Новые чертежи и выкройки лодок. Фанерный джонбот по технологии "Сшей и Склей" история строительства

"Сшей и склей" - новое в изготовлении лодок.

Нет, пожалуй, судостроителей любителей, которые не слышали бы о технологии “Stitch and Glue”, или, как принято переводить на русский, “Сшей и склей”, по зволяющей очень быстро собирать корпуса фанерных лодок несложных форм из готовых выкроек обшивки с последующей оклейкой их стеклопластиком.

Метод, в котором отсутствует трудоемкий процесс изготовления деревянного набора на стапеле, существу ет около полувека, не раз описывался в специальной и периодической литературе (типичный пример приведен в No83 “КиЯ”, где рассказано о постройке 4.4 метровой мотолодки “ Сом”) и хорошо отработан у нас в любительской практике примени тельно к небольшим гребным и мо торным лодкам. Возвращаться к рассмотрению этой технологии заставляет настоящий бум, который переживает она за рубежом, прежде всего в США.

Также Судовладельцем, если у него есть время и приемлемая ловкость. Метод шитья и склеивания корпуса водонепроницаемой фанерой - это способ быстро и легко построить собственную лодку. Он состоит из «вышивки» готовых элементов, чтобы получить корпус с подходящей формой, а затем склеивать их с помощью смолы и стеклянной ленты. Здесь не требуются таблица сборки, шаблоны или трудоемкий скелет. Вам не нужно маршрутизировать и обрезать элементы корпуса - все это было сделано для нас компьютером. Все элементы точно вырезаны, идеально подходят друг к другу и создают желаемую форму корпуса после складывания.


Множество небольших фирм и независимых конструкторов сейчас предлагает проекты и готовые наборы для самостоятельной постройки маломерных судов самого различного назначения - от крошечных тузиков до очень внушительных 12 14 метровых катеров и парусных яхт - по умеренной цене (от нескольких десятков до не скольких сотен долларов за проект), лодки строят и серийно на продажу. Причин широкого распространения технологии можно назвать несколько. Во первых, лодки, построенные по методу “СиС”, раскрыли свой высокий прочностной и ресурсный потенциал, показав, что в эксплуатации они превосходят по практичности чисто деревянные суда, будучи существенно дешевле серийных стеклопластиковых.

Благодаря ламинированию, склеиванию и насыщению эпоксидной фанеры эта технология обеспечивает высокую прочность и долговечность конструкции при минимальном техническом обслуживании. Компьютерный чертеж и вырезание элементов позволяет использовать специальный простой способ соединения отдельных частей с более длинными полосками с использованием так называемых «пальцевое» соединение. Это устраняет необходимость в кропотливой фанерной фанере или накладке. Два элемента просто склеены, а затем ламинируются с обеих сторон.

Соответствующая форма соединения приводит к тому, что элементы идеально подходят друг к другу, их нужно только прижать. Строителю не нужно беспокоиться о правильном расположении переборки или полов, потому что места их сборки отмечены отверстиями - маркерами. Панели уже повторно просверливаются компьютером таким образом, что отверстия соседних полос покрытия совпадают друг с другом и достаточно, чтобы сшить их вместе, чтобы получить хорошо подходящий корпус. Лодки предназначены для использования недорогих фурнитуры и аксессуаров с наименее покупаемыми или заказанными.

Во вторых, в продаже появились новые материалы, пригодные для оклейки фанерных корпусов - менее токсичные и менее требовательные к условиям отверждения эпоксидные смолы и композитные биаксиальные* стеклоленты. В третьих, сам проект судна, детали обшивки которого раз ворачиваются на плоскость и четко подходят друг к другу, образуя безнаборную оболочковую конструкцию, теперь разрабатывают с использова нием компьютера и программ трех мерного моделирования.

Этапы строительства путем шитья и склеивания - общее описание. Мы начинаем дно, изнутри корпуса. Предлагаемые этапы строительства корпуса путем шитья и склеивания. Мы начинаем вниз, изнутри люка. Склеивание отдельных металлических лент из мелких элементов.

Закрепите две полоски для нижнего покрытия или центральную нижнюю полосу и первые смежные полосы с обеих сторон. Пошив транца, переборки и полы в обозначенных отверстиях. Пошив остальных поясов. Выравнивание элементов корпуса и затягивание швов, сверление дополнительных отверстий в местах плохого сцепления, надевание и затягивание дополнительных швов.

