Катамаран из стальных труб

Некоторые соображения о постройке стальных катамаранов

Статья Н. И. Иванова и А. С. Фоменко, в которой авторы поделились с нами своим опытом постройки и эксплуатации стальных катамаранов, представляет значительный интерес. В самом деле, группой любителей построено несколько парусных тримаранов и катамаранов, из которых два достигают довольно больших размеров — 12 м по палубе. В то время как многие любители (одиночки и группы) делают лишь первые и довольно робкие шаги в проектировании и постройке катамаранов, в Магнитогорске уже несколько лет плавают на подобных судах — факт, сам по себе заслуживающий внимания и одобрения. Но, к сожалению, опыт, о котором нам рассказали авторы, не может быть, на мой взгляд, рекомендован для широкого распространения.

Попробуем оценить результаты этого Опыта и сравнить описываемые суда с понятием «катамаран» в современном смысле этого слова.

Прежде всего о материале. Магнитогорские любители использовали для постройки своих судов листовую сталь. Единственным оправданием такого решения является доступность данного материала в конкретных условиях. Во всех других отношениях этот материал явно неудачен. Опыт постройки стальных катамаранов за рубежом, насчитывающий более десяти лет, также показывает, что сталь является мгпо подходящим для этой цели материалом (вспомним хотя бы «Тоху-Боху» и «Копула»).

Проиллюстрируем сказанное простым примером. По данным авторов статьи, обшивка больших тримаранов «Урал» и «Восток» выполнялась из листов стали толщиной 2,5—3 мм. Вес 1 м 2 такого листа составляет 23,5 кг. Обычно обшивка катамаранов такой длины выполняется из водостойкой фанеры, стеклопластика или алюминиевых сплавов. Возьмем, например, фанеру: необходимая толщина фанерной обшивки при длине судна 12 м составляет 10—12 мм, а вес 1 м 2 фанеры такой толщины равен 8,4 кг, т. е. почти втрое меньше, чем стального листа. Алюминиевую обшивку можно сделать той же толщины, что и стальную; это значит, что квадратный метр ее будет весить около 8,2 кг. И, наконец, пластмассовая обшивка толщиной 7 мм будет весить примерно 14 кг/м 2 .

Следовательно, наилучшим материалом, с точки зрения веса, являются алюминиевые сплавы и водостойкая фанера. Экономия веса при применении этих материалов для изготовления обшивки составила бы для тримаранов типа «Урал» и «Восток» около 1,5 т.

Этот элементарный подсчет показывает, что стальные катамараны оказываются слишком тяжелыми. И действительно, как следует из статьи, вес только обшивки и набора тримаранов «Урал» и «Восток» около 2,4 т, а водоизмещение судна не менее 4 т. Для сравнения отметим, что примерно такой же длины катамаран «Ману-Каи» Читайте так же: Какая труба для забора под столбы

Мы уделили достаточно внимания разбору основных недостатков рассматриваемых судов. Остается подвести итоги.

Катамараном, на мой взгляд, называется многокорпусное судно, отличающееся большой быстроходностью, надежностью и безопасностью в эксплуатации, создающее команде необходимые бытовые удобства, и относительно дешевое. Ни одному из этих требований тримараны типа «Урал» не удовлетворяют, и опыт их постройки и эксплуатации красноречиво показывает, какие суда строить не следует. Видимо, больший практический интерес представят для любителей-яхтсменов двухкорпусные катамараны, о которых авторы статьи собираются рассказать в следующем выпуске сборника. Однако применение стали для постройки еще меньших судов по-прежнему остается основным слабым местом конструкции. Трудно ожидать, что эти двухкорпусные суда будут намного лучше своих больших трехкорпусных собратьев.

В заключение необходимо еще раз напомнить, что без: тщательного расчета и правильного проектирования нельзя: создать хороший во всех отношениях катамаран. Наоборот,, судно скорее всего во всех отношениях будет плохим-К сожалению, у большинства любителей-яхтсменов и даже конструкторов укоренилось пренебрежительное отношение к вопросам теории проектирования парусных катамаранов.

Катамаран — судно, полностью поддающееся инженерному расчету, поэтому прежде чем строить, необходимо рассчитать его и посмотреть, что получается.

