Памятка строителя: ключевые шаги при создании катамарана
- Определите назначение катамарана (рыбалка, прогулки, туризм).
- Выберите тип конструкции (надувной, жесткий, разборный).
- Подготовьте подробные чертежи с расчетами гидродинамики.
- Закупите качественные материалы (фанера, клей, герметик, ткань).
- Соберите поплавки, обеспечив полную герметизацию.
- Смонтируйте раму или палубу, соединяющую поплавки.
- Установите сиденья, систему управления и двигатель.
- Проверьте остойчивость и грузоподъемность на воде.
- Проведите ходовые испытания на малой скорости.
- Устраните выявленные недостатки и доработайте конструкцию.
- Зарегистрируйте судно, если это требуется по закону.
- Регулярно обслуживайте катамаран после каждого сезона.
МНОГОКОРПУСНИКИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИКИ
Со временем я пришел к выводу, что экономичное плавсредство должно быть водоизмещающим. рассчитанным на мотор мощностью 5-7 л.с. и скорость 15-20 км/ч, не более. С точки зрения теории маломерного судна, это переходный режим, когда гидродинамических сил еще недостаточно для выхода на глиссирование, но их уже хватает для интенсивного волнообразования. Наука утверждает, что в переходном режиме волновое сопротивление составляет основную часть полного сопротивления судна и рекомендует этого режима избегать. Известная из учебников картина волнообразования, так называемая система волн лорда Кельвина, показана на рисунке.
Движущееся со скоростью V судно создает две системы волн. Расходящиеся. огибающая которых образует с траекторией судна угол 19-20° (теоретически, ровно 19.47°). И поперечные, длину которых можно рассчитать по формуле λ = 2ттV2/g. Интенсивность волнообразования определяется относительной скоростью судна, называемой числом Фруда F=V/√g3√d где V [м/с] – скорость катера, D [т] – его водоизмещение в тоннах, g = 9,81 м/с. Наибольшее волнообразование наблюдается при переходном режиме движения, когда число Фруда находится в пределах от 1 до 3, что соответствует для большинства маломерных судов скорости от 10 до 30 км/ч. Таким образом, избежать движения в переходном режиме у нас не получится.
На мелководье, когда глубина водоема сравнима с размерами судна, картина волнообразования еще интереснее. Расходящиеся волны почти не образуются, зато поперечные увеличиваются настолько, что на их создание расходуется почти вся мощность двигателя.
Существуют ли способы уменьшить волнообразование? Да, существуют, но для этого, в первую очередь, корпус судна должен иметь большое удлинение, как говорят, «длина бежит». Практика судостроения показала, что оптимальное удлинение, то есть отношение длины корпуса к его ширине, должно находиться в пределах от 8 до 12. При большем удлинении выигрыш от уменьшения волнового сопротивления в значительной степени «съедается» увеличением сопротивления трения. Кроме того, для уменьшения волнообразования в переходном режиме, обводы судна должны быть достаточно плавными, а корма – обтекаемой, чтобы не «тащить воду». А так как в этом режиме корма судна попадает как раз во впадину поперечной волны, ее нужно какими-либо способами «приподнимать», для чего можно использовать достаточно большой кормовой участок плоского днища, транцевые плиты или подводное крыло. Можно и сместить вперед центровку.
Для многокорпусного судна, катамарана или тримарана, необходимо учитывать еще и наложение (интерференцию) волн, создаваемых его корпусами. Практика судостроения показала, что вредное для сопротивления взаимовлияние корпусов отсутствует, если корпуса разнесены настолько широко, что расходящиеся волны не достигают соседнего корпуса. Из приведенной схемы следует, что для этого расстояние между корпусами должно быть больше В = L tg20° • 0.36L.
А можно ли построить многокорпусник так, чтобы взаимовлияние корпусов было бы не вредным, а полезным, – чтобы создаваемые ими волны не усиливали, а гасили бы друг друга? В случае симметричного катамарана такое нереально, поскольку волны, создаваемые корпусами, всегда будут складываться. А вот для тримарана это возможно. Взгляните на схему волнообразования тримарана с тремя одинаковыми корпусами, средний из которых выдвинут вперед относительно двух других. Видно, что при правильном взаиморасположении корпусов, создаваемые ими волны будут гасить друг друга.
Этот краткий и несложный экскурс в гидродинамику позволит нам подойти к строительству многокорпусников с научной точки зрения.
