Туристическое плавсредство для отдыха на воде

Туристическое плавсредство для отдыха на воде

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИСКУССТВ»

Факультет дизайна и декоративно-прикладного искусства

Кафедра промышленного дизайна

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема проекта

Туристическое плавсредство для отдыха на воде

Исполнитель Сычёва Т. П.

студентка 5-го курса

направления специальности

«Дизайн средств производства и транспорта»

Заведующий кафедрой        

Коломиец В. И.

Руководитель

Шустерняк Т. Е.

Консультант (ы)

Шустерняк Т.Е.

Кучерявая С. К.

Березкина Л. В.

Минск, 2013г.

ВВЕДЕНИЕ

Тема проекта: Туристическое плавсредство для отдыха на воде. Данная тема важна и актуальна на сегодняшний день, так как наблюдается тенденция развития туристической сферы для всех стран, а тем более для Беларуси, которая, как известно, насыщена водными артериями. Для водного туризма в стране есть значительное количество составляющих, которые складываются в мощную базу всего туризма в целом. Однако следует заметить, что программа развития этой сферы, на данном этапе, далеко не в полной мере задействует все качества и возможности нашей страны.

В настоящее время в Беларуси насчитывается небольшое количество предложений от турфирм, которые минимально используют эстетические ресурсы страны. Сейчас это замковые маршруты Мир - Несвиж, военные комплексы Хатынь - Брестская крепость, религиозно-исторические места Жировичский Успенский - Спасо-Ефросиниевский монастыри, экскурсии по городу Минску и этнографическим музеям. Всё это автобусные туры. Не стоит исключать из этого списка Августовский канал, который был отреставрирован с целью использования сразу нескольких видов туризма - экологического, экскурсионного, спортивного, но сейчас он не используется в полной мере своих возможностей.

Проблема туризма Беларуси есть и решать её необходимо следуя темпу современного развития этой индустрии. Что касается природных ресурсов, то страна находится на высоком уровне, мы имеем в распоряжении уникальные заповедники и просто великолепные уголки природы, которые многих смогут поразить и привлечь внимание, некоторое количество исторических памятников и водные пути, по которым мы сможем до них добраться.

Целью проекта является создание туристического транспортного средства, которое должно ответить на все поставленные перед ним задачи и требования.

Какие задачи следует сформулировать перед проектируемым транспортным средством? В первую очередь ведется разработка судна для человека. Необходимо определить все параметры и потребности того, кто будет эксплуатировать плавсредство. Второй, но не менее важной, частью является проектирование объекта в среде. В данном случае это городские и загородные ландшафты Беларуси. Так же необходимо изучить климатические особенности региона и учесть их в выборе использования технологий и материалов при изготовлении объекта. Следует добавить и экономическую составляющую проекта.

Каким образом проект изменит туристическую ситуацию в стране? Будет ли он актуален на протяжении длительного времени? Сможет ли он быть востребованным среди разных слоев населения? На эту цепочку вопросов необходимо ответить на стадии проектирования и подвести итог конечным результатом - проектом.

1. ПРЕДПРЕКТНЫЙ АНАЛИЗ

1.1 Исторический анализ объекта проектирования

Цель исторического анализа - построение тенденций эволюции для прогноза исследуемой технической системы. При проведении анализа, как правило, уже существует несколько поколений и множество модификаций, предшествующих изучаемой технической системы. Задача исторического анализа - описание и анализ эволюции с момента создания до настоящего времени, выявление тенденций развития подсистем. Естественно, что анализируются не все конструкции, а только те, которые обеспечили системе качественный скачок, основали новое поколение.

В Российской империи первые «речные трамвайчики», то есть суда, предназначенные для внутригородских пассажирских перевозок, появились в начале XX века в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Киеве и других городах. В роли речных трамвайчиков использовались небольшие катера-пароходы.

Во многих городах Европейской России владельцем этих линий выступало Финляндское общество лёгкого пароходства, а пароходики получили в народе название «финляндчик» (в Нижнем Новгороде исказилось до «фильянчик»).

В Москве речные трамвайчики появились в 1923 году. Первоначально ими заведовало Московско-Окское управление речного транспорта, а в 1933 году было организовано специализированное Московское пригородное пароходство.

Флот пароходства состоял из 70 небольших катеров производства Городецкой верфи, бравших на борт 40-100 пассажиров. В довоенной Москве популярностью пользовались маршруты Каменный мост - Заозёрье и Дорогомиловский мост - завод АМО.

В двадцатые-тридцатые годы речные трамвайчики появились и во многих других городах СССР. Первоначально каждый город строил речные трамвайчики своими силами, поэтому в разных городах они имели разный внешний вид, тип силовой установки, особенности конструкции. Зачастую эти суда были мелкосидящими, что позволяло им подходить к берегу даже там, где не было причалов и дебаркадеров.

К середине тридцатых годов речные трамвайчики стали частью транспортной системы таких городов, как Москва, Ленинград, Горький, Сталинград, Ростов-на-Дону и некоторых других. Также их использовали на пригородных перевозках. Тогда же начали прилагаться усилия по стандартизации и унификации подвижного состава городского речного транспорта. В 1930 году коллективом инженеров во главе с С. П. Будариным был создан типовой теплоход для внутригородских перевозок с пассажировместимостью в 119 человек. Чуть позже было создано судно повышенной вместимости (до 250 пассажиров) для пригородных перевозок.

Теплоход типа «Москва» - наиболее распространённый в России в начале XXI века речной трамвай, который представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Теплоход типа «Москва»

До начала Великой отечественной войны был создан ещё один тип малых пассажирских речных судов - тип «Леваневский» (1937 год). В 1939 году началась разработка нового типа речного трамвая, но его созданию помешала война.

После войны, с 1948 года, на смену старым судам стали приходить современные теплоходы типа «Москвич» (рис.1.2). Аналогичные им теплоходы «ПТ-150» строились в Херсоне. Позднее были созданы теплоходы «Москва», которые широко используются и сейчас. В то же время значение внутригородского речного транспорта стало быстро снижаться, сейчас в большинстве городов он используется только в экскурсионных целях, хотя в некоторых городах речные трамвайчики и сейчас работают в режиме общественного транспорта.

Рисунок 1.2 Теплоход «Москвич»

Как прогулочный вид, речной трамвайчик всё больше используется в Орле, где в пределах городской черты уровень реки Оки поддерживается плотиной ТЭЦ.

При организации в 2010 году системы водного городского общественного транспорта Санкт-Петербурга она получила название аквабус, т.е. водный автобус.

Также бытует название «речной автобус». Но происхождение этого термина неясно и его толкование неоднозначно. Однозначно известно следующее: термин родился в 60-х годах, когда на междугородние и пригородные речные маршруты вышли теплоходы типа «Заря». Тогда в ряде расписаний движения судов и появилось словосочетание «речной автобус». Однако непонятно, относился ли этот термин к теплоходу, которой своей компоновкой и габаритами действительно напоминает автобус («Заря» - небольшой однопалубный скоростной теплоход, имеющий 66 пассажирских мест, расположенных как в автобусе), или же так назывался маршрут, по которому курсировал теплоход, так как режим его движение напоминал пригородный автобус - частые остановки, зачастую в неприспособленных местах (рис.1.3). Возможно, название пошло и от того, что «Заря» отличалась от ходивших ранее местных пассажирских судов повышенной скоростью хода, соответствовавшей автобусам тех лет (45 км/ч).

Вполне вероятно и более простое объяснение, что теплоход «Заря» получил название речной автобус просто из за внешнего сходства с некоторыми автобусами тех лет. Особенно сильно формы этого теплохода похожи на популярные в 1960-е годы автобусы Икарус 55, ЛАЗ-695, ПАЗ-672: тонированные овальные окна в верхней скругленной части салона, покатая задняя часть, воздухозаборник.

Рисунок 1.3 Теплоход «Заря»

Термин «водный трамвай» (польск. Tramwaj wodny) используется также в Польше, где к водным трамваям причисляют не только речные, но и каботажные (береговые) морские пассажирские суда, в том числе и довольно большие. В Польше водные трамваи действуют в Варшаве, Быгдоще, Гданьске, Гдыне, Сопоте, Щецине и других городах.

В городах Западной Европы городской и пригородный пассажирский водный транспорт в основном занимает туристическо-экскурсионную нишу, однако в некоторых городах есть и общественный водный транспорт. Так в Лондоне действует целая сеть пассажирских водных маршрутов, известная как London River Services. Некоторые маршруты нацелены на туристов, другие чаще используются самими лондонцами как обычный общественный транспорт, например для поездок на работу. Хотя London River Services лицензируются Transport for London, эксплуатация осуществляется частными фирмами, и на водных маршрутах Лондона проездные на автобус и метро не действуют (хотя могут давать скидки).

В Париже система пассажирских катамаранов Voguéo действует также в туристических целях и как регулярный транспорт.