Самодельный катамаран

Многие задаются вопросами: “Как? Из чего? С помощью каких инструментов? По каким чертежам?” можно самостоятельно изготовить Катамаран. На просторах интернета есть масса информации по данной теме, конечно множество способов, идей, смет и схем будет представлено вашему вниманию. Теоретические знание определенно понадобятся, но лучше увидеть весь процесс собственными глазами и выбрать ту модель катамарана, которая подходит именно вам, и запастись терпением при осуществлении задуманного. В данной статье представлено несколько вариантов постройки катамарана.

Первый вариант

Какое парусное судно можно построить при минимальных затратах, не имея ни специального места для постройки и хранения судна, ни высококачественных материалов?
Таким судном был признан сверхмалый катамаран длиной менее двух с половиной метров. В том, что на катамаране подобных размеров можно успешно ходить под парусом, нас убедила фотография в одном из номеров французского журнала «La Revue Marittirne». Выбранная длина позволила не только построить корпуса в условиях любой городской квартиры, но и перевозить их в электричке, на трамвае и тем более на крыше автомобиля.

Требовалось обеспечить и другие качества катамарана: простоту сборки и вооружения, легкость в управлении и быстроходность. Была разработана разборная конструкция со съемным мостиком и герметичными корпусами.

Тип парусного вооружения—бермудский кэт.

Основные параметры малого катамарана:

Длина наибольшая, м – 2.43
Ширина наибольшая, м – 1.34
Ширина корпуса, м – 0.30
Осадка со швертом, м – 0.42
Осадка без шверта, м – 0.13
Вертикальный клиренс, м – 0.23
Полное водоизмещение, кг – 120
Вес, кг – 40
Площать парусности, м2 – 5.3
Площадь смоченной поверхности, м2 – 2.1

Для увеличения продольной остойчивости корпуса имеют довольно полные оконечности. Округлые обводы обеспечивают минимум смоченной поверхности, которая при выходе одного корпуса из воды уменьшается еще на УзМатериалом для обшивки корпусов послужил картон толщиной 3 мм, имеющийся в большом выборе в магазинах строительных товаров. Картон достаточно прочен и технологически удобен.

Обшивка приклеена к набору казеиновым клеем с запрессовкой шурупами. Корпуса обтянуты снаружи бязью на эпоксидном клее и пропитаны изнутри смесью олифы и скипидара.
Продольный набор корпуса состоит из киля, мидельвейса (карленгса), привальных брусьев и двух стрингеров. Шпангоуты выпилены из фанеры толщиной 12 мм. В оконечностях шпация уменьшена для удобства крепления обшивки.

Сборка корпусов производилась без стапеля с проверкой по струне.
Мостик опирается на корпуса концами двух коробчатых балок. Подмачтовая балка имеет сечение 64X80 мм и рассчитана на изгиб от давления мачты 150 кг. Запас прочности фанерных поясов балки n=3,5. На корпусах установлены ясеневые подушки с широкими петлями, в которых концы балок фиксируются четырьмя болтами. При таком креплении мостик приподнят над корпусами, что увеличивает вертикальный клиренс.

Пустотелая мачта состоит из двух частей. Верхняя половина надевается на нижнюю и крепится болтом. Место стыка закрыто обтекателем из пенопласта. В нижней части к мачте крепится пара бамбуковых ног; эти ноги заменяют штаги, принимают часть нагрузки вант, облегчают установку мачты.

Разобранная мачта и гик хранятся в корпусе катамарана. Для этой цели в транце одного из корпусов сделан лючок, который задраивается крышкой с резиновой прокладкой.
Шверты и рули вырезаны из дюралюминия Д16 толщиной 3 мм.

Фаловая дощечка паруса служит одновременно для крепления пенопластового поплавка. Объем мачты, обтекателя и поплавка достаточен, чтобы предотвратить полное опрокидывание лежащего на борту катамарана.
Остойчивость столь малого судна зависит, прежде всего, от эффективности откренивания. При выходе из воды наветренного корпуса с рулевым на нем восстанавливающий момент равен 100—120 кгм. Номинальным для катамарана следует считать ветер 7—8 м/сек. В этом случае кренящий момент не превысит 90 кгм, а расчетная скорость на курсе галфвинд будет равна 12 узлам. Полное сопротивление судна при этом составляет 16 кг.

