Яхтенная школа

"Если Вам когда-либо довелось выйти в свежий ветер на парусной яхте, встречать восход солнца, поднимающегося из-за горизонта, в открытом море, прислушиваться к гудкам судов,дрейфующих в плотном тумане,и напряженно искать зарницу долгожданного маяка,— вы на всю жизнь полюбили море и парусный спорт. Вы навсегда запомнили удары волн и свист ветра в такелаже. Вы не сможете забыть,как впервые вступили в единоборство со стихией, как впервые почувствовали, что мореходное суденышко послушно вашей воле.После этого вы весь свой досуг стремитесь проводить под парусом...
Для того, чтобы помочь вам в решении целого ряда сложных вопросов, которые неизбежно встают перед яхтсменами-любителями, ниже приведены необходимые материалы, основанные на личном опыте авторов-яхтсменов" -
так ( или примерно так ) начинался 1 выпуск ( в 1963 году ) столь любимого и уважаемого сборника ( теперь уже журнала) "Катера и яхты". Некоторые статьи из его выпусков разных лет, на наш взгляд,не утратившие актуальности и сегодня, мы и приводим ниже, разделив для удобства, на некие условные категории.Справа приведены ссылки на тематические указатели статей этого журнала за разные годы его существования. Там Вы сможете найти то, что интересно Вам, но,возможно, ускользнуло от нашего внимания.

Теория судна

Тематические указатели основных материалов, опубликованных в сборнике (журнале) за прошедшие годы

Морская практика

Общие темы

Навигация

Такелажное дело

Добрые советы

Метеорология

Медицина

Радиосвязь

Ремонт судов

свернуть текст


Конструктивные узлы деревянных корпусов

В.Н.Аладьин
«Катера и яхты» №5(33) 1971 год с.16-23
Несмотря на все более широкое распространение сравнительно новых материалов, таких как дюраль, сваривающиеся легкие сплавы и стеклопластик, при любительской постройке малых судов по-прежнему чаще всего применяется дерево. И сегодня дерево остается наиболее доступным и легко обрабатываемым в домашних условиях материалом. Важным достоинством древесины является относительная свобода выбора конструктивных решении, т. е. видоизменения конструкций тех или иных узлов корпуса в зависимости от имеющихся возможностей. В таких случаях судостроителям-любителям полезно знать проверенные практикой типовые варианты исполнения одного и того же конструктивного узла.
Некоторые из таких вариантов основных узлов корпуса катера или мотолодки (длиной 4—6 м) и рассматриваются в настоящей статье.

Форштевень.

Лучшим со всех точек зрения вариантом является гнуто-клееный (или ламинированный) форштевень, выклеиваемый по шаблону из тонких сосновых или дубовых реек. Предпочтительнее дуб, который лучше держит большое количество шурупов и позволяет надежно закрепить наружную обшивку при минимальном поперечном сечении штевня. Такой форштевень соединяется с килем обычно с помощью клеевого же соединения «на ус», дублируемого болтами или заклепками.
Для упрощения конструкции прямой форштевень чаще всего выполняют цельным из наклонного бруса, соединяемого с килем при помощи деревянной или металлической кницы.
Изогнутый форштевень сложных очертаний проще всего сделать составным (натесным), выпилив отдельные части его из сосновой или дубовой доски; для сохранения прочности, ослабляемой неизбежным при этом перетесом волокон, весь штевень с обеих сторон необходимо оклеить толстой фанерой. Если доски подходящей толщины нет, делайте деталь плоско-клееной, т. е. выпиливайте ее из предварительно заготовленного «пакета», набранного из тонких досок. Собирая «пакет», старайтесь делать стыки между отдельными частями каждого слоя в разных местах — «разгоняйте» стыки смежных слоев.
Боковые грани форштевня должны быть соответственным образом подготовлены для крепления сходящихся в носу концов досок (или листов фанеры) бортовой обшивки. Простейший вариант — снять малки (делается это по месту, т. е. при установке обшивки на собранный набор), а после крепления бортов защитить носовые торцы обшивки установкой еще одной детали — водореза.
Ширина плоскости форштевня для крепления фанерной обшивки должна быть равна 4—5 ее толщинам, для дощатой обшивки — двум толщинам. Для ориентировки отметим, что поперечное сечение клееного форштевня катера длиной 5-—6 м может быть принято равным 50 X50-60 мм, мотолодки длиной менее 4,5 м — примерно 40 X 40-50 мм.