В конце XX века в Нидерландах в рамках развития системы общественного транспорта была внедрена концепция «Openbaar vervoer te water» («общественный транспорт на воде»), использующая уникальное физико-географическое положение страны - обширную систему каналов в городах и в прочих местах на значительной части территории, находящейся ниже уровня моря, защищенной дамбами. До этого местные водные пассажирские перевозки в Нидерландах ограничивались паромными переправами, которые в соответствии с нидерландским законодательством относятся не к общественному транспорту, а к дорожной сети. «Общественный транспорт на воде», в свою очередь, субсидируется как общественный транспорт, наряду с трамваями и автобусами. По состоянию на осень 2006 года в Нидерландах действуют пять транспортных служб, соответствующих концепции «Общественный транспорт на воде»

В англоязычных странах (в Северной Америке и Новой Зеландии) городской общественный водный транспорт часто называют «водным такси» (англ. water taxi), хотя на русский язык это понятие было бы правильнее перевести как «водная маршрутка», так как такие водные такси ходят по установленным маршрутам и перевозят довольно большое количество пассажиров. Ходящие по расписанию водные такси действуют в Нью-Йорке, Бостоне, Балтиморе, Торонто, Окленде и других городах. В Венеции же водными такси называют небольшие катера, которые действуют в том же режиме, что и обыкновенные, «автомобильные» такси. Суда, перевозящие больше число пассажиров по определённым маршрутам, в этом городе называют «водными автобусами» (вапоретто, итал. vaporetto).

Проведя исторический анализ такого вида транспорта, как речной трамвай, можно определить тенденцию развития функционального использования и, последовавшее за ним, развитие формообразования.

На первоначальном этапе возникновения такие суда имели функцию перемещения пассажиров по водным артериям страны на длительные расстояния. Пассажиропоток был велик и для того, что бы удовлетворить потребность большого количества людей, речные трамваи были крупногабаритными и были вместимостью до 250 мест. После войны использование такого транспорта стало снижаться и он приобрел функцию экскурсионного. Это повлекло за собой изменение количества пассажирских мест, изменились также и скорости трамваев. Однако большинство таких судов появлялись за счет изменения существующих, добавлялись места для пассажиров и убирались лишние перекрытия. С развитием водного туризма, стали проектироваться суда, которые несли только ту функцию, для которой и создавались - экскурсионно-туристическую.

1.2 Классификация объектов проектирования

Перед тем как проводить классификацию проектируемого объекта, необходимо уточнить некоторые закладываемые параметры, чтобы более четко дать оценку предлагаемым разделениям на классы.

Предполагаемые параметры проектируемого объекта:

эксплуатация в черте города и на малых реках;

пассажировместимость от 15-20 человек;

средняя скорость 15-20 км/ч;

высокий уровень обзорности;

возможность высадки и посадки в оборудованных местах;

Оперируя этими параметрами можно приступить к классификации проектируемого судна.

Хотя официального термина «Речной трамвай» (также: водный трамвай) не существует, так часто называют речные пассажирские суда небольшого водоизмещения, работающие в экскурсионном режиме или в режиме общественного транспорта в городах или на ближних пригородных маршрутах.

Характеристики усреднённого речного трамвая: пассажировместимость: до 150-200 человек; скорость: 20-60 км/ч. Более быстрые суда на подводных крыльях речными трамваями, как правило, не называют, обиходное их название - «Ракеты» (при этом так называют все небольшие суда на подводных крыльях, а не только суда конкретного типа «Ракета»)

Данный вид объекта подходит под классификацию тем, что является экскурсионным, остальные параметры не отвечают заданным требованиям, так как его поссажировместимость до 200 человек, что превышает габариты. Так как места эксплуатации предполагаются в черте города, где нет возможности и необходимости развивать большую скорость, следовательно использование подводных крыльев сводится к нулю.

Такой тип судов как «речной автобус» используется для перемещения пассажиров от заданной точки и до пункта назначения с частыми остановками и в местах, где это не предусмотрено. Эти критерии подходят для проектируемого объекта, так как планируется совершать туристические поездки на судне с остановками в тех местах, где не всегда для этого оборудован берег. Но маршрут предполагает возвращение в начальную точку. Так как по габаритам речные автобусы значительно отличаются, то обращать внимание на это не стоит.

Существует такой способ перевозки пассажиров - «водное такси», этот вид транспорта максимально подходит под заданные параметры. Количество пассажиров не превышает 15, курсирует данное средство в черте города, но оно не предназначено для проведения на нем длительного времени и не имеет достаточной обзорности.

1.3 Конструктивные характеристики объектов проектирования

К конструктивным параметрам следует отнести элементную базу, которая будет являться основой проектируемого объекта. Водный трамвай, это сложносоставной объект, все части которого подчинены друг другу. Структуру его можно поделить на два проектируемых звена единого целого: функционально-техническую и функционально-эстетическую. К первой части, а то есть функционально-технической, следует отнести все те элементы системы, которые отвечают за техническое использование объекта движение по воде (за счет чего?), остойчивость, водоизмещение, безопасность, устойчивость материалов и многие другие. К функционально-эстетической части следует отнести эргономические требования, образные характеристики, взаимосвязи объекта с субъектом, объекта со средой.

Были определены предполагаемые параметры проектируемого объекта это: малое речное транспортное судно, которое осуществляет экскурсионные перевозки пассажиров в количестве не более 20. Для передвижения такого судна не требуется мощный двигатель, достаточно того, что он сможет приводить в движение движитель и при помощи него будет развиваться средняя скорость около 11 узлов, мощность двигателя 130 л/с . Для крупных пассажирских судов предусматриваются два двигателя, на случай поломки одного из них, но в данном случае нет необходимости следовать этим правилам, так как эксплуатация судна будет проводится на малых акваториях.

Что касается движителя, то следует рассмотреть все возможные варианты, которые существуют на сегодняшний день и их функциональные качества. Движитель предназначен для преобразования энергии в полезную работу движения судна. Судовые движители делятся на две группы: движители непрямой реакции (гребной винт, гребное колесо, крыльчатый движитель, воздушный винт) и движители прямой реакции (например, водомётный движитель). Движители выбирают согласно назначению судна. Так на судах, плавающих по мелководью, используются водомётные движители, а на манёвренных судах используются крыльчатые движители. Так как проектируемое судно не предназначено для маневренности, то нет необходимости использовать крыльчатый движитель.

Гребной винт - наиболее распространённый движитель судов, а также конструктивная основа движителей других типов. Гребной винт состоит из ступицы и лопастей, установленных на ступице на одинаковом расстоянии друг от друга и представляющих собой крылья среднего или малого удлинения; число лопастей составляет от 2 и более. Гребной винт насаживается на конец гребного вала, приводимого во вращение судовым двигателем. При вращении гребного винта каждая лопасть захватывает массу воды из набегающего потока и отбрасывает её назад, сообщая ей дополнительную осевую и окружную скорость; сила реакции этой отбрасываемой воды заставляет корабль двигаться вперед или назад, в зависимости от направления вращения гребного винта. Плюсы винта перед гребным колесом в КПД, у винта 40-50%, а у колеса 30%, так же гребное колесо больше по массе.

Гребное колесо - вид движителя, используемый с древних времен для приведения в движение лодок и кораблей. Представляет собой большое колесо, снабженное лопастями, которые погружаются в воду. Гребное колесо по строению идентично водяному колесу, с той лишь разницей, что не вода приводит колесо в движение, а колесо используется для движения. Существовало две основных разновидности гребных колес: кормовые, расположенные за кормой судна и бортовые, попарно размещавшиеся с боков корабля. Основная проблема при использовании гребного колеса - низкая маневренность при плохих погодных условиях, а также большая зависимость от осадки судна. При сильной качке колесо может полностью выходить из воды, делая нормальное движение невозможным. Также на волнении колеса подвергались большим ударным нагрузкам, выводившим их из строя.

Использование гребного колеса уместно в проектируемом судне, так как эксплуатация не будет проводиться на открытых морских пространствах и крупных реках и волнения на воде не станут проблемой при использовании, а маневренность в данном случае не важна.

Водомётный движитель (водомёт) - движитель, у которого сила, движущая судно, создаётся выталкиваемой из него струёй воды. Представляет собой водяной насос, работающий под водой. Водомётный движитель состоит, как правило, из импеллера (винта) с валом, водовода (водомётной трубы), спрямляющего аппарата и реверсивно-рулевого устройства (РРУ). В водоводе, представляющем собой профилированную трубу, водяной поток ускоряется либо лопастным механизмом (гребной винт, крыльчатка насоса), либо энергией сгорания топлива или давлением сжатого газа, что и обеспечивает направленный выброс струи через выпускное отверстие в корме. Отбрасываемая масса воды создает упор движителя, что и приводит судно в движение. Водоводы располагаются внутри или снаружи корпуса судна. Эффективность водомётного движителя зависит от формы водоводов, места расположения и конструкции водозаборников, и обычно меньше, чем у гребного винта.

