Выбор конструкции и материала

Общие вопросы.

Правила ГИМС

Лодки с жестким корпусом (и гребные и моторные) имеющие грузоподъемность более 100кг по закону должны быть зарегистрированы в ГИМС, техосмотр положено проходить раз в год. Грузоподъемность серийных лодок определяется по документам, а для самодельных лодок ее устанавливает владелец. Таким образом, если вы плаваете в одиночку на самодельной лодке и без мотора регистрировать лодку любого размера необязательно ( это нам подтвердили в ГИМС). Если же в лодке более одного человека то утверждать, что грузоподъемность менее 100кг уже нельзя, однако двухместные байдарки можно не регистрировать. В чем разница между лодкой и байдаркой – никто не знает. По тому же абсурдному закону на управление лодкой с мотором нужно получать права как на автомобиль. При этом мощность мотора значения не имеет. Права нужны даже на управление одноместной резинкой с электромотором. К счастью никто не требует соблюдения этих правил ( иногда, правда, инспектора ГИМС встречаются в людных местах – на подмосковных водохранилищах и в районах других крупных городов). Для регистрации самодельной лодки в ГИМС следует представить чертежи и документы на материалы. Образец чертежа. У инспектора ГИМС всегда найдутся формальные поводы чтобы отказать в регистрации любой самой лучшей лодки. Обычно эти люди весьма умело уворачиваются от вас, чтобы не брать на себя лишних забот.

Нет никаких оснований надеятся на то, что здравый смысл победит и отменят регистрацию хотя бы лодок с пм до 12 лс. ГИМС и подобные ей бюрократические структуры процветают, чего только стоит их шикарный офис в центре Москвы. Наверно нам следует радоваться, что без прав можно ездить на велосипеде, надолго ли?

Лодки должны быть оборудованы блоками плавучести. Вопрос их объема и размещения широко освещен в специальной литературе. Рекомендую КиЯ 176, там же рассказано о правилах сертификации лодок. Получить сертификат на лодку не очень сложно - о чем свидетельствует наличие в продаже большого количества очень плохих лодок с подлинными сертификатами.

Материал.

В этом разделе рассматриваются только относительно дешевые материалы поскольку применение, например, углеткани и кевлара для обычных катеров и лодок нецелесообразно из за высокой цены. Использовать их имеет смысл в авиа- и судомоделизме, а так же в различных спортивных целях – там где удельные нагрузки высоки а цена значения не имеет.

Если вы хотите сделать одну – две лодки, то самый лучший выбор это деревянная лодка оклеенная стеклотканью только на эпоксидной смоле. Такая лодка сопоставима по прочности и долговечности с алюминиевой но существенно дешевле. При изготовлении вы не ограничены матрицей и можете сделать именно то, что нужно вам. Если решите построить такую лодку то подробно об этой технологии и о проектах таких лодок можно прочитать во многих выпусках КиЯ, соответствующие разделы нашего сайта, надеюсь, тоже будут полезны. Для серийного производства такая технология не подходит по причине высоких трудозатрат и небезупречного внешнего вида. Конечно, если у вас под рукой есть аргонодуговая сварка и алюминий нужной марки, то проще сделать алюминиевую лодку. К сожалению производство таких лодок как Романтика и Автобот прекращено. В настоящее время небольшие алюминиевые лодки производят: Адмиралтейские верфи (Мастер), ВАСО (Кейс, Воронеж-мини), завод Алмаз (Обь, Сибирячка).

Стеклопластик на основе полиэфирных смол самый дешевый и технологичный почти все серийные стеклопластиковые лодки сделаны из него. Практически все оборудование, имеющееся в продаже и повышающее производительность труда, рассчитано на использование полиэфирной смолы. Срок хранения этих смол строго ограничен, их нельзя покупать впрок. Стеклопластик из этого материала (особенно отечественного производства) сильнее подвержен старению и разрушению из-за осмоса и имеет невысокую прочность. Для производства лодок подходят только качественные импортные смолы и инициаторы. К сожалению некоторые наши производители лодок часто используют отечественные или некачественные материалы грубо нарушают технологию. По этой причине у стеклопластиковых лодок незаслуженно сложилась плохая репутация.

Эпоксидный стеклопластик лучше полиэфирного по прочности и долговечности. Ремонтировать его очень просто. Такая лодка будет в два раза дешевле аналогичной алюминиевой лодки. Применение эпоксидной смолы затруднено большой вязкостью, ее высокой токсичностью, отсутствием в продаже необходимого оборудования, а также готовых компаудов для ламинирования и гелькоутов. Частично мы решили эти проблемы. Что касается токсичности, то работать без специальной защиты нельзя ни с полиэфирными ни с эпоксидными смолами. Дышать следует только через шланг, выведенный на свежий воздух (на конец шланга следует надеть трубку для подводного плавания или детскую соску), различные маски и противогазы здесь неудобны. Работать желательно вне помещения. На руки следует одеть две пары перчаток, причем латексные перчатки не годятся для полиэфирной смолы. Недавно появились нетоксичные и нечувствительные к влаге отвердители для эпоксидной смолы ими торгует фирма Эпитал.