Киль.

В большинстве случаев киль располагается внутри корпуса, а снаружи обшивка защищается накладным фальшкилем. Возможен вариант и составного киля из двух деталей — наружной (собственно киль) и внутренней (резенкиль); ширина резенкиля для возможности крепления наружной обшивки должна быть больше, чем киля.
При затруднениях с подбором высококачественного бруска или доски нужных размеров киль выклеивают из нескольких слоев досок, располагаемых горизонтально и склеиваемых по пласти (стыки обязательно разносятся по длине).
Сечения киля обычно находятся в пределах от 20 x 80 до 30x120 мм. При установке стационарного двигателя киль должен быть несколько мощнее, чем в корпусе мотолодки, и лучше изготовить его не из сосны, а из дуба или ясеня. В месте прохода дейдвудной трубы на киль необходимо наложить стальную полосу, а в районе установки кронштейна гребного вала поставить на киль внутри корпуса равный ему по сечению брусок длиной в одну-две шпации.

Поперечный набор.

Шпангоуты остроскулых лодок, как правило, выполняют составными — из бортовых частей (топтимберсов) и днищевых (флортимберсов), которые соединяются на флорах и скуловых кницах. Толщина шпангоутов обычно колеблется в пределах 15 — 18 мм.
Кницы и флоры, соединяющие отдельные части — ветви шпангоута, обычно вырезаются из фанеры и ставятся с обеих сторон соединения. На шпангоутах, которые будут малковаться, рекомендуется кницы и флоры с внешней стороны шпангоута не доводить до кромки на 4—5 мм, чтобы при малковке избежать расщепления фанеры. Толщина фанерных книц и флоров берется равной примерно 0,25 толщины шпангоута, металлических — примерно 0,10 толщины шпангоута. Высота книц обычно равна 0,15—0,20 высоты борта, а длина флора в средней части корпуса 0,25— 0,30 ширины корпуса по скуле. Обязательно ставится заполнитель, что увеличивает прочность и долговечность соединения. Флоры и кницы крепятся на клею с запрессовкой гвоздями. В случае отсутствия клея можно ставить и на густотертую краску, но тогда гвозди применять нельзя: нужно ставить болты, заклепки из развальцованных трубок или шурупы.
Сами детали шпангоутной рамки — флортимберсы. топтимберсы и бимсы обычно выполняются из сосны. В отдельных случаях (при сложных обводах корпуса) днищевые ветви шпангоута лучше вырезать из дуба или ясеня. Высота топтимберсов на катерах принимается равной 50—60 мм, флортимберсов 70—110 мм; на мотолодках *40—50 и 70—80 мм соответственно.
Шпация (расстояние между шпангоутами), как правило, находится в пределах 450—600 мм.
Переборки на мелких судах выполняются однослойными из фанеры, которая крепится непосредственно к обычному шпангоуту. Толщина полотна переборки равна примерно 0,25 толщины шпангоута. Обычно приходится подкреплять полотно двумя-тремя вертикальными стойками или горизонтальными ребрами — шельфами. Стойки необходимо соединить кницами с бимсом и днищевыми ветвями шпангоута.

Продольный набор.

Продольный набор остроскулого корпуса состоит из скуловых стрингеров, бортовых стрингеров, днищевых стрингеров, привальных брусьев и карленгсов. Рекомендуемые их сечения (сосна) указаны в таблице.
Чаще всего флортимберсы нарезаются на днищевые стрингеры, но иногда применяют и такую систему набора, при которой мощные шпангоуты проходят поверх часто поставленных стрингеров и непосредственно к обшивке не крепятся.
Соединение деталей поперечного и продольного набора между собой часто выполняется с установкой, кроме обычного крепежа (и клея), металлических угольников-коротышей. Скуловые и бортовые стрингеры, а также привальные брусья соединяются с форштевнем и транцем горизонтальными кницами — брештуками. Различные варианты обычно применяемых соединений приведены на эскизе.