Быстроходность для катамарана (даже такого маленького, как «Колибри») справедливо считают вопросом престижа. Результаты расчета позволяют надеяться, что на закрытых водоемах скорость будет достаточно высокой.
Катамаран имеет запас плавучести 280 кг и может брать на борт второго человека или груз. Увеличение осадки при этом составит 1 см на 12 кг груза.

Второй вариант

МОДЕРНИЗАЦИЯ КАТАМАРАНА

Баллоны скорее всего мы будем менять, т.к. их форма нас не устроила. Нужны носы с острыми штевнями.
Вместо бочек будем использовать рундуки, которые также вынесем за пределы палубы.
Подумаем над ходовой рубкой. А то в этот раз ее все-таки очень не хватало.
Может быть слегка увеличим палубу, благо конструкция это позволяет.

В остальном катамаран нас полностью устраивает, насколько это в принципе возможно с данным типом судна, т.е. с надувным и разборным.

Баллоны. Суммарный объем двух баллонов – 3 куб.м. Купили их в украинской фирме Нэрис, 20 000 рублей, но сейчас они должны стоить подороже.
Паруса. Общая площадь 10 кв.м. Обошлись они нам в 10 000 рублей.
Мотор Mercury, 4 л/с, с длинной ногой. Купили его в Москве, в компании Велход. Их сайт www.velhod.ru Обошелся мотор нам в 43 000 рублей.
Для руля и шверта была использована фасадная солнцезащитная ламель из алюминиевого аэродинамического профиля. 3 метра ламели обошлись нам в 3 000 рублей.
Якоря Денфорта – 2 шт, по 6 кг каждый.
Фанера для палубы – 6 листов, 1,2х2,4 м, 8 мм толщины.
50 м профильной трубы 80х40х2, сплав АД31Т. 20 м профильной трубы 35х35х2, сплав АД31Т. Шина разных размеров из такого же сплава.
Несколько метров алюминиевой трубки 12х1, которая использовалась в качестве втулок под болты в местах соединения продольных и поперечных элементов конструкции.
Около трех тысяч вытяжных алюминиевых заклепок.
Около сотни разных болтов, гаек, шайб, преимущественно из оцинкованной стали.
На мачту – 8 м. трубы 50х2 Д16Т, на втулки несколько метров трубы 45х2 Д16Т. Примерно 50м стального троса 6х19, 3мм, из которых 20 м. – нержавеющего.
Колуши, талрепы, кольца, мочки и прочее.
Несколько метров медной трубки 8х2, продается в магазинах сантехники. Использовалась она для опрессовки огонов на тросе.
Веревка в количествах.

Читайте так же: Как заменить трубы для канализации

Использование нержавеющего крепежа, как показал опыт, особого смысла не имеет, за исключением некоторых самых мелких деталей. Стальной оцинкованный крепеж не особо ржавеет. Заменить его дешевле, чем покупать нержавеющий. Ну и преимущество оцинкованного крепежа также заключается в том, что он не вызывает электрохимической коррозии алюминиевого сплава. То же можно сказать и про тросы.

На яхтенные комплектующие также не имеет смысла тратить огромные деньги, так как в других магазинах можно найти более дешевые аналоги, практически не уступающие фирменным компонентам по функционалу. Например, яхтенный двушкивный блок может стоить в яхтенном магазине 5 000 рублей, а в туристическом магазине альпинистского снаряжения подобные изделия можно купить за 300 рублей. Альпинистский блок будет сделан из такой же стали, с теми же подшипниками, разве что без стопора.

Третий вариант

Самодельный катамаран из пенопласта непотопляем, удобен в эксплуатации, долговечен и прост в изготовлении.

Его размеры: 3750 х 1600 мм, толщина пластин от 40 до 150 мм, высота поплавка 200 мм и ширина 400 мм. Вес 1 м3 пенопласта составляет около 20 кг.

Пластины вырезают на специальном приспособлении проволокой из нихрома, нагретой до 200-250°С, или на специальном станке.
Диафрагму носовой части (2 шт.), перегородки (4 шт.), шпангоут (4 шт.) изготавливают из фанеры толщиной 12 мм. Стяжные трубы, которые служат для крепления деталей,- дюралюминиевые, однако приемлемы и тонкостенные стальные; годятся для стяжки также дюралюминиевые стержни диаметром 10-12 мм. Резьбу на трубах диаметром 1/2 нарезают трещоткой клупа или плашкой, а на стержнях – плашкой с основной метрической резьбой (М10).