При выборе стекломатериала необходимо знать, что стеклоткани прочнее стекломатов. Лодки полностью состоящие из стекломата существенно тяжелее. При некачественном ламинировании в мате часто остается много воздуха (впрочем это относится и к тканям). Я видел лодки одной очень известной фирмы целиком сделанные из стекломата на полиэфирной смоле (качественной и импортной – как говорилось в рекламе), которые развалились на части за две недели. С осторожностью следует относиться к стеклопластику, полученному напылением рубленного стеклокловолокна – такой пластик часто имеет неоднородную толщину, содержит много воздуха и имеет низкую прочность. По моему мнению, крайние слои ламината должны состоять из полностью пропитанной прочной стеклоткани.

Следует помнить, что изготовление стеклопластика очень тяжелая и вредная работа, и применение самых лучших материалов не принесет результата если технология хоть чуть-чуть нарушена. На сайте http://www.t22.nm.ru/ собрано несколько интересных статей на эту тему.

С целью определения долговечности стеклопластика на основе смолы ЭД-20 и стеклотканей Э3-200 и НПГ-240 мы следили за образцами находящимися в различных условиях в течение пяти лет. Получены следующие результаты:
1. Образец №1 - тонкостенный стеклопластик (светофор), защищенный с двух сторон слоем смолы (гелькоут, топкоут). Был установлен на открытом воздухе и солнечном месте, подвергался сильному нагреву от находящегося внутри электрооборудования. Повреждений не обнаружено, хотя возможно уменьшение толщины защитного слоя смолы. Дальнейшие наблюдения позволят уточнить степень износа.
2. Образец №2 - стеклопластик (фанерная лодка снаружи покрашенная масляной краской). Хранился на открытом воздухе (под навесом), был защищен от дождя и прямого солнечного света. Повреждений не обнаружено.
3. Образец №3 - незащищенный декоративным слоем стеклопластик, хранившийся на открытом воздухе и солнечном месте. Обнаружено частичное вымывание смолы из одного слоя ткани. Глубина разрушения одинакова по всей площади.
4. Образец №5 - стеклопластиковая лодка, снаружи - гелькоут на основе бронзовой пудры, изнутри покрашена краской, хранилась в помещении. В процессе эксплуатации ее много таскали волоком по траве и торфу. На внешней поверхности существенных повреждений нет, на внутренней стороне краска местами протерлась.
На основании испытаний можно сделать следующие выводы:
1. Все изделия следует защищать снаружи слоем смолы, причем наличие пигмента (диоксида титана, бронзовой пудры и.т.п.) существенно усиливает защитные свойства покрытия. Возможно, это связано с поглощением пигментом ультрафиолета и его абразивными свойствами. В КиЯ утверждается, что бронзовая пудра может препятствовать обрастанию, что важно для крупных судов длительное время находящихся в воде.
2. В случае повреждения защитного слоя смолы до ткани, следует прокрасить или зашпаклевать это место эпоксидным составом. Если повреждение не препятствует нормальной эксплуатации изделия необязательно устранять его сразу, допустимо осуществлять ремонт раз в 1-3 года в зависимости от интенсивности эксплуатации.
3. В том случае, если эпоксидный состав недоступен, изделие можно покрасить обычной масляной краской, это может существенно продлить срок его службы (обычно имеет смысл красить лодку изнутри). Использовать масляную краску по новому стеклопластику следует осторожно - при отверждении смолы на поверхности выделяются некоторые вещества ( амины, дибутилфталат и др), которые создают разделительный слой. Адгезия краски к поверхности в этом случае будет плохой, и она отвалится после высыхания по всей площади. К сожалению, после использования любой неэпоксидной краски покрыть поверхность эпоксидным составом практически невозможно, поскольку придется счищать все предыдущие слои краски.
4. На длительное хранение лодки желательно оставлять в помещении, поскольку ультрафиолет, хотя и медленно, но разрушает эпоксидную смолу.
5. Наихудшим по прочности и долговечности оказался пластик на основе смолы содержащей 5% метанола и 5% триацетина незащищенный топкоутом (образец №3), но даже в этом случае повреждения обнаружились через несколько лет только на незащищенной слоем смолы поверхности.

