Использование для постройки яхты дерева

Дерево—самый старый судостроительный материал, который сохраняет свое значение, несмотря на широкое применение многих новых материалов. Более того, в последние годы деревянные яхты вновь стали приобретать популярность.

В 50-е годы был создан своеобразный культ стеклопластика в яхтостроении, который только в настоящее время начинает сдавать свои позиции. В ФРГ—стране, где постройка деревянных яхт всегда отличалась высоким качеством, считают, что вряд ли можно построить яхту из другого материала, кроме дерева, которая имела бы такое благоприятное отношение водоизмещения к длине по ватерлинии и такую долговечность. Хотя яхту достаточно легкой конструкции можно построить из алюминиевых сплавов, но мало кто возьмет на себя смелость утверждать, что металлическая яхта сможет плавать более 50 лет, т. е. быть долговечнее хорошей деревянной яхты. Корпуса, построенные из стальных листов, обработанных методом пассивации, хотя и имеют приблизительно такую же высокую долговечность, как деревянные корпуса клееной конструкции” но их масса почти вдвое больше.

Современные корпуса из пластмасс оказываются намного тяжелее деревянных, и, кроме того, их строители не дают никакой гарантии на такой же срок службы. Легкие пластмассовые корпуса трехслойной конструкции (“сэндвич”) хотя и могли бы конкурировать с деревянными корпусами облегченной конструкции, но до сих пор не показали приблизительно одинаковой прочности и долговечности. Корпуса из армоцемента, наконец, с гарантией прочности оказываются в 3—4 раза тяжелее и из-за неоднородности материала, как и пластмасса, могут иметь скрытые дефекты вследствие абсорбирования воды и последующей эрозии при минусовых температурах.

Дерево хотя и поглощает воду, но благодаря стойкой эластичной структуре клеток не подвержено эрозии. Опасность загнивания древесины можно свести до минимума правильным выбором породы и использованием соответствующей предварительной обработки (консервации) и современных лакокрасочных покрытий.

Природным недостатком древесины как судостроительного материала является различная прочность вдоль и поперек волокон. Благодаря изобретению фанеры и многослойных клееных конструкций устранен не только этот, но также и другой природный недостаток древесины: ее деформация в зависимости от влажности. Так как в современном деревянном яхтостроении практически все заготовки режут на рейки и подвергают сильному высушиванию, то позднее в деталях могут возникнуть напряжения только вследствие набухания древесины. Действие этих напряжений, однако, можно устранить, если работа выполняется специалистами по дереву.

По сравнению с постройкой яхт из пластмасс возможности снижения трудоемкости при изготовлении деревянных яхт, конечно, ограничены, и не секрет, что высококачественная полностью клееная деревянная яхта примерно на 20% дороже хорошей яхты из стеклопластика. В последние годы все большее число покупателей готово оплатить постройку деревянной яхты, чтобы наряду с высокой долговечностью и благоприятным соотношением водоизмещения и длины иметь и другие преимущества, например эффект хорошей изоляции от шума моря.

Современные методы постройки деревянных корпусов с применением формованной фанеры или диагональной клееной обшивки на продольных связях имеют так же мало общего с традиционными методами постройки деревянных корпусов, как конструкция современного пластмассового корпуса с конструкцией туземных лодок, сделанных наподобие плетеных и обмазанных глиной корзин. Современный корпус деревянной яхты, построенный с использованием клеев на резорциновой смоле, близок по своим качествам к пластмассовому корпусу.

КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ СВЯЗЕЙ

При проектировании новой яхты совершенно недостаточно в качестве прототипа использовать устаревшие конструкции. Почти ни одна из яхт, построенных из дерева с применением современного метода склеивания, не была классифицирована, поэтому статистические данные классификационного общества неубедительны. Следовательно, конструктор должен полагаться в основном на свой собственный опыт. При этом неизбежны испытания специально изготовленных клееных образцов деталей, которые подвергают продольному сжатию и другим видам нагрузки. В области исследования современных конструкций деревянных корпусов, благодаря признанию этого строительного материала наиболее подходящим для высоких переменных нагрузок, в последние годы много сделано военно-морским флотом. Быстроходные торпедные катера и тральщики, для которых важны немагнитные свойства древесины, как и прежде, строятся большей частью деревянными с очень благоприятным соотношением массы и длины корпуса при высокой долговечности.

Конструкторы яхт, которые участвовали в развитии современных методов постройки корпусов из дерева, знают, что старые конструкции могут стать современными не только благодаря тому, что вместо свинцовых белил и шурупов в качестве средств соединения теперь применяют склеивание. Важно понять, что дерево вдоль волокон имеет достаточно высокую прочность, а поперек волокон — незначительную. Поэтому точное знание сил, действующих в соединениях корпуса деревянной яхты, является условием правильного его проектирования. Полностью клееный корпус не допускает возможности деформативных перемещений прочно вклеенных деталей; в более крупных конструкциях киля, стрингеров и т. д. должны быть предусмотрены средства против их изгиба.

Опытный конструктор точно знает, какую ширину склеиваемой поверхности должна иметь прилегающая к детали набора часть наружной обшивки, создающая напряжения. Это важно прежде всего при использовании клееных ламинированных шпангоутов. Неправильно сконструированные шпангоуты лопаются из-за чрезмерных напряжений наружной обшивки, возникающих, например, при внезапно налетевшем шквале или при ударе о причальную сваю. Проблема конструирования, корпусов на полностью клееных шпангоутах решается применением дополнительных покрытий поверхностей, защищающих от влаги массивные деревянные детали. Приклеенные планки наружной обшивки дополнительно крепят к шпангоутам шурупами, болтами или на заклейках.

Этот метод, конечно, не является последним словом в конструировании и технологии постройки яхт. Альтернатива заключается в использовании ненабухающей фанеры или двухслойной конструкции наружной обшивки по продольно-поперечной или продольной системе набора. Однако только некоторые конструкторы обладают соответствующим опытом в это” области и только они в состоянии определить оптимальные размеры элементов конструкций. То же относится и к формуемым из шпона корпусам, которые используются при серийном производстве деревянных яхт. Квалифицированная верфь может строить легкие деревянные яхты, не прибегая к чрезмерному уменьшению сечений деталей набора, что грозит сокращением продолжительности жизни яхты. Многие деревянные яхты при сответствующем уходе плавали более 50 лет. Можно ожидать, что современные методы постройки яхт полностью клееной конструкции позволят строить суда еще более долговечными, если их корпуса будут правильно сконструированы.

СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛЕ

Подробные сведения о дереве заняли бы много томов, но для настоящего “понимания дерева” и этих томов недостаточно без многолетней практики. Цель приводимых здесь весьма кратких сведений состоит в том, чтобы дать обзор свойств некоторых пород древесины, применяемых для постройки яхт. Сравнение прочности и долговечности древесины — наиболее важные данные для конструктора и строителя яхт. Дерево само по себе, время его рубки, процесс сушки представляют интерес больше для торговца лесом и лесозаготовителя, который покупает дерево на корню, режет его на пиломатериалы и хранит. Мелкие верфи и любители должны полагаться в этом отношении на свою квалификацию и опыт.

Работа дерева или деформация древесины в зависимости от ее влажности, имеет важное значение для дальнейшей обработки древесины. В высушенной на воздухе древесине содержание влаги составляет около 15%. Это среднее значение колеблется в зависимости от времени года, влажности и температуры воздуха. В такой древесине можно, например, снизить содержание влаги до 6—12%, и тогда заготовки уменьшатся в объеме. Когда влажность деревянных деталей в подводной части корпуса увеличивается, они набухают и создают значительные напряжения в корпусе, если не воспрепятствовать этому с помощью специальных конструктивных мер. Усушка (усадка) древесины различна в зависимости от того, измеряют ли ее вдоль волокон, в радиальном направлении или в направлении годичных колец (тангенциальном). Древесина для постройки яхт влажностью 15%, которую высушивают до влажности 6%, имеет усадку вдоль волокон около 0,1—0,15%; в радиальном направлении 1,5—1,7% и в тангенциальном направлении 2,6—2,8%. Хорошие сорта тика и красного дерева могут иметь усадку почти вдвое меньшую. Усадка дуба, лиственницы, ели и сосны составляет около 30—50% указанных значений.

Для оценки набухания древесины при повышении влажности от 6 до 15% подходят те же самые значения. С возрастанием содержания влаги до 30% набухание древесины увеличивается почти вдвое. Однако при полностью клееной конструкции отдельные детали оказываются разделенными изолирующей пленкой клея, поэтому поглощение влаги существенно уменьшается.

В современном яхтостроении с усушкой и набуханием борются путем изоляции древесины от проникновения в нее влаги. В самом совершенном виде это наблюдается у фанеры. Фанера принимает исключительно мало воды, так как клетки древесины, уменьшенные методом усушки до 6—8%, благодаря совершенной изоляции почти не впитывают влагу. Спрессованный подобным образом пористый пластик также почти не впитывает воду. Если при обработке древесины в ней сохраняете содержание влаги 6—8%, то даже летом при самом сильном воздействии солнца древесина не подвергается дальнейшей усушке. При понижении влажности с 6 до 0% последующая усушка возможна практически при нагреве в условиях очень низкой влажности воздуха или в сушильной печи.

Влажность древесины может быть измерена достаточно точно. В сушильном приборе образцы древесины взвешиваю на точных весах, которые настроены на нуль, и разницу в массе после высушивания считывают со шкалы как содержание влаги. Гигрометры на основе измерения электрического сопротивления древесины дают лишь приближенную оценку содержания в ней влаги.

Коробление древесины является, как правило, следствием ее усушки. Поскольку тангенциальная усадка при высушивании почти в два раза больше, чем в радиальном направлении, особенно сильно коробятся доски тангенциальной распиловки (рис. 62). Такие доски с параллельными пласти годичными кольцами для постройки яхт неприемлемы.

Судостроители используют доски радиальной распиловки и перпендикулярными пласти годичными кольцами или же с наклонными кольцами, но не более чем на 30° к кромке доски. При вырезании таких досок из бревна, несмотря на специальную разметку, получаются большие отходы. Несмотря на это необходимо придерживаться этого требования, если речь идет о прямых планках, планширях и т. д. Для клееных (ламинированных) деталей можно использовать рейки с наклоном годичных колец к кромке до 45°, так как располагая соответствующим образом рейки внутри детали, можно компенсировать повышенную деформацию таких реек. Доски наборной палубы должны быть непременно радиальной распиловки с годичными кольцами, располагаемыми по возможности ближе к перпендикуляру к пласти.

Долговечность, прочность и плотность древесины являются важными факторами для постройки судов. На основании результатов исследований различных институтов по дереву были установлены классы долговечности. В среднеевропейских условиях породы древесины оценивают по продолжительности ее службы в годах для неконсервированной древесины при ее контакте с землей.

Продолжительность использования древесины, подвергнутой консервации, конечно, существенно больше и легко увеличивается при хранении в воде только один сезон. Прочность древесины в зависимости от ее породы и приложения нагрузки различна. Самую высокую прочность древесина имеет при действии нагрузки вдоль волокон. При сжатии вдоль волокон образец разрушается уже в случае действия примерно половины напряжений, достигаемых при разрушении его от растяжения. При растяжении поперек волокон 1/16 часть прочности на растяжение вдоль волокон является контрольным значением, которое, однако, может снижаться почти до нуля. В случае сжатия поперек волокон образец разрушается при напряжениях от 10 до 20% напряжений на разрыв при растяжении вдоль волокон. Эти напряжения на разрыв при сжатии поперек волокон являются также основой для расчета разрушающих напряжений при изгибе.

