Парусный катамаран ( сделай свою мечту… ) -2007

ПАРУСНЫЙ КАТАМАРАН

( СДЕЛАЙ СВОЮ МЕЧТУ… )
-2007-

https://parusa.narod.ru/bib/papers/2007/konenkov/index.htm

Воплощение мечты может быть такого цвета и размера, главное, её иметь…

Вступление

Статью можно не читать тем, у кого уже есть какое-либо судно, ибо в процессе его эксплуатации, владелец уже достаточно ясно представляет, что и как надо делать. Она больше для тех, кто хочет стать счастливым судовладельцем, построив СВОЁ судно и отвечающее только ЕГО запросам и интересам.

В статье описывается лишь один из многих вариантов сборно-разборного парусного катамарана, со специфическими характеристиками, возможно и не подходящего для первой постройки в связи с большим количеством вопросов и множеством вариантов исполнения отдельных узлов. Тем не менее, надеюсь, что статья будет полезна самодельщикам для ознакомления и развития аналогичных конструкций. Главным отличием от других публикаций, в тексте изложено больше технология - КАК делать, и большим количеством фото. Безусловно, технологии и способы описанные ниже, имеют много недостатков, она основана в большей части, на самостоятельном домашнем и ручном труде. Время изготовления баллонов, мачт, и других важнейших частей судна, которые делаются самостоятельно, можно при желании и определённых затратах сократить, заказав на стороне, в фирмах специализирующихся на изготовлении этих узлов. Надеюсь, что именно развитие технологии изготовления, взаимообмен опытом, дадут возможность делать всё быстрее, прочнее и дешевле, чем в настоящее время.

Для тех же, кто не хочет посвятить свободное время постройке катамарана, отвечающего его желанию, можно предложить и более простой вариант. Надо просто купить подходящий кат из большого спектра предлагаемых в настоящее время. На рынке присутствуют модели грузоподъемностью от 2 человек, до “монстров” на 6 и более экстремальщиков, и переделать его под свои интересы. Как поступать -выбирать Вам.

В процессе изготовления много раз с благодарностью вспоминал всех тех, кто меня самого чему-то научил и ввел в парусный туризм. За время изготовления более 15 человек оказались втянутыми в сферу моих интересов и были вынуждены оказывать мне помощь, как бескорыстно, таки нет, и всем им тоже моя благодарность.

В описании изложены некоторые способы и порядок изготовления парусного катамарана с надувными поплавками со следующими характеристиками:

Длина баллона - 20” (6100мм)
Максимальный диаметр баллонов - 580 мм
Грузоподъемность ном. (макс. и предельная) - 350 кг (до 600 кг, 1000 кг.)
Расстояние между осями баллона - 2700 мм
Высота мачты - 7000 мм
Парусность (грот и стаксель) - 10+4 (2,5) м.кв.
Вес катамарана - 130 кг

Данное судно предназначено для длительных морских походов прибрежного плавания в акваториях Белого, Балтийского и других морей, Ладожского и Онежского озер, экипажем в 3-4 человека, в светлое время суток, с полным походным снаряжением, большим запасом воды и продовольствия.

Проектирование выкройки баллона

Рисунок проектирования положения шверта и руля

Начали!

…..длительные раздумья, чего я хочу, и насколько мне это всё надо….

Как правило, все достаточно большие дела начинаются с перекура. Не стоит пропускать этот важный период, и сразу хвататься за ножовку и за банку с клеем. Любой проект есть сбалансированный компромисс, и насколько он будет оптимизирован между множеством требований и желаний, во многом зависят его качества. Очень желательно ознакомиться с возможными прототипами “в живую”, походить на них под парусом и мотором, и выяснить у владельцев все проблемные места, если они скажут.

Данный проект родился после 2 прототипов и с оглядкой на предшествующие модели похожего типа. Во многом он схож с ними, но есть и отличия. Благодаря длительному времени проектирования, и спокойному времени изготовления, кат избежал серьёзных конструкторских ошибок и имеет заделы на усовершенствования.

