Перспективы применения стеклопластика для изготовления лодок

Первая пластмассовая лодка в нашей стране была построена в 1949 г. Уточним, что речь идет о современной пластмассе на основе стеклоткани и синтетической смолы, потому что попытки применить другие материалы, например, текстолит, для корпусов судов делались еще в довоенный период.

Прогресс, достигнутый с тех пор в этой области, не вызывает сомнения. Почти на каждом новом судне или корабле, отходящем от заводских причалов, висят на шлюпбалках пластмассовые спасательные шлюпки и разъездные катера. В море вышли большие рыбодобывающие суда, пассажирские катера на крыльях и гидрографические боты из стеклопластика.

И только в области, с которой судостроители начинали освоение этого замечательного материала и в которой, казалось бы, использование его представляет наибольшие выгоды, ощутимых результатов еще не получено. Не сегодняшний день из 150000 моторных и гребных лодок, выпускающихся ежегодно для продажи населению, только 6600 лодок делается из пластмассы.

Коротко о преимуществах стеклопластика.

Изготовить корпус небольшой лодки из пластика можно с гораздо меньшими затратами труда, чем из алюминия или дерева.

Если дюралевый корпус собран почти из сотни мелких угольников, косынок, листов, для соединения которых нужно поставить несколько тысяч заклепок, то в конструкции пластмассовой лодки можно обнаружить только две основные, выклеенные целиком детали — собственно корпус и палубу. Причем для их изготовления не требуется столь высококвалифицированного труда и сложного оборудования, которые необходимы при работе с металлом.

Этим не исчерпываются преимущества стеклопластика в малом судостроении. Важно еще и то, что конструктор может проектировать корпус практически любой формы, руководствуясь лишь требованиями гидродинамики или общей компоновки судна.

Лодки и катера из пластмассы имеют отличный товарный вид, легки и прочны; стеклопластик не гниет, не корродирует, не набухает от воды и не рассыхается; повреждения корпуса легко исправить в обычных условиях, — все это сейчас хорошо известно. В чем же тогда причина, что за двадцать прошедших лет суда из пластика не заняли заметного места у причалов наших лодочных стоянок?


Чтобы ответить на этот вопрос, нужно прежде всего иметь представление об общих закономерностях технического прогресса. Освоение любого вида новой продукции идет по определенным этапам: от лабораторных исследований к опытным конструкциям, от опытных образцов к серийному производству. Время, которое затрачивается на эти этапы, зависит от многих причин; от состояния смежных отраслей техники, от потребностей рынка, от общего уровня технологии и т. п.

Когда были получены первые образцы стеклопластика, пригодного для постройки малых судов, говорить о его применении в промышленных масштабах было еще рано. Химия давала слишком мало сырья — полиэфирных смол и стеклянного волокна, которые соответственно имели и высокую стоимость. Интенсивное производство синтетических материалов началось с 1958 г., когда на майском Пленуме ЦК КПСС были приняты решения по развитию химической промышленности. С этой поры и можно вести отсчет этапа промышленного внедрения стеклопластиков в судостроение. Преимущественное развитие на первых порах получило производство пластмассовых судов для народного хозяйства. Для сравнительно крупных, насыщенных оборудованием спасательных шлюпок, и разъездных катеров высокая стоимость исходных материалов имеет не столь важное значение. Кроме того, потребность в них исчисляется несколькими сотнями в год. При такой серийности производство можно было организовать в небольших цехах, а главное — использовать не требующий сложного оборудования метод ручной выклейки корпусов.

Этот метод, называемый также контактным, заключается в следующем. На специальную матрицу, копирующую наружную форму корпуса судна, наносятся разделительный слой (воск, пленка поливинилового спирта), препятствующий приклеиванию пластика к форме, и слой окрашенной в массе смолы; затем укладывают последовательно слои стеклоткани, пропитывая их с помощью кистей связующим и прикатывая валиками к поверхности матрицы. Контактное формование связано с большими затратами ручного труда. Единственная операция, которую удалось механизировать, это предварительная пропитка стеклоткани перед укладкой в матрицу.

Для крупносерийного производства такой способ был, конечно, неприемлем. Освоить выпуск лодок для продажи населению оказалось значительно сложнее, чем наладить изготовление единичных судов. Задача усложнялась еще тем, что нужно было найти возможность снизить стоимость пластмассовых лодок до уровня цен на аналогичные металлические лодки.