Таблица №1
| Материал | Плотность, г/см3 | Предел прочности, МПа | Размеры стандартного листа, мм | Стандартная толщина, мм |
| Бакелизированная фанера ФБС-1 | 1,2 | 78-117 | 2440х 1220 (2500х 1250) | 6-30 |
| Авиационная фанера БП | 1,2 | — | 1550х 1550 | 1-5 |
| Влагостойкая березовая фанера ФСФ | 0,7 | 61-96 | 2440х 1220 (2500 х 1250), 1500×3000 (1525 x 3050) | 4-40 |
| Древесно-слоистый пластик ДСП-10 (дел ьта-д ре вес и н а) | 1,3 | 176-274 | 1520х 1520 | 5-60 |
| Стеклотекстолит
СТЭФ |
1,8 | 220 | 2000х 1000 | 0,35-100 |
КАТАМАРАН НА ПОПЛАВКАХ ОТ «МЕФОДИЯ»
Перейти от мечтаний и теоретических рассуждений к практической деятельности мне помогли эпидемия коронавируса и самоизоляция на даче. Избыток свободного времени очень способствует техническому творчеству…
Есть в Подмосковье компания «Мефодий», за деятельностью которой я давно с интересом наблюдаю. Там методом ротационного формования из полиэтилена делают различные лодки и другие плавсредства, в том числе и поплавки двух типоразмеров, меньший из которых как раз и подходил под мои задачи.
Одно из достоинств полиэтиленовых лодок – простота их ремонта. Полиэтилен, как известно, очень плохо клеится, но зато плавится при температуре всего 96° С. Все повреждения легко завариваются при помощи обычного строительного фена, что было проверено мною на практике.
Длина малого полиэтиленового поплавка от «Мефодия» составляет 4500 мм. ширина – 400 мм, высота -300 мм Обводы напоминают классические округлые формы байдарки, нос и корма – симметричные. Имеются продольные и поперечные пазы для стыковки с мостиком катамарана. Объем поплавка (полное водоизмещение) – 0,28 м3, масса – всего 18 кг. Грузоподъемность поплавка можно рассчитать как 0,5 • (280 кг – 18 кг) = 131 кг. Немного, но если грамотно построить мостик, вспомнив, чему нас учили в Московском авиационном институте, то может получиться неплохой и очень легкий двухместный моторный катамаран.
Для начала следует определиться с размерами. Поплавки надо расставить как можно шире: по нашей формуле при L = 4500 мм расстояние между корпусами должно быть не менее 1620 мм. Однако есть и другая «вводная» – ширина верхнего багажника автомобиля УАЗ – 1500 мм. Значит, и мостик будет именно такой ширины, таким же придется выбрать и расстояние между поплавками. Длина поперечных балок может быть немного больше – до 1800 мм по габаритной ширине машины. Длина мостика определяется из опыта эксплуатации глиссирующего катамарана: для двухместного судна 1700 мм вполне достаточно.
Для облегчения сборки и перевозки важно, чтобы масса мостика в сборе не превышала 25-30 кг. Его конструкция для этого должна быть простейшей: поперечная силовая балка, несущая всю нагрузку, и легкий настил. В качестве материала палубы лучше всего подходит бакелизированная фанера ФБС-1. Она отличается максимальной водостойкостью, так как при ее производстве шпон перед склеиванием пропитывается фенолформальдегидной смолой (бакелитовым лаком).
Настил и кормовая траверса готовы. Первая примерка с двигателем. На кронштейне закреплен оптимальный для этой конструкции самодельный ПЛМ мощностью 4 л.с. Силовая головка – четырехтактный Champion G140VK рабочим объемом 140 см3 с 3,5-литровым топливным баком от советской «Стрелы», установленная на «ноге» от Suzuki DT2.2, винт – Tohatsu диаметром 187 мм и шагом 178 мм. Масса мотора 19 кг. Над редуктором находится гидрокрыло, приподнимающее корму в переходном режиме движения
Разгрузка мостика. Облегчению этой операции способствуют небольшая масса-23 кг, и ролики на задней поперечине багажника. Небольшие колеса на кормовой траверсе мостика позволяют перемешать его по берегу в вертикальном положении одним человеком
Однако размеры стандартного листа ФБС составляют 2500 х 1250 мм, что не позволяет получить настил из одного листа и потребует усиления и утяжеления стыка. По той же причине, а также из-за повышенной, по сравнению с фанерой, плотности был отвергнут листовой стеклотекстолит. В продаже есть и еще один очень интересный материал – древесно-слоистый пластик ДСП-10 (не путать с древесностружечной плитой, которая правильно обозначается ДСтП). Это не что иное, как знаменитая дельта-древесина, из которой в годы войны строили истребители ЛаГГ-3. Я склонялся к выбору именно этого материала, но оказалось, что в наши «коронавирусные» времена ждать его поставки надо не один месяц, что меня совершенно не устраивало. Оставалась только ограниченно водостойкая фанера ФСФ. Она тоже склеивается фенолформальдегидными смолами, но без предварительной пропитки, к сожалению. Зато она выпускается большими листами 1500 х 3000 мм.
Толщину листов фанеры, чтобы по ней можно было ходить, судостроители-любители рекомендуют использовать не менее 5 мм, я взял с небольшим запасом – 6,5 мм. Итак, с материалом и размерами мостика определились: фанера ФСФ, размер 1700 х 1500 мм, толщина 6,5 мм.