Рис. 62. Зависимость усадки заготовок из древесины от способа распиловки бревна (а); допустимое расположение годовых колец в досках обшивки (б) и планках для ламинированных конструкций (в). Указанные на рисунке проценты усадки относятся к сушке древесины на воздухе с 15% влажности до 6%.

Плотность древесины в так называемом воздушно-сухом состоянии (с влажностью около 15%) находится во взаимо-связи с прочностью и некоторым образом также с долговечностью сделанных из нее деталей. Чем прочнее и долговечнее древесина, тем, к сожалению, она тяжелее. Поэтому детали, которые мало подвергаются погодным условиям и большим нагрузкам, изготовляют из более легкой древесины. Сведения о породах древесины, применяемых в яхтостроении, приведены в табл. 3.

Для несущих связей набора яхт, которые одновременно должны обладать высокой прочностью и долговечностью, легко обрабатываться и хорошо склеиваться, в настоящее время используют предпочтительно древесину сипо. Несмотря на некоторую склонность к косослойности, этот относительно недорогой материал используется в яхтостроении с большим успехом. Ни тик, ни красное дерево не могут с ним конкурировать вследствие их высокой стоимости. Подобно тому и другие породы древесины, относимые к классам долговечности 1 и 2, не могут сравниться с сипо, так как они плохо обрабатываются, плохо склеиваются или недостаточно прочны. Для особенно легких яхт наружную обшивку чаще всего выклеивают из дерева кайя. Это единственная из цветных экзотических пород, которую можно поставить в один ряд с дорогим африканским красным деревом махогани. Под лаком кайя очень хорошо смотрится в отделке и оборудовании кают.

Все хвойные породы относятся по долговечности к классу 3—4, и их нельзя применять ни для деталей, подверженных воздействию высокой влажности, ни для тропических условий.

Аналогично обстоит дело с габун, долговечность которой бывает различна в зависимости от области, где растет дерево. Кроме того, габун имеет тот недостаток, что неспециалисту трудно по внешнему виду отличить ее от чрезвычайно подверженного грибкам тропического дерева ломба, которое иногда используется как внутренний слой для фанеры из габун. Хорошая отобранная габун выдержала испытание в течение многих десятилетий как материал для корпусов легких спортивных лодок. При постройке яхт эта древесина используется только для внутренней отделки, так как содержание влажности в ней никогда не превышает 20%, даже если температура окружающей среды выше 20°С. Габун и все названные выше хвойные породы подвержены плесени и грибковым поражениям. Другие приведенные в таблице породы дерева, включая дуб, наоборот, исключительно мало подвержены воздействию грибков, гнили и поражению насекомыми.

Современное яхтостроение нельзя представить без фанеры.Благодаря склеиванию нескольких слоев древесины вдоль и поперек волокон достигается приблизительно одинаковая прочность фанеры в обоих направлениях. В третьем направлении, а именно в направлении толщины листа, фанера все же обладает незначительной прочностью и при проектировании яхты это надо учитывать.

Предел прочности обычной морской фанеры при растяже-1-ии вдоль листа составляет 40 Н/мм 2 и выше; поперек листа—более 30 Н/мм 2*. Чтобы достичь этих значений прочности, для фанеры берут древесину 1-го и 2-го классов долговечности, такую, как тик, макоре, сипо и другие прочные породы. Кайю и настоящее красное дерево применяют реже, так как древесина кайи менее прочная, а красное дерево слишком дорогостоящее. Фанера из тика также недешева, поэтому в большинстве случаев тик идет на внешний слой фанеры, а для внутренних слоев используют сипо.

Толщина внешнего слоя фанеры для постройки лодок должна составлять не менее 1,5 мм. Но поскольку наружные поверхности требуют доработки, имеет смысл увеличивать толщину наружных слоев до максимально допустимой 2,6 мм (для фанеры толщиной до 15 мм) и 3,8 мм (для фанеры толщиной более 15 мм). Для внутренних слоев морской фанеры используют только самую высококачественную древесину без сучков и других дефектов; полосы шпона во внутренних слоях должны быть плотно подогнаны и склеены друг с другом. Это делает специальную морскую фанеру очень дорогостоящей. К этим затратам следует еще добавить расходы за прием материала Германским Ллойдом или другим классификационным обществом, печать которых служит гарантией выполнения поставленных требований.

Фанера для постройки лодок должна быть изготовлена с помощью клеев на синтетической смоле, стойкость которых против действия воды и погодных условий нужно проверить соответствующими испытаниями. Обычно применяют затвердевающий в горячем состоянии клей на фенолформальдегидной смоле, что позволяет применить горячее прессование фанеры Для определенных сортов древесины, например кайя, через поры которой на поверхность может выступить коричневые фенолформальдегидный клей, применяют иногда высококачественный светлый клей на меламиновой основе.

Применение водостойких клеев для изготовления фанеры не гарантирует получения водостойкой фанеры. Подобная фанера может использоваться для постройки домов и в качестве опалубки при бетонных работах. Однако для строительной фанеры не требуется выдерживать необходимую толщину слоев, производить качественный отбор древесины и обеспечивать требуемую плотность подгонки всех ее слоев, как для судостроительной фанеры. Несмотря на это, при определенных условиях хорошую строительную фанеру применяют для постройки корпусов лодок и яхт, так как ее стоимость составляет только половину цены морской фанеры.

Первое условие для морской фанеры — применение сорта древесины с высоким классом долговечности, например сипо или макоре, для всех слоев фанеры вдоль и поперек. Второе условие заключается в том, чтобы детали из этой фанеры длительное время не соприкасались с водой. Она пригодна для конструктивных внутренних связей палубы, надстроек и кокпита, которые только временами бывают в воде. Другое условие применения морской фанеры в местах, которые подвержены воздействию внешней среды или трюмной воды,— это надежная защита кромок фанеры посредством наклейки на них реек или другим способом. Если эти условия выполнены, то можно рассчитывать на достаточную долговечность конструкции.

Еще один важный критерий — сохранность внешнего слоя фанеры, который шлифуют чаще всего до толщины менее 1 мм. В процессе шлифования иногда неожиданно обнаруживаются места склеивания. Это затрудняет использование фанеры для изготовления деталей, которые должны быть покрыты лаком, и сохранить естественную текстуру дерева.

Облицовочная фанера, или декоративная, по технологии производства может быть рулонной или ножевой. С точки зрения применения для отделки яхт между ними не существует никакой разницы. Значительно более дешевая рулонная фанера, которую почти всегда используют для внутренней отделки, имеет рисунок с прожилками (из-за спиралеобразного процесса раскручивания заготовки—древесного ствола). Фанеру ножевую, предпочитаемую для поверхностей, покрываемых лаком, режут с помощью ножа, расположенного тангенциально к основе. Она значительно дороже в изготовлении и ценнее. Так как для ножевой фанеры используют самую лучшую и чистую древесину, то ее поверхность чище и глаже, чем поверхность рулонной фанеры. Благодаря этому экономят обычно на предварительной лакировке и шлифовке. Применять ножевую фанеру для окрашенных или покрытых цветным лаком деталей — ненужное расточительство, так как за более высокую цену не приобретается преимуществ в отношении прочности и долговечности.

Содержание влаги в изготовленной фанере (вынутой из нагретых прессов) оказывается ниже 6%. Перед обработкой, благодаря соответствующему ее хранению и увлажнению, это содержание повышается самое меньшее до 8%.

В судостроении чаще всего применяют листы фанеры размером 2500 X 1250 мм. Выпускаются также листы шириной 1530, 1730 и 1830 мм. Некоторые заводы изготовляют листы ножевой фанеры очень редкого и дорогого формата — длиной 3500 мм.

ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

Древесина — неоднородный материал, при работе с которым нужно принимать во внимание вид его обработки:пилением, строганием или фрезерованием (вдоль волокон или поперек). Обрабатывать дерево—приятная и чистая работа, которая требует аккуратности и точности при подгонке деталей. Ниже кратко рассказывается о самых важных процессах по обработке судостроительной древесины, чтобы дать представление о современных методах, применяемых при постройке деревянных яхт.

Пиление, строгание и фрезерование — основные процессы обработки древесины, используемые при заготовке деталей корпусов яхт. Наряду с пилорамой, ленточной и дисковой пилой, различными ручными пилами существует еще два вида пил, позволяющих обрабатывать древесину более рационально. Ножовка с обушком, называемая на жаргоне шлюпочников шлицовкой, незаменима при монтажных работах на борту и используется прежде всего при сборке. На современно оснащенных верфях есть еще многодисковая пила, с помощью которой за одну операцию можно распилить большое количество досок. Поверхность разреза при этом получается такая гладкая, что доработка рубанком не требуется. С другой стороны, поверхности досок несколько шероховаты, что как раз является идеальным условием для склеивания. Поэтому применение многодисковой пилы при постройке яхт клееной конструкции дает значительную экономию труда.

Строгание обычным ручным рубанком в яхтостроении применяется все реже. Но для некоторых рабочих операции он незаменим. Это касается прежде всего точных подгоночных работ и тщательной отделки наружной обшивки, палубы и надстройки. Для выполнения таких работ ручной электрорубанок, который сегодня заменил обычный ручной, часто оказывается слишком грубым, тяжелым и мало чувствительным инструментом. Подгонку досок наружной обшивки, например, можно выполнить чисто только с помощью ручного рубанка. При подгонке фанеры применяют маленький стальной ручной рубанок — специальный торцовый. Для придания окончательного лоска верхнему краю наружной обшивки, планширю и аналогичным деталям необходим еще ручной фуганок. Любители-судостроители часто обходятся нормальным рубанком с двойной железкой и маленьким стальным торцовым рубанком.

Фрезерование в яхтостроении применяется чаще всего для снятия малки с кромок шпангоутов. Для этого требуются фрезерные станки с регулируемой опорной плитой, которую можно установить под различными углами к головке фрезы. При постройке яхт с диагональной обшивкой на продольных стрингерах пользуются ручным фрезерным инструментом с упором, чтобы подгонять планки друг к другу. Его часто применяют и в серийном производстве для подгонки кромок обычных продольных досок наружной обшивки.

Шлифование электрофицированным ручным инструментом выпуклых поверхностей наружной обшивки старые судостроители отвергают. Однако при известном опыте шлифование с помощью усовершенствованных инструментов обшивки формованных на клею корпусов стало возможным и обычным делом. Конечно, таким способом нельзя достичь такого же качества поверхности, как при отделке наружной обшивки ручным рубанком, доработке с помощью цикли и заключительной ручной шлифовке.

Станки для обработки дерева, такие, как стационарные прогоночные, рейсмусные, прокатно-шлифовальные, сверлильные, а также ручные дисковые пилы, электрические дрели и отвертки являются непременным оборудованием любых верфей по постройке яхт. Любителю, который получает дерево в заготовках, станки большей частью не нужны. Он, как правило, обходится простым набором ручного инструмента, и, если в составе этого инструмента имеются электрическая дрель и электрическая дисковая пила с набором пил и фрез, это означает уже хорошее оборудование.

При современных методах постройки деревянных яхт объем сверления для крепления деталей корпуса на болтах и шурупах постепенно уменьшается. Любое отверстие означает снижение прочности, а если оно на палубе или в наружной обшивке, то и возможность появления течи.

При обычной конструкции корпуса с поперечным набором пересекающиеся детали приходится подтягивать с помощью болтов, шурупов и даже заклепок. Это теоретически самое прочное соединение деревянных деталей, которое воспринимает нагрузку на разрыв поперек волокон. Но, как уже говорилось, опытный конструктор может рассчитать даже силы набухания наружной обшивки и преодолеть их только применением склеивания.