Выбор обводов.

Чтобы правильно выбрать обводы необходимо ознакомиться с большим объемом литературы. Хорошую помощь здесь окажут все выпуски журнала Катера и Яхты. Достать их довольно трудно, часть их есть в интернете на сайте самого журнала и во многих других местах. К сожалению, старые выпуски достать почти невозможно, хотя они весьма интересны. В этих же журналах можно найти перечень необходимой литературы.

Назначение лодки строго определяет ее обводы. Для движения с небольшой скоростью (водоизмещающий режим) оптимальными являются узкие и длинные лодки. Хорошим примерами таких лодок могут служить «Струйка» и лодка Смургиса. Под двух-четырехсильной иномаркой они обеспечивают гораздо меньший расход топлива чем глиссирующие лодки того же водоизмещения и не так чувствительны к перегрузу, главное не переборщить с мощностью. Их недостатки - неудобство перевозки и хранения, малая остойчивость (для небольших лодок) и невысокая скорость. Расчет сопротивления таких лодок приведен в на сайте http://treveller.boom.ru/raschet.htm.

Достичь высоких скоростей (20-30км/ч) на небольшой лодке возможно только в глиссирующем режиме. На спокойной воде наилучшими обводами для этого режима являются плоскодонные. Чтобы глиссировать по волнам используются различные килеватые обводы, тримаранные, морские сани. Для самостоятельной постройки лодки лучше всего найти удачный, испытанный вариант и скопировать его. Даже профессионалы часто проектируют неудачные корпуса, поэтому практический опыт многих людей, содержащийся в КиЯ очень полезен. Наши глиссирующие лодки имеют тримаранные обводы (см фото), похожие на обводы Бостонского китобоя (КиЯ 169), они оказались очень удачными. Эти обводы обеспечивают хорошую экономичность и управляемость а так же легкий выход на глиссирование (стабильного глиссирования можно добиться даже с пятисильной иномаркой). Допустима установка и мощных моторов например Нептун-23 (при плохо отрегулированном, Нептуне с неполностью открытой заслонкой скорость превышает 40км/ч даже при нагрузке свыше 350кг).

Я использую наши лодки с трехсильной Ямахой, оптимальная скорость - до 8км/ч, максимальня на полном газу -20км/ч (глиссирует только с однеим человеком на борту), расход топлива меньше 15л/100км.

Выбор конструкции корпуса.

По конструкции корпуса стеклопластиковые лодки бывают однослойные( корпус – один слой стеклопластика отформованный в матрице); двухслойные( два корпуса скрепленные по фланцу без жесткого наполнителя внутри); сэндвичи( два слоя стеклопластика по краям и несущий слой пенопласта или дерева между ними. Широко распространившиеся в последнее время двухслойные лодки несмотря на безупречный внешний вид и хорошую непотопляемость имеют серьезные недостатки. Наполнитель, вложенный между оболочками, часто является самым дешевым пенопластом, кроме того обычно он плохо закреплен. Толщина каждого корпуса у двухслойной лодки должна быть такой же, как у аналогичной однослойной но это неприемлемо из-за цены, и производители обычно снижают толщину ниже допустимой. В межкорпусное пространство неизбежно просачивается вода и стеклопластик (как правило незащищенный изнутри топкоутом) набирает воду и разрушается. Ремонтировать такие лодки очень трудно. Кроме того, качество ламината, который не виден снаружи всегда будет плохим, как и качество любой работы, которую нельзя проконтролировать. Приобретать можно только проверенные временем лодки такой конструкции.

Сэндвичи – очень хорошие лодки, если, разумеется, соблюдена технология. Применение пенопласта в качестве наполнителя – крайне сложная техническая проблема (допустимо использовать только очень прочный пенопласт, например – ПХВ), и в любом случае такая лодка будет дороже однослойной. Дерево – более проверенный материал для наполнителя. Оно имеет весьма стабильные характеристики и в нормальных условиях может служить очень долго. Но делать лодки небольшого размера с таким наполнителем при серийном производстве обычно экономически нецелесообразно. Для самостоятельной постройки одной- двух лодок такая конструкция подходит лучше других. С применением дерева разных пород успешно строят яхты и большие катера. Заслуживает внимания технология Speed Strip (КиЯ 167,168).

Однослойные конструкции достаточно просты и надежны. Их ремонт очень прост. Такие конструкции при данных размерах и прочности имеют минимальный вес. По этим причинам часть изготовленных нами лодок именно однослойные.

Изготовление матриц подробно описано в Катерах и Яхтах. В этих целях лучше использовать специальные импортные полиэфирные материалы на них легко добиться идеального глянца, но можно применять и обычные эпоксидные смолы.