Поперечная балка должна нести на себе всю нагрузку, в том числе вес двух человек. Лучшим материалом для легких силовых конструкций был и остается дюралюминий Д16Т. Немного уступает ему в прочности алюминиево-магниевый сплав АМгб. Зато он хорошо сваривается и не подвержен коррозии в морской воде. Пока я размышлял о выборе, выяснилось, что и эти материалы стали труднодоступными: обычный отечественный дюралевый профиль можно приобрести только на заказ, и ждать нужно до осени.
По той же причине оказалось невозможным и приобретение широко рекламируемой новинки – стеклотекстолитового профиля. В период «локдауна» все производители «сократились» и предлагают только стеклопластиковую арматуру, то есть простой пруток круглого сечения.
Мостик и поплавки в походном положении на крыше автомобиля Общий вид катамарана в сборе
Оставалось рассчитывать лишь на то, что продавалось в подмосковных строительных магазинах. Но там был только алюминиевый профиль марки АД31. Этот строительный сплав алюминия с магнием и кремнием продается под торговым наименованием «авиаль», но к авиации не имеет никакого отношения. По пределу текучести он более чем в четыре раза «слабее» дюралюминия. Единственное его преимущество – высокая пластичность.
Зато в магазинах и на рынках продавались в изобилии высококачественные пиломатериалы – от самой прочной лиственницы до самой легкой липы. Высокая цена при моих малых потребностях -всего несколько брусков и дощечек – не имела большого значения.
Таким образом, ограниченному реалиями «эпохи пандемиии», мне пришлось мастерить смешанную конструкцию, используя прочный брусок из лиственницы и вспомогательные детали из «пластилинового» авиаля. Впрочем, очень похоже в тяжелые годы войны именно так строили самолеты и ничего – отбились от врага!
Мостик имеет фанерный настил, поперечную силовую балку смешанной конструкции длиной 1800 мм и две аналогичные, но облегченные траверсы: носовую и кормовую. Кормовая воспринимает толкающие усилия и вес подвесного мотора, а носовая предназначена для крепления волноотбойника, солнечной панели, кронштейна вспомогательного носового мотора или съемного навеса, по выбору. Волноотбойник сделан из монолитного поликарбоната толщиной 2 мм. Настил усилен четырьмя продольными досками из липы, а место установки подвесного мотора -стеклотекстолитовой плитой толщиной 5 мм. На задней траверсе установлены небольшие колесики для перевозки мостика к месту сборки катамарана. Вся конструкция собрана на винтах и шурупах и проклеена эпоксидным клеем.
Масса мостика в сборе составила 29 кг. Я посчитал, что это для меня это многовато и сделал настил и поперечную балку разъемными. Теперь погрузка катамарана на багажник УАЗа происходит следующим образом: вначале надвигается настил с носовой и кормовой траверсами общей массой 23 кг, затем к нему крепится поперечная силовая балка массой 6 кг, а уже к ней – поплавки, каждый массой по 18 кг.
Поворотные кресла, кронштейн подвесного мотора, леерное ограждение, весла с кронштейнами для них, багажные рундуки использованы от предыдущей конструкции.Полная масса катамарана в сборе без подвесного мотора составила около 95 кг.
Таблица №2
| Материал | Плотность, г/см3 | Предел прочности, МПа | 11 редел текучести, МПа |
| Дюралюминий Д16Т | 2,7 | 412 | 284 |
| Алюминиево-магниевый
сплав АМгб |
2.64 | 314 | 157 |
| Авиаль АДЗ1 | 2.67 | 127 | 69 |
| Сто кл ОТО КСТО. 1 и то в ы й профиль | 1.8 | 220 | – |
| Дерево лиственница | 0.68 | 97 | – |
| Дерево сосна | 0.53 | 79 | – |
| Дерево липа | 0.49 | 53 | – |
СОЛНЕЧНЫЙ КАТАМАРАН СВОИМИ РУКАМИ
На фото катамарана в сборе видно, что в носовой части мостика установлена солнечная панель мощностью 150 Вт – это подарок на мой юбилей, а также продолжение экспериментов с электродвижением, начавшегося с постройки самодельного лодочного электромотора и блока питания к нему мощностью 300 Вт.
Мотор представляет собой 12-вольтовый двигатель постоянного тока от электролебедки, установленный на «ногу» от советского подвесного мотора «Салют». Источником тока служит блок питания и управления со стартерно-тяговой морской свинцово-кислотной батареей емкостью 85 А ч и бесступенчатым ШИМ-регулятором потребляемой мощности. В свободное от «морской службы» время аккумулятор используется на моем экспедиционном автомобиле как один из двух стартерных.
