Используя фанерные листы большой площади, можно существенно сократить трудоемкость и, следовательно, стоимость постройки корпуса судна. Фанера достаточно экономичный материал и при серийном строительстве малых судов, так как листы наружной обшивки можно предварительно выкраивать по шаблоном.
Эти же качества фанеры делают материал удобным и для самостоятельной постройки малых судов. Есть также еще четыре достоинства фанерных конструкций, благодаря которым судостроители-любители отдают фанере предпочтение. Первое: каждый паз — соединение продольных кромок листов фанерной обшивки — выполняется на скуле или стрингере; строителю не нужно столь тщательно подгонять друг к другу кромки каждого пояса и заботиться о водонепроницаемости большого числа пазов, как это имеет место при обшивке корпуса досками. Второе: при фанерной обшивке поперечными лекалами, задающими обводы корпуса, служат шпангоуты, которые являются частью конструкции. Следовательно, отпадает необходимость в изготовлении лекал, которые после сборки корпуса приходится выбрасывать. Третье: шпангоуты имеют простую форму и собираются из прямолинейных деталей (футоксов) в отличие от корпусов с круглоскулыми обводами, для которых необходимо выклеивать ламинированные шпангоуты из тонких реек или же делать их гнутыми из дубовых заготовок, которые приходится предварительно распаривать. Наконец, фанера позволяет восполнить постоянно углублвющийся в последние годы дефицит качественной судостроительной древесины. На мировой рынок поставляется высококачественная морская фанера, причем некоторые предприятия-изготовители дают 10-летнюю гарантию против появление в ее листах каких-либо дефектов, связанных с постоянным воздействием повышенной влажности и других факторов.
Но использование фанеры для наружной обшивки связано также и с рядом неудобств. Например, нелегко подогнать по месту и поставить ка набор большой лист обшивки, если работаешь в одиночку. Если строитель предусматривает традиционную конструкцию скулового бруса со шпунтом — выемкой для кромок листов обшивки борта и днища, то оказывается очень трудно подогнать длинную кромку листа к шпунту. Поэтому в большинстве современных проектов стараются избегать шпунтов, перекрывая кромку бортового листа обшивки на скуле кромкой днища и оклеивая затем торцы фанеры лентами стеклоткани на эпоксидном связующем. Можно также после крепления листов обшивки к килю, форштевню и скуловому брусу закрыть их кромки рейками-накладками из твердой древесины.
Однако самое большое неудобство, которое испытывает строитель фанерной лодки, то же самое, что и при любом листовом материале — металле, пластике, картоне: обводы корпуса необходимо проектировать с учетом того, что материал нельзя изогнуть по сложной поверхности — с двойной кривизной. Такие материалы свободно изгибаются только по простым линейчатым поверхностям — цилиндрической и конической, но отнюдь не по сферической. Чтобы понять это, попытайтесь изогнуть лист обычной бумаги по поверхности теннисного мяча. Лист не будет прилегать и мячу до тех пор, пока бумагу не согнуть или же не сделать в ней надрезы.
Следовательно, корпуса судов, предназначенные для обшивки листами фанеры, должны состоять из частей поверхности цилиндров, конусов или их комбинаций. Конструкторы называют такие поверхности разворачивающимися на плоскость. Существует несколько методов проектирования обводов корпуса, разворачивающихся на плоскость, но чаще других судостроители-любители применяют так называемый метод «многоконусной развертки». Этот метод используется в авиационной промышленности и был введен в практику малого судостроения американским яхтенным конструктором С. Раблом. Сущность многоконусной развертки поясняет рис. 1.
Любая коническая поверхность характеризуется наличием вершины, криволинейной направляющей и прямолинейных образующих, исходящих из этой вершины. Для образования поверхности, показанной на рис. 1, используется несколько сегментов от нескольких конусов, имеющих разную высоту. Условиями плавности такой поверхности являются расположение вершин всех составляющих конусов на одной плавной кривой и сопряжение двух смежных сегментов по общей образующей. Часть этой поверхности, например а, b, с, d, может представлять собой лист обшивки.
Конкретное применение метода к построению теоретического чертежа носовой части 10,8-метрового швертбота (см. рис. 2) поясняет рис. 3. Скачала на проекциях «бок» и «полу-широта» проводятся линии киля и борта так, как это делается при проектировании обычного корпуса. Затем прочерчивается на обеих проекциях желаемый обвод линии скулы. В дальнейшем эти линии, возможно, придется корректировать, чтобы удовлетворить условию развертывания поверхностей наружной обшивки на плоскость. Дальнейшую разработку обводов ведут отдельно для носовой и кормовой частей корпуса.
Далее проводят прямые отрезки-образующие (аа', bb' и т. д.) от определенных точек не линии скулы до пересечения с линией борта и другую серию образующих (аа", bb" и т. д.) от этих же точек на скуле до пересечения с линией киля. Как правило, первая образующая проводится от точки пересечения скулы с мидель-шпангоутом до точки пересечение следующего шпангоута на линии борте или киля соответственно; эти образующие могут иметь наклон в нос или корму. На рис. 3 они обозначены аа' и аа".
Оставшиеся части линии скупы, киля и борта разбиваются на равные отрезки и полученные точки соединяют дополнительными образующими bb', сс', dd' и т. п. Теоретически расстояния между точками могут быть разной длины, но на практике принято делать их равными или почти равными. В результате получают серию прямых линий, которые лежат на наружной поверхности корпуса судна и являются образующими конусов.
