Контакты

Морское Дело,
Возрождение забытого искусства
.
Инженер Иванов.
maineditor@sobdelo.ru

Напишите мне: выгодные сотрудничество, предложения, а также новые идеи приветствуются.

Плюс - ответы на все ваши вопросы.

Мой телеграм канал Морское Дело https://t.me/nauticalworld

Выберите дату в Календаре и просмотрите все материалы за этот день.

April 2024
M T W T F S S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930  
28.05.2024

Морское Дело

ВОЗВРАЩЕНИЕ ЗАБЫТОГО ИСКУССТВА

Как рассчитать прочность лодки 4

Сегодня я продолжаю публиковать материал о прочности или размерах поперечных сечений связей корпуса лодки.

Views: 12

Сегодня я продолжаю публиковать материал о прочности или размерах поперечных сечений связей корпуса лодки. Отмечу отдельно, эти правила, которые вы обнаружите ниже, относятся только к деревянным корпусам. Для пластика и стали свои специальные формулы.

И ещё одно предварительное замечание. Авторы, и не только этой книги, пытаются писать ярко и оригинально. Поэтому перед переводчиком стоит задача: либо вникнуть в авторский стиль и пытаться найти ему эквивалент в русском языке, либо плюнуть на всё и передавать только суть дела. Зачастую сухо в стиле технического справочника. Что я и делаю. Не пытайтесь искать здесь “литературу”, как один попавшийся мне давече “высоколобый ценитель литературных изысков”, который искал в техническом справочнике то, чего там в принципе нет. Но, сейчас не о деградирующей шпане, а о важном деле.

Итак, автор продолжает:

Правило скэнтлин для обшивки из доски на наборе

В предыдущих главах мы рассмотрели принципы и стандартные конструкции, используемые в традиционном строительстве деревянных лодок. В этой главе мы рассмотрим правило скэнтлин, которое позволит нам рассчитать поперечные сечения связей для большинства обычных деревянных лодок.

Рекомендуемые породы древесины

Древесина, используемая для каждого конкретного применения – для флоров, шпангоутов, досок обшивки, книц – имеет решающее значение. Древесина для лодочного строительства подробно рассматривается в главе 12. По возможности старайтесь использовать древесину, рекомендованную в этой главе, в тех случаях, когда она обозначена как «отличная» или «хорошая». Древесина, указанная как «приемлемая», будет именно такой. Вы можете использовать её при необходимости, но она не прослужат так же долго, как та, которая оценена как отличная или хорошая для данного конкретного применения.

Размеры «форма» и «бок»

Однако прежде чем мы перейдем к рассмотрению правила скэнтлин для конструкции типа “доски-на-наборе”, нам необходимо установить более точную терминологию для описания размеров поперечных сечений. До сих пор мы называли доски, рамы и кили «такой-то толщины», «такой-то ширины», «такой-то высоты» или «такой-то глубины». Это недостаточно точно, поскольку не всегда ясно, в каком направлении находится «ширина», «глубина» или «высота». Правильные термины – размеры «форма» и «бок» или просто – форма и бок.

Размер форма любой детали – это размер, измеренный снаружи по направлению к внутренней части корпуса. Таким образом, для килевой балки форма – это вертикальный размер (направление вверх-вниз направлено внутрь). И наоборот, для ширклампа (балка, идущая внутри вдоль верхнего края наружной обшивки и на которой крепятся бортовые концы бимсов, прим. перев.) форма – это горизонтальный размер (направление от борта к борту направлено внутрь).

Бок – это направление под прямым углом к размеру формы, которое не проходит по всей длине волокна древесины. Например, форма для палубной балки направлена вверх-вниз, а бок – в продольном направлении (нос-корма). Стоит уделить время пониманию этой системы размеров, потому что она устраняет возможную путаницу. (То есть, координаты «форма-бок» связаны не с корпусом судна, а только с рассматриваемой деталью. Прим. перев.)

Например, скуловой стрингер можно описать как стрингер шириной 4 дюйма (100 мм) и высотой 2 дюйма (50 мм). Однако это расплывчатое описание, поскольку по мере продвижения скулового стрингера к носу судна он поворачивает почти на 90 градусов. В середине корабля скуловой стрингер расположен примерно горизонтально на шпангоутах, но в носовой части он будет лежать почти вертикально относительно них. Там, где 2-дюймовый (50 мм) размер будет примерно вертикальным (высота) на миделе, он будет более или менее горизонтальным (ширина) у форштевня. Напротив, если бы мы описали стрингер с боком 4 дюйма (100 мм) и формой 2 дюйма (50 мм), то ошибка была бы невозможна. Размер форма 2 дюйма (50 мм) всегда будет размером, измеренным внутрь или наружу по отношению к интерьеру корпуса лодки. Мы используем размеры форма и бок почти исключительно в правилах скэнтлин для деревянных деталей.