Транец.

Как и переборки, транец состоит из рамки- обвязки, собираемой обычно из брусков толщиной 25— 30 мм, и полотнища, выпиленного из фанеры толщиной 4—5 мм на катерах и 6—8 мм на мотолодках. На транец мотолодки навешивается подвесной мотор, поэтому от конструкции требуется повышенная прочность. Продольные связи днищевого и бортового набора должны быть надежно перевязаны с транцем. На киль лучше всего поставить мощную сварную кницу (старнкница), желательно из легких сплавов. Днищевые стрингеры и стойки транца можно соединить кницами из фанеры толщиной 8—10 мм. Бортовые и скуловые стрингера соединяются с обвязкой транца при помощи угольников- коротышей размером 50x50x3, а привальные брусья — горизонтальными кницами (брештуками).
На уровне струбцин мотора транец мотолодки обычно усиливают мощной балкой — доской от борта до борта. На лодках под сравнительно мощные моторы у транца часто оборудуют ниши (рецессы), также являющиеся важными элементами жесткости транца.
Транец катера со стационарным двигателем необходимо подкрепить стойками, установленными в плоскости балок фундамента.
Во всех случаях после завершения сборки корпуса по периметру транца следует установить угловую оковку из тонкой стали или латуни размером 30 x 30x1,5 (2,0) мм.

Фундамент.

Фундамент под стационарный двигатель катера конструируется с учетом габаритов, веса и мощности устанавливаемого двигателя, а также характера, величины и направления усилии, приходящихся на конструкцию. Обычно фундамент представляет собой систему продольных и поперечных балок, надежно закрепленных к набору корпуса. Сами фундаментные балки, как правило, выполняются из водостойкой фанеры толщиной 8—10 мм, металлического угольника по верхней кромке и сосновых (или дубовых) брусков.
Показанная на эскизе балка может быть использована для установки двигателей весом около 350 кг и мощностью до 100—120 л. с. Двигатель крепится к металлическому угольнику 50 x50 x 5, соединенному с балкой при помощи заклепок или винтов на металлической подкладной полосе толщиной 4—5 мм. Под лапы двигателя к угольнику рекомендуется приварить отдельные опорные площадки. По нижней кромке балки подгоняются по месту бруски длиной в шпацию, которые закрепляются к фанерной стенке болтами; обшивка днища крепится к этим брускам шурупами снаружи корпуса.
Кронштейны для крепления углового реверс-редуктора также крепятся к фундаментным балкам.
С целью облегчения конструкции рекомендуется все металлические детали выполнять из легкого сплава.

Наружная обшивка.