На бортах на проекции «бои» прочерчивают через равные интервалы несколько ватерлиний (ВЛ), необходимых для согласования обводов. Точки пересечения образующих с ватерлиниями проецируют на соответствующие образующие на «полушироте» и по полученным точкам здесь прочерчивают кривые ватерлиний. Затем можно перенести все точки пересечения шпангоутов с ватерлиниями на третью проекцию — «корпус» и построить обвод бортовой части шпангоутов. Процесс может показаться слишком сложным, но внимательно изучая рис. 3, можно разобраться во всем и попытаться самостоятельно вычертить чертеж лодки.
Следующим этапом будет построение на «корпусе» очертаний днищевых частей шпангоутов. Для этого на «полушироте» прочерчивают прямые линии батоксов с интервалами между ними, необходимыми для согласование обводов. Точки пересечения батоксов с образующими проецируют на соответствующие образующие на «боку», по этим точкам здесь можно прочертить кривые пинии батоксов. Точки пересечения батоксов со шпангоутами переносят на «корпус» для построения днищевых обводов шпангоутов.
Аналогичные построения выполняют и для кормовой части корпуса.
Разумеется, в результате выполненных построений все кривые пинии теоретического чертежа должны быть плавными и все точки хорошо согласованными. Чаще всего желаемый результат с первой попытки получить не удается и приходится корректировать ту или иную из основных трех направляющих пиний — кипя, скупы или борта. Конструктор должен найти единственное решение, которое позволяет получить поверхности корпуса, развертывающиеся на плоскость, при выбранных основных пиниях. При этом можно также варьировать положение образующих, сразу анализируя к каким изменениям обводов это приводит.
На рис. 3. показан чертеж корпуса с одной скупой, который легко может быть обшит фанерой. Он имеет сравнительно небольшую ширину по скуле, что позволяет получить острый вход ватерлиний в воду. Низкий надводный борт несколько скрадывает впечатление от односкулого корпуса как от ящика, его неуклюжесть. Следующим шагом в этом направлении является применение обводов с двумя и большим числом скуп, что приближает форму корпуса и круглоскулому варианту.
На рис. 4 представлен теоретический чертеж двускулой фанерной лодки, спроектированной новозеландским конструктором Ричардом Хартли. Это один из популярных транспортабельных швертботов, перевозимых на прицепах-трейлерах за легковыми автомобилями, чертежи которых разработаны специально для любительской постройки. Было продано свыше 6S00 экземпляров чертежей таких швертботов длиной от 3,6 до 6,4 м, которые сейчас плавают в 18 странах по всему свету. Показанный на рис. 4 «Трейлер-сэйпер 16» длиной 4,8 м наиболее популярен, он широко используется для монотипных гонок и туристских плаваний.
Следует обратить внимание на увеличивающуюся килеватость днища в носу и выпуклость пиний шпангоутов. Корпус с такими обводами может быть обшит фанерой только при условии обеспечения развертываемости обшивки на плоскость.
В начале 50-х годов в Европе стали популярными различные варианты многоскулых корпусов из фанеры. Их обшивка состоит из многих поясьев, образуя поперечные сечения корпуса, приближающиеся к традиционным круглоскулым обводам. Примером таких корпусов могут служить «Вааршипы» — яхты голландского конструктора Ван де Штадта (см., например, «КиЯ» №26). По сравнению с остроскулыми корпусами, имеющими одну или две скулы, такие суда имеют меньшее сопротивление воды движению, но требуют тщательной работы при изготовлении поясьев обшивки и их установке на набор. Внешне многоскулые корпуса напоминают суда с клинкерной (кромка на кромку| обшивкой из досок и могут удовлетворить изысканный вкус яхтсмена, не признающего остроскулых обводов.
Информация об изображении
Рис. 5. Теоретический чертеж полутонника, спроектированного в 1972 г. А. Гарни
На рис. 5 представлен теоретический чертеж полутонника, спроектированного А паном Гарни. Корпус имеет пять скуп и обшивается сравнительно узкими поясьями фанеры. В этом случае не обязательно удовлетворять требованию разворачиваемости поверхностей на плоскость. Важно, чтобы пинии скул были ориентированы примерно по рыбинам (диагоналям), что облегчает изгиб фанерных поясьев по набору. Заметим, однако, что в данной конструкции такое преимущество фанеры, как простота постройки, в некоторой степени утрачивается.
Рис. 5. Теоретический чертеж полутонника, спроектированного в 1972 г. А. Гарни
Полутонник А. Гарни успешно выступал в соревнованиях, что свидетельствует о возможности применения многоскулых обводов для крейсерско-гоночных яхт. Специалисты, занимающиеся правилами обмера яхт, высказывают уверенность, что проектируя многоскулые или, как их иногда называют, «граненые» обводы таким образом, чтобы получить оптимальное расположение обмерных точек корпуса, можно за счет снижения гоночного балла компенсировать несколько увеличенное гидродинамическое сопротивление по сравнению с однотипным круглоскулым судном.
При наличии нескольких скуп конструктор имеет большую свободу в проектировании обводов корпуса, но важно при этом не потерять технологические преимущества, которые дает применение фанеры, и оценить, не приведет ли наличие нескольких скул к усложнению и увеличению трудоемкости постройки. Но если на каждой скуле предусмотрен стрингер, то обеспечение водонепроницаемости пазов не составляет такой проблемы, как при обшивке из досок. Сохраняется и другая привлекательная сторона фанерной конструкции — корпус формируется прямо по выставленному на стапеле набору. Это удобно для судостроителя-любителя. А в профессиональном судостроении многоскулый корпус с обшивкой из фанеры оказывается в большей степени пригодным для серийной постройки, чем корпус традиционных обводов и конструкции с обшивкой из досок.