Итак, наберитесь решимости и упорства, проведите профилактические беседы с женами и детьми, запаситесь финансами….и с богом!

Порядок изготовления катамарана

изготовление баллонов
определение высоты расположения шпангоутов на продольной балке.
изготовление шпангоутов
вывешивание продольной балки со шпангоутами и определение места троса натяжения в кармане.
доработка баллонов: усиление под шпангоуты и приклейка карманов под трос.
обрезание труб продольной балки в размер и сборка продольной балки.
сборка баллона с установленными шпангоутами и тросом натяжения в кармане.
изготовление поперечного набора: одна длинная и одна короткая, выбор диаметров для разных балок и метод их состыковки.
изготовление шпрюйта и мачтовой опоры.
сборка катамарана: баллоны и продольно-поперечный набор.
изготовление тросов натяжения шпрюйта.
изготовление руля и рулевой коробки.
изготовление шверта.
изготовление палубы.
изготовление носового обтекателя.
изготовление мачты, гика, гика стакселя.
изготовление дельных вещей: погон, стопора, блоки.
сборка катамарана.
доработка всего, что не так, выявленного после испытаний.

Изготовление баллона из ПВХ

Пропускаем вступительную, рассудительную-спорную и расчетно-проектную часть, определяющую назначение, грузоподъемность, форму и выбор типа катамарана, а также способы увеличения его плавучести за счет разделения баллона на ряд автономных отсеков, высоту мачты и способ её постановки на каркас судна. Все эти параметры следует определить задолго до изготовления, в период, когда романтические желания вступают в противоречие с финансовыми и материально-техническими условиями, ибо от них зависит тип судна, его назначение и те расходы, которые готов понести владелец на постройку судна.

Наилучшим способом для разработки проекта является его проектирование в среде AutoCAD, SolidWorks, или в любой другой, позволяющей моделировать 3D объекты и просчитывать массовые, габаритные и объемные характеристики проектируемого объекта.

Три готовых выкройки баллона

Готовые баллоны

Поэтому, без самостоятельной работы с этими программами не обойтись, она позволит быстрыми и эскизными проектами на компьютере в комфортных условиях, сэкономить много времени и денег при изготовлении в "живую", избавит от сомнений, которые постоянно и неизбежно задерживают строительство судна. Предварительное обдумывание и решение оптимальных конструкторских решений должно проходить именно на этапе проработки чертежей на компьютере, чтобы на момент изготовления в металле никакие сомнения в правильности решений не задерживали работу.

Перед изготовлением баллонов следует найти место для работы и подготовить его. Оно должно обеспечивать размеры не менее 7 на 3 метра и быть чистым, светлым и теплым, иметь ввод 220 Вольт для использования электроинструмента, который значительно облегчит работу.

Описываемая технология склейки ткани ПВХ не является единственной, ткань также можно и сваривать, применять другие приспособления и методы, обеспечивающие герметичные соединения.

Перед непосредственным изготовлением баллонов для катамарана, необходимо приобрести следующие расходные материалы и изготовить некоторые приспособления для работы.

Ацетон (на 2 баллона – 5 бутылок объемом по 0,5 литра *)
Клей УР-МОНО (1,5 литра.*)
Кисти флейцевые (ширина 28-40 мм, 10 штук.*)
Бумага туалетная (не ароматизированная, 5 рулонов*)
Линейка металлическая (предпочтительно 1 метровая) и еще 50 см. линейка.
Длинная, 3 метровая, ровная рейка.
Ножницы
Нож с тонким лезвием
Ручка шариковая.
Сфера, (полусфера) диаметром около 30 см. (стеклянный плафон).
Ролик прокаточный. (шириной не менее 25 мм.)
Фен строительный (400-600 ватт)
Перчатки х.б. (10 пар *)
Кусок фанеры или широкой ровной доски.
Груша из ПВХ, на 250 мл – 4 шт.
Клапана (по типу разделения отсеков – 4шт.*)
Циркуль ученический
ПВХ материал (Ferrari 875 – 20м,*)
Бумага наждачная.
(* -примерный расход)

Все разметочные и остальные работы с тканью ПВХ проводятся в х.б. перчатках, которые заменяются по мере загрязнения.