Компоновка катамарана с солнечной панелью и самодельным электромотором максимальной мощностью 300 Вт
Можно заметить, что максимальная мощность солнечной батареи при идеальных условиях освещения примерно вдвое меньше максимальной мощности электромотора. Это сделано сознательно: избыточная мощность электромотора необходима как резервная для сложных условий движения, таких, как сильное встречное течение или сильный ветер. Дефицит мощности в этом случае восполняет буферная аккумуляторная батарея, которую можно подзарядить на стоянке от той же солнечной панели или от бензогенератора. Интересно, что к тому же выводу пришли и конструкторы входящих сейчас в моду экологически чистых больших судов с электродвижением: максимальная мощность силовой установки должна быть примерно вдвое больше суммарной мощности солнечных батарей.
Масса солнечной панели с зарядным контроллером и элементами крепления составляет 17 кг, блока питания и управления с буферным аккумулятором -21 кг, самого электромоторчика – около 6 кг, то есть в сумме как хороший лодочный мотор мощностью около 30 л.с. Оправдано ли такое утяжеление возможностью рассекать водные просторы без бензина? Проверим это на практике!
ТРИМАРАН «ЗМЕЙ ГОРЫНЫЧ»
Для повышения грузоподъемности и мореходности туристического судна сама собой напрашивается идея установки третьего поплавка, превращающего катамаран в тримаран. Дополнительный центральный поплавок можно установить по продольной оси конструкции со смещением вперед относительно боковых поплавков, что позволит оставить ПЛМ на своем месте. При этом можно надеяться, что благоприятное взаимовлияние поплавков поможет снизить волновое сопротивление.
Для переделки катамарана в тримаран потребовалось совсем немного: приобрести третий поплавок и изготовить дополнительную носовую секцию мостика – она подобна основной и сделана из ее обрезков. По периметру носовая секция усилена стеклотекстолитовыми планками, так как экипаж будет сходить на берег именно по ней.
Специально для тримарана я собрал оптимальный мотор. На «ноге» советской «Стрелы установлен самый легкий в своем классе четырехтактный «китаец» промышленного назначения Zongshen ХР225А (12,8 кг, объем 225 см3, мощность 7 л.с. при 4000 об/мин). Расход топлива такого мотора составляет примерно 2 л/час.
Удалены ненужный на воде воздушный фильтр и встроенный бензобак. Установлен вакуумный бензонасос (см. «М-К» № 8-2018), позволяющий работать от внешнего бака. Винт скоростной от «Москвы-10» диаметром 210 мм и шагом 240 мм, или грузовой от нее же диаметром 190 мм и шагом 190 мм. В качестве переходной плиты, как оказалось, лучше всего подходит алюминиевая крышка балансира от МАЗа или от КамАЗа. Масса мотора в сборе составила всего 23 кг.
Увеличенная мощность мотора сказалась, конечно, и на ходовых качествах судна. Скорость со скоростным винтом достигла 25 км/ч. Наверное, можно было разогнаться и быстрее, но длина «полигона» не позволила. Маневренность также заметно улучшилась: сказался большой вынос среднего поплавка относительно точки приложения тяги.
На максимальной скорости носовая часть среднего поплавка почти полностью выходит из воды. Надеяться на какую-либо благоприятную интерференцию волн тут не приходится, но в целом, волнообразование очень незначительное. За кормой остается не характерный для глиссирующих лодок «петух», а ровная поверхность слегка возмущенной винтом воды.
Считаю, что в целом результаты испытаний «Змея Горыныча» положительные. Ценой увеличения массы судна с мотором всего на 30 кг, удалось значительно повысить его грузоподъемность, скорость и мореходность. Осталось дождаться тестирований в условиях реального похода на Онежском озере или на Белом море.
ХОДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ КАТАМАРАНА НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЯХ
К сожалению, те же самые ограничения, которые стимулировали мое творчество, не позволили провести полноценные испытания в дальнем походе. Пришлось использовать в качестве полигона ближайший к даче водоем. Зато, благодаря такой близкой локации, за лето мне удалось опробовать на плаву аж два варианта многокорпусников с пятью различными моторами и получить необходимые для повышения иммунитета положительные эмоции от радости технического творчества.
Первым на воду был спущен катамаран с солнечной батареей и тяговым электромотором. Скорость движения при максимальной мощности 300 Вт составила 6 км/ч, при половинной мощности 150 Вт – около 5 км/ч. Это даже немного больше расчетной, что объясняется, конечно, отличной гидродинамикой поплавков. Испытания на дальность плавания не проводились, так как длина пруда не превышала 200 м.
Когда подул довольно сильный встречный ветер, катамаран с его большой парусностью был загнан в прибрежные камыши. Выбраться из них удалось только на полной мощности электромотора. а я еще раз убедился, что 300 Вт -минимально допустимая для уверенного плавания мощность.
Катамаран с «байдарочными» обводами поплавков очень легок на веслах, причем грести одинаково удобно как вперед, так и назад
Катамаран подходит к берегу. Хорошо видна система волн, создаваемых его поплавками
Установлен колесный подвесной мотор «Севрюга» с четырехтактным двигателем Lifan I39F мощностью 1,5 л.с.