О трудностях этого этапа свидетельствует судьба первых реализованных проектов. В 1966 г, в магазинах появилась «Кафа». Тщательно отрабатывая технологический процесс изготовления корпуса этой лодки методом прессования с помощью пуансона и матрицы (см. №11 сборника), судостроители не уделили достаточного внимания гидродинамической и эксплуатационной сторонам проекта. При разработке обводов в первую очередь обращалось внимание на то, чтобы форма корпуса наилучшим образом соответствовала технологическим требованиям.

Недостатки лодки проявились уже в первые годы эксплуатации. «Кафа» не развивала скорость, с которой ходили «дюральки» аналогичных размеров, имела большой ходовой дифферент на корму, жестко шла на волне. Неудовлетворительной оказалась и прочность, что в известной степени также объяснялось конструктивными недостатками.

Недостатки «Кафы» плюс высокая цена лодки отразились на возможностях ее сбыта. «Кафу» пришлось снять с производства.

В 1967 г. начала работать первая в нашей стране поточная линия по производству пластмассовых лодок методом напыления на матрицу рубленого стеклянного волокна и смолы. В установке для напыления стекло-жгут сматывается с бобины и протягивается подающими роликами в рабочую головку. Здесь жгут режется на короткие куски (40—60 мм) и . подхватывается струей сжатого воздуха под давлением 1,5 атмосферы. На пути к матрице стекловолокно смешивается со связующим, также подаваемым под давлением. Стеклопластик, напыляется до необходимой толщины и затем уплотняется с помощью валиков. Все операции по формованию и нанесению декоративного слоя выполняются в камерах с хорошей вентиляцией (рабочие находятся вне камер). После напыления корпуса лодок поступают в полимеризационные камеры, где выдерживаются при постоянной температуре 70°. О производительности этого метода можно судить по тому, что корпус четырехметровой серийной лодки формуется путем напыления стеклопластика всего за 56 минут.

По сравнению с ручным контактным методом, полный цикл изготовления лодки сокращен с 100—120 до 19 часов, а годовая производительность этой линии составляет до 4000 лодок. Используются сравнительно дешевые сорта стекломатериалов — стекложгуты. Недостатки этого метода — пониженное содержание армирующих пластик волокон и трудность контроля за толщиной обшивки в процессе формования — не так существенны в конструкциях самых малых лодок.

В последнее время удалось усовершенствовать и метод прессования, применив азотосодержащее связующее, которое имеет лучшие текучие свойства, чем полиэфирные смолы. Теперь в матрицу укладывается сухая стеклоткань, а связующее просто заливается под пуансон, чем исключается необходимость предварительной пропитки ткани и контакта рабочих со связующим.


Одним из достоинств отработанных технологических методов является возможность гибко перестраивать производство в зависимости от потребностей рынка.

Выпускаемые в настоящее время опытные партии формуются в матрицах, изготовленных из стеклопластика. С такой матрицы может быть снято до 300 корпусов. Дальше ее приходится заменять. Допустим, что в опытной партии лодок были обнаружены какие-то недостатки, которые конструкторы хотели бы устранить в серийной продукции. Осуществить это можно при изготовлении новой матрицы. Дополнительные расходы, которые при этом необходимо произвести, сравнительно невелики.

Теперь представим, что предприятию удалось найти ту оптимальную конструкцию, которая получила массовый спрос. Определено, что годовая потребность в ней составляет несколько тысяч единиц. В этом случае стеклопластик дает возможность использовать все преимущества крупносерийного производства за счет применения дорогостоящих, но пригодных для гораздо более длительного использования матриц из металла.

При всех обстоятельствах основная оснастка поточной линии не претерпит существенных изменений. В этом преимущество пластмассового судостроения перед производством лодок из легкого сплава, где замена одного проекта другим или даже небольшое изменение конструкции приводит к необходимости капитальных затрат по переналаживанию линии.

С увеличением общего выпуска судов народного потребления покупатель будет предъявлять к ним все более разнообразные требования. В этих условиях возможность гибко реагировать на потребности рынка представляется особенно важной.

О большинстве пластмассовых судов, которые появились или в ближайшее время появятся в продаже, читатели сборника могли подучить представление по публикациям в ранее вышедших и настоящем номерах сборника. Не останавливаясь на описаниях этих лодок, попытаемся оценить их с точки зрения перспективности выпуска в дальнейшем. Конкретно речь может идти о следующих судах: «Сарган», «Нептун», «Бычок-2», «Пелла», «Кафа-2500», «Юг-2500», «Лада» и «Дракон».


