По воді, аки посуху
Як зробити саморобний човен з пінопласту.
Про дна з найголовніших завдань конструктора будь-якого транспортного засобу зробити його максимально легким. При цьому необхідно поєднати це якість з іншим - міцністю. Що в свою чергу забезпечує його довговічність при експлуатації. На допомогу нашим дослідженням в даній сфері приходять спінені материали, одночасно легкі і міцні. Хоча міцність у них до певного моменту.
Технологія виготовлення з сендвіча відома давно і широко застосовується в судно- та авіабудуванні. Коротенько її суть полягає в тому, що між двома шарами основного, несучого навантаження матеріалу, знаходиться проміжний шар, який тільки розділяє основні зовнішні шари і майже не несе будь-яких навантажень. На прикладі це можна розглянути в такий спосіб. Візьмемо наприклад дерев'яну рейку і зігнемо її. Зовнішні шари рейки піддадуться деформації - один розтягнеться, другий буде стиснутий. Неважко здогадатися, що між стисненням і розтягненням буде матися місце, де матеріал не подвеграется ніяким навантажень, або вони настільки малі, що ними можна знехтувати. А значить, що цей матеріал не має ніякого значення в міцності конструкції і може бути замінений на інший, більш легкий, матеріал. Таким чином при виготовленні сендвіч-обшивки для човна, склопластик з обох сторін конструкції несе основне навантаження, а внутрішній пінопластовий шар є розділовим шаром. Ця проста маніпуляція надає такого матеріалу як пінопласт незрівнянно більшу міцність. На фотографіях видно, що оклеив навіть простий кульковий (НЕ екструдований полістирол) товщиною всього 20мм стеклотканью в 2 шари, він здатний витримати величезне навантаження.
Отже, ідея побудувати легку, зручну в перенесенні і транспортуванні човен, підкріплена елементанимі знаннями про сендвіч-технології, підштовхнули мене приступити до виготовлення човна. Для проекту була взята модель фанерною човна "Дінго-8", яка має злегка збільшені обводи швертбота "Оптиміст", до того ж має достатню вантажопідйомність (250 кг при осіданні 15см, при висоті борту 40см) і чудово йде під веслами, вітрилом або мотором . До того ж, під рукою був недобудований корпус цього човна, котрий і був використаний як майстер-модель.
Для обшивки був використаний екструдований полістирол товщиною 30мм і розмірами аркуша 600 × 1250мм. Матеріал був придбаний в будівельному магазині. Звичайно, цей матеріал менш міцний ніж спінений полівінілхлорид (ПХВ-1), але набагато дешевше. Для прикладу скажу, що на всю човен пішло 11 аркушів полістиролу за ціною 4 долари за лист. Лист же спіненого полівінілхлориду імпортного виробництва розміром 2440 × 1220мм і товщиною 4 мм обійдеться в 35-40 доларів. Хоча полівінілхрорід має одну дуже значне гідність - не боїться розчинників, а значить для обклеювання можна застосовувати поліефірних смол, що в нашому випадку з полістиролом мало б плачевний результат - полістирол був би розплавлений. Тому була застосована епоксидної смоли для обклеювання човна стеклотканью, вона ж була застосована і для склеювання листів полістиролу і човни в цілому.
Основними достоїнствами екструдованого полістиролу перед простим кульковим (спіненим полістиролом) є більш висока міцність і твердість, абсолютно не вбирає воду (0,1% проти 30% за вагою в вспененном полістиролі), ідеально обробляється наждачним папером, залишаючи рівну поверхню (спінений полістирол викрашівается кульками , залишаючи глибокі порожнини, які повинні бути заповнені перед обклеюванням склотканиною, інакше будуть повітряні кишені).
Тепер розповім про розрахунковому вазі готової човни з екструдованого полістиролу. Її фанерний варіант в готовому вигляді тягне на 35-37 кг. Щільність екструдованого полістиролу 30кг / м.куб. що становить 0,3 кг / м.кв при товщині 1 см, і 0,9кг / м.кв при товщині 3 см. Листи екструдованого полістиролу мають розмірі 1250 × 600 мм або 0,75 м.кв. Помноживши вагу на площу одного листа отримуємо 0,9кг / м.кв х 0,75м.кв = 0,675кг. Для будівництва було використано 11 листів і їх спілкуватися маса дорівнює 11 аркушів х 0,675кг / лист = 7,43 кг (округлимо до 7,4кг). Хоча реально вага буде меншим, адже 7,4кг це вага всього полістиролу, не рахуючи відходів (приблизно 1 аркуш).
Для обклеювання була використана склотканина питомоющільністю 300гр / м.кв. Витрати цього матеріалу склали 16м.п. що у ваговому еквіваленті становить 0,3 × 16 = 4,8 кг. Для обклеювання склотканиною була використана епоксидна смола CDA-HD, витрати якої склали 350 гр на 1 квадратний метр склотканини. В результаті було витрачено 0,35 × 16 = 5,6 кг.
Склавши масу полістиролу, склотканини, епоксидної смоли отримуємо в підсумку 7,4 + 4,8 + 5,6 = 17,5 кг. До цього потрібно буде добавть вага фарби (1кг), привальні бруси, банку (сидіння). Приблизно має вийти 20-22кг. Думаю, що варто згадати про те, що цей човен непотоплюваності, адже на її будівництво пішло 0,247 м.куб пінопласту, і вся човен вдає із себе рятувальний круг об'ємом 240 літрів. Тому навіть повністю заповнена водою човен буде триматися на воді і тримати при цьому 240 кг вантажу!