Скорость с колесным моторчиком не более 6 км/ч. Зато мели ему не страшны
Каковы же общие впечатления у испытателя и пассажиров? В смысле удовольствия от бесшумного передвижения – это здорово! Но… нет динамики! С такой же скоростью катамаран движется и на веслах, причем он очень легок на ходу, а грести одинаково удобно как вперед, так и назад: все симметрично. Для спокойных рек и небольших лесных озер такой вариант силовой установки вполне имеет право на существование. Кроме того, вспомним, что на многих интересных водоемах, таких, например, как Сенежское и Плещеево озера, применение ПЛМ внутреннего сгорания вообще запрещено. Можно поднять парус, конечно, но для его использования необходимо быть яхтсменом. а это – отдельная каста любителей отдыха на воде. Мне же больше нравятся моторы.
Вдоволь насладившись бесшумными и экологически чистыми покатушками, я демонтировал солнечную энергоустановку и поставил самодельный четырехтактный двигатель мощностью 4 л.с. И был приятно удивлен!
Совсем небольшой моторчик без видимого напряжения разогнал судно налегке до 20 км/ч, а с полной нагрузкой в два человека – до 18 км/ч. Для сравнения, соответствующие скорости на глиссирующем катамаране и небольшой транцевой лодочке на превышали 12-15 км/ч. Расход топлива составил чуть более 1 л/час, что соответствует путевому расходу не более 7 л на 100 км. Отличный результат не только для катера, но даже и для автомобиля!
Был опробован и мой любимый 1,5-сильный моторчик с колесным движителем (см. «М-К» № 12-2018). Его главное преимущество – способность двигаться по самым мелким и заросшим водной растительностью местам, где даже на веслах идти затруднительно. Правда, скорость с такой силовой установкой не превышала все те же 6 км/ч. Зато даже когда поплавки сели на мель, колеса, упираясь плицами в грунт, продолжали толкать катамаран вперед.
Выявлены ли у нового катамарана недостатки? Конечно, как же без них! Во-первых, его маневренность заметно хуже, чем у однокорпусной лодки, что и понятно: поплавки довольно длинные, а точка приложения толкающего усилия винта находится недалеко от середины судна. Более существенный недостаток – ограниченная мореходность (хотя на дачном пруду это проверить невозможно). Ведь вертикальный клиренс при полной нагрузке составляет всего примерно 100 мм, и даже волноотбойник, вероятно, не спасет от сильного забрызгивания. Хотя для спокойных водоемов и даже для больших рек это вполне надежная и легкая конструкция, не требующая по нашим законам регистрации и документов на управление.
Получив в целом положительные результаты, эксперименты с катамараном на данном этапе закончились, и я перешел к постройке более сложного, но и более перспективного плавсредства, – тримарана.
Восстановление катамарана при помощи пластиковых бутылок
В давние времена катамараны были весьма популярным транспортным средством на воде. Они были изобретены народами, проживающими на побережье Индийского океана. В настоящее время катамараны
Первый вариант
Какое парусное судно можно построить при минимальных затратах, не имея ни специального места для постройки и хранения судна, ни высококачественных материалов? Таким судном был признан сверхмалый катамаран длиной менее двух с половиной метров. В том, что на катамаране подобных размеров можно успешно ходить под парусом, нас убедила фотография в одном из номеров французского журнала «La Revue Marittirne». Выбранная длина позволила не только построить корпуса в условиях любой городской квартиры, но и перевозить их в электричке, на трамвае и тем более на крыше автомобиля.
Требовалось обеспечить и другие качества катамарана: простоту сборки и вооружения, легкость в управлении и быстроходность. Была разработана разборная конструкция со съемным мостиком и герметичными корпусами.
- Длина наибольшая, м – 2.43
- Ширина наибольшая, м – 1.34
- Ширина корпуса, м – 0.30
- Осадка со швертом, м – 0.42
- Осадка без шверта, м – 0.13
- Вертикальный клиренс, м – 0.23
- Полное водоизмещение, кг – 120
- Вес, кг – 40
- Площать парусности, м2 – 5.3
- Площадь смоченной поверхности, м2 – 2.1
Для увеличения продольной остойчивости корпуса имеют довольно полные оконечности. Округлые обводы обеспечивают минимум смоченной поверхности, которая при выходе одного корпуса из воды уменьшается еще на УзМатериалом для обшивки корпусов послужил картон толщиной 3 мм, имеющийся в большом выборе в магазинах строительных товаров. Картон достаточно прочен и технологически удобен.
Обшивка приклеена к набору казеиновым клеем с запрессовкой шурупами. Корпуса обтянуты снаружи бязью на эпоксидном клее и пропитаны изнутри смесью олифы и скипидара. Продольный набор корпуса состоит из киля, мидельвейса (карленгса), привальных брусьев и двух стрингеров. Шпангоуты выпилены из фанеры толщиной 12 мм. В оконечностях шпация уменьшена для удобства крепления обшивки.