Носовая часть поплавков катамарана делается отдельно из алюминиевых уголков 25 х 25 мм и обшивается тонким (0,5 мм) листовым алюминием. Металлическая конструкция имеет фанерную диафрагму, скрепленную болтами М5с уголками; детали алюминиевой обшивки соединены заклепками.
Крышки из фанеры или листового дюралюминия толщиной 1-1,5 мм прикрепляются винтами к уголкам носовой части. Носовую часть насаживают на концы стяжных труб и закрепляют гайками, как показано на рисунке. Затем ее заполняют кусками пенопласта и закрывают крышкой.
Надстройку (палубу) собирают из деревянных брусков и реек. Вся конструкция крепится к шпангоутам восемью болтами с гайками. Для передвижения по воде в корме устанавливается лодочный мотор мощностью 1-5 л.с. Можно плавать и на веслах, сделанных из тонкостенных дюралюминиевых труб. Возможна также установка на катамаране косого паруса площадью до м/2.

Четвертый вариант

Благодаря этому, использование пластиковых труб получило широкую популярность не только при монтаже водопроводов и канализационных систем. Из них «народные умельцы» своими руками изготавливают множество полезных «штуковин», начиная от стеллажей и поилок и заканчивая санями и плавсредствами.

Вариантов плавсредств существует масса, как и их предназначений. Для тех, кто проживает вблизи водоемов, а особенно для тех, у кого преодоление водной преграды является жизненной необходимостью, катамаран подойдет идеально. Такой вариант судна имеет массу преимуществ перед байдарками, лодками или яхтам:

для изготовления катамараны из пластиковых труб требуется минимальное количество материала. К тому же, вполне могут быть использованы остатки от недавнего монтажа канализации или водопровода;
катамаран имеет небольшой вес, поэтому не доставляет проблем в вопросах транспортировки;
благодаря особенностям конструкции – два баллона, соединенные палубой, такое плавсредство имеет высокие мореходные качества, прочность, надежность и достаточную скорость движения;
возможность размещения необходимого количества мест для сидения;
на катамаран можно установить двигатель любого типа.

Катамаран имеет большое количество особенностей конструкции, в сравнении с другими плавсредствами.

Именно поэтому нужно подробно знать его составляющие, прежде чем приступать к чертежам и монтажным работам.

Первая, и самая главная, часть катамарана – поплавки. Это две камерные конструкции, расположенные по бокам плавсредства. Их непосредственная задача – удерживать судно на плаву. Баллоны могут быть изготовлены из разных материалов, ограничивающих внешний периметр поплавка. Для этого используют пленку, из которой изготавливаются надувные баллоны, пенопласт или трубы ПВХ.
Соединительная рама. Она может быть выполнена из любых материалов, начиная от все тех же пластиковых труб и заканчивая деревом или металлом. Чем легче рама катамарана, тем меньший размер могут иметь поплавки.
Палуба. Эта часть создается для размещения пассажиров, багажа и прочего, что будет транспортироваться по воде.
Руль. Функцию руля у любого плавсредства выполняет подводная лопасть, которая для движения прямо устанавливается параллельно движению, для поворота отгибается в ту или иную сторону с помощью выведенной на палубу поворотной ручки.
Весла, педали, мотор или любое другое устройство, приводящее катамаран в движение.

Диаметр поплавков, а так же ширина и длинна судна зависят, в первую очередь от того, где и как оно будет эксплуатироваться. Чем больше предполагается экипаж и чем больше будут перевозиться грузы, тем больше должны быть размеры плавсредства и диаметр поплавков.

Увеличить грузоподъемность судна можно за счет увеличения сечения баллонов или их длинны. Решающим фактором в данной ситуации является объем воздуха внутри баллонов.

Оптимальные параметры расчета поплавков, исходя из экипажа и грузоподъемности следующие:

одноместный катамаран должен иметь длину 2-3 метра при поперечном сечении баллона 0,3-0,4 метра;
для изготовления двухместного судна используют баллоны длиной 3,5-4 метра при диаметре 0,45-0,5 метра;
трех и четырехместные плавсредства имеют длину до 6 метров при диаметре поплавка 0,5-0,6 метра.

Хотя, если плавать вы собираетесь в основном по прямой, ограничений на размер такого «кораблика» нет.