Випробування зразка сендвіча. Матераіал - спінений полістирол товщиною 2 см + обклеювання склотканиною 200гр / м.кв в 2 шари по обидва боки.
Вага кажого цегли 5,5кг. Загальна вага навантаження 55кг. Деформація під навантаженням склала 8-10мм. Після зняття навантаження залишкова деформація отсутствоваля. При випробуванні зразка до руйнування (був зім'ятий пінопласт) навантаження склало 77кг (14 цегли)
Листи полістиролу були склеєні епоксидною смолою. Для склеювання була вибрана чверть з склеюваних сторін. Для різання використовувався примітивний ніж з леза для канцеляскіх ножів.
По периметру човна були закріплені рейки 10 × 30мм, які констуктівно є внутрішньою частиною привального бруса. Всі кути були обклеєні скотчем, щоб уникнути приклеювання човна до майстер-моделі.
Транец і форшпігель були приклеєні до цих рейках і закріплені шурупами до майстер-моделі. Ізішкі були зрізані ножівкові полотном по металу. Борти і днище були шаблонами при обрізки зайвого матеріалу
Днище було склеєне з 4 аркушів полістиролу і заздалегідь вирізане трохи більшого розміру. Воно було укладено зверху і закріплено вантажем для приклеювання до Транці і форшпігелю.
З днища, після приклеювання до тарнцу і форшпігелю було, було зрізано надлишки матеріалу. Площина борту була направляючої для обрізки надлишків полістиролу.
Були приклеєні борту, які кріпилися шурупами з прокладками (щоб притиснути, а не вм'ятий полістирол. Цю операцію потрібно виконувати викруткою. Шуруповерт вмінает шуруп разом з прокладкою)
Надлишки борту були зрізані по рівню днища.
За допомогою наждачного паперу кутах була додана скругленная форма, шурупи були видалені, отвори заклеєні шматочками пінопласту, місця вклейки зашкурени врівень з площиною борту.
Корпус був обклеєний склотканиною - борта в 1 шар, днище в 2 шари.
Після цього корпус був отшпаклевать і зачищений.
Для кріплення банки (сидіння) були склеєні тумби, які є блоками непотоплюваності. Для склеювання блоків застосовувався клей "Момент Столяр".
Після висихання клею, блоки були підігнані за місцем - обрізані і сруглени. Для обрізки застосовувалося ножовочное полотно по металу, для підгонки застосовувалася наждачний папір з 40 зерном, яка була наклеєна на шматок фанери 40 × 20 см.
Зсередини корпус був обклеєний склотканиною - борта в 1 шар, днище в 2 шари, який потім був отшпаклевать і зачищений.
По периметру борта був вклеєний привальний брус з рейки 30 × 10 мм.
Для фіксації бруса на час склеювання застосовувалися шурупи, якими брус кріпився через борт до внутрішнього привального брусу. Потім шурупи будуть видалені і замінені шурупами з нержавійки з потайною головкою.
У місцях установки уключин між внутрішнім і зовнішнім привальним брусом був обраний паз довжиною 120 мм і глибиною 25мм. Був підготовлений брусок розміром 120 × 25 × 20 мм. Брусок був вклеєний в паз.
За задумом, подуключіна повинна являти собою П-подібний профіль з металу товщиною 2,5-3мм, відстанню між полицями 40мм, висотою полки 30мм і довжиною 100мм. Вона буде надіта зверху на борт і закріплена шурупами до привального брусу. До профілю буде приварене гніздо з металевої трубки з внутрішнім діаметром 12мм. У гніздо вставлятиметься палець кочета весла.
Зверху по периметру борт обклеєний стеклоленти, для додання міцності полістиролу. Тумби обклеєні склотканиною і були вклеіни в кокпіт човна.
Передні книці посаджені на епоксидний клей і зафіксовані шурупами з нержавійки з зовнішнього боку борту.
Задні книці посаджені на епоксидний клей і зафіксовані шурупами з нержавійки з зовнішнього боку борту.
На днище були приклеєні стрингера, які додатково були зафіксовані шурупами з нержавійки. Стрингера були покриті епоксидною смолою.
Човен покрита епоксидним грунтом HEMPEL HEMPADUR в 2 шари.
В цілому все готово для покриття кокпіта епоксидним грунтом. Питання стоїть в наявності часу для заняття човном.
Після цього залишиться тільки встановити кочета і банку, яка буде зафіксована на саморізи до тумб.
Човен всередині покрита епоксидним грунтом HEMPEL HEMPADUR в 2 шари.
Банку виготовлена з фанери ФСФ 6мм. Для забезпечення жорсткості, з передньої і задньої сторін приклеєні рейки 20 × 30 мм, які є обмежувачами і утримують банку на тумбах. Банку може в будь-який момент бути знята, якщо буде потрібно перевезення довгих предметів.
Банку і весла були просякнуті антисептиком Біотекс для захисту деревини від гниття і покриті білою матовою фарбою.
Довжина весла з лопатою становить 2,1 м. Держак весла зроблено з вільхи, деревина якої стійка до розбухання і висихання без деформацій. Діаметр древка весла 40мм.
Подуключіни були виготовлені з нержавіючої сталі. Для отримання більшого плеча на веслах і великої товщини борту, кочети були встановлені з зовнішньої сторони борту
Кочети були виготовлені з нержавіючої сталі. З одного сторно вилки була нарізана різьба. Весло кріпиться болтом з нержавійки, який вкручується в різьбу на одній стороні кочета і фіксується контрогайкой ковпачкового типу.
ну і ще кілька варіантів з пінопласту для включення роботи мозку на інші варіанти