Несколько шпангоутов в районе миделя имеют одинаковую форму. Это позволило обшить район цилиндрической вставки двумя продольными листами, обеспечив прочность и жесткость корпуса. Швертовые колодцы для кинжальных швертов сделаны сквозными — от палубы до дна.
Сборка корпусов производилась без стапеля с проверкой по струне. Мостик опирается на корпуса концами двух коробчатых балок. Подмачтовая балка имеет сечение 64X80 мм и рассчитана на изгиб от давления мачты 150 кг. Запас прочности фанерных поясов балки n=3,5. На корпусах установлены ясеневые подушки с широкими петлями, в которых концы балок фиксируются четырьмя болтами. При таком креплении мостик приподнят над корпусами, что увеличивает вертикальный клиренс.
Перевозя катамаран «в сборе» можно поменять левый и правый корпуса местами; это уменьшит ширину катамарана почти в 1,5 раза.
Пустотелая мачта состоит из двух частей. Верхняя половина надевается на нижнюю и крепится болтом. Место стыка закрыто обтекателем из пенопласта. В нижней части к мачте крепится пара бамбуковых ног; эти ноги заменяют штаги, принимают часть нагрузки вант, облегчают установку мачты.
Разобранная мачта и гик хранятся в корпусе катамарана. Для этой цели в транце одного из корпусов сделан лючок, который задраивается крышкой с резиновой прокладкой. Шверты и рули вырезаны из дюралюминия Д16 толщиной 3 мм.
Парус площадью 5 м2 сшит из перкаля АМ-100. Центр парусности расположен на 2% в корму от ЦБС. В небольших пределах (±2°/о) центровку можно регулировать, изменяя наклон мачты в ДП перемещением точек крепления ее ног на палубе. Перемещением рулевого по длине судна можно изменять дифферент катамарана и положение ЦБС.
Фаловая дощечка паруса служит одновременно для крепления пенопластового поплавка. Объем мачты, обтекателя и поплавка достаточен, чтобы предотвратить полное опрокидывание лежащего на борту катамарана. Остойчивость столь малого судна зависит, прежде всего, от эффективности откренивания. При выходе из воды наветренного корпуса с рулевым на нем восстанавливающий момент равен 100—120 кгм. Номинальным для катамарана следует считать ветер 7—8 м/сек. В этом случае кренящий момент не превысит 90 кгм, а расчетная скорость на курсе галфвинд будет равна 12 узлам. Полное сопротивление судна при этом составляет 16 кг.
Для проверки полученных расчетных значений сопротивления и тяги паруса были использованы графики и данные, помещенные в предыдущих номерах сборника. Действительную скорость можно определить по уровню скоростного напора воды. С этой целью достаточно прикрепить к мачте прозрачную трубку с опущенным под воду и отогнутым вперед концом. Колебания водяного столба в трубке можно уменьшить установкой дросселя или присоединением воздушного колпака.
Быстроходность для катамарана (даже такого маленького, как «Колибри») справедливо считают вопросом престижа. Результаты расчета позволяют надеяться, что на закрытых водоемах скорость будет достаточно высокой. Катамаран имеет запас плавучести 280 кг и может брать на борт второго человека или груз. Увеличение осадки при этом составит 1 см на 12 кг груза.
Второй вариант
- Баллоны скорее всего мы будем менять, т.к. их форма нас не устроила. Нужны носы с острыми штевнями.
- Вместо бочек будем использовать рундуки, которые также вынесем за пределы палубы.
- Подумаем над ходовой рубкой. А то в этот раз ее все-таки очень не хватало.
- Может быть слегка увеличим палубу, благо конструкция это позволяет.
В остальном катамаран нас полностью устраивает, насколько это в принципе возможно с данным типом судна, т.е. с надувным и разборным.
- Баллоны. Суммарный объем двух баллонов – 3 куб.м. Купили их в украинской фирме Нэрис, 20 000 рублей, но сейчас они должны стоить подороже.
- Паруса. Общая площадь 10 кв.м. Обошлись они нам в 10 000 рублей.
- Мотор Mercury, 4 л/с, с длинной ногой. Купили его в Москве, в компании Велход. Их сайт Обошелся мотор нам в 43 000 рублей.
- Для руля и шверта была использована фасадная солнцезащитная ламель из алюминиевого аэродинамического профиля. 3 метра ламели обошлись нам в 3 000 рублей.
- Якоря Денфорта – 2 шт, по 6 кг каждый.
- Фанера для палубы – 6 листов, 1,2х2,4 м, 8 мм толщины.
- 50 м профильной трубы 80х40х2, сплав АД31Т. 20 м профильной трубы 35х35х2, сплав АД31Т. Шина разных размеров из такого же сплава.
- Несколько метров алюминиевой трубки 12х1, которая использовалась в качестве втулок под болты в местах соединения продольных и поперечных элементов конструкции.
- Около трех тысяч вытяжных алюминиевых заклепок.
