибрация двигателя меньше воздействует на пассажиров.
Моторный отсек отделяют от кокпита водонепроницаемой переборкой, сверху прикрывают палубой с люком для доступа к двигателю. Переборка между моторным отсеком и кокпитом обычно имеет уступ, на котором закрепляют кормовое сиденье. В отсеке места, под сиденьем, а также у бортов можно использовать для размещения запасов топлива, инструмента и некоторого снаряжения. Гребной вал короткий, с большим наклоном к основной; в линии валопровода требуется угловая передача.
5. Двигатель расположен в носу ё моторном отсеке, закрытом сверху палубой, простирающейся почти до середины мотосудна. Для доступа в моторный отсек предусмотрен люк в палубе. Кокпиты (один или два) — в корму от моторного отсека за водонепроницаемой переборкой. Гребной вал длинный, с небольшим наклоном к горизонтали.
Указанный вариант применяют относительно редко в связи с тем, что при этом трудно осуществить наивыгоднейшую центровку (особенно, когда установлен тяжелый двигатель). При удовлетворительной центровке двигатель смещен к миделю, а это значительно уменьшает полезно используемую площадь.

Архитектура малотоннажного моторного судна

Под архитектурой судна понимают искусство проектировать его внешний вид и внутреннее расположение таким образом, чтобы сочетать решение практических задач с эстетическим оформлением корпуса, рубок и отдельных деталей. Моторное судно должно внешним видом отвечать своему назначению, отличаться строгой целесообразностью и соразмерностью всех частей, изяществом и красотой линий (без ущерба для внутренней планировки и навигационных качеств). Эта задача, кажущаяся на первый взгляд простой, 1 в действительности очень сложна.
Во-первых, размерения мотосудна должны строго соответство- ' вать его назначению и обеспечивать требования гидродинамики движения. С другой стороны, в эти размерения часто с большим трудом вписываются места для пассажиров и запасов, оборудование и т. п., особенно если при этом желание конструктора является определяющим фактором. Наглядне'е всего это проявляется в отношении размеров по высоте: например, на небольших мотосудах устанавливают полноразмерные рубки.
Во-вторых, если определение размерений и обводов корпуса, расчет ходкости и т. п. основываются на строгих математических зависимостях, то вопросы архитектуры принадлежат к области искусства. На практике их нередко относят к категории «дело вкуса», упуская из виду, что и в этом вопросе необходимы хотя бы элементарные знания основных законов архитектуры и эстетики.
Наконец, само понятие об эстетических требованиях не является постоянной категорией. Как внешнее оформление всех окружающих нас предметов изменялось с развитием общей культуры, так и архитектура мотосудов претерпела ряд изменений: на смену неуклюжим паровым баркасам с высокой дымовой трубой пришли современные стремительные с красивым внешним видом катера. Общая для всех видов транспорта тенденция к повышению скорости вызвала к жизни обтекаемые, аэродинамические формы.
Таким образом, для правильного архитектурного решения мотосудна необходим целый комплекс знаний, в том числе и общей
технической эстетики.
Основа современного взгляда на оформление любого изделия —
практическая целесообразность при минимальных декоративных средствах.

Несущая способность подводного крыла

Несущая способность подводного крыла, особенно движущегося на малой глубине, может уменьшиться из-за подсоса атмосферного воздуха к верхней поверхности крыла по стойкам. Попадание воздуха приводит к уменьшению подъемной силы и проваливанию крыла.. Для борьбы с этим явлением рекомендуется устанавливать на стойках закрылки или шайбы, подобные антикавитационным плитам подвесных моторов, смещать носовую кромку стоек назад от носовой кромки крыла примерно на 0,3 хорды крыла, делать заднюю кромку стоек тупой (при высоких скоростях движения).
По концам крыльев, если размах их больше расстояния между стойками, также рекомендуется устанавливать концевые шайбы, которые до некоторой степени предотвратят перетекание воды из нижней области повышенного давления в зону разрежения над крылом, вызывающее уменьшение подъемной силы.

Эффективность подводного крыла

Эффективность подводного крыла в значительной степени определяется углом атаки. Рассчитать его теоретически с учетом многочисленных факторов невозможно, поэтому нужный угол атаки приходится подбирать опытным путем, неоднократно изменяя положение крыльев. Крепление стоек к корпусу должно обеспечить возможность таких изменений. Это достигается или установкой клиновидных прокладок между корпусом и стойкой (в случае крепления стоек к днищу), или при помощи овальных отверстий в стойках под болты (в случае крепления стоек к борту), либо другими способами. Можно применить и устройство для поворота крыльев на ходу. Это позволит варьировать углы атаки в зависимости от нагрузки и удифференто-вания мотосудна и выбирать в каждом случае наивыгоднейшее.

Подводные крылья можно изготавливать из нержавеющей стали

Подводные крылья можно изготавливать из нержавеющей стали, латуни, обычной углеродистой стали с надежной антикоррозионной защитой, алюминиево-магниевых сплавов и различных пластических материалов, отличающихся достаточной прочностью. Выбор материала в большой степени зависит от того, можно ли его приобрести и от технологических возможностей обработки, которыми располагает судостроитель-любитель. Для изготовления профиля крыла лучшими материалами являются нержавеющая сталь и латунь, если представляется возможность обработать их на стайке. При отсутствии такой возможности следует выбирать материал, хорошо поддающийся обработке. В частности, можно рекомендовать следующий способ.
На тонкую (2—3 мм) полосу латуни, нержавеющей или углеродистой стали, обрезанную по форме крыла, на эпоксидном клее под прессом наклеивают винипласт или другой пластик необходимой толщины. Металлическая полоса образует нижнюю плоскую часть профиля, а для получения выпуклой стороны сегмента обрабатывают винипласт, что значительно легче. Используя при изготовлении подводного крыла стеклопластик, лучше всего металлическую полосу оклеивать стеклотканью на эпоксидной смоле.
Можно изготавливать крыло из заготовки, вырезанной из трубы необходимого диаметра, это значительно облегчает получение верхней выпуклой поверхности профиля, но требует дополнительной обработки нижней плоскости.
При любом способе изготовления крыльев необходимо обращать особое внимание на точность выполнения заданного профиля, плавность всех поверхностей и их тщательную обработку. Форму профиля следует внимательно проверять с помощью контршаблонов, изготовленных с точностью ±0,1 мм. Поверхности крыльев и стоек шлифуют и полируют, чтобы уменьшить относительную шероховатость, оказывающую существенное влияние на сопротивление трения.
Крылья можно крепить к стойкам сваркой, при этом необходимо тщательно обрабатывать сварные швы, расклепывать шипы стоек, пропущенные через крыло, или винтами с потайными или полупотайными головками; сборку стоек с крыльями лучше всего производить в кондукторе.