Обшивка остроскулых мотолодок чаще всего выполняется из водостойкой фанеры толщиной 4—5 мм (на катерах 7—8 мм на днище и 5 мм на бортах). Наибольшее распространение получила водостойкая фанера марок БС-1 или ФСФ (применяемые толщины: 3, 4, 5, 6, 8 и 10 мм) и бакелизированная фанера (толщиной 5 и 7 мм). Размеры листов фанеры: марок БС-1 и ФСФ 1525 X 1525 мм, бакелизироваиной 1200 X 4850, 1200 X 5600.
Фанерная обшивка ставится на густотертую краску и крепится к набору при помощи шурупов, гвоздей и винтов. Отметим, что на быстроходных лодках ставить шурупы по днищевым стрингерам не рекомендуется, лучше применять заклепки. Водонепроницаемость в местах соединения листов по скуле, на привальном брусе и по килю, а также по переборкам, обеспечивается прокладками из прокрашенных полос мешковины или миткаля.
Днище катера может быть также обшито рейкой из сосны. Такую обшивку можно выполнить вгладь, на пазовых рейках и многослойной диагональной.
Обшивку вгладь рекомендуется набирать из реечек сечением 15X25 мм. Установка реек ведется от ДП к скуле корпуса симметрично сразу на оба борта; каждая из них крепится шурупами к набору и гвоздями к ранее установленным рейкам. Между рейками с внутренней стороны необходимо предусматривать пазы, чтобы при набухании не было коробления обшивки.
Обшивка на пазовых рейках выполняется из широких реек сечением 12x50 мм. Толщина самих пазовых реек из сосны обычно принимается равной толщине обшивки, из дуба — 0,8 толщины обшивки. Для упрощения работы часто пазовые рейки не врезают в шпангоуты, а устанавливают при сборке корпуса поверх поперечного набора; в обоих случаях к набору они крепятся шурупами. Рейки обшивки крепятся к пазовым рейкам красномедными гвоздями-заклепками с шагом 60—70 мм. Установка реек ведется от ДП к скулам.
После обшивки корпуса рейкой вгладь рекомендуется прострогать и зачистить лицевую поверхность, а затем оклеить днище снаружи 2 -3 слоями стеклоткани на полиэфирной или эпоксидной смоле. Это значительно увеличит долговечность корпуса.
Многослойная диагональная обшивка на катерах выполняется из двух слоев сосновых реек сечением в 8 X 30 – 50мм (в зависимости от сложности обводов корпуса). Рейки внутреннего слоя располагаются под углом 45°--60- к ДП, укладываются с небольшим зазором (0,5— 1,0 мм) и крепятся к шпангоутам шурупами. Затем на них наносится слой густотертой масляной краски и укладывается мешковина (или миткаль), пропитанная этой же краской. После этого ставится второй — наружный слой реек, укладываемых перпендикулярно направлению реек первого слоя. Иногда рейки этого слоя располагаются и вдоль киля. Оба слоя реек соединяются между собой красномедными заклепками с шагом 60—70 мм. Следует обратить особое внимание на заделку торцов реек. По килю торцы защищаются густотертой краской и шпунтом, а по скуле — краской и отбойным брусом или латунной полосой.
Благодаря скреплению слоев по всей их площади многослойная обшивка обладает высокой жесткостью; при такой конструкции обшивки продольные связи по днищу можно свести к минимуму.
Для обеспечения долговечности корпуса по килю, форштевню и привальным брусьям необходимо поставить металлические полосы.
Приводим примеры конструктивных узлов соединений борта с палубой и надстройки с палубой, а также некоторые нормативные данные по различным типам соединений, выработаиные практикой постройки и эксплуатации малых деревянных судов.

Болтовые соединения.

Диаметр болта d как правило, равен 10—15% его длины. Расстояние между осями болтов обычно выдерживается равным не менее 6d вдоль волокон и 3d поперек волокон. Расстояние от оси болта до кромки детали должно быть не менее 2,5d, а до торца — не менее 6—8 d (при креплении концов досок обшивки к набору это расстояние приходится уменьшать до 3 - 5d).

Соединения на заклепках.

Расстояние вдоль волокон между осями заклепок задается в зависимости от отношения меньшей из толщин S соединяемых деталей к диаметру заклепки d. При S :d = 10 это расстояние должно быть не менее I0 d, при S :d = 4 — не менее 20d. Расстояние от оси заклепки до торца детали обычно принимается не менее 10 d, но в тех случаях, когда это вызвано особенностями узла, может быть уменьшено до 6 d.
В конструкциях из фанеры расстояние между рядами заклепок при цепном их расположении должно быть не менее 6—8d, а при шахматном — не менее 3—4d; расстояние от края детали не должно быть меньше 4—6 d
Лучший материал для заклепок (во всех случаях) — красная медь.

Соединения на гвоздях и шурупах.

В качестве несквозных креплений широко применяются круглые и квадратные гвозди и особенно шурупы.
Длина шурупов должна составлять 2,5 толщины прикрепляемой детали, шаг — не менее 10 - 12d. Диаметр высверливаемого под шуруп отверстия в конструкции должен быть не более 0,8d шурупа.
Материал гвоздей — красная медь или сталь, шурупов — латунь или сталь. Весь стальной крепеж должен быть кадмированным или оцинкованным.

Клеевые соединения.