В конструкции из фанеры соединения на шурупах предусмотрены только с целью достижения необходимого давления для запрессовки деталей при склеивании. Удалять после этого крепеж, конечно, не имеет смысла, так как заделывать отверстия в обшивке затруднительно и, кроме того, приходится оставлять снаружи впитывающий воду торец пробки.

Сверление отверстий под болты, шурупы и заклепки производится с помощью нормальных спиральных сверл. Диаметр сверла выбирают на 0,2—0,5 мм меньше диаметра болта или шурупа для более плотного их крепления в дереве. Если болты и заклепки должны проходить насквозь через детали набора, соприкасающиеся с водой (наружная обшивка, палуба, надстройка), часто делают пробное сверление сверлом малого диаметра. Нужна гарантия того, чтобы болт или заклепка сидели в дереве ровно и плотно, но и не приводили к его разрыву. Допуски в диаметрах сверл и различная их заточка делают такую пробу рациональной.

Предварительное сверление имеет большое значение для создания удерживающей силы шурупа в дереве. Спиральные сверла затачивают так, что одна часть его длины имеет диаметр нарезки стержня шурупа, а другая — диаметр гладкой части стержня шурупа. Точнее говоря, для каждого шурупа нужно специально заточенное сверло. Сверлят обычно с ограничением глубины с помощью ограничителя, который может представлять собой круглый кусок фанеры определенной толщины или патрон, который позволяет зажимать сверло на нужной глубине сверления. Если нужно сделать только несколько отверстий определенных размеров, то их можно сверлить последовательно двумя спиральными сверлами: сначала на всю длину шурупа с диаметром сверла, равного диаметру нарезки стержня, а затем — на длину гладкой части шурупа сверлом соответствующего диаметра.

Для шурупов предварительное сверление еще важнее, чем для сквозных болтов или заклепок. Шуруп должен плотно входить в свое отверстие и при последних оборотах отвертки идти прямо, однако при этом не должен сильно подвергаться нагрузке на скручивание, чтобы не срезалась его головка.

Отверстия под пробки должны иметь диаметр головки шурупа плюс примерно 1 мм и быть такими глубокими, чтобы головка были утоплена в древесину примерно на диаметр стержня шурупа. Если дерево зачищают, то нужно утопить головки шурупов еще глубже. На палубе из тика головки шурупов надо утопить глубже еще примерно на 2 мм, чтобы иметь запас древесины над ними для зачистки.

Пробки для заделки головок болтов и шурупов изготовляют из того же дерева, что и обшивку или палубу, на стационарном горизонтально-сверлильном станке. Их вбивают в отверстия на свинцовых белилах, подкрашенных под цвет дерева. Так как свинцовые белила, содержащие масло, не обладают адгезией к синтетическим лакам и краскам из двух компонентов, то деревянные пробки нередко ставят на клею. Высоту пробок нужно определить сразу, поскольку при срезании выступающей части пробки стамеской случается, что пробка лопается из-за перекоса слоев древесины ниже поверхности доски обшивки. Если она лопнет, ее нужно заменить, пока клей еще не встал.

Крепление болтами деревянных деталей корпуса при современных методах постройки с использованием клея стало редкостью. Такой метод крепления, однако, неизбежен в случаях, когда надо соединить, например, бимсы деревянной палубы с кницами металлического корпуса, балластный фальшкиль с деревянным килем и разные металлические детали с деревянной палубой. Крепление болтами деревянных бимсов с металлическими кницами осуществляют посредством так называемых глухарей — шурупов с большой круглой плоской головкой и четырехгранной насадкой, срезаемой при завинчивании винта. Между металлической кницей и гайкой можно положить пружинную шайбу из нержавеющей стали, хотя вибрация болта в дереве — явление редкое и опасность отвинчивания глухаря может появиться только при сильной вибрации двигателя.

Нормальный болт с диаметром потайной головки вдвое большим диаметра болта может смять древесину только при высоких Нагрузках. Благодаря конусной под 90° головке болта составляющие давления действуют на твердый торец древесины. Плоские шайбы, диаметр которых только в два раза превышает диаметр болта, как подкладочные шайбы для дерева непригодны. Если время от времени сильно подтягивать болты, шайбы могут быть буквально втянуты в древесину поперек волокон. Нужно использовать подкладочные шайбы с диаметром не менее трех диаметров болта и толщиной не менее 0,25 его диаметра.

В качестве материала для болтов применяют оцинкованную сталь, особую латунь 59, различные сорта бронзы и нержавеющей стали. Подкладочные шайбы и гайки должны быть из того же материала, что и болты.

Шайбы болтов, которые могут подвергаться значительным нагрузкам, должны иметь диаметр, равный четырем диаметрам болта, и толщину не менее половины диаметра болта. Если сильно нагруженные болты ставят с головкой, утопленной в древесину, диаметр головки должен быть равен не менее 2,5 диаметрам болта. Поскольку таких стандартных болтов нет, их приходится изготовлять в штампах на верфи или специально заказывать. Большинство болтов делают, как правило, в виде винтов с потайной головкой и со шлицами. Так как выфрезерованные шлицы у болтов из нержавеющей стали все же корродируют, на верфях, отличающихся высоким качеством работы, изготовляют часто болты с плоской полированной головкой.

Соединения на винтах-шурупах сменили при постройке деревянных яхт прежние крепления на медных заклепках. При правильном использовании шурупов соединение оказывается почти таким же прочным, как и на заклепках.

Медные заклепки имеют существенный недостаток: гнутся из-за сильной клепки. Согнутые заклепки обнаруживают только по тому признаку, что под нагрузкой они сдают, и соединение ослабевает. Дорогостоящие поначалу винты по дереву пробили себе дорогу в яхтостроении после того как результаты испытания на прочность доказали надежность креплений на винтах-шурупах. При испытании креплений оковок на мачте оказалось, что шуруп длиной, равной 10 диаметрам его стержня, при чрезвычайной нагрузке скорее разрывается, чем выходит из дерева. Испытывались латунные шурупы в относительно мягкой древесине спруса, а сегодня ставят более прочные винты из нержавеющей стали и бронзы в довольно твердых породах корабельной древесины (красного дерева и тика). Решающим условием прочности соединения на шурупах является правильное предварительное рассверливание отверстий под, шуруп.

При современных методах постройки с использованием клееных конструкций шурупы применяют в основном для создания необходимого давления при склеивании больших по площади конструкций из фанеры, для которых усилия струбцин оказывается недостаточно. По соображениям прочности здесь хватило бы латунных винтов. Что касается необходимой долговечности, то для шурупов целесообразнее использовать латунь 60 (лучше — особую латунь 59, содержащую никель) либо более прочные материалы: оловянную или марганцовистую бронзы, нержавеющие стали. Так как нержавеющая сталь без присадки молибдена сильно подвержена коррозии, необходимо использовать сталь с содержанием молибдена не менее 2%.

При полностью клееных конструкциях не лишним будет дополнительно закрепить шурупами концы досок наружной обшивки и другие соединения набора корпуса для прочности на случаи чрезмерных нагрузок. Детали, в которых просверлены отверстия под шурупы, перед склеиванием надо тщательно очистить от опилок и заусениц по краям отверстии.

Перед установкой шурупов в рассверленные отверстия для более легкого ввинчивания их в дерево концы шурупов раньше погружали в чистые цинковые белила. Но содержащие олифу цинковые белила непригодны при использовании клеев, как и для последующей окраски корпуса яхты двухкомпонентными красками. В качестве заменителя белил сегодня применяют эластичные пасты на полиуретановой основе. Вошло также в обычай использовать клей без добавления отвердителя в качестве смазки для ввинчивания шурупов.

Склеивание и ламинирование

Применение склеивания жидкой нерастекающейся резорциновой и фенолформальдегидной смолой явилось таким же мощным толчком для улучшения качества постройки яхт из дерева, как пескоструйная обработка и длительная консервация—для постройки яхт из металла. В то время как на конструкцию металлических яхт упомянутое усовершенствование практически не повлияло, появление методов прочного и долговечного склеивания сыграло большую роль в проектирование деревянных судов. Однако прошли многие годы, пока конструкторы и верфи оценили склеивание с его огромными возможностями для создания оптимальных конструкций.

Из описания современных методов постройки яхт из дерева нетрудно видеть, какое значение имеет материально оправданная конструкция для снижения трудоемкости постройки и, следовательно, для снижения стоимости яхт. В отличие от склеивания фанеры, которое осуществляется в подогретых прессах, для монтажного склеивания деталей корпуса необходим клей, заполняющий швы и затвердевающий в холодном состоянии.

Клей на резорциновой смоле, состоящий из двух компонентов, настолько отвечает всем требованиям, что его применяют не только при постройке яхт, но и в общем строительстве из дерева. Клеи холодного отверждения на другой химической основе не подходят по цене и поэтому не используются для постройки деревянных яхт. Резорциновый клей, как сокращенно называют клей на резорциновой фенолформальдегидной смоле, является смесью смолы и отвердителя и применением различ­ных отвердителей его можно приготовить различной вязкости. Наряду с хорошей механической прочностью и высокой долго­вечностью резорциновый клей устойчив против кислот, слабых щелочей, растворителей, плесени, грибков и микроорганизмов. Кроме того, он устойчив против непогоды, горячей воды и высокой температуры. Хотя по инструкциям DIN разрешается добавлять в клеи до 30% заполнителя (каолин и древесную муку) для повышения вязкости и снижения стоимости клея, при постройке яхты этого не делают. Здесь в большинстве случаев точность подгонки так велика (толщина зазоров при сборке 0,1—0,2 мм), что заполнять швы затвердевающим клеем излишне.

Поверхности деталей перед склеиванием достаточно механически обработать на строгальном станке или на высокооборотных многодисковых пилах. Важно, чтобы инструмент и поверхности деталей были тщательно очищены от пыли и загрязнений. Только склеиваемым поверхностям деталей из очень твердых пород древесины, например макоре, рационально придавать шероховатость с помощью зензубеля или рашпиля.

Склеивать можно при содержании влаги в древесине 6— 25%, но лучше всего в диапазоне 12—16%. Обе детали, подлежащие склеиванию, должны иметь разницу в содержании вла­ги не больше чем 3% и температуру не ниже +10°С.

При приготовлении клея смешивают основу клея — смолу со строго определенным количеством отвердителя, которое в зависимости от сорта древесины составляет около 20% массы смолы. Очень важно тщательно размешать смесь. В зависимости от температуры окружающей среды пригодность резорцинового клея к употреблению составляет от 45 мин до 8 ч. Крайние значения относятся к температурам 30 и 10°С. При 20°С клей сохраняет клеящие свойства в течение 2—3 ч.

Размешанный клей наносят на склеиваемые поверхности кистью или валиком (требуется самое минимальное количество клея — 225 г/м 2). При высокой температуре окружающей сре­ды и небольшой влажности воздуха нужно наносить клея немного больше. При 20°С намазанные клеем поверхности выдерживают открытыми 8—10 мин, а затем их соединяют.

Запрессовку деталей нужно осуществлять при таком давлении, которое необходимо для равномерного контакта склеиваемых поверхностей. Для этой цели достаточно использовать нормальные струбцины или сжимающие устройства. Самое минимальное время, в течение которого надо выдерживать детали под давлением, составляет при 20°С примерно 4 ч. Однако, если речь идет о деталях, склеенных с изгибом, то это время должно быть удвоено.

В течение времени выдержки под давлением склеиваемых деталей надо избегать сильных сотрясений. По этой причине прибивание гвоздями склеиваемых деталей исключается. Прочность и стойкость склеенных деталей к воде достигается только спустя 7 суток их выдержки под давлением при температуре около 20°С. Благодаря повышению температуры время зажима можно значительно сократить. Минимальное время зажима при 30°С составляет всего 1,5 ч, если детали не будут находиться под напряжением от изгиба. Приведенные здесь данные нужно рассматривать как контрольные цифры и относятся они к определенной марке клея С1ВА—ОЕУОУ Aerodux 185В с отвердителем НКР150. Более точные данные об этом клее, хорошо зарекомендовавшем себя в яхтостроении а также о других клеях находят в инструкциях, даваемых изготовителями клеев.

Ламинирование — изготовление деталей из пакета тонких реек или досок—дает в яхтостроении значительные выгоды При изготовлении шпангоутов оно заменяет распаривание и гнутье и связанный с этим недостаток прочности из-за сжатых волокон (рис. 63). Ламинированные шпангоуты не только прочнее, но по сравнению с гнутыми под паром шпангоутами хорошо сохраняют приданную им форму.

При изготовлении продольных связей, таких, как киль стрингеры и привальные брусья ламинирование позволяет получить основные детали без соединений, что дает возможность строить из дерева суда почти неограниченных размеров Ламинирование важных деталей набора в сочетании со склеиванием дает качественный полноценный корпус, у которого маловероятно появление неплотных мест при разбухании илиусушке даже через десятилетия. Поскольку для ламинированных деталей используются рейки толщиной до 25 мм, облегчается проблема сушки нарезанных заготовок перед склеиванием.

Рис. 63. Ламинированные шпангоуты не только прочнее, но лучше сохраняют приданную им форму, чем традиционные гнутые.

Процесс ламинирования гнутых деталей очень прост. На заранее изготовленный шаблон-цулагу укладывают от­дельные рейки с припуском примерно 5—10 мм по ширине. Толщину рейки выбирают заранее такой, чтобы рейка могла гнуться по заданной кривой, не ломаясь. Опыты с различными породами древесины при влажности воздуха 12% дали следующие минимально возможные радиусы изгиба, которые у древесины с содержанием влаги только 6% можно уменьшить еще примерно на 20%:

Расстояние между струбцинами выбирают таким, чтобы клей, нанесенный с двух сторон на рейку, выступал равномерно около кромок шва. Для ламинирования палубных бимсов, которые обычно все имеют одинаковую погибь, можно изготовлять также положительный и отрицательный шаблоны, которые затем только с помощью нескольких струбцин сжимают рейки между собой.

Как и при всех других видах склеивания, надо соблюдать необходимое время выдержки под давлением и в течение семи последних дней не давать ненужных нагрузок на ламинированные детали. Толщина реек у гнутых деталей должна составлять 5—25 мм; на прямых частях деталей она может быть увеличена до 40 мм. Если ламинированные соединения состоят более чем из пяти реек, допустимо стыковать внутренние прямо, при условии, что расстояние до следующего стыка в смежной рейке составляет не менее 50 ее толщин, а через рейку— не менее 30 толщин. Наружные рейки склеивают «на ус» с длиной заусовки, равной не менее шести толщин рейки, а при толщине 10 мм — не менее восьми.

Рис. 64. Типы соединений листов фанерной обшивки: а — соединение «на ус» — лучший тип клееного соединения (рекомендуется применять для стыков, направленных поперек волокон наружного слоя фанеры),б - стык с накладной планкой (рекомендуется для швов, которые ориентированы по направлению волокон наружного слоя фанеры; накладную планку делают из фанеры той же толщины и шириной, равной самое меньшее семикратной толщине фанеры);

При соединении листов фанеры и деталей из сплошной древесины «на ус» заусовка концов должна производиться на длине, а восемь раз превышающей толщину материала. Однако, для фанеры толщиной менее 10 мм по правилам Германского Ллойда длина усового соединения должна быть не менее 10 толщин листа (рис. 64).

На верфях для выполнения заусовки имеются простые устройства с упором и очень ровной подставкой, по которой движется высокооборотный механический рубанок. Они используются как для заусовки листов фанеры, так и для реек. Заусовку, однако, можно также просто выполнить с помощью острого ручного рубанка, причем для этого необходима абсо­лютно ровная деревянная плита с прямым упором.

При склейке «на ус» детали нужно точно стопорить по длине, чтобы они не сместились под давлением пресса. На выступающий с двух сторон на концах стыка клей накладывают полоски из оберточной бумаги, а при склеивании широких листов фанеры на стык накладывают и прижимают с помощью струбцин деревянные бруски. Благодаря этому можно создать достаточно равномерное давление запрессовки, которое должно составлять 0,4 Н/м 2 (примерно 4 кгс/см 2).

ОБШИВКА КОРПУСА И НАСТИЛ ПАЛУБЫ

Обшивка корпуса и настил палубы и их чистовая обработка являются специфическими судостроительными работами, которые обычно поручают выполнять первоклассным специалистам. Это высокое уважение к работе судостроителя сохранилось от старых времен, когда без прокладки по пазам обшивки хлопчатобумажных нитей или конопачения трудно было обеспечить необходимую плотность обшивки и палубы. Подобные методы постройки корпусов яхт так же ушли в прошлое, как деревянные нагели, которые благодаря набуханию древесины уплотняли тяжелые болтовые соединения киля или скрытое гвоздевое соединение палубы из тика. Современная постройка лодок и яхт благодаря использованию клеев так же упростилась, как и постройка судов из металла благодаря при­менению сварки вместо трудоемкой и дорогой клепки.

Обшивка круглоскулых яхт одним или двумя слоями продольных досок применяется до сих пор. Например, в Скандинавии многие деревянные яхты строят по этому методу даже серийно и с применением клея (рис. 65). Обшивку можно начинать после того как предварительно изготовленные лами­нированные шпангоуты прикреплены болтами к килю, выклеенному по шаблону, и шпангоуты выровнены на стапеле. Необходимо, чтобы малки, которые делались фрезой на шпангоутах, точно подходили под обшивку. В противном случае их надо доводить с помощью ручного рубанка.

Обшивку начинают обычно со шпунтового (килевого) пояса и ведут вверх по обоим бортам. В то время как при единичной постройке каждую доску обшивки снимают с деревянного шаблона, временно прикрепляемого к шпангоутам на гвоздях, при серийной постройке существуют уже готовые шаблоны, по которым вырезают доски обшивки с припусками по кромкам около 6—8 мм. После того как доска в зависимости от обво­дов судна обстругана и ей придана форма в поперечном сечении соответственно обводу шпангоутов (выполнено желобление), ее можно подгонять по месту. Если у форштевня есть шпунт и позже не будет закрывающего торцы досок водореза, то доску с помощью торцового рубанка подгоняют начисто к шпунту.

Рис. 65. Корпус моторной яхты «Адлер-У» с обшивкой из досок на стапеле. 123

Доску прикрепляют струбцинами к шпангоутам примерно с одинаковым зазором в несколько миллиметров относительно кромки предыдущей доски. Затем с помощью специального рейсмуса (рис. 66) проводят линию, параллельную чистовой кромке предыдущей доски. Специальный рейсмус есть не что иное, как укороченный с одной стороны большой измерительный циркуль солидной конструкции, на короткой ножке которого в припаянной оправе закреплен мягкий плотницкий карандаш. Затем доску снимают и простругивают кромку точно по разметке, для надежности ее еще раз или два примеряют по месту и подгоняют.

Этот длительный и трудоемкий процесс не соответствует больше духу времени. Вместо причерчивания и подгонки ручным рубанком на современных верфях уже давно применяют специальные ручные электрофрезы, которые своим упором передвигаются вдоль чистовой кромки предыдущей доски и за один проход фрезеруют кромку устанавливаемой доски, прижатой к шпангоутам на некотором расстоянии от чистовой кромки. После этого доску нужно снять только еще раз для очистки прилегающих кромок обеих досок от пыли и опилок и для нанесения на них клея и затем окончательно прикрепить ее к шпангоутам. При этом смазывают клеем соответствующие поверхности шпангоутов и прилегающие к ним места на доске.

Чтобы между деталями не оставалось опилок, при сверлении отверстий под шурупы доска должна плотно прилегать к шпангоутам. Одновременно она должна быть плотно пригнана к лежащей под ней доске. Для этого необходимо большое количество струбцин (рис. 65). Крепление шурупами в этом случае обеспечивает прочность соединения и одновременно служит средством запрессовки при склеивании. Без крепления шурупами поверхности склеивания со шпангоутами были бы значительно большими и за восьмичасовой рабочий день можно было бы в лучшем случае поставить две доски на борт с учетом необходимого времени на выдержку их под давлением. Однако опытные судосборщики вдвоем ставят 5—6 досок в день, если они работают с фрезой. После завинчивания шурупов можно снять все струбцины и подгонять следующую рейку. В дальнейшем будет показано, что рассмотренный метод обшивки можно рационализировать в еще большей степени.

Рис. 66. Способ причерчивания досок обшивки с помощью рейсмуса. С наружной и внутренней сторон на верхней доске прочерчивают линии, отстоящие на одинаковый размер от кромки нижней доски. Затем кромку верхнего пояса сострагивают до этих линий.

Наибольшее распространение на яхтах получил настил палубы из тиковых брусков. На яхтах из металла и пластмасс за малым исключением также делают настил палубы из тика, если его не выполняют из того же материала, что и корпус.

С тех пор как конопачение и заливка специальным корабельным клеем или пеком уступили место хотя и дорогостоящему, но надежному клею на основе резины или силикона, почти не существует технических трудностей в обеспечении плотности и долговечности палубы из брусков. Она обладает также хорошей стойкостью к воде и тепловой изоляцией.

В отличие от прежних конструкций настила, бруски которого крепились потайными гвоздями, тиковые бруски почти всегда наклеивают на один слой прочной морской фанеры. Она не только воспринимает все силы сжатия, но и дает при чистом склеивании удвоенную гарантию против возникновения течи, если уплотнение швов смоляным клеем будет повреждено.

На рис. 67 показана принципиальная конструкция современного легкого покрытия палубы тиковыми брусками. При расстоянии между бимсами 300—400 мм и соответствующей погиби эта конструкция достаточно прочная. Для 12-метровой яхты настил не должен быть толще, а для 7-метровой яхты его нельзя делать тоньше. Нагрузки в палубе больших яхт можно компенсировать за счет более часто расположенных и более прочных палубных бимсов и стрингеров. Благодаря легкой конструкции палубы удается понизить положение центра тяжести, что важно для обеспечения остойчивости больших яхт.

Рис. 67. Типовая конструкция настила палубы из фанеры, поверх которой на­клеены планки из тика (расстояние между палубными бимсами 300—400 мм). 1—ватервейс 40Х18, тик; 2— планка 40х12, тик; 3—паз. заполненный резиновым клеем, 8Х4; 4—фанера, 6=6.

Изготовление настила начинают с наклеивания морской фанеры на стрингеры, карлингсы и палубные бимсы. Это можно делать с помощью струбцин или крепления шурупами. Стыки фанеры могут выполняться на бимсах и на продольных подкладываемых под стык планках. Поверхности склеивания фанеры с палубными бимсами должны иметь достаточную площадь, поскольку не предусмотрено никаких креплений шурупами между подпалубными связями и фанерой. Соответственно требуется очень тщательное склеивание фанеры с бимсами, стрингерами и планками по стыкам.

Когда палубный набор полностью покрыт фанерой, начинают настилать поверх него тиковые рейки. На большинстве яхт длиной более 10 м ватервейс — крайнюю к борту доску настила — выпиливают из широких досок по шаблонам с усовыми клееными соединениями по длине. Более рационально изогнуть две узкие рейки по борту и склеить их друг с другом. Если внутренняя кромка деревянного фальшборта заходит немного на паз, то получается впечатление более широкой верхней палубы (см. рис. 67).

Все последующие палубные рейки, подготовленные для уплотнения по пазам с помощью смоляного клея, наклеивают на фанерный настил друг за другом, в направлении от борта к ДП. Давление запрессовки создают, где можно, струбцинами (рис. 68). Можно также применять подпорки, которые ставят между верхними брусьями стапеля, или использовать тяжести, укладываемые на настил (давление должно быть только таким, чтобы обе намазанные клеем поверхности плотно прилегали друг к другу). Важно, чтобы в фанерном настиле не было вмятин.

Рис. 68. Давление для склеивания тиковых планок, где это возможно задают с помощью струбцин.

При правильной установке и подгонке бимсов их быть не должно. Если фанера в пролете между бимсами не соприкасается с рейками, то надо предусмотреть снизу крепление на шурупах размером 3Х12 мм, которые ставят через 150—200 мм, как это показано на рис. 67. Отверстия под шурупы можно разметить перед настилом реек на фанеру и просверлить их сверху (с палубы). Для таких маленьких шурупов рейку из тика досверливать снизу не нужно—достаточно слегка надавить шилом (иглой рейсмуса) перед завинчиванием, чтобы острие шурупа захватило древесину.

Описанный метод настила палубы из брусков тика не является единственно возможным. Наряду с ним существует способ обычного крепления реек к бимсам шурупами с утопленной в рейки настила головкой и последующей заделкой большого количества отверстий под шурупы пробками. Такой метод дорогостоящий и, кроме того, пробки могут стать источниками течи.

Независимо от видов крепления тикового настила существуют различия в расположении реек. В то время как на парусных яхтах рейки почти всегда укладывают параллельно линии борта, а их концы врезают в мидельвейс в диаметральной плоскости яхты, на небольших и средних моторно-парусных яхтах рейки часто кладут параллельно ДП, т. е. прямо, без изгиба. Это рационально в том случае, если стенки рубок также прямые и параллельные ДП. Такое условие редко можно выполнить у больших моторно-парусных яхт, поэтому чаще всего идут на компромисс. Рейки настила кладут в продолжение стенок рубки в нос и в корму, а их концы врезают как в ватервейс, так и на мидельвейсе в ДП.

Другой вопрос заключается в том, как оформить концы палубных реек: острыми или тупыми. С точки зрения технологии тупые концы сейчас не являются необходимыми. Они применялись при использовании гвоздей и конопатки, поскольку острые концы при конопачении нередко ломались. Следовательно, речь идет только об эстетическом восприятии. После настила реек палубу основательно обрабатывают, особенно по пазам, пылесосом. Затем швы смазывают специальным составом для резинового клея, что необходимо для безупречного сцепления клея с древесиной.

Резиновый клей предлагается обычно двух видов: на основе резины, состоящий из двух компонентов (например, форма-флекс), и на основе силикона как однокомпонентное вещество СУКТ. Однокомпонентный клей мягче и экономнее в употреблении (наносится из тюбика). Но поскольку он плохо шлифуется, то швы надо заполнять им на 1 мм ниже кромки настила палубы. Недостатком этого клея является также образование пузырьков в лаке вблизи пазов, когда им покры­вают палубный настил.

Двухкомпонентная искусственная резина — более старый материал. Его надо тщательно перемешивать и наносить распылителем. Излишки (подтеки) нужно снимать острой стамеской прежде чем шлифовать палубу.

При тщательном выполнении работ оба вида клея достаточно надежны. Двухкомпонентный немного дешевле и поэтому его применяют чаще.

Отделка наружной обшивки яхты требует наряду с затратами физических усилий (приходится строгать и шлифовать места, частично расположенные над головой) много прилежания и терпения. Именно эти трудоемкие работы и последний этап — лакировка поверхности обшивки — повышают стоимость яхты.

Отделка корпуса яхты — чистая ручная работа, и ее можно выполнять только в том случае хорошо, если отделочный рубанок и цикли всегда держать заточенными остро как бритва.

После предварительной грубой строжки выступающих кромок реек, которые закругляют обычным рубанком, начинают работать отделочным рубанком с круто расположенным резцом. Благодаря более тупому углу установки резца стружка в нем разламывается чаще и снимается чрезвычайно, тонкий ее слой, что позволяет получить гладкую поверхность. Однако при строжке выпуклой поверхности обшивки нельзя избежать появления узких плоских фасетообразных полос. Любитель едва бы их заметил, но судостроитель хорошо чувствует их ладонью при поглаживании поверхности обшивки. Если обшивку в таком состоянии зачистить шкуркой, то эти легкие выступы становятся заметными только после лакирования. Так как лакированную обшивку шпаклевать нельзя, этот недостаток остается надолго. Поэтому хороший строитель перед шлифованием должен сгладить все небольшие неровности циклей.

Циклю изготовляют обычно из рессорной стали в виде гибкой полосы длиной 10—20 см, на которой имеется остро заточенная и закаленная продольная кромка. Циклю прижимают двумя руками к наружной обшивке и ведут вдоль волокон древесины. Снимая тончайшую стружку, постепенно выравнивают фасетообразные полоски, оставленные рубанком на наружной обшивке. После этого поверхность обшивки предварительно шлифуют вдоль волокон средней шкуркой, которую кладут на кусок пробки размером около 12 X 8 Х 4 см. До-шлифовку мелкой шкуркой выполняют рукой, как это делает художник при поглаживании лакированных поверхностей, также в направлении волокон.

Описанный метод отделки относится к постройке яхт высокого качества, дорогостоящих. Снизить стоимость отделки позволяет применение ручных высокооборотных ленточно-шлифовальных электрических машин, качество обработки поверхностей которыми нельзя, конечно, сравнить с качеством, полученным в результате ручной обработки.

3.6. ПОСТРОЙКА СУДНА С ПОПЕРЕЧНЫМ НАБОРОМ

Конструкция деревянного судна с поперечным набором является самой старой после долбленых челнов и каноэ с обшивкой из коры. Доски наружной обшивки обеспечивают водонепроницаемость и продольную прочность корпуса, а шпангоуты как поперечные связи придают форму корпусу и позволяют конструкции стать судном. Несмотря на то что в последние годы благодаря применению клеев появились более рациональные конструкции корпусов деревянных яхт, и сегодня многие яхты средних размеров продолжают строить с поперечным набором. Европейские судостроители доказали, что этот старый метод постройки можно развивать и дальше. В противоположность ФРГ, где с немецкой обстоятельностью во времена повышенного интереса к стеклопластику все другие оправдывавшие себя строительные материалы были положены под сукно, в других странах продолжалось серийное строительство сотен высококачественных деревянных яхт длиной 10—20 м. К слову сказать, у обычных яхт из, пластмасс мало шансов успешно конкурировать по таким показателям, как отношение массы корпуса к длине по КВЛ и сроку службы с современными яхтами, построенными из дерева. Окончательная стоимость деревянной яхты, главным образом вследствие большого объема ручных работ, оказывается выше (примерно на 20%), чем стоимость постройки такой же яхты из пластмасс. Однако сегодня это признается специалистами оправданным.

3.6.1. Постройка яхт из древесных пиломатериалов

Классические методы постройки яхт с поперечным набором в виде натесных и гнутых шпангоутов, досками обшивки, заделыванием головок шурупов и гвоздей пробками на цинковых белилах и конопачением пазов обшивки практически не применяются.

Современные методы постройки основаны на широком использовании клеев и ламинированных шпангоутов; детали из сплошной древесины изготовляют в случае, когда это технически оправдано и рационально по стоимости и трудоемкости постройки: для килей, стрингеров, досок наружной обшивки и флортимберсов.

После того как шпангоуты, а иногда и палубные бимсы склеены из реек и с них сняты малки, их собирают в рамки на болтах, накладывая на плаз пооекции «корпус» теоретического чертежа, вместе с заранее нарезанными флорами и палубными кницами. Киль и форштевень изготовляют параллельно со шпангоутами. В зависимости от качества имеющейся древесины эти детали либо составляют из частей сплошной древесины, либо склеивают из реек по соответствующим шаблонам-цулагам. Ламинированные кили или штевни нередко укрепляют рейкой из высокопрочной фанеры для улучшения поперечной по отношению к волокнам древесины прочности. С этой же целью детали, составленные из отдельных сплошных частей, дополнительно крепят болтами и шурупами.

Собранные шпангоуты устанавливают на киль, расположенный на стапеле, выравнивают их по верхнему стапельному брусу и укрепляют в поперечном направлении. После того как шпангоуты выровнены с помощью вспомогательных реек также и в продольном направлении и закреплены предусмотренными конструкцией продольными связями, можно начинать обшивку. Обшивка корпуса яхты досками на стапеле показана на рис. 65.

Рис. 69. При обшивке корпуса по поперечным шаблонам отдельные планки склеивают по пазам. К килю и форштевню планки крепят на шурупах.

Прямой противоположностью описанному методу постройки на основе заранее собранных шпангоутов является изготовление обшивки корпуса путем склеивания по кромкам узких реек на остове судна, собранном из шаблонов шпангоутов (рис. 69). На рис. 70 показан обшитый корпус с вклепанными дополнительно ламинированными шпангоутами, над которыми поднят его остов. Склеивание кромок реек придает корпусу такую прочность, что остов можно вынуть и форма корпуса тем не менее не изменится. Перед извлечением построечного остова в корпус ставят носовой палубный стрингер.

Оба метода постройки на заранее изготовленных шпангоутах и лекалах-шаблонах применяет одна и та же шведская верфь. Очевидно, оба метода эффективны.

После того как в корпусе смонтированы шпангоуты и продольные связи, устанавливают на место заранее сделанные бимсы, кормовую часть палубного стрингера, а также все предусмотренные проектом детали набора. К привальному брусу бимсы крепят путем косой врезки и шурупами. Роль прочной связи выполняет нижний слой палубного настила, изготовляемой из фанеры. Для фиксации коротких боковых полубимсов служат поперечные траверсы.

Рис. 70. Остов-шаблон
освобожден от склеенной
оболочки корпуса.

После настила палубы монтируют заготовленные поперечные переборки и детали надстройки. Каждую отдельную деталь, изготовленную заранее по шаблонам, раскрепляют в корпусе с помощью деревянных поперечных реек и брусьев для фиксации и контроля их положения. Не секрет, что индивидуальная постройка яхты в единственном экземпляре по такой технологии может занять вдвое больше времени без существенного улучшения качества. Это объясняется тем, что при постройке одного судна еще окончательно не отработана конструкция корпуса и нет четкой систематизации трудового процесса.

Уже при постройке второго судна рабочий знает заранее последовательность работы. При изготовлении дальнейших судов серии рабочий, если он честолюбив и рассчитывает на денежное вознаграждение за вносимые им усовершенствования, будет подавать свои предложения по улучшению проекта. Даже при небольших конструктивных изменениях можно достичь значительных выгод в производственном процессе.

Для успешной постройки деревянных яхт наряду с дальнейшим совершенствованием конструкции есть значительные ре­зервы в организации процесса труда, например, применение Поточно-позиционного метода, когда корпуса яхт перемещаются на тележках через один и тот же сборочный цех, в кото­ром монтируют ритмично корпус и надстройки. К сожалению, на многих верфях часто забывают о прогрессивных методах, которыми обогатилась технология постройки яхт.

НАДСТРОЙКИ, ПЕРЕБОРКИ И ПРОЧИЕ ДЕТАЛИ КОРПУСА

Изготовление надстройки в деталях определяет конструктор яхты при разработке основных чертежей на постройку. Но в чертежах указаны только самые необходимые данные, поэтому стоит отметить такую важную деталь, как, например, узел соединения между палубой и рубкой. Если в рубке есть дефекты и позже появится течь, то чаще всего именно в этом месте. На верфях рубки строят, обычно отдельно от корпуса по шаблонам и размерам, снятым с плаза. То, что рубка точно подходит к палубе яхты, является закономерным следствием искусства судостроителя.

Рис. 80. Типовое соединение рубки с палубой (о) и упрощенный вариант для небольших яхт с фанерной палубой (б). Шурупы крепят снизу через палубу в комингсы надстройки при­мерно на 10-кратную толщину палубы. 1—карленгс 70Х18, красное де­рево; 2—плексиглас, 6=6; 3—фанера, два слоя по 6мм; 4—бимс 40Х30, красное дерево; 5—шельф 60Х30; 6—стойка 100Х16 между иллюминаторами.

Малоопытные строители и прежде всего любители предпочитают во избежание риска монтировать отдельные детали рубки прямо на яхте. На способ крепления рубки к палубе это практически не влияет. Бортовые стенки — комингсы рубки склеивают с палубой и крепят болтами или шурупами, что целесообразно, если комингсы близки к вертикальному расположению. Иногда комингсы вставляют в деревянный настил палубы для придания жесткости всей палубе (рис. 80). Кроме склеивания с фанерой палубы при этом методе сборки резиновая прокладка между планкой настила палубы и стенкой рубки дает дополнительную гарантию водонепроницаемости. В любом случае рекомендуется изготовлять шаблон для комингсов. Только для относительно невысоких рубок можно делать комингс из одной сплошной доски; чаще всего склеивают по кромкам две доски. Этим способом можно изготовить комингсы шириной до 400 мм и толщиной 22— 25 мм.

Между вырезами для иллюминаторов обычно оставляют перемычку шириной не менее 120 мм, на которую изнутри наклеивают накладки толщиной минимум 0,7 толщины комингса, чтобы стенка рубки при изгибе не лопнула. При сборке сначала подгоняют по месту комингсы, затем по данным чертежа размечают их верхнюю кромку и с большой тщательностью намечают вырезы для иллюминаторов. После этого комингсы снимают с места и острой пилой делают осторожно вырезы для иллюминаторов. После зачистки краев вырезов на стационарном фрезерном станке фрезеруют пазы для стекла. Любителям рекомендуется наклеивать накладки на перемычки между иллюминаторами перед обработкой вырезов, чтобы избежать растрескивания перемычки комингса из-за воз­никающих здесь напряжений.

Для комингсов надстроек, которые тоньше 22 мм и выше 400 мм, нельзя применять сплошную древесину. В таких случаях либо используют фанеру, либо иллюминаторы делают из плексигласа, либо комингсы склеивают из двух наружных слоев сплошной древесины, а в середину вклеивают слой из фанеры. Большие надстройки для моторных яхт делают чаще всего из реечного каркаса с обшивкой из фанеры.

Крышу деревянных надстроек и рубок обычно склеивают из двух слоев фанеры поверх часто расположенных бимсов. Бимсы опираются в шельф — брус, прикрепленный к комингсу, после того как он вместе с вырезами для иллюминаторов обработан и установлен на место. Концы бимсов больше не врезают как в старые времена в «ласточкин хвост», а делают в шельфе простой вырез на толщину бимса и очень редко устанавливают в этом месте нижнюю накладку для подкрепления. Поперечную прочность рубке дает перекрывающая ее крыша из фанеры.

Рис. 81. Пример относительно простои конструкции корпуса с надстройкой— баком на яхте «Контра» длиной 6,80 м. Сечения в районе кокпита (а) и палубы (б). Конструкция всех соединений рассчитана так, что ни одна из кромок фанеры не остается открытой.

Фанерные крыши рубок сегодня покрывают обычно двух­компонентными лаками. Таким же лаком защищают от влаги торцовые открытые кромки фанеры. Отлакированная крыша рубки хорошо сочетается с естественной текстурой комингсов рубки и кокпита, также покрытых лаком.

Бак — это надстройка, идущая от одного борта до другого, которая по сравнению с обычной рубкой дает значительные преимущества в увеличении внутреннего объема судна, эконо­мии массы и повышении безопасности благодаря увеличенному запасу плавучести. Уже на яхтах длиной 9 м и более можно применять бак, не отказываясь от необходимого межпалубного пространства высотой около 1,85 м. Чем больше размерения яхты, тем целесообразнее становится надстройка — бак. На яхтах длиной 16 м и более не нужна никакая надстройка, так как при таких размерениях высоту межпалубного пространства можно обеспечить устройством традиционной гладкой палубы.

Благодаря большому завалу внутрь комингсов бака иллюминаторы, предусмотренные в них, лучше защищены против удара волн, чем в бортах гладкопалубной яхты. По этой же причине конструкция бака обычно значительно легче. На легких яхтах длиной 7 м бак очень популярен, так как легче, надежнее и дешевле, чем нормальная рубка на судне таких же размерений. Постройка бака из фанеры относительно простое дело (рис. 81), особенно если набор бака является частью шпангоутной рамы.

КИЛЬ, РУЛЬ, ФУНДАМЕНТЫ

У всех современных конструкций парусных яхт балластные кили и рули являются отдельно изготовленными деталями, технологически не связанными с постройкой собственно корпуса. Аналогично обстоит дело с фундаментами и подкреплениями всех видов. После первоначальных попыток изготовлять, например, рули и их плавники деревянных яхт также из дерева, остановились на решении выполнять эти детали из металла. То же относится к подкреплениям корпуса для установки киля, устройств и к фундаментам двигателей.

Балластные кили представляют собой сегодня отдельно изготовляемые свинцовые или чугунные отливки. Их часто отливают вместе с соответствующим фланцем или изготовляют как сваренный из стальных листов кожух с фланцем, заполненный свинцом и скрепляемый болтами с деревянным килем и флорами корпуса яхты. На больших деревянных яхтах корпус в районе балластного киля подкрепляют обычно внутренними металлическими флорами, которые крепят болтами к набору корпуса. Эти металлические усиления комбинируют с одним или двумя рамными шпангоутами, в большинстве случаев сварной конструкции из легкого сплава. Ширина верхних концов шпангоутов увеличена с той целью, чтобы крепить стоячий такелаж и передавать натяжение вант по возможности равномерно на корпус.

Рис. 82; Конструкция руля и дейдвуда гребного вала из нержа­веющей стали для яхты длиной 7,5 м. Фундамент для снижения структурного шума изготовлен из дерева и имеет соединение из алюминиевых угольников.

1 —обшивка плавника, 6=2; 3— пруток 0 12; 3—ось 0 16; 4— обшивка пера руля, 6=2; 5—баллер, труба 40Х5; 6—гельмпортовая труба 45Х2: 7—румпель, сечение у головки баллера 35Х50; 8—болтМ16Х60; 9—оковка румпеля, 6 ==6; 10—бронзовая шайба 5Х60; 11—фланец гельмпортовой трубы ЗХ 125;12— зашивка дейдвудной трубы, 6== 2; 13—дейдвудная труба 45Х2; 14— фланец. 6=4; 15—фланец плавника, 6==4; 16— болт М6Х70; 17 — угольник 30Х30Х4, легкий сплав.

Рули деревянных яхт изготовляют почти исключительно из металла. Небольшие балансирные рули моторных яхт отливают иногда даже с баллером за одно целое. Если руль имеет большую поверхность, то его делают сварным из стали, бронзы или нержавеющей стали. Плавник руля через фланец крепят болтами или шурупами к корпусу. Конструктивно плавник в большинстве случаев рассчитывают только на выдерживание сил, возникающих при боковом обтекании его водой, но не на поддержание руля. Рулевое устройство поэтому обыкновенно рассчитывают как самостоятельно воспринимающее нагрузку от давления воды на поверхность руля. На рис. 82 показаны наряду с типичной простой конструкцией руля также сделанный из нержавеющей стали дейдвуд гребного вала и типичный деревянный фундамент под двигатель.

Постройка яхт из фанеры и пиломатериалов

Комбинированная конструкция корпуса довольно часто применяется в европейском серийном производстве моторно-парусных яхт. Особенной известностью пользуется североитальянская верфь «Багильетто», на которой строятся быстроходные и легкие моторные яхты. Благодаря систематизи­рованной технологии, которая будет описана ниже, здесь организовано рациональное производство яхт при приемлемых затратах и рыночных ценах. Только этим можно объяснить тот факт, что верфь несмотря на всемирную конкуренцию в течение 60-х и 70-х годов построила и продала сотни яхт длиной 14—22 м и при этом имела мало рекламаций. Такой успех не в последнюю очередь нужно отнести за счет выбранного строительного материала—древесины, которая нечувствительна к колебаниям конъюнктуры.

Как показывает наглядно типовое сечение мидель-шпангоута корпуса комбинированной конструкции с деревянным набором (рис. 71), днищевая часть обшивки с изгибом в носовой части склеена из двух слоев деревянных планок по поперечным шпангоутам. На моторной яхте длиной 18 м, развивающее скорость 26 уз, днище имеет толщину всего 21 мм и состоит из диагонального внутреннего слоя — набора 9-миллиметровых планок древесины кайя и наружного слоя — из таких же 12-миллиметровых планок, уложенных вдоль судна. При расстоянии между шпангоутами около 500 мм между ними устанавливают дополнительные днищевые шпангоуты для передачи на продольные связи сильных ударов, возникающих при ходе на волнении. Борта катера, подвергающиеся много меньшим нагрузкам, обшивают морской фанерой толщиной 17 мм, которую нарезают полосами шириной около 400 мм, приклеивают к пазовым рейкам и затем привинчивают шурупами. Между двумя пазовыми рейками шириной 60 мм ставят дополнительную рейку для обеспечения местной жесткости.

Рис. 71. Конструктивный «мидель-шпангоут» моторной яхты с комбинированной обшивкой из фанеры (борт) и планок, применяемый на верфи «Багильетто».

Поперечный набор у этого корпуса заготовляют из отдель­ных деталей, которые фрезеруют по шаблонам и затем с по­мощью соответствующих накладок собирают в шпангоутные рамы. Поперечные переборки склеивают из двух слоев фанеры и также фрезеруют по контуру по шаблонам.

Киль, форштевень и стрингеры при постройке по методу верфи «Багильетто» склеивают из отдельных частей массивной древесины с соответствующими косыми накладками. Пока существует качественно выдержанная древесина, нельзя ничего. сказать против ее применения. Ламинирование отдельных деталей обошлось бы значительно дороже. Стапель для постройки моторной яхты по этому методу состоит из трех продольных балок. На среднюю кладут киль, а боковые служат опорами для шпангоутов. После того как рамы шпангоутов поставлены на стапель, на них кладут изготовленные заранее днищевые стрингеры. Затем устанавливают поперечные переборки, в которых уже сделаны вырезы для днищевых стрингеров. Далее днищевые стрингеры крепят болтами или шурупами к шпангоутам и переборкам, монтируют палубные стрингеры, карленгсы, подкрепления для лебедок и палубных деталей. Параллельно с установкой палубных стрингеров обшивают борта корпуса; днище из-за конструкции стапеля, состоящего из трех балок, остается все еще открытым. В любом случае обшивка бортов корпуса заканчивается после монтажа настила палубы.

Эффект этого метода серийной постройки состоит в том, что по завершении обшивки бортов стапель освобождается и корпус без днищевой обшивки передвигают на расположенный сзади достроечный стапель. Благодаря этой системе можно так размещать одновременно работающих над яхтой людей, что они не мешают друг другу.

На достроечном стапеле на готовую палубу устанавливают заранее заготовленную надстройку. Одновременно другая бригада обшивает днище диагональным внутренним слоем досок и продольным наружным слоем. Доски подгоняют друг к другу с помощью специальных ручных фрез и склеивают с помощью зажимных устройств, работающих на сжатом воздухе. Бригада наверху устанавливает заранее заготовленный фальшборт и собирает надстройку. Как только днище готово, изолируют машинный отсек и монтируют оборудование жилых помещений. Параллельно маляры производят окраску наружной обшивки и надстройки.

По окончании изолировочных работ в машинном отсеке устанавливают главные двигатели и вспомогательные агрегаты, монтируют системы, обслуживающие их. Одновременно ставят на место иллюминаторы в наружной обшивке и надстройке, монтируют палубные устройства, ведут малярные работы снаружи корпуса. Благодаря такому ритмичному методу средняя судоверфь может каждые 4—5 недель выпускать на ходовые испытания моторную яхту длиной 20 м. Высокая производительность достигается благодаря систематизированному технологическому процессу и хорошему планированию.

Яхты с остроскулыми обводами из фанеры

Яхты с остроскулыми обводами были популярны в 50-е и 60-е годы. С увеличением ширины яхт конструктивные недостатки принятых тогда У-образных шпангоутов с одной скулой проявлялись все отчетливее и это вместе с быстрорастущими ценами на морскую фанеру стало причиной исчезновения остроскулых судов из числа морских яхт. Фанеру применяли преимущественно для постройки небольших швертботов.

С появлением яхт с двойной скулой, которые показали даже более высокие мореходные качества, чем круглоскулые суда, постройка яхт с фанерной обшивкой стала вновь актуальной. За возможность строить относительно легкие яхты, которые удобно транспортировать на трейлере, ухватились главным образом любители-судостроители. Проект яхты-компромисса типа «Гаммлер» длиной 7,0 м, разработанной специально для постройки любителями, послужил основой для многих подобных яхт (рис. 72).

Рис. 72. Конструктивный «мидель-шпангоут» 7-метровой яхты компромисса «Гаммлер» с фанерной обшивкой: а — сечение по кокпиту; б — «мидель-шпангоут»; в — сечение по форпику.

1— наружная обшивка, фанера, 6=8; 2 — тимберсы шпангоутов 60Х20; 3 — стрингер 45Х22; 4 — кница 8Х75Х150, с двух сторон; 5 — привальный брус (внутренний и наружный) 45Х22; 6 — комингс кокпита, 6=16 мм; 7 — бимс 60Х20; 8 — кница 8Х75Х100, с двух сторон; 9 — карлингс кокпита 25Х30; 10 — раскладка 18Х45; 11— стойка 45Х20; 12— обшивка кокпита, фанера, 6=8; 13—бимс кокпита 60Х20; 14— настил кокпита, фанера 6=10; 15—кница 8Х400, фанера, с двух сторон; 16— крыша надстройки, фанера. 6=8; 17— бимс '60Х20; 18— кница 8Х75Х125, фанера, с двух сторон; 19— кница 8Х75Х190, с двух сторон; 20—пайол, фанера 6=10 с продольными ребрами 30Х20 через 200 мм; 21—швертовый колодец, сталь;22—флор, 6=20; 23—средний стрингер надстройки 45Х22.

При постройке яхт с остроскулыми обводами рамки каждого шпангоута собирают из реек, пользуясь проекцией «корпус» на плазе. Когда все шпангоуты готовы, их устанавливают на простой стапель в положение килем вверх и врезают в них стрингеры и привальные брусья, чаще всего все одинакового поперечного сечения. Корпус обшивают листами фанеры, которые наклеивают на шпангоуты и стрингеры, причем для запрессовки используют шурупы. Листы фанеры склеивают предварительно «на ус» до необходимой длины.

Настил палубы бака и кокпит монтируют обычным способом после того как установлен швертовый колодец, сваренный из стальных листов. Хотя такая конструкция яхты с двойной скулой и обшивкой из фанеры имеет благоприятное соотношение водоизмещения к длине, что ценно не только для получе­ния хорошей скорости, но и для транспортировки на трейлере, этот метод постройки все меньше привлекает внимание из-за высокой цены на морскую фанеру. Для любителей имеется возможность достраивать яхты, используя готовые формованные на клею корпуса из шпона красного дерева.

ПОСТРОЙКА СУДНА С ПРОДОЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ НАБОРА

Конструкция корпуса судна с продольной системой набора в яхтостроении является сравнительно новой. Набор состоит из жестких натесных шпангоутов, на которых система продольных связей (стрингеров) образует основание для крепления наружной обшивки. На этот каркас можно наклеивал продольные полосы из фанеры или диагональную клееную обшивку из досок — в обоих случаях получается легкая, прочная и долговечная наружная обшивка. Стрингеры в сочетании с об щивкой параллельно-диагональными полосами фанеры являются основой метода постройки «Лизолетта», впервые примененного Эрнстом Лехфельдом.

Метод постройки судна на продольной системе наборе оправдал себя как в серийном производстве, так и при относительно недорогой индивидуальной постройке, поскольку изготовление натесных шпангоутов не требует больших затрат Этим методом в сочетании с применением диагонального способа обшивки взыскательный любитель может построить легкую яхту с благоприятным соотношением массы к длине по КВЛ и длительным сроком службы.

Клинкерная обшивка из фанеры.

Традиционный метод постройки малых судов с обшивкой (кромка на кромку), или «клинкер», в наши дни включает и метод постройки «Вааршип», разработанный в Голландии. В отличие от обшивки «клинкер» из досок, применявшийся в прошлом, при этом методе каждый пояс фанеры накладывают на стрингеры, склеивают с ними и крепят шурупами. Получается плотный и прочный корпус, который подкрепляют изнутри еще несколькими кницами, переборками и днищевыми флорами. С выступающими кромками — пазами смежных поясьев приходится мириться ради прочности и надежности конструкции. Несмотря на это многие лодки типа «Вааршип" выигрывают гонки — это доказывает, что большинство из выступающих пазов ориентированы по направлению потока воды. Яхты типа «Вааршип» длиной 6—8,7 м строят по следующему систематизированному методу. На серийный стапель состоящий из нормальных натесных шпангоутов и козел ( креплениями для заранее сделанных днищевых флоров, бортовых книц и отдельных переборок, укладывают плоский деревянный киль с клееным ламинированным форштевнем, стрингеры в предусмотренные для них вырезы в шпангоутах и другие детали, находящиеся в корпусе, и крепят их шурупами (рис. 73). Форштевень не имеет шпунта—концы листов фанеры, выступающие перед форштевнем, отпиливают, торцуют и по завершении обшивки закрывают наружным штевнем.

Рис. 73. Сборка корпуса с продольной системой набора.

Корпус яхты обшивают заранее отфрезерованными из фанеры по шаблонам поясьями, первый из которых приклеивают к малкованному килю. Каждый последующий пояс склеивают с малкованной кромкой предыдущего пояса, Дополнительно кромки крепят шурупами. Свободный край кромки наклеивают на пазовую рейку.

На рис. 74 изображен этот процесс, требующий большого числа струбцин. Перед склеиванием и креплением шурупами каждой полосы с кромки предыдущей полосы и со следующей за ней пазовой рейки снимают соответствующие малки. Это делают с помощью механизированного ручного рубанка, длинное основание которого перекрывает по диагонали расстояние между кромкой полосы и пазовой рейкой.

Рис. 74. Установка на корпус предварительно отфрезерованного пояса обшивки из фанеры.

По завершении обшивки корпуса к ее верхнему поясу приклеивают снаружи рейки привальных брусьев, вставляют две поперечные распорки для создания достаточной жесткости и корпус снимают со стапеля. Затем монтируют палубные бимсы, палубу и рубку. В это время корпус удерживается в равновесии на полу с помощью нескольких подпорок.

Для любителя, желающего построить корпус таким методом, в Голландии, например, поставляются заготовленные детали (уже смалкованные фанерные листы обшивки, настил палубы, бимсы и переборки). Это дает большую экономию труда. Однако полностью законченный корпус, продаваемый верфью для самостоятельной достройки, несмотря на все стремления к рационализации технологии, стоит довольно дорого. По сравнению с самостоятельно построенной яхтой такой вариант оказывается ненамного дешевле. То что строители «Вааршипов», несмотря на это, продают сотни готовых корпусов, говорит о хорошо продуманной технологии постройки.

Постройка корпуса с диагональной обшивкой

Постройка корпусов яхт с диагональной обшивкой с применением формовки на клею — самый современный и рациональный метод постройки деревянных яхт. Корпуса получаются легкими, высокопрочными и долговечными. При этом методе постройки, пригодном для профессионального судостроения, поверх деревянных шаблонов укладывают продольные рейки стрингеров, которые образуют основание для планок обшивки. Планки, вырезанные из морской фанеры и сплошной древесины, приклеенные по диагонали к стрингерам в три слоя, составляют прочную и жесткую оболочку корпуса (рис. 75). Лекала-шпангоуты, собранные на гвоздях из хорошо высушенной на воздухе древесины ели или других незначительно деформирующихся при изменении влажности пород, служат исходной оснасткой для постройки. Их собирают из имеющихся в наличии досок по вычерченным на плазе контурам.

Рис. 75. «Мидель-шпангоут» яхты «Дести-С» длиной 9,20 м с наружной обшивкой из трех слоев судостооительной фанеры толщиной по 5 мм.

Лекала кроме накладок в местах стыков надо обеспечить необходимыми креплениями для установки на стапеле в положении килем вверх (рис. 76).

Рис. 76. Стапель кондуктор для постройки корпуса с диагональной обшивкой.

Стапель может состоять из двух солидных хорошо высушенных балок из ели, которые располагаются параллельно и в зависимости от размеров судна отстоят друг от друга на 1—2 м. В строительном помещении без пола можно врыть в землю столбы и на них укрепить балки стапеля. Если имеется падежное основание — пол, надо предусмотреть надежное закрепление этих балок.

Установка лекал шпангоутов на стапеле производится согласно предварительной разметке их положения по струне, натянутой вдоль ДП, строго перпендикулярно к ДП и на точных расстояниях один от другого. Линия ДП, прочерченная на лекалах, позволяет устанавливать по натянутой струне шпангоут за шпангоутом на стапель и закреплять их соответствующими брусками и гвоздями. С помощью отвеса и уровня лекала выравнивают по вертикали и горизонтали. Первым устанавливают строго вертикально лекало среднего шпангоута и диагональными распорками раскрепляют его к балкам стапеля.

Все другие шпангоуты можно удерживать на расстоянии с помощью вспомогательной репки, прибиваемой к обоим бортам лекала после его выравнивания. Если с помощью такой оснастки предполагают строить и Другие корпуса, целесобразно сделать подпорки под каждый шпангоут диагонально к стапелю. Надо, однако, оставить столько места, чтобы можно было позже для снятия корпуса освободить снизу шурупы, соединяющие стрингеры с лекалами шпангоутов.

Киль и штевни изготовляют обычно ламинированной конструкции. Например, для яхты длиной 9,20 м киль является одной деталью, склеенной из прямых реек толщиной 20 мм с промежуточным слоем из фанеры. Только кормовой футокс (ахтерштевень) и форштевень склеивают, изгибая рейки на простых шаблонах, размеры которых снимают с теоретического чертежа. Первыми устанавливают на стапеле кормовой футокс и форштевень в соответствующие вырезы в лекалах и брусками или короткими угольниками крепят на месте. После этого склеивают заготовленную заранее балку киля с форштевнем и кормовым футоксом.