При выборе движителя, следует обратить особое внимание на то, какую роль он будет играть в системе судна. Если есть необходимость подчеркнуть силу, надежность и мощность, то движитель можно вынести на первый план образа проекта, что даст возможность увидеть всю мощь, которая заложена внутри системы. Если же судно выполняет другую роль, а то есть служит для преодоления расстояний на больших скоростях, то в данном случае внимание обращается на «след», который оно оставляет после себя. Для этих целей хорошо подойдет водометный движитель. Говоря о данном проекте, то можно выделить следующие характеристики, которые должны повлиять на образ проектируемого объекта: привлечение внимания, развлечение, безопасность, устойчивость. Рассмотрев все подходящие движители, под выбранные характеристики максимально подходит гребной винт.

Корпус корабля - основная часть корабля в виде водонепроницаемого и полого внутри тела обтекаемой коробчатой (для надводных кораблей) или цилиндрической (для подводных лодок) формы. Корпус корабля обеспечивает плавучесть, непотопляемость, прочность, размещение вооружения и личного состава и механизмов, обусловленных назначением корабля. Корпус снабжается рулевым, якорным, швартовным, буксирным и грузоподъёмным устройствами. Внутри корабельного корпуса размещаются главные и вспомогательные механизмы, погреба боезапасов, жилые и служебные помещения, хранилища для запасов топлива, масел, воды, цепные ящики, помещения для перевозимой техники и грузов, а также большинство корабельных устройств. Верхняя палуба корпуса служит фундаментом для надстроек, сооружений и служебных механизмов; на неё выводятся мачты и трубы. Корпус корабля характеризуется главными размерениями (длиной, шириной, осадкой) и изготавливается из стали и (или) лёгких сплавов, пластмасс, композиционных материалов и дерева.

1.4 Материалы и технологии

Условно различают три варианта конструкции корпуса из стеклопластика: однослойную без набора и с набором, двухслойную конструкцию с легким заполнителем.

Однослойная безнаборная конструкция. Применяется при постройке самых малых открытых и тихоходных лодок, Термин «безнаборная» обычно употребляется в том смысле, что гладкая обшивка не имеет шпангоутов и продольного набора, а прочность корпуса обеспечивается какими-то иными конструктивными элементами. Так, банки и ящики плавучести обеспечивают поперечную прочность корпуса; стенки их одновременно подкрепляют обшивку. В роли килевого бруса выступает гофр в ДП или просто сходящиеся под острым углом поверхности обшивки.

Безнаборная конструкция хороша лишь при значительной кривизне обшивки. Если жесткость плоских поверхностей недостаточна, применяют выформованные заодно с обшивкой гофры. Иногда плоскость разбивается высадками и выпуклостями, предусмотренными чертежом обводов корпуса.

С целью удешевления производства в качестве армирующего материала при массовом выпуске лодок применяются наиболее дешевые стеклохолсты и жгутовые ткани, укладываемые в количестве 25 - 30% и 45 - 50% (соответственно) от веса готoвoгo стеклопластика. Для обеспечения гладкости поверхности и ограничения фильтрации воды сквозь относительно пористые жгутовые ткани один-два наружных слоя армируются более плотными стеклохолстом или стеклосеткой (тканью). Минимальная толщина обшивки безнаборных корпусов находится в пределах от 2 мм (1 сой стеклоткани + 1 сл. стеклохолста + 1 сл, жгутовой стеклоткани) для самых малых лодок до 4 мм (1 сл. стеклоткани +5 сл. жrутовой стеклоткани) для лодок длиной около 5 м (рис.1.4).

Рисунок 1.4 Поперечные сечения безнаборных корпусов : а) гребной лодки; б) трехкилевой мотолодки-тримарана; в) мореходной мотолодки

Однослойная конструкция с набором. На более крупных лодках и, естественно, в случае более тяжелых условий эксплуатации приходится не только увеличивать толщину обшивки, но и подкреплять ее набором. Одновременно и при этом варианте используются различные конструктивные элементы (стенки закрытых банок, переборки, ящики плавучести), разумно размещая которые и используя их в качестве промежуточных опор можно свести к минимуму число и профиль балок собственно набора.

Простейшим подкрепляющим ребром является пучок стеклоровницы, приформованный к обшивке, но такое решение допустимо лишь для самых малых корпусов. Чаще вceгo ставятся ребра П - образного профиля, хотя встречаются и профили треугольного, полукруглого и трапециевидного сечения. Такие ребра формутся на выставленных на готовую, но еще не заполимеризовавшуюся обшивку оформителях задающих форму поперечного сечения сердечниках из пенопласта, алюминиевой фольги, картона или стеклопластика.

Минимальные толщины стеклопластика для наружной обшивки 4 мм, ящиков плавучести 2 мм. Отметим, что при конструировании водоизмещающих парусных и моторных судов длиной до 10 м (для открытых водоемов) расчеты местной и общей прочности можно не выполнять. По правилам Английского Ллойда на судах длиннее 6 м толщина обшивки не должна быть одинакова по длине и ширине корпуса. Например, обшивка 9 - мeтpoвoгo водоизмещающего катера должна иметь следующую условную толщину (условная толщина, представленная в виде веса армирующего материала на 1м 2 и равная для днища 3,5 кг/м2 , принимается за 100%; шпация 400 мм):

обшивка борта, начиная с ватерлинии на 150 мм выше КВЛ, 95%;

ширстрек (в средней части судна; длина 4,5 м, высота 250 мм) 115%;

горизонтальный киль (ширина 550 мм; по всей длине судна) 150%;

форштевень 120%.

Двухслойная конструкция. Двухслойная конструкция состоит из наружной и внутренней обшивок - оболочек из стеклопластика, подкрепленных расположенным между ними набором. С точки зрения прочности каждая из оболочек должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к однослойным конструкциям с набором. Вспенивающиеся пенопластовые заполнители, вводимые в полости, заполняют пространство между наружной и внутренней оболочками, но не являются несущими.

Трехслойная конструкция. В отличие от двухслойной конструкции, заполнитель (пенопласт, сотоблоки, бальза и др.) в данном случае является несущим элементом. Важно обеспечить как достаточную прочность caмoгo заполнителя, так и высокую aдгeзию eгo к несущим слоям стеклопластика. Следует также учитывать, что со временем прочность тpexслойной конструкции в районе привального бруса и других районах приложения сосредоточенных нaгpyзок обычно нарушается.

Следует уточнить и само понятие «трехслойная конструкция». Этот термин относится лишь к таким конструкциям, в которых толщина заполнителя не превышает десяти толщин любого из нeсущих слоев; в противном случае каждый из несущих слоев следует рассматривать как однослойную оболочку, не принимая в расчет прочность заполнителя.

Выбор тoгo или иного типа конструкции зависит, разумеется, не только от размеров лодки, но и от многих частных условий и возможностей изготовителя. До сих пор и у нас и за рубежом подавляющее большинство малых судов строится однослойными.

Применение трехслойной конструкции обычно не дает заметной экономии ни в весе, ни в стоимости, по сравнению с однослойной, однако следует отмeтить одну технологическую особенность. Наличие в конструкции сплошного пенопластового слоя дает возможность начать постройку корпуса со сборки этого слоя заполнителя на простейших лекалах, а затем оклеивать жесткую скорлупу сначала наружным, а после снятия с лекал (пуансона) и внутренним нecyщими слоями стеклопластика. Такой вариант часто применяется при любительской постройке лодок.

Соединение секций. В подавляющем большинстве случаев пластмассовые корпуса выполняются монолитными и единственным соединением является стык палубы с бортом. Это соединение загружено сдвигающими усилиями, для передачи которых обычно применяются двусторонние приформованные накладки из стеклопластика; толщина каждой из них принимается равной половине толщины стыкуемых секций, ширина - не менее 200 мм.

Три варианта углового соединения «встык» показаны на рис. 3. Такой узел наиболее надежен, но трудоемок и потому на самых малых судах обычно не применяется. Moгут быть рекомендованы отличающиеся простотой подгонки соединения с использованием болтов или заклепок, например, показанные на рис. 4. Другая возможность упрощения сборки заключается в изготовлении обеих соединяемых секций (корпуса и палубы) с вертикальными флагами.

Говоря о сборке пластмассовых судов из секций, отметим интересную тенденцию в организации серийнoгo производства сравнительно крупных яхт и катеров. До последнего времени, как и при постройке судов из «традиционных» материалов дерева или металла, работы по монтажу в корпусе вceгo внутpeннeгo оборудования выполнялись поэлементно.

По очереди подавались, подгонялись и крепились прочные переборки (поперечные и продольные), различные легкие выгородки, фундаменты, шкафы, рундуки, койки; монтировались изоляция, внутренняя дeкopaтивная зашивка, пайолы и т. п. Широкое применение стеклопластика и при изготовлении оборудования позволило внедрить новый способ постройки, при котором судно собирается не из двух, как обычно, а из трех отдельно формуемых секций.