Чаще всего применяется клей ВИАМ-БЗ на основе смолы ВИАМ-Б, получаемой из фенола н формальдегида. Клеевой раствор должен использоваться в течение 3 4 часов после приготовления. Толщина слоя клея в соединении должна быть не более 0,1 - 0,15 мм. Полное затвердевание клея (при температуре не ниже 10° С) происходит в течение 1,5— 2 суток.
Для склеивания деревянных конструкции может использоваться и клей БФ-2. При склеивании детали набора выдерживаются под давлением, создаваемым при помощи струбцин, стягивания болтами или укладки груза.

Наращивание деталей по длине.

Для соединения деталей применяется, как правило, стыковое (усовое) соединение, длина которого определяется по формуле I = kS, где S — толщина склеиваемой детали, а k — коэффициент, зависящий от условий работы соединения и породы древесины. Для ответственных соединений, когда требуется обеспечить равнопрочность с целой древесиной, при использовании сосны и ели среднего качества k = 10-:-12, сосны и дуба отборного качества k =12-5-15, в соединениях фанеры k = 20. Для большинства узлов корпуса эти значения могут быть снижены вдвое, так как размеры деталей, назначаемые исходя из технологических соображений, оказываются заведомо больше, чем требуется по расчету.
Листы фанерной обшивки для упрощения могут соединяться и на подкладке. В этом случае кромки подгоняются встык, а изнутри корпуса накладывается полоса фанеры той же толщины, что и основные листы, с прокладкой из мешковины на густотертой краске. Соединение проклепывается красномедными заклепками с шайбами.

Радиусы при гибке.