- Около сотни разных болтов, гаек, шайб, преимущественно из оцинкованной стали.
- На мачту – 8 м. трубы 50х2 Д16Т, на втулки несколько метров трубы 45х2 Д16Т. Примерно 50м стального троса 6х19, 3мм, из которых 20 м. – нержавеющего.
- Колуши, талрепы, кольца, мочки и прочее.
- Несколько метров медной трубки 8х2, продается в магазинах сантехники. Использовалась она для опрессовки огонов на тросе.
- Веревка в количествах.
Использование нержавеющего крепежа, как показал опыт, особого смысла не имеет, за исключением некоторых самых мелких деталей. Стальной оцинкованный крепеж не особо ржавеет. Заменить его дешевле, чем покупать нержавеющий. Ну и преимущество оцинкованного крепежа также заключается в том, что он не вызывает электрохимической коррозии алюминиевого сплава. То же можно сказать и про тросы.
На яхтенные комплектующие также не имеет смысла тратить огромные деньги, так как в других магазинах можно найти более дешевые аналоги, практически не уступающие фирменным компонентам по функционалу. Например, яхтенный двушкивный блок может стоить в яхтенном магазине 5 000 рублей, а в туристическом магазине альпинистского снаряжения подобные изделия можно купить за 300 рублей. Альпинистский блок будет сделан из такой же стали, с теми же подшипниками, разве что без стопора.
Третий вариант
Самодельный катамаран из пенопласта непотопляем, удобен в эксплуатации, долговечен и прост в изготовлении.
Его размеры: 3750 х 1600 мм, толщина пластин от 40 до 150 мм, высота поплавка 200 мм и ширина 400 мм. Вес 1 м3 пенопласта составляет около 20 кг.
Пластины вырезают на специальном приспособлении проволокой из нихрома, нагретой до 200-250°С, или на специальном станке. Диафрагму носовой части (2 шт.), перегородки (4 шт.), шпангоут (4 шт.) изготавливают из фанеры толщиной 12 мм. Стяжные трубы, которые служат для крепления деталей,- дюралюминиевые, однако приемлемы и тонкостенные стальные; годятся для стяжки также дюралюминиевые стержни диаметром 10-12 мм. Резьбу на трубах диаметром 1/2 нарезают трещоткой клупа или плашкой, а на стержнях – плашкой с основной метрической резьбой (М10).
Перед сборкой поплавков широкие поверхности пластин покрывают масляной краской или эпоксидным клеем и стягивают стальными трубами при помощи гаек. Затем наружные поверхности оклеивают тонкой бязью или стеклотканью в два-три слоя на эпоксидной смоле или на масляной краске.
Носовая часть поплавков катамарана делается отдельно из алюминиевых уголков 25 х 25 мм и обшивается тонким (0,5 мм) листовым алюминием. Металлическая конструкция имеет фанерную диафрагму, скрепленную болтами М5с уголками; детали алюминиевой обшивки соединены заклепками. Крышки из фанеры или листового дюралюминия толщиной 1-1,5 мм прикрепляются винтами к уголкам носовой части. Носовую часть насаживают на концы стяжных труб и закрепляют гайками, как показано на рисунке. Затем ее заполняют кусками пенопласта и закрывают крышкой. Надстройку (палубу) собирают из деревянных брусков и реек. Вся конструкция крепится к шпангоутам восемью болтами с гайками. Для передвижения по воде в корме устанавливается лодочный мотор мощностью 1-5 л.с. Можно плавать и на веслах, сделанных из тонкостенных дюралюминиевых труб. Возможна также установка на катамаране косого паруса площадью до м/2.
Четвертый вариант
ПВХ – современный материал, обладающий массой положительных качеств. Он довольно недорогой, легкий, прочный, долговечный, устойчивый к разным климатическим условиям и средам. К тому же, пластиковые трубы легко и быстро соединяются, обеспечивая абсолютную герметичность стыков.
Благодаря этому, использование пластиковых труб получило широкую популярность не только при монтаже водопроводов и канализационных систем. Из них «народные умельцы» своими руками изготавливают множество полезных «штуковин», начиная от стеллажей и поилок и заканчивая санями и плавсредствами.
Вариантов плавсредств существует масса, как и их предназначений. Для тех, кто проживает вблизи водоемов, а особенно для тех, у кого преодоление водной преграды является жизненной необходимостью, катамаран подойдет идеально. Такой вариант судна имеет массу преимуществ перед байдарками, лодками или яхтам:
- для изготовления катамараны из пластиковых труб требуется минимальное количество материала. К тому же, вполне могут быть использованы остатки от недавнего монтажа канализации или водопровода;
- катамаран имеет небольшой вес, поэтому не доставляет проблем в вопросах транспортировки;
- благодаря особенностям конструкции – два баллона, соединенные палубой, такое плавсредство имеет высокие мореходные качества, прочность, надежность и достаточную скорость движения;
- возможность размещения необходимого количества мест для сидения;
- на катамаран можно установить двигатель любого типа.