Отдельные конструктивные элементы. Необходимо учитывать следующие общие рекомендации. В местах приложения сосредоточенных нагрузок (под киповыми планками, у пяртнерса и т. п.) требуется иногда двойное увеличение толщины обшивки за счет укладки дополнительных слоев армирующего материала обязательно между основными слоями.

Планширь. Это исключительно важный для беспалубного судна конструктивный элемент, обеспечивающий жесткость бортов препятствующий поперечному перемещению их верхних кромок. Считается, что планширь должен выдерживать двойной вес лодки, поставленной на борт; такая прочность необходима, например, при столкновениях.

Переборки. В принципе на судах длиной меньше 15 м необходимость установки переборок никакими правилами не оговаривается, однако их обычно приходится устанавливать для обеспечения поперечной прочности корпуса и непотопляемости судна. Переборки обычно вырезают из фанеры толщиной 6 - 1О мм для малых яхт и катеров и 12 - 18 мм для крупных крейсерских яхт, а затем оклеивают стеклопластиком. Бывают переборки и трехслойной конструкции (стеклопластик и пенопласт внутри) и т. д.

Элементы, воспринимающие сосредоточенные нагрузки. В корпусе любого малого судна имеются конструктивные элементы, не участвующие в обеспечении общей прочности, но играющие не менее важную роль. К числу их относятся, например, машинные фундаменты. Для установки двигателей небольшой мощности иногда бывает достаточно простого усиления существующих стрингеров. В тех случаях, когда необходимы специальные фундаментные балки коробчатого или Г-образного сечения, их надо протягивать от переборки до переборки (или от рамного шпангоута до paмнoгo шпангоута) и обязательно скреплять с ними.

1.5 Эргономические требования

Одним из основных требований, предъявляемых к любому современному малому судну, является обеспечение определяемой его назначением и размерами степени комфорта - удобства пребывания людей на судне во время плавания, удобства работы при выполнении каждым членом экипажа его обязанностей.

Немаловажное значение при проектировании малого судна имеет учет физических и физиологических возможностей человека как составной части системы "судно - человек". Эргономика - это наука о приспособлении орудия, машины, судна к человеку, параметры которого практически постоянны. Подчеркнем: орудия к человеку, а не наоборот, как это нередко получается в результате плохой работы конструкторов. Основная задача этой науки - создать условия, при которых труд человека, в данном случае - труд при эксплуатации малого судна, проходит с минимальными физическими и моральными затратами. Естественно, меньшая утомляемость, удобство выполнения работ, полноценный отдых сменившихся с вахты являются и важными факторами обеспечения безопасности плавания.

Учет рекомендаций эргономики при разработке чертежей позволяет избежать грубых просчетов и вызванных ими переделок готового судна. На рисунке 1.5: габариты человека в разных положениях.

плавстредство транспорт речной потребитель

Рисунок 1.5 Габариты человека в разных положениях

Рассмотрим некоторые вопросы применения эргономики при проектировании парусных яхт, хотя в принципе сказанное будет относиться и к моторным судам.

На чисто гоночных яхтах эргономические требования учитываются в первую очередь - при компоновке и оборудовании кокпита, размещении плавучестей, проектировании и установке дельных вещей и устройств. На крейсерских и крейсерско-гоночных яхтах круг проблем, естественно, значительно шире, поскольку речь идет уже об обеспечении обитаемости судна при нахождении на его борту людей в течение длительного срока. Расширяется сама номенклатура "рабочих мест" и бытовых помещений, существенно усложняются требования к уровню комфорта, поскольку необходимо обеспечить полноценный отдых между вахтами; важную роль имеет разработка мебели и интерьеров с соблюдением всех существующих норм безопасности, освещенности, вентиляции и т.п.

Как правило, оборудуются (считая с носа) парусный отсек, носовые спальные места, шкафы и санблок, салон, камбуз и штурманский уголок, койки под кокпитом, двигатель.

Одно из основных требований эргономики сводится к тому, чтобы наиболее важные размеры внутренних помещений, рабочих мест и всего оборудования малого судна рассчитывались в соответствии с ростом - размерами человека. Как правило, у нас назначение размеров производится в соответствии с усредненными антропометрическими данными мужской части населения страны. Такой подход позволяет без затруднений эксплуатировать спроектированный объект, по крайней мере, 90% мужчин.

Несколько практических замечаний. Так, при проектировании к размерам тела необходимо прибавлять толщину одежды. Естественно, что по возможности необходимо предусматривать не средние, а максимальные размеры человека, добиваться размещения людей без каких-либо стеснений.

Ширина сиденья должна быть не менее 550-600 мм при глубине 400-480 мм. Наклон спинки при этом должен составлять 5-15°, а уклон сиденья - 0-3°. Для диванов, используемых в качестве коек, удобно приспособить откидную спинку для сидения.

Минимальные размеры прохода через переборку - 500 X 1000 мм; при этом желательно, чтобы верхняя кромка выреза прохода находилась как можно ближе к уровню высоты стоящего человека.

Для доступа к полкам за зашивкой в ней делаются отверстия (чаще всего овальные) высотой минимум 100 мм и шириной минимум 125 мм- для двух рук или одной руки по локоть либо же на 45 мм больше величины укладываемого на эту полку предмета - для доступа кисти одной руки.

Трап схода в каюту должен иметь ступеньки не менее: шириной - 250 мм, глубиной - 200 мм (150 мм- для скоб-трапа). Расстояние между ступеньками не должно превышать 300 мм. При широких трапах ступеньки могут иметь слом посередине ширины - с подъемом от ДП к бортам - для удобства на крене.

Туалет в плане должен иметь самое малое 600 X 650 (глубина) мм. Перед умывальником с минимальными размерами 200 X 300 должно быть пространство не менее 500 мм.

Палуба. По ватервейсу необходим буртик (фальшборт) высотой более 20 мм для устранения опасности соскальзывания ноги с края палубы. Желательно нескользящее покрытие палубы.

Высота леерного ограждения по правилам IОR- 610 мм (больше средней высоты колена 550 мм); при меньшей высоте леер может сыграть роль подсечки. Релинги должны быть выполнены из труб при диаметре верхней трубы не менее 20 мм.

Кокпит. По возможности следует делать кокпит самоотливным. Ширина прохода в кокпите должна быть от 500 до 650 мм; при большей ширине необходимы упоры для ног рулевого.

При установке штурвала стенки кокпита в районе, где стоит рулевой, должны иметь скосы для упора ног при крене.

Сиденья кокпита глубиной не менее 400 мм могут иметь наклон 3- 10°, но при этом необходимо делать шпигаты или канавку для стока воды. Наибольшая высота спинок сиденья 240 мм; ширина сидений - не менее 600 мм (рис.1.6).

Рисунок 1.6 Габариты человека в кокпите

В заключение следует напомнить, что вес, поднимаемый средним человеком: 60 кг - при высоте подъема до 300 мм, 50 кг - до 600 мм и 30 кг - до 900 мм; это необходимо учитывать при проектировании якорного или шлюпочного устройств.

1.6 Художественно-образный анализ аналогов

Художественно-образные характеристики малого речного судна зависят от функционального назначения. Предполагаемый способ эксплуатации проектируемого средства звучит так: перемещение определенного количества пассажиров (от 14 до 20) по воде. Данный способ эксплуатации включает в себя несколько подвидов, или дополнительных функций: экскурсионное ознакомление с достопримечательностями городов, природы, проведение праздников.

Формообразование в дизайне включает в себя этап выявления внутренней формы, то есть структуры и внешней формы, обозримой оболочки. К структуре относится конструктивное строение объекта, функция, воплощенная в технических элементах. Функциональные характеристики данного объекта определены требованиями эксплуатации, эргономики, безопасности. Проектируемый объект можно разделить на две части.

Одна часть отвечает за использование данного средства на воде, за то, что оно не будет тонуть, переворачиваться, за безопасность людей на судне, за работу всех технических составляющих. Эти все требования относятся к непосредственному конструированию и в данном случае, не производится создание абсолютно нового объекта, который бы отвечал всем тем требованиям, но не имел бы существующих аналогов. Основная техническая база объекта подобрана из существующих аналогов, которые максимально подходят для ответа на поставленные задачи, могут быть изготовлены и использованы здесь и сейчас. Это относится к строению днища судна, системе управления, системе передвижения и тем другим техническим компонентам, конструирование которых не требуется, но они играют значительную роль в формообразовании.

Вторая часть формообразования объекта, это внешняя оболочка, то на что человек обращает внимание в первую очередь и то, что является не менее важным, а зачастую и более весомым, так как первое впечатление об объекте, это зрительная оценка, а затем уже оценка функций и стоимости.

При разработке образа пользуются такими средствами деятельности как архитектоника и композиционное формообразование. Тектоника - зримое, понятное и художественное воплощение во внешнем облике объекта его назначения, принципов функционирования, пространственной организации, конструктивно-технологической основы; эстетически осмысленное выражение работы конструктивной структуры в пластике «внешней» формы. В данном проекте стоит сразу исключить такое средство создания образа как атектоничность. Объект исключительно функционален, занимает значимое место в системе человек-машина-среда и если нарушать одну из составляющих, например, не обращать внимание на среду эксплуатации, то смысл объекта теряется и приобретается совершенно новый, с новыми функциональными характеристиками и задачами.