Рулон ПВХ раскатываем в помещении с комнатной температурой, отмеряем расчетную длину по выкройке с двух сторон рулона, отмечаем поперечную линию реза ручкой, и отрезаем ножницами или ножом, подложив предварительно под линию реза фанеру или ровную доску.

Далее, производим разметку отрезанного куска. Для этого, с обеих крайних сторон отрезанного куска ткани, во внутрь отреза, отмечаем линии осевых линий будущих баллонов. В нашем случае, это по πD/2 см. с обеих сторон. Таким образом, получилось поле с предварительными осевыми линиями для 2 (или 3 баллонов).

Определяем середину осевой линии и проводим поперечную линию на заготовке. Обе линии очень важны при разметке и дальнейшей выклейке баллона, поэтому к параллельности осевой к краям материала (рулона) и перпендикулярности поперечной линии необходимо отнестись очень внимательно и скрупулезно.

В соответствии с профилем баллона наносим поперечную линии, на малых радиусах в центре баллона достаточно через 20-25 см и учащая на больших радиусах ( на корме и носе) до 10-12,5 см.

Положение и расположение шпангоутов на баллоне

Кормовое и носовое усиление баллона для лент притяжения к продольной балке

Естественно, поперечные линии не нужно проводить по всей площади ткани, а примерно в тех местах, где будет проходить линия выкройки баллона. При этом нужно сверяться со схемой и разметкой баллона. После нанесения поперечных линий, от осевой линии в обе стороны откладываем ширину выкройки. После проведенной процедуры, если она проведена правильно и без ошибок (что проверяется многократными измерениями) проводятся сплайны точек нанесенных на выкройку. Это можно проделать при помощи большой металлической линейки или деревянной рейки.

В случае наличия готовой выкройки, или её изготовления заранее, процедура облегчается. Но после обводки выкройки всё равно необходимо проверить все поперечные размеры относительно продольной осевой через каждые 25 см в виду неравномерной деформации ткани. Поэтому нежелательно высоко поднимать или перегибать ткань в процессе размет ки и вырезки.

Еще раз проверяются осевые линии при помощи туго натянутой лески на всей длине выкройке, материал хоть немного, но деформируется, поэтому на осевой длине баллона расхождение от оси допустимо не более 3 мм. на всей длине.

Возможен и менее трудоёмкий способ, который дал хорошие результаты по времени и точности изготовления выкройки баллона. Для этого, развёртку одного полу-баллона проектируемого на компьютере, подготавливаем для печати на бумаге. Чем больше печатаемый формат, тем лучше. Наиболее простой и доступный способ – это печать в формате А1. Места для печати таких форматов достаточно легко найти, как правило, любой студент ВУЗа скажет, где и за сколько это можно сделать. Для печати выкройки баллона длиной 6100 мм, нужно напечатать 18 листов формата А1. Листы сначала склеиваем "клеевым карандашом" по длинной стороне внахлест, затем 9 листов склеиваем с другими. Ватман, если применяется он, практически не деформируется в геометрии, поэтому выкройка получается достаточно жёсткой и точной, и что важно, уже имеющей все осевые линии, нанесённые на бумаге. Остаётся хорошими и большими ножницами вырезать эту выкройку, и наметить осевые линии, для переноса их на материал баллона. Для этого, на продольной оси выкройки, не менее чем в 3 местах делаем уголковые насечки: вначале, в конце, и в геометрическом центре выкройки. В центре выкройки насечка должна быть квадратной, или ромбической формы, углы её показывают направление осей. По краям центра выкройки, тоже делаем уголковые вырезы, чтобы получился перпендикуляр к оси баллона.