Фанерные детали в продаваемых наборах для самостоятельной постройки лодок настолько точно стыкуются между собой, что даже малоквалифицированный сборщик любитель (а именно для него и производят такие наборы) способен построить лодку с гарантированно хорошим результатом, если, разумеется, будет строго соблюдать все пункты руководства по сборке. Принимая решение изготовить лодку методом “СиС”, строитель любитель должен понимать, что идеология ее сборки будет несколькоотличается от традиционной, предполагающей наличие деревянного набора, обшитого фанерой.

Точный размер, выравнивание и выравнивание корпуса. Предварительное склеивание краев с помощью эпоксидной шпатлевки изнутри корпуса. Ламинирование этих соединений со стеклянной лентой. Ламинирование суставов пальцев. Установка внешних, внутренних и локтевых лат.

Скрепление необходимых армирующих и соединительных полос, или рамок, балок. Сборка рулевого управления и переднего бампера. Окраска внутренней части плавучих камер смолой. Подготовка отверстий для рулеток. Завершение внутренней части корпуса. Сборка канав и, возможно, других фитингов.

В “шитоклееном” корпусе деревянным деталям отводится роль скорее формообразующая, нежели конструкционная, соответственно снижены и требования к качеству и конструкции узлов стыка деревянных деталей. Зато большей тщательности требует процесс оклеивания стыков, кромок, поверхностей стеклопластиком, а также соблюдение правильных толщин и радиусов оклейки. Дерево корпуса должно быть полностью инкапсулировано слоем смолы, чтобы вода не имела к нему доступа ни снаружи, ни изнутри корпуса.


В этом - залог долговечности конструкций: намокшая фанера начинает менять размеры, коробиться, расслаиваться, а также подвергаться атакам микрофлоры. Фильтрация воды сквозь пластиковую оклейку практически исключена - эпоксидные смолы, в отличие от полиэфирных, имеют крайне низкое водопоглощение*. Фактически “шитоклееный” корпус представляет собой промежуточный вариант между обычным фанерным, оклеенным снаружи для долговечности, и чисто пластиковым, в котором дерево используется только для придания дополнительной местной жесткости конструкции. Соответствующим образом меняется и подход к самому процессу постройки.

Если наборный корпус строится на одном месте по степенно и долго, с разбивкой плаза, подготовкой стапеля, подгонкой каждой детали, чтобы минимизировать зазоры, то шитый корпус возводится буквально за несколько дней на некотором подобии стапеля либо вообще на ровной площадке, допуская зазоры между деталями, которые выбираются эпоксидной шпаклевкой без ущерба для общей прочности. Но этому должны предстоять точные и максимально полные проектные и заготовительные работы, подготовка всех необходимых компонентов, желательно также наличие хотя бы одного помощника - фанерные детали могут быть немалых размеров и толщин, с которыми нелегко справляться в одиночку.

Технология “СиС” хорошо представлена в Интернете, например, на сайтах Жака Мертенса или Сергея Баркалова. Приведем здесь основные ее стадии применительно к 6 метровому корпусу глиссирующей моторной лодки, чтобы незнакомые с “ СиС” читатели смогли оценить красивую простоту конструктивных решений, а уже знакомые - найти что – либо полезное для дальнейшего успешного ее применения.

1. Заготовка фанерных деталей корпуса и оснастки - листов обшивки, шпангоутов, переборок. Детали вырезаются из листов водостойкой фанеры по шаблонам или сразу по разметке. Скорее всего, для длинных деталей листы фанеры придется склеивать в полотнища, для чего существуют обычные методы - склейка “на ус” либо на подкладной планке - на прочность это не влияет.

2. Сборка вспомогательного сборочного стапеля. Основанием его служат две ровные доски 50х200, длиной с корпус, выставленные по уровню на ширину лодки по скуле. На основание в соответствии с проектом выставляются на стойках временные шпангоуты и переборки, а также транец; в их днищевые прорези вставляется продольный набор - днищевые стрингеры (рис. 2). Проверяется равенство диагоналей с точностью до 3 мм.