Образно-пластические характеристики объекта обуславливаются местом эксплуатации объекта, географическими характеристиками окружения, климатическими особенностями. Так же учитываются те факторы, которые относятся к функциональным требованиям объекта. Тут важную роль играют такие функции как: обзорность, комфорт, развлечение.

Туристическое транспортное средство планируется эксплуатировать на малых реках, озерах и водоемах Беларуси. Тесный контакт с природой диктует пластическое решение объекта. В образе должны присутствовать бионические элементы, это могут быть напоминания о насекомых, которые обитают близ водоемов, или же непосредственные обитатели водных артерий. Эти формы претерпят изменение, так как объект является в первую очередь средством для перемещения людей и этот фактор весомый, а это значит, что образ переходит на второй план, но не теряет значимости.

Конечно, нельзя забывать о философской значимости образа. Для каждого потребителя свой идеал формы, но критерии антиформы во многом совпадают, из этого следует, что добиться наилучшей формы для всех невозможно, но избежать всеобщего отвращения необходимо.

Так как объект будет использоваться для массового потребления, и будет находиться в черте города и не только, то его внешние характеристики обязаны пробуждать эстетические чувства и повышать статус страны на мировой арене туризма.

1.7 Характеристики потребителя, его потребностей и среды эксплуатации

Определение целевой аудитории начинается с портрета потребителя. Это комплексное исследование направлено на то, чтобы выявить особенности привычек, поведения, мотиваций, степень удовлетворенности и актуальность потребности. Географический признак: жители Республики Беларусь, туристы, посещающие страну. Первичная, основная целевая аудитория, это жители страны. Вторичная - туристы. Эта вторичная группа потребителей незначительно может повлиять на поссажиропоток, так как количество жителей страны, которые желают и могут себе позволить прогулку на данном транспортном средстве, значительно велико. Что касается климатических особенностей, то использование судна будет проводиться круглогодично. Транспортная сеть должна быть высоко развита, наличие автомагистралей и общественного транспорта.

Демографический принцип разделения потребителей позволяет более четко определить целевую аудиторию (таблица 1.1).

Таблица 1.1 Социально-демографическое разделение потребителей

Психографический принцип - разделение потребителей на группы по психографическим признакам и определение особенностей, вызванных их принадлежностью к определенной возрастной категории, социальному классу, профессии, образу жизни, личностными характеристиками (тип личности) и пр. Социальные слои: высшие слои низшего класса, низшие слои высшего класса. Такое ограничение базируется на потребностях тех или иных слоев населения. Если брать низший слой, то потребность в развлечении стоит на последнем уровне, следовательно, таких потребителей учитывать нет смысла. Что же касается высшего слоя населения, то потребители такого уровня могут позволить себе приобретение личного развлекательного транспортного средства на воде и не использовать для этого общественное. Образ жизни потребителя - жизнелюб. Тип личности - легкоубеждаемые люди, интроверты и экстраверты.

Поведенческий принцип разделения потребителей происходят по методу использования объекта потребления. Это могут быть спонтанные желания, запланированные поездки. Степень доверия играет весьма важную роль. Интенсивность потребления транспортного средства потребителями может повлечь за собой возникновение потребности и у других, которые не планировали, но увиденное вызвало в них импульс эстетического желания.

Разобрав все необходимые принципы разделения и определив те характеристики, которые необходимы для данного проекта, выделилась целевая аудитория: жители крупных населенных пунктов Республики Беларусь, мужчины и женщины, группы детей в сопровождении взрослых, молодые люди, взрослые и пожилые, семьи, средний слой населения, жизнелюбы и любопытные. Под эти характеристики подходит огромное количество людей, из этого следует, что проект будет обеспечен потребителями. Что же касается ситуации, которая существует на сегодняшний день, то похожие по функциям аналоги пользуются огромной популярностью и существуют они в малом количестве.

Планирование среды эксплуатации следует проводить тщательным образом, так как от этого потом будет зависеть окупаемость и срок службы объекта.

Транспортное средство будет служить не только способом передвижения людей по воде, но и средством, при помощи которого будут совершаться туристические прогулки с запланированными остановками. Для этого следует учесть характер местности, технические характеристики, а то есть уровень воды, высоту береговой линии, оборудование для швартовки, высоту мостов, если таковые имеются, ширину реки или водоема. При планировании места эксплуатации объекта учлись вышеуказанные требования и выяснилось, что данное транспортное средство может использоваться как в черте города, так и за ней. Использование будет зависеть от желания владельца, какой род функций он для себя определит. Есть разновидности эксплуатации с вариантами маршрутов:

.        Маршрут длительностью не более 30 минут в черте города. Приблизительное расположение маршрута: город Минск, река Свислочь, от парка им. Горького. Данный маршрут предполагает собой развлекательную кратковременную поездку.

.        Маршрут длительностью до 2 часов. Начало маршрута в черте города от Комсомольского озера и до Минского моря. Этот маршрут позволит включить в себя запланированные остановки с осмотром достопримечательностей, прогулка на судне с низкой скоростью, обзор водных спортивных мероприятий непосредственно с места события.

.        Маршруты на других водоемах Республики Беларусь с учетом вышеперечисленных требований.

.        Использование объекта как места для проведения торжественных мероприятий для небольших компаний. Маршрут может быть выбран потребителем из предложенных. Эксплуатация будет заключаться в перемещении по заданному маршруту на низкой скорости.

.        Дабы избежать простоя судна в такие поры года как поздняя осень, зима и ранняя весна, предполагается аренда судна каким-либо развлекательным центром, рестораном и может использоваться как зимняя веранда.

1.8 Проектная проблема и формулировка проектной концепции

Проектная проблема заключается в следующем: недостаточное развитие водного туризма в стране; отсутствие судов, которые относятся к узкой классификации туристического водного транспорта.

Основные задачи, которые помогут раскрыть проблематику проекта и более четко определить функциональные рамки проектируемого судна:

создание плавстредства для отдыха на воде в климатических и гидрографических условиях Беларуси;

совмещение туристической отрасли с проектируемым объектом, взаимодействие и дополнение;

конкурентоспособность проекта перед аналоговыми средствами;

Важным условием гармоничной организации труда, быта и отдыха человека является предметно-пространственная среда, органично сочетающая в себе различные функциональные процессы.

В результате предпроектного анализа образовалась общая картина исторического развития отрасли водного туризма. Проведя классификацию водного транспорта и определив зону эксплуатации объекта, возникли идеи направления художественного образа будущего проекта. Эти методы проектирования определили концепцию проекта.

Главной идеей проекта является стремление объединить несколько функций в одном объекте. Отдых на воде подразумевает в себе огромное количество классификаций развлечений, но невозможно охватить все направления, следовательно, стоит подобрать наиболее востребованные в данной ситуации. Туристические экскурсии, передвижение по определенному маршруту, семейный отдых, отдых в компании - эти развлечения ограничат область проектирования, на них строится концепция проекта.

Концепция совмещения таких направлений отдыха как экскурсия и корпоративный праздник, воздействие на эмоциональное восприятие потребителя за счет образного решения, создание атмосферы, которая способствует спокойному отдыху, размеренному течению воды.

1.9 Техническое задание

Название и область применения: туристическое плавсредство, предназначено для экскурсионного и массового отдыха на воде.

Климатическое исполнение - для эксплуатации при температуре воздуха от плюс 30°С до минус 10°С .

Цель и предназначение разработки: создание комфортабельного водного транспорта, с учетом всех требований безопасности, эргономики, экологичности. Решение проблематики за счет концепции проектного решения.

Технические требования:

. Требования к конструкции

габаритные и установочные размеры должны соответствовать эксплуатируемому водоему;

обеспечение швартовочными устройствами и трапами, рассчитанными на разную высоту береговой линии;

наличие открытого пространства и пространства, которое позволит защитить пассажиров от неблагоприятных погодных условий;

изолированная рулевая рубка;

обеспечение безопасности пассажиров, ограничение доступа к моторному отделению и движителям;

палуба должна быть покрыта водостойким материалом;

в закрытом пространстве и рулевой рубке обеспечить кондиционирование и освещение;

необходимо обеспечить максимальную обзорность как пассажирам, так и капитану судна;

. Требования безопасности, санитарные нормы

должны быть предусмотрены места для хранения эксплуатационной документации, аптечки. Место хранения аптечки должно обозначаться соответственным символом;

конструкция сидения судоводителя должна обеспечиваться регулировкой его в горизонтальном и вертикальном направлениях, а также изменение угла наклона спинки;

эквивалентный уровень шума в рубке судоводителя должен быть не более 80 дБА согласно ГОСТ 12.1.003-83, ДСН 3.3.6.037-99;

параметры микроклимата в рубке должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.011-75, раздел 2;

материалы, которые используются для оформления интерьера и экстерьера судна должны иметь разрешение Министерства здравоохранения Республики Беларусь на применение;

для безопасной высадки и посадки пассажиров, трапы и палуба должны быть оборудованы поручнями;

. ПРОЕКТНОЕ РЕШЕНИЕ

2.1 Функциональное и конструктивно-технологическое решение проекта

Функциональное решение проекта заключается в совмещении открытого и закрытого пространства, это ответ на поставленную задачу о климатических условиях в Республике Беларусь. Так как климат не является постоянным и в теплый период выпадают осадки, то судно должно быть оборудовано навесами, которые защитят пассажиров от неблагоприятной погоды. Так как отдых на природе подразумевает в себе и чистый воздух, и солнечные лучи, то полностью ограничивать пассажиров от природы не стоит. Для этого были предусмотрены сдвижные панели, которые приводятся в действие от мотора при помощи роликов. Эксплуатация судна рассчитана и на климатические условия от плюс 30°С, для более комфортного пребывания на судне предусмотрен кондиционер.