Затем, на материале делаем продольную осевую линию. Её проводят относительно края на всю длину выкройки. Провести к ней перпендикуляр уже затруднительно, но если воспользоваться большим циркулем, с раскрывом не менее 1 метра, то желательно сделать и его. Таким образом, наносятся 2 осевые линии для выкройки.

Выкройку накладывают на материал, совмещают осевые линии на материале с вырезанными углами осей и придавливают любыми вещами, чтобы выкройка не "уехала", и быстро и спокойно обводят её. После чего, еще раз с линейкой проверяют все размеры, уже на материале.

Если после проведенных операций Вы уверены в правильности разметки, можно приступить к вырезанию выкройки.

Для этого, носовые и кормовые части вырезаются ножницами, а тело баллона, с меньшим радиусом, тонким ножом. Вырезание ножницами производят следующим образом: материал лежит на полу, он не поднимается ни с какой стороны, а краями ножниц производиться надрез и перемещение по ранее отмеченной кривой, до линии тела баллона и перехода выреза на нож. Естественно, при вырезании ножом, под материал подкладывается фанера.

Процедура вырезания для всех шести заготовок для баллона идентична, она дополняется лишь дополнительной проверкой на соответствие размеров ранее вырезанных заготовок, путем наложения одной на другую. Очень бы хотелось, чтобы расхождение в выкройках не была значительной. Предельной величиной является 2 мм.

Определяется лицевая и изнаночная сторона для двух заготовок. Поскольку баллон склеивается “внахлест”, то с изнаночной стороны готовится к склеиванию верхняя часть половины, та, где будет вклеиваться верхний клапан верхнего баллона, а с лицевой, нижняя часть заготовки. Склеивание нижней половины, на первом этапе, производят “изнутри” верхнего.

Размечается ширина склейки (это удобно делать циркулем) по всему периметру заготовки. В зависимости от размеров баллона и технологических чертежей, эта величина может быть в пределах от 15 до 30 мм.

Положение верхнего клапана относительно оси баллона

Положение нижнего клапана в корме баллона

Возможно сначала мелкой наждачной бумагой снять небольшой слой с защитным лаковым покрытием. Затем тампоном из туалетной бумаги, смачивая их один раз ацетоном, кусками по 15-20 см. протирают размеченную кромку заготовки до матового состояния материала и появления на тампоне цвета ткани ПВХ. При этой операции необходимо быть особо внимательным к противопожарной и противовзрывной безопасности. Смесь ацетона и воздуха при определенных соотношениях чрезвычайно опасна! Не допускается в этот период любые действия связанные с включением и выключением электроприборов и действий с открытым огнем.

Для экономии времени, разные стороны заготовки подготавливают поочередно. Одна сторона обезжиривается, затем покрывается клеем, и пока клей подсыхает, обезжиривают вторую сторону.

Когда две заготовки будут подготовлены для склеивания, эту операцию необходимо начинать с поперечной, серединной линии заготовки.

Далее начинается непосредственная и прямая работа руками и инструментом для склеивания баллона ката. Феном в малом режиме мощности, предварительно прогревается нанесённая полоска клея на одной заготовке, до появления блестящей поверхности, на длину 30-50 см. затем на другой. Будьте внимательны последний раз! Те ли стороны были намазаны клеем и те ли заготовки были взяты? Если всё нормально и ошибок нет, тогда начинаем склейку. Следует принимать во внимание следующее: не следует сразу же после обработки феном прикладывать одну кромку с другой. Надо немного выждать, чтобы ткань остыла. Если этого не сделать, то после накладывания кромок их будет невозможно разделить руками, и в случае необходимости поправить кромки, придётся вновь греть феном и растаскивать, почти разрывать, склеенные заготовки, что очень нежелательно. В случае правильно выбранного интервала времени остывания ткани, она должна липнуть, но только в местах сдавливания двух кромок, и не липнуть самопроизвольно по всей обработанной длине. После "наживления" по обработанной феном длине, и полного совпадения краев по линии разметки производят прижатие руками в х.б. перчатках по всей длине. Процедура повторяется до места подхода к корме и носу за 25-30 см.