Из перечисленных лодок первые четыре уже поступили в продажу и соответственно о них имеются отзывы не только специалистов, но и рядовых потребителей.

Мотолодка-тримаран «Сарган» при вместимости 5 человек весит 270 кг. С любым выпускающимся подвесным мотором лодка на глиссирование не выходит. Потребная мощность для этого составляет не менее 40 л. с. Стоимость лодки 1700 руб. Совершенно очевидно, что «Сарган» далек от оптимального варианта. Его основной недостаток, заложенный уже в проекте, — нерационально завышенные размеры корпуса. Лучшие конструкции тримаранов за рубежом или например, «Тагуан» (см. №30 сборника) позволяют размещать то же число пассажиров в гораздо меньших габаритах.

Запалубленная носовая оконечность «Саргана» — дань традиционным конструкциям — лишает лодку основных преимуществ тримаранов. За счет размещения здесь сидений можно было бы уменьшить длину и соответственно вес корпуса. При этом повысились бы ходовые качества и снизилась бы цена лодки (по крайней мере на стоимость стеклопластика, который в данном случае был нерасчетливо израсходован). Вышеотмеченные недостатки (не будем забывать, что проект разрабатывался в 1966 г.) и явились причиной того, что выпуск «Саргана» в 1972 г. будет прекращен.

У «Нептуна», вмещающего 4 человека, вес 186 кг, стоимость 900 руб. С 25-сильным подвесным мотором лодка с четырьмя человеками развивает скорость 25 км/час, т. е. глиссирует.

По сравнению с «Сарганом», конструкция «Нептуна» выглядит более рациональной. Редакция имела возможность испытать одну из первых опытных мотолодок «Нептун» на Неве и Финском заливе. Можно отметить как положительную сторону мотолодки ее хорошую мореходность, которая обеспечивается принятыми килеватыми обводами. С «Вихрем» «Нептун» развивает скорость до 40 км/час, конструкция позволяет использовать два мотора и буксировать воднолыжника.


Однако после продажи первой партии «Нептунов» уже поступили жалобы на их недостаточную прочность. В естественном стремлении уменьшить расход дорогостоящей стеклоткани завод, по-видимому, перешел разумные пределы. В результате при эксплуатации стали появляться трещины в наименее подкрепленной средней части обшивки.

«Бычок-2» и «Пелла» — лодки одного класса, близкие по своим размерам, весу, вместимости. Они предназначаются для плавания под веслами и маломощным мотором. На примере этих судов можно проследить, какое значение для эксплуатационных качеств лодки имеют особенности проекта. При одинаковой наибольшей ширине «Бычок» имеет большую (всего на 18 см) ширину на уровне ватерлинии. Это делает лодку более остойчивой и безопасной — перемещаясь к борту, человек не рискует опрокинуть ее. «Пелла» хуже, чем «Бычок», ходит и под мотором — зауженная в корме ватерлиния не обеспечивает достаточных сил поддержания. Все эти недостатки отмечены потребителями, спрос на «Пеллу» значительно уменьшился.

Из лодок, которые в ближайшее время могут поступать в продажу, в сборнике не были представлены «Лада» и «Дракон». «Лада» является пластмассовым вариантом сравнительно тихоходной водоизмещающей лодки, рассчитанной на многодневные походы. Для этого на ней оборудована рубка, в которой можно разместить три спальных места. Форма корпуса обеспечивает «Ладе» достаточную для выхода в водохранилище мореходность. По нашему мнению, следовало бы эту лодку сделать более универсальной, приспособив ее и для установки популярных подвесных моторов мощностью от 10 до 20 л. с. Это тем более актуально, что маломощные стационарные двигатели для катеров, такие как «Луч-18» или СМ-557Л, в настоящее время промышленностью не выпускаются. Для снижения ходового дифферента полезно было бы увеличить ширину ватерлинии у транца. Это одновременно сделает «Ладу» более остойчивой. В настоящее время производится корректировка проекта «Лады».

Проект мотолодки «Дракон» разработан с расчетом на перспективные 50-сильные подвесные моторы. По размерам эта лодка близка к популярному «Прогрессу», но имеет более комфортабельный кокпит и килеватый (18° на транце) корпус с продольными реданами. «Дракон» предполагается выпускать в двух вариантах — с открытым кокпитом и небольшой рубкой.