3. Выставляются листы днищевой обшивки и скрепляются по линии киля стяжками - лучше пластиковыми электромонтажными - через 150–200 мм. Далее выставляются листы бортовой обшивки и крепятся стяжками к днищу по скуле (рис. 3). У транца и форштевня можно использовать временные шурупы; важно, чтобы обшивка не отставала от поперечного набора оснастки.


4. Листы обшивки соединяются поверх стыков полосками пропитанной смолой ткани с шагом около 300 – 400 мм. После их отверждения временные стяжки снимаются, а стыки проклеиваются снаружи сплошными полосами стеклоткани. Далее весь корпус оклеивается необходимым количеством слоев ткани, и после отверждения поверхность доводится до кондиции обычным способом - шпаклеванием и прошкуриванием (рис. 4). После этого можно устанавливать накладные элементы: привальный брус и брызгоотбойники, если они предусмотрены проектом. Установка делается на временные шурупы, удаляемые после отверждения клея.

5. Корпус покрывается снаружи качественным грунтом, желательно эпоксидным, и, если кантовка вверх килем больше не предполагается, то и финишным слоем краски. Далее корпус подготавливается к кантовке - набор оснастки подклеивается к корпусу изнутри временными прихватками и освобождается от стапельной рамы (рис. 5). Если позволяет подъемное оборудование, то набор можно и не подклеивать, но съем корпуса с оснастки придется проводить с осторожностью.


6. Перевернутый корпус устанавливается на кильблоки, из него удаляются все детали набора и сошкуриваются прихватки - так легче и экономичнее оклеивать его изнутри. Пазы листов обшивки перекрывают ся слоем эпоксидной шпаклевки (она может замешиваться из смолы с мелкими древесными опилками) с образованием радиусной галтели толщиной, равной толщине обшивки (рис. 1), и проклеиваются полосами ткани. Затем необходимым числом слоев оклеивается вся внутренняя поверхность корпуса.

7. В оболочку корпуса устанавливается вынутый ранее набор (рис. 6). Поскольку геометрия внутренней поверхности изменена проклейкой пазов, следует скруглить углы шпангоутов, толщина же стеклопластикового покрытия обшивки существенно на подгонку не повлияет. Стоит позаботиться заранее обо всех необходимых вырезах в наборе - для формирования кокпита, устройства лючков, водопротоков, тросовой проводки и пр. (рис. 7). Детали набора должны встать на обшивку ровно, без ослабляющих конструкцию точечных контактов с ней. Затем стыки набора и обшивки промазываются шпаклевкой с образованием галтели и проклеиваются стеклолентой. Необходимо принять меры по пропитке всех незащищенных поверхностей фанеры смолой - после окончательной сборки это сделать будет невозможно.


8. Устанавливаются на клей детали палубы и планширя с проклейкой стыков аналогичным способом (рис. 8–9). Окрашиваются кокпит и палуба. Все - полученный корпус прочен, и жесткость его выше, чем деревянного. В петербургском яхт клубе “ Балтиец” описанным способом строят малые суда уже на протяжении трех лет по несколько корпусов в год, они успешно ходят по городским каналам, демонстрируя завидную выносливость - случались и навалы стальных барж, и удары об устои мостов.

По опыту, трудоемкость постройки подобной 6 метровой лодки для опытной бригады из двух человек может составлять всего около 40 часов, причем собственно сборочные работы займут 60–70% времени, раскрой и подготовка деталей - 20 – 25%, и обработка поверхностей - шпаклевка, шкуровка, окраска - остальные 10–15%. Конечно, как известно, самые большие усилия строителя любителя уходят на оборудование и интерьеры, и этот факт несколько нивелирует преимущества технологии “СиС” применительно к каютным судам.

Но нельзя отрицать ее достоинств, таких как нетребовательность к квалификации строителя, минимальная потребность в специальном инструменте (достаточно электродрели, лобзика и углошлифовальной машинки), короткий срок аренды теплой мастерской. Если эти факторы важны для вас, смело беритесь за постройку методом “Сшей и склей”.