Для предотвращения повреждений корпусных деталей при швартовке или столкновении, по периметру судна предусмотрена буферная зона, которая состоит из плотного прорезиненного материала, так же вывод плоскости палубы позволит обеспечить обход носа судна для устранения каких-либо неполадок или санитарных работ (рис.2.2).

Для обеспечения безопасного передвижения судна в ночное время суток, нос оборудован двумя прожекторами. Управление прожекторами производится из рулевой рубки.

Так как длительность маршрутов составляет от получаса и до двух часов, то по санитарным нормам судно оборудовано биотуалетом Porta Potti Qube 365 White размер:414х383х427, объём нижнего бака: 21 л, объём верхнего бака:15 л, система слива: поршневая.

Задача по совмещению таких функций как экскурсионная и корпоративный отдых на воде решена таким образом: в носовой части судна располагаются два ряда сидений, которые объединены по два, это расположение рассчитано на экскурсионную поездку. Когда судно заказывают для массового мероприятия (до 18 сидячих мест), то ряды сидений трансформируются в круг за счет вращения по оси сидения, которое расположено ближе к проходу, при помощи рычага сидения фиксируются, а для комфортного употребления пищи, сверху на тросах опускается столешница.

2.2 Образно-художественное решение проекта

На образ проекта повлияло место эксплуатации и функциональное назначение объекта. Судно служит для передвижения по воде, то есть непосредственно для отдыха на воде. Чтобы создать атмосферу размеренного течения времени, иллюзию спокойствия и умиротворения в художественном образе появляется такой элемент как гребное колесо. Оно не несет в себе функциональную задачу, не выполняет роль движителя, но имеет значимое влияние на образные характеристики объекта. Эскизный поиск проводился учитывая наличие гребного колеса.

Общая форма судна была продиктована бионическим направлением в дизайне, основной упор лег на водных насекомых, форма получилась стремительная, линии корпуса плавные и «чистые». Чтобы завершить форму и остановить движение линий, на корме вписывается гребное колесо.

2.3 Эргономическое решение проекта

Эргономическая часть проекта занимает одну из главных позиций при создании образа. Все параметры, с которыми сталкивается человек, влияют на внешнюю и внутреннюю форму объекта. Важно соблюдать все необходимые габариты. Основное внимание следовало уделить дверным проходам, трапам и местам рассадки пассажиров. Требования по обзорности для судоводителя и пассажиров были учтены.

Судно оборудовано туалетом и местом для хранения технического инвентаря. Когда столешница находится вверху, то она не мешает передвижению по палубе и судоводитель имеет свободный доступ к рулевой рубке, однако, когда происходит трансформация, то приходится менять траекторию движения, но это не создает проблем с передвижением и по габаритам 5 и 95 перцентиля пассажир чувствует себя комфортно.

Трап оборудован поручнями и позволяет избежать падения, его ширина предназначена для одного человека. Дверной проем для попадания под купол не оборудован дверными панелями, но рулевая рубка ограничена дверью во избежание проникновение посторонних лиц.

Высота оградительного поручня как на открытой палубе, так и на закрытой, соответствует уровню пояса стоящего человека и плечевому поясу сидящего человека.

2.4 Рекомендуемые материалы и технологии

Предлагаемая технология постройки корпусов из стеклопластика не является последним словом в малом судостроении - она просто отражает опыт, полученный многими судостроителями-любителями при самостоятельной постройке единичных судов или же небольшой серии силами объединившихся владельцев. Метод предусматривает изготовление необходимой оснастки с минимальными затратами материалов и труда и в наибольшей степени пригоден для постройки корпусов катеров длиной до 18 м или яхт с упрощенными обводами, наружная обшивка которых разворачивается на плоскость.

Как и при постройке судов из других материалов, необходимо начинать с разбивки на фанерном щите или листе картона теоретических шпангоутов и обвода форштевня в натуральную величину. Щит или плаз должен иметь ширину, равную ширине строящегося корпуса плюс 300 мм; его высота должна быть больше высоты корпуса примерно на 400 мм. Это позволит прямо по плазовой разбивке собрать поперечные лекала шпангоутов и форштевня. Верхние концы всех шпангоутов необходимо продлить до определенной высоты, которая на плазе изображается горизонтальной линией, перпендикулярной линии ДП и называемой шергень-линией. Положение этой линии нужно выбирать с учетом того, что после сборки матрицы для формования корпуса в ней придется работать и важно, чтобы расположенные наверху шергень-планки при этом не создавали неудобств. Шергень-планки существенно упрощают установку лекал на основании матрицы и проверку правильности обводов.

При плазовой разметке лекал необходимо учесть толщину реек и листового материала, которыми будет обшиваться внутренняя поверхность матрицы. То есть, необходимо от теоретической линии каждого шпангоута отложить наружу упомянутую сумму толщин реек и обшивки и уже по этой разметке вырезать детали лекал и осуществлять их сборку. Для переноса линии с плаза на материал можно использовать кальку или же, выложив по линии шляпки гвоздей, наложить сверху заготовку и прижать ее, чтобы получить оттиски шляпок на древесине.

Отдельные части поперечных лекал соединяют при помощи накладок и книц из кусков фанеры толщиной 8-10 мм, если речь идет о корпусе длиной около 10 м. Накладки лучше приклеить к лекалам и закрепить на гвоздях или шурупах. При постановке накладок следует учесть, что впоследствии может понадобиться снять с кромки лекала малку, поэтому края фанеры и металлический крепеж нужно располагать на достаточном расстоянии от рабочей кромки лекала.

Перед тем, как собирать лекала в матрицу, стоит подумать об удобстве формования наружной обшивки. С этой целью нужно предусмотреть возможность наклонять матрицу на оба борта так, чтобы можно было вести работы, стоя рядом на полу, или же закрепить на матрице два круглых обода большого диаметра, которые позволят кантовать ее в любое положение, перекатывая по полу. В любом случае матрица должна представлять собой достаточно прочную и жесткую конструкцию, чтобы при постройке не исказилась форма корпуса, предусмотренная проектом. Крупные матрицы собирают на продольных балках, образующих горизонтальное основание, внутри монтируют мостки для удобства работ по выклейке корпуса.

Установив продольные брусья основания матрицы, необходимо разметить на них положение всех лекал и натянуть вдоль стальную проволоку - струну, обозначающую ДП судна. Вторую струну можно натянуть на высоте шергень-линии. На шергень-планке каждого лекала и на днищевой его части должны быть заранее намечены риски ДП, по которым каждое лекало устанавливается на основание. При этом при помощи отвеса контролируется вертикальность каждого лекала, а для контроля их перпендикулярности ДП судна нужно сделать большой плотницкий прямоугольный треугольник. Одновременно устанавливается и лекало форштевня.

Лекала шпангоутов, расположенные в нос от мидель-шпангоута, советуем ставить на линию разметки так, чтобы с этой линией совпадала носовая кромка лекала, а кормовые лекала совмещать с теоретической линией шпангоута их кормовой кромкой. В этом случае можно избежать малковки лекал или же существенно сократить ее объем при обшивке матрицы продольными рейками. Начинать установку лекал лучше всего с мидель-шпангоута. Убедившись в том, что это лекало поставлено вертикально и перпендикулярно ДП, закрепите его надежно к брусьям основания, поставьте раскосы с тем, чтобы использовать его в качестве базового для установки лекал других шпангоутов. Установив все лекала, включая лекало форштевня, и стойку, расположенную в ДП транца, раскрепив их раскосами, чтобы исключить любые перемещения, можно приступить к обшивке внутренней поверхности матрицы продольными рейками.