Испытания «Дракона», в которых принимала участие и редакция сборника, показали, что лодка обладает высокими мореходными качествами, мягко встречает волну, с шестью пассажирами легко развивает скорость 35 км/час с двумя моторами «Москва-25».

И «Дракон», и «Кафа-2500», описание которой приводится в этом номере, выглядят несравненно привлекательнее, чем другие мотолодки, выпускаемые в нашей стране для продажи населению («Прогресс», «Казанка-2» и др.). Изготовленные в полированных матрицах их корпуса отличаются высоким качеством отделки. Причем важно, что это качество может быть получено не только на единичных образцах, но и при крупном серийном производстве без существенных дополнительных затрат.

К сожалению, эти лодки рассчитаны на моторы мощностью не менее 40 л. с., которые наша промышленность пока что имеет в виде единичных опытных образцов. С двумя же моторами по 20—25 л. с. стоимость «Кафы» и «Дракона» вряд ли будет менее 2000 руб., а это уже угрожает их конкурентоспособности.

Пожалуй, среди всех перечисленных мотолодок современным запросам потребителей в наибольшей мере соответствует «Юг-2500». Прежде всего эксплуатация «Юга» предусматривается с обычным серийным 20-сильным мотором «Вихрь», «Нептуном» или «Москвой-25». На прогулку в лодке могут выйти 4 человека, а вдвоем на ней можно совершать и продолжительные плавания. Имея такие же размеры, как и алюминиевый «Янтарь», «Юг-2500» по своим мореходным качествам, надежности и комфорту не уступает лодкам большего размера, например «Оби». Вполне конкурентоспособен «Юг» и по своей стоимости. Получить такие результаты удалось прежде всего за счет рационального проектирования и применения для изготовления корпуса метода напыления. По нашему мнению, эту лодку ожидает хороший прием у потребителя.

Однако можно ли считать, что мотолодка «Юг-2500» является единственным типом судна, который целесообразно в настоящее время выпускать из стеклопластика? Совершенно очевидно, что нет. Например, суда для туристских баз и проката, к конструкции которых предъявляются особые требования по вместимости, безопасности. При интенсивной эксплуатации со сменными экипажами особое значение приобретают такие свойства стеклопластика, как долговечность, нетребовательность к условиям хранения, малые затраты на содержание и ремонт. В 2,5 раза большая, чем у деревянных, стоимость лодок из пластика в этих условиях быстро окупается. Об одном из вариантов подобного туристского судна — пластмассовой байдарке — рассказывается в этом номере.

Другим направлением может стать создание карликовых лодок, предназначенных для перевозки на крыше легкового автомобиля, — этому вопросу были посвящены наши публикации в №25 сборника.

И наконец, совершенно еще не исследованная нашей промышленностью и торговлей область — это производство небольших парусно-моторных судов (скажем, в размерениях «Лады») для туризма. Такие мини-яхты найдут широкое применение на открытых водоемах, где всегда есть ветер, а также в случаях, когда использование мотора ограничивается требованиями охраны природы, рыбных богатств и т. п. К сожалению, проектирование подобных судов не только не ведется, но и не предусмотрено утвержденным «Типажем катеров и лодок для продажи населению» (см. №24 сборника).

Попутно следует заметить, что ограничения «Типажа» затрудняют разработку и обычных пластмассовых мотолодок. Неоправданно завышены размерения судов, рассчитаных на моторы мощностью 30—50 л. с., особенно высота борта. В результате, по сравнению с сопоставимыми зарубежными образцами, некоторые наши суда, например, «Агат» имеют худшие весовые и экономические показатели.

Пятилетним планом на 1971—1975 гг. предусмотрено увеличить ежегодный выпуск малых судов для продажи населению до 300 тысяч, в том числе 20 тысяч из стеклопластика. Эти цифры отражают реальные возможности нашего судостроения.

Необходимо, однако, позаботиться о том, чтобы эти 20 тысяч лодок нашли обеспеченный спрос. Одних замечательных качеств стеклопластика для этого еще недостаточно. Как было отмечено, большинство реализованных в настоящее время проектов не обладают достоинствами, которые бы в глазах потребителя оправдывали высокую стоимость лодок. Поэтому одной из главных задач, стоящих перед судостроителями, является разработка проектов, в которых бы учитывались, с одной стороны, возможности крупносерийного производства, а с другой, — конкретные требования потребителя, имеющаяся моторная база, уровень существующих цен на лодки.