Хотя постройка мотолодки с фанерной обшивкой и традиционной конструкцией корпуса - с поперечным набором и продольными брусьями по пазам на киле, скуле и по верхней кромке борта - не слишком сложное дело, все же для этого необходимы определенные навыки, внимательность и точность при работе. Сначала строителю предстоит разметить очертания шпангоутов в натуральную величину - разбить плаз, потом собрать по плазу шпангоутные рамки или прочные сборочные лекала, наконец - соорудить прочный стапель, точно выставить на нем и выверить весь поперечный набор, а затем - продольный набор (киль, стрингера, привальные брусья), снять с реек малку, и только после этого можно приступать к подгонке листов наружной обшивки и установке их на место. В целом работа получается достаточно трудоемкой; требуется на длительное время занимать какое-либо помещение для сборки, что может представить проблему для городского жителя.

А между тем есть более простой технологический способ сборки небольших фанерных лодок, не требующий изготовления стапеля и большого числа поперечных шпангоутов или лекал - постройка лодки методом «сшей и склей» . Этот способ с применением скрепок из медной проволоки и лент из стеклоткани с успехом опробован нашими любителями - судостроителями при постройке небольших гребных и парусных лодочек (см., например, описание постройки яхтенного тузика) или лодочки «Краб» ). Предлагаем применить тот же метод «сшей и склей» для постройки четырехместной моторной лодки.

Отличие данного способа постройки лодок методом «сшей и склей» от традиционного заключается в том, что обводы корпуса лодки получаются при его сборке благодаря заранее выкроенным в чистый размер листам обшивки, а сборка корпуса заключается в соединении этих листов по кромкам. При этом не требуется сооружать стапель - достаточно ровной поверхности пола или площадки на открытом воздухе. Сами выполняемые работы уже не требуют большого искусства. Время пребывания корпуса а процессе сборки в помещении может быть сведено до минимума. Все заготовки и детали могут храниться в квартире в «плоском виде» и принимают объемную форму судна буквально за 3-4 рабочих дня.

«Сом» - небольшая каютная мотолодка с умеренно-килеватыми обводами днища, которую можно использовать для выходов на рыбалку или для туризма выходного дня. «Граненые» обводы корпуса, составленные из длинных листов наружной обшивки и комингсов рубки, позволяют применить упомянутый выше метод сшивки и обеспечить при этом достаточную жесткость практически безнаборного корпуса. Форму корпуса и прочность придают переборка каюты, всего одна шпангоутная рамка, транец, конструкции кормового дивана и подмоторной ниши. Листы днища уже по окончании сборки обшивки подкрепляются четырьмя рейками стрингеров и промежуточными флорами-опорами для настила. Это необходимо для того, чтобы при плавании на волнении фанерное днище не начало работать как тонкая мембрана: при постоянных многократных изгибах пластин обшивки стеклопластиковые соединения по пазам - по килю и скуле - могут, если не разрушиться, то потерять герметичность.




увеличить
1 - внутренняя зашивка комингса и рецесса, δ=6; 2 - облицовочная рейка, 15x25, дуб; 3 - рейка 25x25; 4 - рейка 25х30 крепления сиденья рулевого; 5 - оргстекло, δ=5~6; 6 - брештук δ=20, сосна; 7 - форштевень, δ=24; 8 - бимс 16х60; 9 - опорная рейка 25х30; 10 - рейка 16х32; 11 - настил койки, δ=4~6; 12 - флор 20х135; 13 - днищевой стрингер, 20х25; 14 - настил подмоторной ниши; 15 - рейка 16х55; 16 - кница, δ=6; 17 - рейка 16х32; 18 - бимс 16х55, склеить из девяти реек 16х6; 19 - стойка-наличник двери, 16x55; 20 - обвязка транца 32х32; 21 - транец, δ=8~12; 22 - кница транца, δ=6; 23 - подмоторная доска, 160х32; 24 - рейка 25х25; 25 - буртик 25х25, дуб; 26 - рейка 20х25; 27 - переборка рундука, δ=4~6; 28 - комингс рубки, δ=6; 29 - лист обшивки борта; 30 - лист обшивки днища; 31 - ребро зашивки, 16х75.



увеличить

Для обшивки желательно приобрести пятислойную (авиационную) водостойкую фанеру толщиной 6 мм. Потребуется 14-15 ее листов стандартных размеров 1525x1525 мм.