Для этой цели используют рейки толщиной 12-15 мм и шириной 50 мм. Для днища могут оказаться более удобными рейки шириной до 100 мм. Длина реек должна превышать длину корпуса на 100-150 мм для удобства подгонки. Сначала устанавливают по две рейки по скуле - одну пускают по борту, а вторую по днищу. Затем ставят рейки по верхней кромке борта. Лишние концы реек выпускают за корму корпуса - их используют при монтаже транца. Если транец имеет погибь, то нужно установить один или несколько шаблонов, расположенных поперек транца и закрепленных к стойке в ДП. Затем поверхность будущего транца обшивается вертикальными рейками. Обычно нет необходимости крепить бортовые и транцевые рейки вместе - достаточно поставить накладки из фанеры снаружи близ места их стыковки, чтобы получить плавное сопряжение поверхностей. Не лишне будет проверить правильность обвода транца, приложив к нему изнутри матрицы шаблон, вырезанный из картона по теоретическому чертежу.

При другом способе можно собрать матрицу транца в виде отдельного узла и вмонтировать затем ее на свое место. Одновременно с обшивкой транца рейками приступают к постановке реек на борта и днище матрицы. Чтобы не получилось перекоса матрицы и скручивания корпуса, рейки нужно ставить попеременно с одного и другого бортов, забивая гвозди в кромки лекал. Когда все рейки поставлены, с наружной стороны на них ставят поперечные полосы фанеры толщиной 10-12 мм, которые обеспечивают связь между всеми рейками и плавность обводов в промежутках между лекалами. Одна часть полос располагается от скулы до киля, а другая - от скулы до верхней кромки борта. Рейки крепят к этим полосам при помощи гвоздей, которые забивают через каждую рейку. При этом один человек забивает гвозди, а второй поддерживает снаружи фанерную планку массивной болванкой, чтобы обеспечить плотное соединение рейки с накладкой.

Убедившись в плавности обводов, обозначенных рейками, можно приступать к внутренней зашивке поверхности матрицы поверх реек листовым материалом - трех-четырех миллиметровой фанерой, оргалитом и т. п. Листовой материал нужно приклеить к рейкам любым клеем, например, бустилатом и постараться использовать как можно меньше гвоздей. Их головки оставляют след на поверхности корпуса, снятого с матрицы, и их шпаклевание требует немало усилий. Листы зашивки следует ставить последовательно, небольшими участками. Подогнав один лист по месту, покрывают прилегающие к нему поверхности реек клеем, затем укладывают лист на место и прижимают его при помощи мешков с песком, кирпичей и т. п. Стыки между отдельными листами тщательно подгоняют и после затвердевания клея шпаклюют. Эпоксидную шпаклевку используют также во всех сопряжениях для того, чтобы выполнить их по радиусу, по которому может уложиться армирующий обшивку стекло материал. От качества отделки поверхности матрицы зависит и качество наружной поверхности будущего корпуса. Поэтому поверхность фанеры нужно тщательно зашпаклевать, ошкурить, а затем окрасить двумя-тремя слоями пентафталевой краски. Перед последним слоем хорошо отшлифовать «в мокрую» поверхность мелкой водостойкой шкуркой. Следует помнить, что любая небрежность в подготовке матрицы проявится соответствующими дефектами на готовом корпусе.

За день до формования наружной обшивки поверхность матрицы покрывают разделительным слоем, который предотвращает приклеивание ламината к матрице. В качестве этого слоя любители чаще всего применяют ваксу для полов, воск, вазелин и т. п.

Очень важно обеспечить хорошее качество декоративного (окрашенного) слоя связующего и первого слоя стеклоткани. Если корпус строится под навесом, приступать к их нанесению следует в теплую сухую погоду при температуре 20-25°С и влажности не более 65%.

Декоративный слой наносят кистью или пульверизатором, его толщина должна быть в пределах 0,4-0,6 мм. Если даже предполагается в дальнейшем окрашивать корпус краской, рекомендуется все равно нанести слой неокрашенной смолы - он придаст поверхности обшивки глянцевитость, сгладит текстуру стеклоткани, которая проявляется в стеклопластике.

Лучше всего работы по формованию корпуса вести двум-трем человекам. При постройке катера длиной 10-15 м за один день рекомендуется наносить не более двух слоев ламината, чтобы избежать деформации матрицы или отслоения от нее стеклопластика. В качестве первого слоя укладывается тонкая стеклоткань, которая тщательно прикатывается валиками к поверхности матрицы. Очень важно исключить появление воздушных пузырей, которые создадут немало проблем после снятия готового корпуса с матрицы и в дальнейшей эксплуатации катера.

Укладка двух слоев стекломатериала в день является своеобразной формой температурного контроля и обеспечивает высокое качество стеклопластика. Работая таким образом, два человека могут выклеить корпус 15-метрового катера за несколько дней. Число слоев и марки стекломатериалов обычно указываются на чертежах. После того, как требуемое количество слоев будет уложено по всей поверхности корпуса, наклеивают дополнительные слои по килю и в других местах, которые указаны на чертежах. Следует соблюдать правило, чтобы края слоев стекломатериала перекрывали друг друга на скуле, киле и кромках транца и по длине, если используются короткие куски. Ежедневно нужно обрезать излишки стеклоткани по верхней кромке борта не позже, чем через пару часов после окончания выклейки очередных слоев, когда связующее желатинизируется. Не следует оставлять эту операцию на другой день, т. к. «облой» придется пилить и, кроме того, он создает неудобства для формования последующих слоев.

Если строится корпус трехслойной (сэндвичевой) конструкции, то прежде чем ставить плиты заполнителя, необходимо уложить все дополнительные слои стекломатериала. Лучшим методом приклеивания пенопласта в таких конструкциях является метод «вакуумного мешка», при котором на поверхность пенопласта укладывается резинотканевое полотнище, герметизируется по кромкам и затем из-под него при помощи вакуум-насоса откачивается воздух. Атмосферное давление плотно обжимает «мешок» и вместе с ним ламинат. Однослойная обшивка обязательно подкрепляется системой набора, состоящей из стрингеров, шпангоутов, флоров и переборок. При трехслойной обшивке может потребоваться установка стрингеров и рамных шпангоутов, а также ребер жесткости в определенных местах. Стрингера и шпангоуты имеют обычно идентичную конструкцию, состоящую из пенопластового заполнителя требуемого поперечного сечения и обклейки из стеклопластика. Обычно сначала устанавливают на обшивку продольные стрингеры, затем между ними вклеивают разрезные (или интеркостельные, как иногда судостроители называют прерывающиеся связи) шпангоуты. Обычно шпангоуты идут от верхней кромки борта до нижнего стрингера, который служит опорой пайолов. Рекомендуется сначала поставить пенопластовые оформители всех балочек набора, а затем оклеивать их за один прием полосами стеклоткани. Конечно, требуется аккуратность при всяких перемещениях внутри корпуса с поставленными оформителями, чтобы не сдвинуть их с места. Для ускорения отвердевания связующего, которое используется для приклеивания оформителей, можно использовать местный подогрев при помощи небольших электроламп.

Для упрощения работ желательно применять плиты пенопласта толщиной, равной высоте профиля стрингера или шпангоута, нарезая из него бруски максимально возможной длины на ленточной пиле (при ее отсутствии можно сделать эту работу ручной ножовкой). Затем обрабатываются боковые кромки этих брусков до трапециевидного сечения, при необходимости основание подгоняется по обводу днища. Поперечное сечение деталей набора может быть различным в зависимости от роли, выполняемой связью, и ее расположения в корпусе. Например, стрингер - опора пайола должен иметь плоскую верхнюю кромку, на которую укладывается фанерный настил, а боковая кромка срезается для плотного прилегания к наружной обшивке. Таким образом, этот стрингер может иметь треугольное сечение. Продольные балки фундамента двигателя могут иметь вертикальные стенки с внутренней стороны и наклонные, обращенные к бортам. Отдельные бруски связей набора стыкуют между собой на эпоксидном связующем.

Для склеивания стрингеров и шпангоутов применяют стекломат и стеклоткань. В некоторых случаях для того, чтобы получить эффект балки таврового сечения, более прочной и жесткой при изгибе, по верхней кромке стрингера укладывают дополнительные слои армирующего материала. Ширина приформовок, прилегающих к корпусу, может быть различна - от 40 до 120 мм - обычно эти детали указываются в чертежах корпусов.