При проделывании этой операции следует учитывать следующее: линия склейки не является прямой линией, и необходимо искривлять обе части заготовки равномерно, прикладывая их друг к дружке отрезками по 2-3 см. и контролируя поперечные линии разметки на обеих частях нанесённые через каждые 25 см. относительно поперечной середины баллона.

После предварительной склейки и ручного сдавливания обеих частей кромок технологической дальнейшей операцией является тщательная прокатка роликом. Феном на малой мощности и высоте не ближе 30 см от ткани, прогревается место склейки в течении 2-3 минут на длине 25-30 см и сильно придавливая, прокатывается роликом в течении 2-3 минут. Смещаясь по 10-15 см. от поперечной середины, таким образом, прокатывается вся длина склейки. Эта процедура наиболее время затратная, и крайне необходимо её проводить тщательно, добиваясь надежного соединения, ибо от него зависит жизнь, как экипажа, так и судна.

До заделывания кормы и носа баллона можно вклеить клапан или кормовой, или боковой. В зависимости от порядка и процедуры сборки баллона. Их методика вклейки одинакова для всех клапанов.

Вырезается сразу все круги для подкладки под низ и верх клапана, различая лицевую и изнаночную сторону ткани. Их диаметр может быть от 10 до 15 см. В центре их пока не вырезается отверстие под клапан, поскольку само отверстие будет мешать при обезжиривании и покрытия клеем.

Процедура обезжиривания и подготовки к приклейки не имеет особенностей и отличий от склейки краёв баллона.

Убедившись в качестве склейки, в центре круга вырезают отверстие меньшее диаметра резьбы клапана. (38* мм) на 2 мм. После чего, вновь нагрев феном место под клапан, ввинтить его сверху и закрепить снизу гайкой, максимально сжимая ткань, чтобы предотвратить утечку воздуха через отверстие и щели.

Далее продолжаем доклеивать баллон. Одним из трудных и ответственных мест является нос и корма. Их склейку надо вести на сфере или полусфере, накладывая нижнюю часть ткани так, чтобы не образовывалось зазоров на сфере, участками по 2-3 см. И после выравнивания её, накладывают верхнюю часть ткани, следя за отсутствием зазора. Вся трудность заключается в том, что в этих местах, радиусы не равномерны. Они сходятся не по прямой линии, постоянно возникают ненужные складки, с которыми необходимо бороться.

Согнутые заготовки и щечки шпангоута

Собранный шпангоут

Как один из вариантов, предлагается вклейка в нос и корму полусферы из ПВХ от медицинской груши. Она имеет диаметр от 8 до 12 см, что не является оптимальным, но подходит для законцовок баллона. Оптимальным бы являлась полусфера от 15 до 20 см. В случае отсутствия этих изделий можно сведенные на "нет" концы сложить или скрутить 1-2 раза, естественно предварительно подготовив их для склеивания. Готовый баллон надувается не ранее суток после последней склейки и не до максимального давления. Важно проверить форму и размеры, насколько они отклонились от расчетных. Поскольку выклейка баллонов производится последовательно, пока один баллон находится в надутом состоянии и происходит окончательная полимеризация клея и проверка формы и герметичности баллона, ведется подготовка к склейке второго. Обеспечение надежности и непотопляемости в данном случае обеспечивается продольным делением баллона, а только что склеенный баллон, представляет собой верхнюю или нижнюю его половину. Полной копией первого баллона является второй, можно быть уверенным в том, что время затраченное на него будет немного меньше, поскольку навыки, уже приобретённые, позволят его сделать быстрее.