Работа начинается с соединения всех заготовок листов до нужной длины. Лучший способ - склеивать лист с помощью эпоксидного клея (либо на другом водостойком клее) «на ус»; необходимые рекомендации можно найти в книге или, например, в статье о постройке виндсерфера «Летучая рыба», опубликованной в «КиЯ» №82. Затем на внутренней стороне каждого листа наносят прямые взаимно перпендикулярные линии для разметки контуров согласно приводимым эскизам; эти линии будут необходимы также и для контроля при последующей сборке корпуса. Плавные кривые кромок можно прочертить по намеченным точкам при помощи тонкой гибкой рейки длиной не менее 3 м.

Листы обрезают по кромкам ножовкой с мелким зубом и прострагивают рубанком таким образом, чтобы при сшивке кромки стыковались по возможности с минимальным зазором; плоскости торцов фанеры приходится срезать «на угол» (как говорят судостроители - снимать с кромок малку).

Из остатков листов фанеры вырезают детали транца, переборки и шпангоутной рамки. При сборке корпуса эти узлы играют роль поперечных лекал.

Сборка начинается с соединения пары днищевых листов обшивки по килевому пазу. Отступая от кромки киля на 6 мм, на обоих листах проводят линию, которая будет служить центровой для сверления отверстий под проволочные скрепки. Сначала кромки соединяемых листов скрепляются через 75 мм. В носовой оконечности, где сопрягаемые кромки образуют линию форштевня, шаг между скрепками лучше уменьшить. В одной из соединяемых кромок отверстия могут быть просверлены сразу по всей длине, а в кромке второго листа отверстия лучше сверлить по месту - последовательно, участками длиной по 500-600 мм, иначе при изгибе кромок по кривой линии расстояния между отверстиями могут получиться рассогласованными.

Скрепки делаются из медной проволоки диаметром около 2 мм; нарезав кусочки проволоки длиной около 40 мм и изогнув их в виде глубоких скобок, скрепки вставляют с внутренней стороны обшивки в отверстия и снаружи скручивают концы плоскогубцами. На первых порах нет необходимости пытаться сблизить кромки соединяемых листов слишком плотно - это надо будет сделать непосредственно перед оклейкой пазов стеклопластиком.

Схема сборки листов обшивки на скрепках методом «сшей и склей»



а - осаживание проволоки; б - соединение готово под оклейку пластиком;
в - оклейка соединения изнутри.

Начинать постановку скрепок лучше с кормы, причем когда скрепки будут стоять на длине паза в 1-1,5 м, рекомендуется временно установить на место транец - он поможет придать днищу нужную килеватость и при дальнейшей работе получить правильный продольный обвод киля. Позже можно будет также временно «наживить» переборку каюты и шпангоутную рамку в носовой части лодки. Пройдя таким образом весь килевой паз, нужно убедиться в правильности обводов и плотности прилегания кромок фанеры, подкрутить проволоку в местах, где появится чрезмерный зазор.

Корпус в процессе сборки


Затем на место ставятся оба листа бортовой обшивки; их прихватывают к выставленному набору при помощи струбцин, прочного шнура и гвоздиков, а затем соединяют их кромки с кромками днищевых листов по скуле, ведя работу от транца участками по 500-600 мм попеременно на обоих бортах.

После обтягивания скобок временно поставленный поперечный набор можно снять, предварительно наметив на обшивке днища положение флоров, а на флорах - места вырезов для прохода продольных реек - стрингеров. Заготовки стрингеров ставят на место на клею и гвоздях, забиваемых через обшивку в шахматном порядке для надежного прилегания рейки к обшивке по всей пласти. В носу, где изгиб получается большим, лучше поставить заклепки или шурупы.

Скрепки являются скорее монтажными элементами, чем скреплением листов обшивки на все время последующей эксплуатации лодки. Основную прочность соединениям придает стеклопластик, который образуется при помощи лент тонкой стеклоткани, наклеиваемых эпоксидным клеем в несколько слоев с обеих сторон соединения. Чтобы получился плотный слой стеклопластика без воздушных пузырей и отслаивания от фанеры, необходимо тщательно утопить в древесину проволоку скоб, которая выступает изнутри корпуса в виде «мостиков» над пазом. Сделать это можно с помощью молотка и зубила со скругленной рубящей частью либо другого похожего инструмента; при этом шов получает дополнительное уплотнение.

Проклеивание соединений начинают с внутренней стороны обшивки. Перед приклеиванием первой ленты стеклоткани полезно ограничить ширину смазываемой связующим полосы, наложив по обеим сторонам паза липкую ленту. Заранее приготовленное связующее (эпоксидная смола - 100 вес. ч.; полиэтиленполиамин - 10 вес. ч.; дибутилфталат - 15 вес. ч., либо другие компоненты согласно инструкции по использованию имеющейся у строителей лодки смолы) наносится кистью, затем накладывается сухая лента из стеклоткани. При этом ленту просто раскатывают, но не натягивают. Снаружи стеклоткань простукивают кистью, смоченной в связующем, до равномерной пропитки ленты - она становится при этом прозрачной. Воздушные пузырьки воздуха необходимо тщательно удалить, иначе впоследствии они послужат причиной расслоения пластика и фильтрации воды.

Желательно использовать ленту фабричного изготовления - она широко используется для изоляционных работ. Необходимо только проверить, чтобы стеклоткань не оказалась пропитанной замасливателем; если она имеет повышенную влажность, придется прокалить ленту в духовке газовой плиты.

Достаточно наложить по три слоя ленты с обеих сторон обшивки, чтобы получить равнопрочное с фанерой соединение. Если при наложении первого слоя связующее выступает с наружной стороны стыка, это свидетельствует о хорошей пропитке соединения. Слои нужно накладывать, слегка сдвигая к борту по отношению к предыдущему, с тем чтобы по кромке получался перекрой в 10-15 мм. Если ленты приходится нарезать из стеклоткани самим, можно верхние слои заранее делать пошире. Концы отдельных кусков ленты также должны укладываться с перекроем.

Когда стеклопластик желатинизируется, можно снять ограничивающую липкую ленту и оставить корпус на сутки до полного затвердевания соединения.

Следующим этапом постройки является установка на место (на клею и шурупах) поперечного набора корпуса и комингсов рубки, которые соединяются с верхними кромками бортовой обшивки на скрепках точно таким же образом, как уже было описано.

Строителю предоставляется возможность выбрать один из двух вариантов оформления носовой оконечности лодки выше ватерлинии. Можно или сшить обе кромки бортов скрепками и не ставить никакого форштевня, или изготовить форштевень из доски, как показано на чертеже, и крепить к нему носовые кромки бортов на клею и шурупах. Все зависит от того, понравится ли строителю притупленный нос лодки или он предпочитает сделать его острым.

Перед склеиванием пазов снаружи нужно откусить кусачками выступающие скрутки проволоки как можно ближе к поверхности обшивки, а оставшиеся кончики проволоки запилить вровень с фанерой. Затем вдоль паза укладывают ограничивающую липкую ленту и наклеивают стеклоткань как было описано выше.

По окончании оформления всех продольных соединений остается смонтировать всю обстройку внутри рубки и кокпита, а затем причертить по месту и поставить на скрепках крышу рубки из фанеры толщиной 5-6 мм. Если будут затруднения с изгибом крыши, вырезанной из одного цельного листа, его можно разрезать по ДП и соединить на продольной рейке - карленгсе, подкрепляющем крышу рубки.

Снаружи днище рекомендуется оклеить сплошным слоем стеклоткани так, чтобы края ее переходили на борта немного выше скулы. При обработке всех поверхностей, покрытых стеклопластиком, следует помнить, что нельзя допускать снятия слоя смолы и обнажения стеклоткани: в этом случае стеклянные нити начнут фильтровать воду по капиллярным каналам между волокнами и кромки фанеры в соединениях, закрытых пластиком с обеих сторон, скоро начнут загнивать. Поэтому такие места следует тщательно зашпаклевать эпоксидной шпаклевкой.

При окончательном оборудовании лодки не следует забывать о таких деталях, как раскладки, оформляющие верхние кромки комингсов в районе кокпита, транца и переборки рецесса; буртики по бортам; металлическая полоска на форштевне (желательно продлить ее по всей длине киля). Кроме декоративных целей эти детали защищают корпус от истирания и ударов, закрывают кромки фанеры от проникновения влаги между слоями.

Д. Антонов, «Катера и Яхты», № 83 .