Рамные флоры и полупереборки применяют для подкрепления днища и установки различного оборудования. Полупереборки могут быть сделаны из водостойкой фанеры или предварительно отформованных плоских листов стеклопластика, которые затем подгоняют по обводам корпуса и крепят к обшивке при помощи «мокрых угольников» - L-образных приформовок из нескольких слоев стеклоткани. Первыми следует установить на место днищевые стрингеры и, в первую очередь, фундаментные балки двигателя. Эта работа должна выполняться со всей тщательностью, так как от этого зависит правильное расположение двигателя в корпусе и последующий монтаж линии вала. Поперечные переборки устанавливают, когда вклеены все стрингеры и шпангоуты. Чаще всего их выполняют из одного или двух слоев фанеры, причем двухслойные чаще всего применяют в случае, если ширины листа фанеры недостаточно, чтобы перекрыть всю ширину катера. Переборку приформовывают к корпусу с обеих сторон «мокрыми угольниками» с полками шириной около 100 мм. Для усиления соединения у кромки переборки по ее периметру рекомендуется просверлить сквозные отверстия диаметром 30-40 мм с расстоянием около 150 мм между центрами, затем снять фаски с кромок отверстий и после этого осуществлять приформовку. В кромке переборки может быть выбран шпунт по толщине стеклопластиковой приформовки для того, чтобы соединение после окраски переборки стало незаметным. Некоторые строители крепят переборки к приформованным к корпусу шпангоутам при помощи болтов. В открытой части все эти соединения и болты закрывают декоративными планками из дерева. Главные переборки рекомендуется делать на полную их высоту, включая части, выступающие над палубой. Это упростит в дальнейшем изготовление рубки и палубы. В пролете между переборками устанавливают усиленные флоры, а в моторном отсеке ставят дополнительные для того, чтобы надежнее раскрепить продольные балки фундамента под двигатель и поддерживать топливные цистерны, которые чаще всего устанавливают у бортов. Кстати, следует предостеречь от устройства топливных цистерн, встроенных в корпус из стеклопластика. Как правило, такие емкости оказываются не герметичными, а поиск и устранение течи во время эксплуатации катера - трудно выполнимая задача. Лучше всего эти цистерны делать вкладными и до установки в катер тщательно испытывать на герметичность наливом тех жидкостей, для которых они предназначены.

Дополнительные подкрепления устанавливают под гельмпорт и рулевое устройство, насосы и гальюн. После этого всю внутреннюю поверхность корпуса рекомендуется покрыть слоем связующего, можно с пигментом.

На этой стадии - перед изготовлением палубы и надстройки, целесообразно установить на свои места наиболее громоздкое оборудование двигатель, топливные цистерны, емкости для пресной воды и т. п. Монтаж трубопроводов и бортовой электросети лучше отложить на тот период, когда будут смонтированы палуба и надстройка. При одиночной и малосерийной постройке катеров палубу и надстройку собирают на месте из предварительно изготовленных стеклопластиковых секций - панелей и отдельных деталей. Возможны два варианта конструкции палубы - однослойная или сэндвичевая, с легким заполнителем между наружным и внутренними слоями стеклопластика. Трехслойная палуба имеет ряд преимуществ, например, она хорошо термически изолирует каюты от внешней среды за счет слоя пенопласта, обладает высокой жесткостью и прочностью при минимальном числе балок набора. Однослойная конструкция больше подходит для больших рабочих и рыболовных катеров, где требуется тяжелая и сложная система подпалубного набора, воспринимающая большие нагрузки от палубного оборудования.

В качестве легкого заполнителя трехслойной палубы используется жесткий пенопласт либо торцевые срезы древесины бальзы (в отечественном судостроении бальза не применяется, т. к. является экзотическим материалом, недоступным даже для судоверфей - прим. ред.). На чертежах судна указывается толщина заполнителя, а также система подпалубного набора. Обычно на катерах длиной до 12 м достаточно одних бимсов, а палубы судов большей длины подкрепляются еще и парой продольных связей - карленгсов.

Приступая к изготовлению палубы, необходимо вырезать из широкой доски, длиной по ширине корпуса, шаблон и контршаблон погиби бимсов. Пользуясь этим шаблоном, изготовляют матрицу для выклейки панелей палубы и крыши рубки. Ширина этой матрицы равна максимальной ширине корпуса катера по палубе, длина - на 300-400 мм больше самой длинной панели палубы. Для катеров длиной до 18 м достаточна матрица длиной около 5 м. Матрица палубы делается без седловатости линии борта - отформованную панель рекомендуется ставить в корпус в тот период, когда пластик еще не отвердел полностью и может быть без труда изогнут соответственно седловатости борта, если она есть.

Матрица изготовляется тем же способом, что и для основного корпуса. Сначала собирают несколько поперечных лекал, для разметки которых используют контршаблон погиби бимса. Лекала устанавливают на продольные брусья (подобно лекалам шпангоутов), надежно их закрепляют и обшивают сначала рейками, затем листовым материалом, который ставят на клею, закрепляя гвоздями только по внешним кромкам. Поверхность матрицы шпаклюют, ошкуривают и окрашивают.

В корпус катера вставляют несколько временных бимсов в тех местах, которые предполагается закрыть палубой. Используя полосы фанеры, скрепленные гвоздями, с этих мест снимают шаблоны палубного настила, перенеся на них очертания линии борта. Обычно такие шаблоны делают только для одной половины панели по ДП, т. к. вторая половина другого борта симметрична. Затем шаблон укладывают на матрицу палубы и ограничивают контуры будущей панели настила при помощи липкой ленты, наклеиваемой на поверхность матрицы. Далее на обозначенный участок матрицы наносят разделительный слой (ваксу, воск и т. п.) и декоративный (либо не окрашенный) слой связующего.

Чтобы панель не покоробило, ежедневно выклеивают не более двух слоев ламината. По окончании желатинизации последних слоев стеклопластика панель снимают с матрицы и переносят на корпус, пока пластик еще окончательно не затвердел. Здесь панель должна иметь достаточную опору в виде временных бимсов, установленных через 0,8-1 м, и одной - двух продольных реек, в них врезанных. Важно, чтобы палубная панель не получила незапланированного прогиба.

Подпалубный набор, предусмотренный чертежами катера, делается аналогично стрингерам и шпангоутам, пока панель еще в матрице. Затем внутреннюю поверхность панели покрывают слоем окрашенного или чистого связующего. При этом следует избегать попадания этого связующего на места, которые будут приформовываться к основному корпусу или конструкциям рубки. Если палуба трехслойной конструкции, то по кромкам панели заполнитель должен быть срезан под углом для приформовки несущих слоев стеклопластика к бортам. Все палубные панели приформовывают снаружи и изнутри, причем ширина приформовки составляет 75-100 мм от места соединения. Часть слоев приформовки можно сделать более узкими, чтобы избежать чрезмерного утолщения у кромок «мокрого угольника». Следует тщательно удалить все следы разделительного слоя с поверхности стеклопластика в местах приформовки, а также и с остальной части панелей перед их окрашиванием.

Боковые стенки рубки чаще всего могут быть выклеены на плоских матрицах-столах и собраны на палубе в единую конструкцию при помощи «мокрых угольников».

Обшивка днища из стекло-угле-арамидного пластика, каркас из профилей сплава алюминия и дерева. Прозрачная конструкция купола: алюминиевая рама и поликарбонатное стекло.

2.5 Состав проекта

Проект состоит из двух информационных планшетов, размер которых 900х1200. На планшетах изображены технические схемы, эргономика, чертежи, чертежи с габаритными размерами, карта маршрута, главный вид. Макет, масштаб которого 1:25. Пояснительная записка из двух глав и 47 страниц.

Заключение

Тема проекта: Туристическое плавсредство для отдыха на воде. Цель проекта - создание туристического транспортного средства, которое должно ответить на все поставленные перед ним задачи и требования. В процессе проектирования был проведен исторический анализ в ходе которого определилась тенденция развития туризма и использование судов, формообразующее развитие и эксплуатационные особенности. Классификация существующих объектов помогла определить функциональное назначение судна и габаритные размеры.

Задачи, сформулированные перед проектируемым транспортным средством: разработка судна для человека. Благодаря изучению эргономических характеристик, которые относятся к объектам такого типа, определились особенности судна.

Благодаря изучению мест эксплуатации объекта был выявлен круг потребителей. Как выяснилось, спрос потребителей превышает предложения, которые существуют в данный момент на территории Республики Беларусь и это повлекло за собой ответ на конкурентоспособность данного проекта.

Каким образом проект изменит туристическую ситуацию в стране? Судно такого типа отлично подходит для эксплуатации на территории Беларуси, оно соответствует климатическим особенностям страны и гидрографическим характеристикам водного бассейна. Будет ли он актуален на протяжении длительного времени? Да, так как актуальность диктуется проектной концепцией и функциональными характеристиками. Главной идеей проекта является стремление объединить несколько функций в одном объекте. Такая функция как экскурсионный маршрут существует давно и пользуется популярностью во многих странах. Эксплуатация судна как места для проведения торжественных мероприятий позволяет расширить круг потребителей и повысить конкурентоспособность проекта, его актуальность. Сможет ли он быть востребованным среди разных слоев населения?

Цена билета состоит из длительности маршрута и техническом обслуживании судна, так как потребность в данном проекте велика, следовательно, цена билета не будет превышать средний уровень цен на такие виды отдыха.

На эту цепочку вопросов дан ответ в ходе проектирования и результатом стал проект.

Список использованнЫх Источников

1. Кривоносов Л. М. Какими бывают корабли: пособие для учащихся / Л.М. 2. Кривоносов - Москва, «ПРОСВЕЩЕНИЕ», 1974 - 111 с. с ил. (Мир знаний).

. Каллахэн С. В дрейфе: Москва, Гидрометеоиздат, 1990 - 246 стр.

. Алэстер Бучан: Яхты парусные, моторные, катамараны / Москва, Студия "Компас", 2005 - 368 стр.