После изготовления второго полубаллона, необходимо сравнить их габариты, диаметр, проверить герметичность. Обычно после первой склейки не удаётся сразу обеспечить полную герметичность. Проверка водой швов даёт точное месторасположение мест утечек воздуха. Их метят и сдувают баллон. После этого, повторно на этих местах, с более длительным циклом прогрева феном, производят прокатку мест утечек роликом. И цикл проверки герметичности повторяют вновь. Зачастую, устранение течей в швах занимает больше времени, чем сама склейка.

Облегчённо вздохнув, в уверенности герметичности половины сделанной работы, можно продолжить приклеивать нижнюю, или верхнюю часть баллона. Вначале внимательно определяем место месторасположение второго клапана. Для удобства использования, его помещаем на 15-18 см. правее (или левее, в зависимости от баллона) от осевой продольной линии. Не забывая о расположении упорных шпангоутах, которые лягут на баллон с продольной балкой. Вклеиваем клапан и уже с ним приклеиваем оставшуюся половину баллона. Так же, большая часть продольной склейки не должно вызвать проблемы. И вновь, с особой тщательностью надо отнестись к корме и носу, не допуская многократного переклеивания этих мест.

После чего процесс проверки герметичности повторяют, и вновь устраняют все течи, путём многократного прокатывания роликом уже довольно толстых швов.

Получив таким образом почти готовый баллон, можно окончательно снять размеры и порадоваться, что наиболее трудоёмкая и видимая часть работы с баллонами почти закончена. Безусловно, получить размеры соответствующие расчетным, было бы очень хорошо. Но, как правило, они отличаются в большую сторону. Это связано с хоть и небольшой, но эластичностью ткани, которая тянется под действием давления, и общий диаметр и длина чуть увеличиваются. Это увеличение составляет не более 3% от расчетного диаметра и менее 1% по длине. Знание этих величин позволило бы заранее скомпенсировать диаметр в расчетный период и свело бы неточности к мизерным величинам.

В соответствии с чертежами, размечаем на баллоне места расположения шпангоутов, и готовим ленты для приклейки на верхние половины баллона, а также ленту усиления продольного шва и карман для продольного троса. Их приклейка осуществляется на надутом баллоне, и окончательное прокатывание роликом после тщательного прогрева, только на сдутом баллоне. На рисунке показано, что поперечное усиление баллона осуществлено двумя слоями, верхний немного уже, чем нижний, и карман с разрывом на месте крепления к тросам. Сами карманы изготовлены двойной толщины и рассчитаны под нержавеющий трос диаметром 4 мм плетения 7х19.

Далее, готовим декоративные конусы, закрывающие полусферы из ПВХ концов баллона и обеспечивающих дополнительную герметичность и прочность, и крепёжные пластины из 2 мм стеклотекстолита СФ-2, предназначенные для крепления кормы и носа. А также подкладку под болт поперечной балки. Их месторасположение выбрано с помощью предварительного чертежа и уже реального макетирования продольной балки на баллоне.

После приклейки на расчетные места, закрываем их защитно-усилительной лентой, которая предохраняет их от внешней среды и вносит дополнительную прочность приклейки к баллону.

Усиление, приклеенное на баллон под шпангоуты и трос.

Приспособление для изготовления шпангоутов

После её приклейки, прорезаем пазы для ленты крепления баллонов к продольной балке. Они не являются единственным средством крепления носа и кормы к продольной балке, и дальнейшее устройство фиксирования штевней будет показано на фото.

Наиболее трудным после приклеивания элементов усиления и карманов под продольный трос будет протаскивание троса в карман. Эту операцию следует проводить с помощью дополнительных приспособлений и смазывая трос смазкой, уменьшающей трение.

Окончание изготовление баллона знаменуется подгонкой длины троса и заплетанием концов с огонами. Желательно усилить нижнюю часть баллона, имеющую наиболее частый контакт с грунтом дополнительной лентой.

следующая страница>