Для постоянства и удобства сравнения материалов мы остановимся на нашем примере – надежной лодке Fish’n’ ‘Squish. Однако в честь новой деревянной конструкции лодки мы переименуем ее в Logger Bobber.

Logger Bobber обладает следующими характеристиками:

Габаритная длина                       40.00 ft.  12.19 m
Длина ватерлинии                      37.20 ft.  11.34 m
Ширина                    12.56 ft.   3.83 m
Осадка корпусом    5.91 ft.   1.80 m

Это даёт скэнтлин-число Sn 2.97 (см. формулу 1-1).

Формула 9-1 Толщина доски обшивки

Доски, шпангоуты и флоры

(См. также формулу 9-34).

Толщина доски обшивки, дюйм. = 0,74 × Sn 0.4 (англ.)

– Увеличивайте толщину доски обшивки днища только от скулы или от поворота скулы вниз до киля на 1 процент за каждый узел свыше 25 узлов.

– Увеличивайте толщину досок обшивки (включая доску днища с поправкой на скорость) на 5-10 процентов для рабочих лодок с тяжелыми условиями эксплуатации.

Рабочие суда и тяжелые морские круизные суда часто увеличивают толщину шпунтовой доски и ширстрека на 10 процентов по сравнению с соседними досками.

Все лодки могут уменьшить толщину досок – начиная с Высоты Ламинирования Обшивки (ВЛО) над ватерлинией) и выше – на 10 процентов (см. формулу 4-3).

На легких яхтах с характеристиками, близкими к экстремальным, можно уменьшить толщину досок на 10 процентов, но это будет стоить некоторой потери в долговечности.

Толщина рейки должна быть такой же, как и толщина досок. Рейки должны быть прибиты к кромкам и приклеены по всей длине (см. Формулу 10-4).

Для настила из листовой фанеры на доске рассчитайте, как раньше, затем используйте ту же толщину для нижнего настила и 90 процентов толщины для верхнего настила. Обратите внимание, что фанерные корпуса имеют острые скулы, поэтому используйте шпангоуты для острых скул и шпацию для них. Толщина досок клинкера составляет 85% от толщины досок вгладь.

Для нашего Logger Bobber это дает

Толщина доски = 0,74 × 2,97 0.4 = 1,14; используйте доску 1 ⅛ дюйма
Толщина доски = 18,79 × 2,97 0,4 = 29; используйте 28-миллиметровую доску.

Если бы Logger Bobber был 30-узловой лодкой, толщина доски днища была бы увеличена на 5 процентов до 1,19 дюйма, скажем 1³/₁₆ дюймов (30,45 мм, скажем, 30 мм). Однако Старина Боббер идет со скоростью 20 узлов, поэтому нам не нужно делать никаких поправок на скорость.

ФОРМУЛА 9-2 Бок и форма шпангоута

Стандартные согнутые на пару шпангоуты имеют квадратное сечение и одинаковые бок и форму.

Бок и форма шпангоута, дюйм. = 1,37 × Sn 0.36 (English)
Бок и форма шпангоута, мм = 34,79 × Sn 0.36 (метрический)

– Двойные шпангоуты из пиломатериала для корпусов с круглой скулой должны иметь вдвое больший бок и такую же форму, как и одинарные гнутые шпангоуты.

– Одинарные шпангоуты из пиломатериала для корпусов с острой скулой должны иметь такой же бок, как и квадратные гнутые шпангоуты, но форма на нижнем футоксе должна быть в 3 раза больше бока. Форма на верхнем футоксе должна сужаться от 3-кратной величины бока гнутого шпангоута на скуле до 1,3-кратной величины бока гнутого шпангоута на ширстреке.

Кницы на шпангоутах с острой скулой лучше всего делать из морской фанеры, прикрепляя их сквозными болтами (или шурупами и клеем (стр. 110) на небольших судах) как к носовой, так и к кормовой поверхности шпангоута. Каждая кница имеет сторону, равную одной трети бока шпангоута, и простирается на расстояние, превышающее как минимум в 3 раза форму шпангоута вдоль боковых сторон шпангоута – измеряется как вверх, так и поперёк – от внутренней стороны доски скулы.