Продольные связи и палубные стрингеры укрепляют на шпангоутах с помощью брусков и коротких угольников изнутри так, чтобы после изготовления корпуса их можно было легко снять. К форштевню продольные связи и привальные брусья крепят на врезке, на клею и на шурупах. Если имеется транец, его изготовляют сразу и устанавливают на стапель так, чтобы продольные связи и палубные стрингеры можно было закрепить и на транце.

При продуманном конструировании продольные связи рассчитывают в сечении так, что их можно гнуть без большого давления по лекалам. Только палубные стрингеры (привальные брусья) вследствие значительной ширины чаще всего склеивают из двух или трех реек по толщине.

Обшивку можно начинать после обработки продольных связей под малку. Хотя теоретически такой обработки не требуется, но из-за возможного скручивания реек продольных связей это нередко делать необходимо.

Диагональная обшивка бывает двух видов. В первом случае полосы, вырезанные из морской фанеры, наклеивают в три слоя в одном и том же диагональном направлении, сдвигая каждый раз на половину их ширины. Во втором случае используют три слоя полос, нарезанных из сплошной древесины, которые накладывают перекрестно-диагонально (перпендикулярно друг к другу) и склеивают. Обшивку такого типа применяют чаще всего для яхт длиной более 10 м, поскольку при этом способе достигается экономия материала. Наружный слой обшивки в большинстве случаев выполняют в виде продольных полос для придания видимости традиционной обшивки из досок. Целесообразность применения досок из сплошной древесины зависит от того, насколько тонкими их можно вырезать. Если доски после этого приходится строгать на значительную величину, то при тех же затратах лучше применять морскую фанеру. Однако если на верфи имеется высокооборотный рейсмусный станок, который режет полосы шириной 120 мм так, что их поверхность не нуждается в дополнительной строжке, то дешевле применять сплошную древесину. Любители, считающие метод диагональной обшивки оптимальным, применяют чаще всего полосы фанеры, причем три слоя таких полос склеивают встык в одном диагональном направлении. Последовательность процесса диагональной обшивки такая:

1. В первом слое каждую полосу фанеры склеивают только с продольными связями и встык с лежащей рядом полосой. Запрессовка осуществляется с помощью скоб из нержавеющей стали, которые глубоко забивают и оставляют в полосах.

2. Второй слой полос фанеры крепят такими же скобами в районе стрингеров, пробивая через первый слой. Скобы тоже оставляют. Для гарантии достаточного давления запрессовки на стыки кромок полос второго слоя укладывают дополнительные полосы фанеры и через них забивают скобы. После склеивания эти скобы вместе с дополнительными полосами снимают с обшивки.

Прежде чем наклеивать второй слой на первый, стыки слегка зачищают обычно с помощью маленького торцового рубанка. Плавность обвода контролируют, прикладывая к корпусу продольную гибкую рейку.

3. Скобы забивают с помощью пневматического пистолета, сжатый воздух поступает из нормального баллона через дроссельный клапан, редуцирующий давление до 6—8 кгс/см 2. Таким образом, нажав пальцем на кнопку, забивают в дерево проволочные скобы длиной 15—30 мм. Регулированием давления воздуха можно добиться того, что спинки скоб будут или на одном уровне с поверхностью дерева или утоплены в нее на 1 мм. После удаления скоб остаются такие крошечные отверстия, что они не портят вида лакированной наружной обшивки (рис. 77).

Рис. 77. Диагональная обшивка из полос фанеры на стапель-кондукторе.

4. Подгонку отдельных полос фанеры можно производить рубанком. Но даже любители часто используют маленькие ручные электрические фрезы с диаметром фрезы около 10 мм. Полосу, которую нужно подогнать, прикрепляют на расстоянии 4—8 мм от кромки уже поставленной полосы тремя гвоздями так, чтобы она плотно прилегала к нижнему слою. Затем, установив в зазор между кромками фрезу, ведут ее сверху вниз, наблюдая за тем, чтобы упор фрезы плотно прилегал к кромке ранее поставленной полосы.

5. Клей лучше всего наносить зубчатым пластмассовым шпателем. В пластмассовом сосуде приготовляют столько клея, сколько необходимо для склеивания одной полосы.

6. Спинки скоб, которыми крепят третий слой фанеры, утапливают примерно на 1 мм. Это позволяет выполнять чистовую обработку наружного слоя обшивки, начиная с прострожки торцовым рубанком. Если продольный наружный слой предполагается лакировать, скобы из полос осторожно удаляют. Остающиеся крошечные отверстия постепенно забухают или заполняются наполнителем и естественным лаком.

Транец или изготовляют заранее и обшивают вместе с корпусом как часть наружной обшивки, или подгоняют в уже готовую обшивку. Второй путь более трудоемкий, но позволяет избежать неточностей, которые возможны при развертке и изготовлении транца. Вместо транцевого шпангоута для этого случая надо подгонять вставки из брусков между стрингерами, чтобы для транца была обеспечена достаточная площадь склеивания. В крайнем случае транец надо перекрывать треть им слоем наружной обшивки, так как к нему приложены относительно большие силы от ахтерштага.

Готовый корпус снимают с шаблонов шпангоутов с помощью талей, закрепленных на транце и форштевне, после того как все соединения между системой шаблонов и оболочкой корпуса освобождены. Если речь идет о серийной постройке, то сооружение из шаблонов шпангоутов оставляют и используют для постройки следующих корпусов. Для этого случая целесообразно иметь шаблоны более жесткой и прочной конструкции, чем при одиночной постройке судна.

После снятия корпуса с шаблонов его зачищают в положении килем вверх, так как это требует намного меньше усилий, чем работа фуганком, циклей и пробкой в потолочном положении — над головой. Затем готовый корпус раскантовывают в нормальное положение, устанавливают настил палубы и выполняют последующую сборку.

Для самостоятельной постройки диагональный метод обшивки играет важную роль. Применяя этот метод, можно построить высококачественную яхту с относительно немногочисленными приспособлениями и оборудованием и несмотря на это профессионального качества. Особое преимущество многие видят в чистой работе и возможности в любое свободное время подогнать и наклеить несколько полос фанеры без посторонней помощи.

КОРПУСА ИЗ ФОРМОВАННОЙ ФАНЕРЫ

Формование корпуса из полос шпона производят на прочно построенной положительной форме — болване или пуансоне. Стоимость изготовления формы примерно равна стоимости постройки двух корпусов на ней. Из этого следует, что применять подобный способ можно исключительно для постройки серийных яхт.

Есть судоверфи с большим опытом изготовления высококачественных формованных корпусов яхт, которые начинали с выпуска небольших швертботов и закончили постройкой 10-метровых корпусов. Формованные корпуса идут почти исключительно на другие верфи, занимающиеся сборкой яхт, или продаются любителям.

Иногда делаются попытки строить формованными из шпона яхты длиной 14 м и более. В подобных случаях привлекает удивительно благоприятное соотношение массы и прочности шпоновых корпусов, которое позволяет достигать минимального водоизмещения готовой яхты. Однако опытные изготовители формованных корпусов по причине низкой рентабельности производства больших яхт постепенно ограничились выпуском судов разумных размеров. Особенно привлекателен этот метод постройки для яхт, перевозимых на трейлерах, у которых оптимальные размерения ограничены еще грузоподъемностью трейлера. Неудивительно, что яхты для трейлеров занимают все еще большое место в программах изготовителей формованных корпусов.

Изготовлением корпусов методом формования из шпона по выше упомянутым причинам занимаются лишь немногие специалисты, которые, как правило, делают из своего искусства большую тайну. Секрет состоит в том, что качество постройки зависит главным образом от ловкости рук работающих. Этот метод вряд ли можно механизировать, и только тщательная отработка технологии позволяет выпускать яхты ненамного дороже судов с корпусами из пластмасс.

Пуансон (болван) изготовляется солидной прочности из деревянных реек, которые крепят шурупами на остов из шаблонов шпангоутов, установленных на основание — стапель (рис. 78). Для киля и форштевня в болване делают соответствующие пазы. Эти детали изготовляют на особом шаблоне ламинированными и, прежде чем уложить их в паз на болване, склеивают между собой в закладку.

Рис. 78. Болван — положительная форма, на которой строят клееные корпуса;

стоит примерно в два раза дороже, чем построенный по нему корпус.

Подгонка полос фанеры, каждая из которых состоит самое меньшее из пяти слоев, самая ответственная ручная работа. Ее выполняют маленьким торцовым рубанком, после того как полосу фанеры закрепят несколькими скобами на болване. Первый слой из полос фанеры оставляют на болване, в то время как второй слой, который кладут диагонально примерно под 90° к полосам первого, после подгонки снимают для нанесения клея (рис. 79).

Рис. 79. Подогнанные и прихваченные скобками листы шпона надо снимать по отдельности и после нанесения клея вновь укладывать на болван.

Применяют обычный резорциновый клей, используемый при постройке яхт для всех видов склеивания, выполняемого в холодном состоянии. В данном случае клей должен быть рассчитан на особенно длительное время, при котором выдерживаются намазанные детали. Дело в том, что полосы фанеры, которые закреплены скобами на болване, снимают по отдельности и после нанесения клея снова укладывают на то же самое место.

Особенностью процесса склеивания является запрессовка посредством покрывала из прорезиненной ткани, вырезанного по размерам пуансона. На нижней кромке болвана покрывало плотно прижимается специальным зажимным устройством. Из пространства между покрывалом и болваном с помощью вакуумного насоса удаляется воздух. Благодаря этому резиновый мешок плотно прижимает полосы фанеры к поверхности болвана, обеспечивая давление запрессовки. Подгонку и склеивание выполняют столько раз, сколько предусмотрено слоев фанеры. Это утомительная и кропотливая работа.

Готовую скорлупу снимают с болвана после того как ручной дисковой пилой отпилят несколько сантиметров обшивки на нижней кромке пуансона. В этой отрезанной полосе находится множество скрепок, так же как в киле и форштевне. По возможности нужно избегать ставить скрепки между этими конечными точками, а если без них не обойтись, то по окончании каждого склеивания скрепки удалять. Изготовленная таким образом формованная оболочка корпуса еще очень изменчивая и гибкая, поэтому в большинстве случаев в нее сразу же вклеивают предусмотренные проектом привальные брусья.

Для определенных типов яхт палубу и рубку строят одновременно с корпусом и тоже в формованном исполнении. Наружный слой делается из тиковых реек, как у обычной палубы. На маленьких яхтах высота в рубке всегда имеет критическую величину и высота бимсов рубки занимает несколько сантиметров. Поэтому формованная из шпона рубка без бимсов и другого набора является логически оправданной конструкцией. Сильно выпуклая крыша рубки в формованном исполнении не нуждается в подкреплении бимсами; на основной палубе вследствие меньшей стрелки поперечной погиби требуется установка нескольких бимсов.

Формованные рубки часто имеют внутри декоративный слой из светлого дерева. Формованные рубки и надстройки не дешевле в изготовлении обычной сборной конструкции, хотя и немного легче. Однако выполненные для определенного типа судна рубки используются также для других яхт аналогичных размерений. В последнее время формованные деревянные корпуса стали очень популярны. Из-за высокой цены на верфи заказывают обычно только корпус и оснащают его современной легкой выпуклой палубой из фанеры. Этот вариант дает даже преимущество в остойчивости.

Чтобы на очень маленькой яхте получить желаемое межпалубное пространство, любители строят иногда по собственному проекту рубки и надстройки увеличенной высоты, которые, однако, не гармонируют с корпусом и могут ухудшить эксплуатационные качества судна. Именно для таких случаев рациональна формованная надстройка без бимсов, обеспечивающая достаточную высоту внутри каюты. С другой стороны, благодаря сильной двойной выпуклости, придающей жесткость, боковые контуры формованной надстройки оптически выглядят более низкими.