При выполнении гнуто-клееных конструкции (форштевень, бимсы и т. д.) следует учитывать, что радиус изгиба не должен быть меньше величин, указанных в таблице.
Такие детали, как соединительные кницы, флоры, брештуки, обделки (комингсы) кокпита, из-за сложности защиты их кромок от воды следует изготовлять из водостойкой фанеры, тонких досок или пластика (текстолит, гетинакс). В ряде случаев применяют и тонкий дюраль.
Фанеру, предназначенную для обшивки лодки, необходимо тщательно осмотреть. Листы, имеющие непроклеи или недостаточную прочность клеевых соединений (слои легко отделяются один от другого с помощью стамески), непригодны. Часто выпускается фанера, наружные слои которой состоят из полос шпона; по краям этих полос, соединяемых внахлестку, наружная кромка, как правило, не приклеена и ее необходимо аккуратно срезать стамеской.
Строительную фанеру необходимо пропитать натуральной олифой. Делается это так. Наносится слой олифы, после чего поверхность фанеры проглаживается утюгом, нагретым до температуры 150—200° С. Процедура повторяется до тех пор, пока фанера не перестанет впитывать олифу. При такой горячей пропитке олифа проникает глубоко, вплоть до клеевого слоя, который становится несколько более водоупорным. Внутреннюю сторону обшивки надо пропитывать до установки на набор, наружную после.
Однако пропитки олифой и последующего нанесения масляной краски недостаточно. Через год-два краска покроется сетью микротрещин (особенно— у шляпок гвоздей и шурупов), по которым в фанеру начнет проникать вода. Попытки избавиться от этих трещин с помощью нанесения нового слоя краски будут безрезультатны, так как получившийся толстый слой краски окажется очень непрочным и быстро потрескается. Владельцу лодки придется каждый год удалять всю старую краску и заново красить лодку.
Прочность слоя краски можно значительно увеличить, если армировать его тканью. Наилучшую защиту строительной фанеры, пропитанной олифой, обеспечивает оклейка тонкой и редкой стеклотканью на лаке 6С или 6Т. Неплохие результаты получаются и при оклейке обычной марлей на том же лаке. Эпоксидные и полиэфирные смолы применять не следует, так как они обладают плохой адгезией к проолифленному дереву. В качестве заменителя можно применять лаки 4С, 4Т или различные лаки для пола.
Рекомендую такую последовательность работ. На пропитанную олифой фанеру наносится слой лака; через несколько часов, когда лак загустеет, накладывается ткань. Для более плотного прилегания ткань простукивают торцовочной кистью, периодически смачивая ее скипидаром. После нескольких дней сушки поверхность снова покрывают лаком, затем сушат, шпаклюют жидкой лаковой шпаклевкой и окрашивают масляными эмалями или масляной краской, разведенной на натуральной олифе либо на смеси натуральной олифы и лака бС.
Кроме оклейки на лаке можно рекомендовать оклейку на нитроэмале вой или нитроглифталевой краске. В этом случае можно применять более плотные сорта материл, такие как бязь и миткаль. При пропитке олифой необходимо тщательно следить за тем, чтобы не оставалось подтеков, поскольку в таких местах нитрокраска ложится плохо. Порядок оклейки такой. Загрунтованная жидкой краской фанера после высыхания покрывается толстым слоем густой нитрокраски или разведенной растворителем нитрошпаклевки. Спустя несколько минут на фанеру укладывается слой ткани, который простукивается торцовочной кистыо, смачиваемой в растворителе для нитрокрасок. После просушки поверхность шпаклюется жидкой нитрокраской. Следует особо предостеречь от злоупотребления шпаклевкой: чем толще ее слой, тем покрытие менее прочно.
Оклеивать строительную фанеру рекомендуется с обеих сторон; во всяком случае для днища это условие обязательно. Внутренние поверхности оклеиваются до установки на набор. Армирование краски тканью повышает прочность покрытия, но, естественно, не делает его вечным. Со временем (два-три года) слой краски покрывается сетью мелких трещин и при ремонте его надо будет удалять при помощи крупнозернистой стеклянной шкурки, покрывая зачищенную поверхность новым тонким слоем краски.
Стыкование листов строительной фанеры лучше всего производить «на ус» на водоупорном клее, но можно применить и более простой вариант со стыковой планкой шириной 100— 150 мм, выпиленной из водоупорной фанеры или пластика. Стыкуемые на планке листы должны быть предварительно оклеены с внутренней стороны; кроме того, между планкой и листами надо проложить ленту ткани или марли, пропитанную подмазкой.
Подмазку можно приготовить из густотертой краски с добавлением 10% антисептика (креозот или отработанное машинное масло) или по следующим рецептам: олифа — 50%, антисептик — 10%, канифоль — остальное; олифа — 20 %, антисептик — 10%, мел — остальное. Такие подмазки никогда полностью не высыхают, сохраняют высокую эластичность и надежно защищают стык от воды даже при значительной вибрации корпуса.
Такие же прокладки с эластичной подмазкой надо поставить и по набору перед креплением к нему обшивки.
Перед установкой гвоздей (шурупов) в предварительно просверленные отверстия при помощи старого шприца надо ввести немного олифы, а если крепеж не оцинкованный — свинцового сурика.
В наиболее уязвимых местах корпуса (киль, скула, привальный брус) необходимо защищать кромки фанеры от повреждений буртиками, накладками, фальшкилем, устанавливая их на прокладки и закрепляя минимальным числом шурупов при двукратном введении олифы в отверстия.
Значительно большей водостойкостью, чем строительная, обладает фанера декоративная. При использовании такой фанеры необходимо учитывать, что на декоративный слой не ложатся ни лак, ни смола, а если его не защищать, то под действием воды и солнца он быстро покроется сетью трещин. Поэтому обшивать корпус надо, укладывая фанеру декоративным слоем внутрь, а при эксплуатации особенно важно не допускать скопления воды внутри лодки.
При изготовлении корпуса из бакелизированной фанеры следует продумать защиту торцов от попадания влаги. Дело в том, что бакфанера интенсивно засасывает воду через торцы и, если не принять специальных мер, то в районе кромок может сгнить за два-три года. Торцы бакфанеры надо несколько раз пропитать лаком 6С, эпоксидной или полиэфирной смолой, а стыки (в том числе по скулам и килю) желательно оклеить стеклотканью на смоле или лаке. Оклеивать стыки марлей или бязыо не рекомендуется, так как при резких колебаниях влажности такую ткань бакфанера рвет. Чтобы улучшить адгезию смолы и красок к бакфанере, необходимо со всей наружной поверхности удалить тонкий поверхностный слой весьма твердого лака. Лучше всего это делать, нагревая поверхность паяльной лампой и снимая размягченный поверхностный слой скребком, изготовленным из старой диско-вой фрезы.
свернуть текст