Альтернативой фанерным кницам может быть просто наложение верхнего футокса на нижний футокс, которые скрепляются болтами. Это несколько быстрее и проще, чем установка фанерных книц, но соединение получается не таким прочным.

Одинарные шпангоуты из пиломатериала, используемые для облегчения конструкции в носу и корме круглоскулых корпусов, имеют те же бок и форму, что и стандартные гнутые шпангоуты; однако хорошей практикой является увеличение формы на 25-30%.

На парусных лодках рекомендуется увеличить на 20 процентов форму и бок на шпангоутах впереди и позади пяртнерсов. Это является обязательным требованием для лодок с скэнтлин-числом Sns более 8.

– Форма для шпангоутов корпуса с клинкерной обшивкой немного тоньше, или на 90 % от указанного ранее, но используется тот же бок.

Для изготовления Logger Bobber потребуется следующее:

Гнутые шпангоуты с боками и формами, дюймы = 1,37 × 2,97 0.36 = 2,03 дюйма; используйте 2 дюйма.
Гнутые шпангоуты с боками и формами, мм = 34,79 × 2, 97 0.36  = 51,48 мм; используйте 50 мм

Если бы старина Bobber имел корпус с острой скулой, его днищевой футокс шпаногута имел бы форму 6 дюймов (150 мм) и бок 2 дюйма (50 мм). Верхний футокс был бы выполнен с боком 2 дюйма (50 мм), а форма сужалась бы от 6 дюймов (150 мм) у киля до 2,6, скажем, 2 ⁵∕₈ дюймов (66 мм), на ширстреке. Кницы будут из фанеры толщиной 15 мм, длиной не менее 18 дюймов (457 мм) вдоль каждого футокса (в носовой и кормовой частях иногда необходимо уменьшить длину книц).

Шпация

Уменьшите шпацию на 1 процент за каждый узел свыше 25 узлов.

– Двойные шпаногуты из пиломатериала на корпусах с круглыми скулами имеют такое же расстояние между собой, как и стандартные гнутые шпаногуты.

– Одинарные шпангоуты на корпусах с острой скулой располагаются на расстоянии в 2,5 раза большем, чем расстояние между гнутыми шпангоутами.

– Расстояние между шпангоутами в любом корпусе не должно превышать 36 дюймов (900 мм).

– Гнутые шпангоуты в клинкерных корпусах располагаются ближе друг к другу, или на 90 процентов от расстояния, указанного ранее.

Возвращаясь к Logger Bobber, мы используем

Шпация для гнутых шпангоутов = 10,14 × 2,97 0,27 = 13,6 дюйма, между центрами
Шпация для шпангоутов = 257,5 × 2,97 0,27 = 345,5 мм, между центрами

Для Bobber с острой скулой шпацию можно умножить на 2,5, чтобы получить расстояние между шпангоутами 34 дюйма (864 мм).

ФОРМУЛА 9-4 Подбор формы и бока шпангоута рамы для подходящего расстояния между шпангоутами

Шпангоуты можно расположить дальше или ближе друг от друга, как удобно, увеличив или уменьшив бок и форму шпангоута на 3,2 процента за каждый дюйм или миллиметр увеличения или уменьшения расстояния между шпнгоутами.

Допустим, вы хотите, чтобы гнутые шпангоуты Logger Bobbers равномерно располагались на расстоянии между центрами шпангоутов 16 дюймов (или O.C., что означает «по центру»). Это означает увеличение шпации на 2,4 дюйма. Соответственно, мы увеличим бок и форму шпангоута Bobbers с 2 до 2 ¹/₁₆ дюймов (увеличение на 2,4 дюйма × 0,032 = 0,077, а 2,03 дюйма + 0,077 = 2,10 дюйма; используйте 2 ¹/₁₆ дюймов),

или

Если бы мы хотели увеличить расстояние между шпангоутами Bobbers до 400 мм, мы бы увеличили бок и форму до 54 мм от первоначальных 51,48 мм (400 мм – 345,5 мм = 54,5 мм увеличение, а 54,5 мм x 0,032 = 1,74 мм, поэтому 51,48 мм + 1,74 мм = 53,2 мм; используйте 54 мм).

Если вы хотите уменьшить расстояние между шпангоутами, бок и форма уменьшаются таким же образом.

ФОРМУЛА 9-5 Расстояние между шпангоутами в корпусе с обшивкой из рейки

Благодаря большей жесткости прибитой по кромке и приклеенной реечной обшивки, расстояние между шпангоутами (включая связанные с ними флоры) может быть значительно увеличено.