Катамаран имеет большое количество особенностей конструкции, в сравнении с другими плавсредствами.
- Первая, и самая главная, часть катамарана – поплавки. Это две камерные конструкции, расположенные по бокам плавсредства. Их непосредственная задача – удерживать судно на плаву. Баллоны могут быть изготовлены из разных материалов, ограничивающих внешний периметр поплавка. Для этого используют пленку, из которой изготавливаются надувные баллоны, пенопласт или трубы ПВХ.
- Соединительная рама. Она может быть выполнена из любых материалов, начиная от все тех же пластиковых труб и заканчивая деревом или металлом. Чем легче рама катамарана, тем меньший размер могут иметь поплавки.
- Палуба. Эта часть создается для размещения пассажиров, багажа и прочего, что будет транспортироваться по воде.
- Руль. Функцию руля у любого плавсредства выполняет подводная лопасть, которая для движения прямо устанавливается параллельно движению, для поворота отгибается в ту или иную сторону с помощью выведенной на палубу поворотной ручки.
- Весла, педали, мотор или любое другое устройство, приводящее катамаран в движение.
Диаметр поплавков, а так же ширина и длинна судна зависят, в первую очередь от того, где и как оно будет эксплуатироваться. Чем больше предполагается экипаж и чем больше будут перевозиться грузы, тем больше должны быть размеры плавсредства и диаметр поплавков.
Увеличить грузоподъемность судна можно за счет увеличения сечения баллонов или их длинны. Решающим фактором в данной ситуации является объем воздуха внутри баллонов.
Оптимальные параметры расчета поплавков, исходя из экипажа и грузоподъемности следующие:
- одноместный катамаран должен иметь длину 2-3 метра при поперечном сечении баллона 0,3-0,4 метра;
- для изготовления двухместного судна используют баллоны длиной 3,5-4 метра при диаметре 0,45-0,5 метра;
- трех и четырехместные плавсредства имеют длину до 6 метров при диаметре поплавка 0,5-0,6 метра.
Катамаран длиной более 6 метров делать не рекомендуется, поскольку он потеряет практически полностью свою маневренность.
Хотя, если плавать вы собираетесь в основном по прямой, ограничений на размер такого «кораблика» нет.
Каяк для ребёнка своими руками
Наступало лето и очень хотелось взять с собой на покатушки детей. Значит надо срочно изготовить средство для передвижения по воде — каяк. Засучив рукава начинаем работу. Материалы и инструменты: Для
Это вы можете сделать своими руками…
Попалась вот такая лодка «Прогресс», сдали в утиль (выкупил). Был разорван бок, тащили из замершего водоема (на дурь, по пьяне). Приложил руки и вот что их этого получилось. Все делал сам, в своих
Будем друзьями!
Categories Авто и мото Tags батареи, катамаран, своими руками, солнечные, фото, чертежи
Часто задаваемые вопросы о постройке самодельных катамаранов
Вопрос: Какие материалы лучше всего использовать для корпуса самодельного катамарана?
Ответ: Чаще всего используют фанеру, алюминий, ПВХ-ткань или стеклопластик, выбор зависит от бюджета и требуемой прочности.
Вопрос: Сколько времени занимает постройка катамарана своими руками?
Ответ: В среднем от нескольких недель до нескольких месяцев, в зависимости от сложности проекта и доступности материалов.
Вопрос: Нужны ли чертежи для сборки самодельного катамарана?
Ответ: Да, рекомендуется использовать готовые проверенные чертежи или разработать их самостоятельно с учетом гидродинамики.
Вопрос: Какой двигатель подойдет для самодельного катамарана?
Ответ: Можно использовать подвесной лодочный мотор, электромотор или даже парус, в зависимости от назначения судна.
Вопрос: Сложно ли сделать катамаран на солнечных батареях?
Ответ: Технически это реализуемо, но требует знаний в электротехнике и правильного расчета мощности панелей и аккумуляторов.
Вопрос: Какие ошибки чаще всего допускают новички при строительстве катамарана?
Ответ: Неправильный расчет грузоподъемности, слабая герметизация швов и игнорирование правил остойчивости.
Вопрос: Можно ли использовать пластиковые бутылки для создания катамарана?
Ответ: Да, это бюджетный вариант для небольших плавсредств, но требуется надежное крепление бутылок в поплавках.
Вопрос: Как зарегистрировать самодельный катамаран в ГИМС?
Ответ: Необходимо пройти техническое освидетельствование и получить судовой билет, если водоизмещение превышает 200 кг.
Вопрос: Какой вес может выдержать самодельный катамаран?
Ответ: Зависит от объема поплавков и материала, обычно от 200 до 500 кг для двухместных моделей.
Вопрос: Где найти сообщества единомышленников по самодельным катамаранам?
Ответ: На форумах судомоделистов, в тематических группах в социальных сетях и на сайтах вроде «Сделай сам».