Расстояние между рамами из полосовой доски = 4 × расстояние между гнутыми рамами
Расстояние между рамами может превышать 36 дюймов (900 мм).

– Рассчитайте расстояние между шпангоутами и размер шпангоута, включая все поправки на скорость, в соответствии с предыдущими формулами, затем умножьте шпацию на 4, чтобы получить шпацию в корпусе с реечной обшивкой.

– Для корпусов с острой скулой и шпангоутами из пиломатериалов расстояние между шпангоутами может быть увеличено в 4,6 раза по сравнению с расстоянием между гнутыми шпангоутами (но не со шпацией шпангоутов из пиломатериалов).

ФОРМУЛА 9-6 Плоские (неквадратные) шпангоуты

Иногда желательно использовать шпангоуты, которые не являются квадратными в поперечном сечении. В этом случае используйте стандартные шпангоуты квадратного сечения из формулы 9-2 и скорректируйте их следующим образом.

На каждый процент уменьшения формы увеличьте размер бока:
Процентное увеличение бока = 1 ÷ процентное уменьшение формы.
Или, если вы знаете, что новый бок будет больше, уменьшите форму:
Процент уменьшения формы = 1 ÷ процент увеличения бока.

Бок не может быть больше, чем в 1,7 раза больше формы.

    Допустим, мы хотим уменьшить форму шпангоута Logger Bobber с 2 дюймов (50 мм) до всего лишь 1 ⁵∕₈ дюймов (40 мм). Это уменьшение примерно на 80 процентов формы квадратного сечения. Новый бок плоского шпангоута будет

    1 ÷ 0,80 Уменьшение формы = 1,25 увеличения бока таким образом
    = 1,25 х 2 дюйма = 2,50; примите бок в 2½ дюйма.
    1,25 х 50 мм = 62,5; используйте бок толщиной 62 мм
    2,5-дюймовый бок ÷ 1,625-дюймовая форма = 1,53, меньше 1,7, хорошо

    или

    62 мм бок ÷ 40 мм форм = 1,55, менее 1,7, приемлемо.

    Формула 9-7 Флоры из пиломатериала

    (См. также диаграммы в формуле 9-2 и формулу 11-17).

    Бок флора = боку квадратного сечения гнутого шпангоута.

    Бок для усиленных флоров = 1,3 × бок стандартного флора.

    Форма для флора = 5 × бок стандартного флора, минимальный.

    Усиленные флоры используются под степсом мачты, на глиссирующих корпусах или на водоизмещающих рабочих судах с тяжелыми тихоходными дизельными двигателями, под фундаментами двигателей и между болтами крепления двигателей.

    Усиленные флоры также могут быть использованы для крепления болтами балластного киля.

    Допустим, шпация равна 16 дюймам (между центрами шпангоутов); это означает, что флоры Logger Bobber будут толщиной 2 ¹∕₁₆ дюйма и высотой 10 ³∕₈ дюйма, минимум. Или, при шпации 400 мм, флоры будут иметь бок 54 мм и форму 270 мм, минимум. (Более высокие флоры или флоры с более глубокими формами размерами прочнее, но обычно занимают слишком много места в помещении). Обратите внимание, что с практической точки зрения допустимо, чтобы несколько широко расставленных флоров имели более низкие формы. Это иногда необходимо для работы в резервуарах, машинных отделениях или жилых помещениях. Не должно быть более двух таких низких флоров на соседних шпангоутах, и не более 10 процентов флоров в корпусе должны быть ниже указанного идеального минимума.

    Если используются усиленные флоры, они должны иметь бок 2 ¾ дюйма или 70 мм. Минимальная высота формы для усиленных флоров такая же, как и для стандартных флоров: 10 ³∕₈ дюймов (270 мм).

    (См. также Формулу 11-16.) Флоры не обязательно прикручивать к боковым сторонам шпангоута. Вместо этого флор можно установить поверх шпангоута. В этом случае флор крепится болтами к верхней части шпангоута. Если сам шпангоут проходит от левого до правого борта поверх киля как непрерывный элемент, то болты в киле, естественно, будут проходить и через шпангоут.

    Бок ламинированного флора = боку шпангоута
    Форма ламинированного флора, дюйм. = 4,8 x Sn0,36 (англ.)
    Форма ламинированного флора, мм – 122 x Sn0,36 (метрический)

    Продолжение следует….

    Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *