Разборно-надувной катамаран "Арктика"

kirjala

Старожил форума
Начну с самого начала, с концепции лодки.

Идея постройки большого катамарана у меня возникла довольно давно, примерно в 2010-2011 годах. Но на тот момент не было места, времени и много чего остального для начала реализации проекта по строительству катамарана. Этот вопрос было решено отложить до лучших времён, а пока заниматься постепенной модернизацией имеющейся лодки. У меня было понимание того, что, многократная модернизация имеющейся лодки всё равно не позволит сделать из неё полноценное обитаемое судно с достаточным уровнем комфорта, позволяющее совершать 2-3 суточные автономные переходы. Более того, постоянная модернизация обходится значительно дороже, чем строить лодку с нуля. Несмотря на то, что постоянные усовершенствования имеющегося катамарана на самом деле только оттягивают время для постройки новой лодки, тем не менее, есть другая положительная сторона медали – можно потренироваться “на маленьком” и наработать необходимый опыт для постройки более большого судна. Так или иначе, решение о постройке большой лодки мной было принято ещё в 2011 году, но взялся я за неё в начале 2016 года. Примечательно, что закончил я заниматься модернизацией старого катамарана только в 2020 году. Итак, когда появилось место для стройки лодки (а для этого пришлось построить мастерскую-сарай), я стал думать над концепцией новой лодки. Началось всё с задач и целей, для которого нужно было сделать обоснование строительства. Кратко требования к новой лодке я сформулировал так:​

- автономная обитаемость экипажа на судне не менее трёх суток, которая подразумевает наличие не менее шести (а лучше восьми) спальных мест на борту

- возможность полноценного обогрева каюты и кают-компании

- сравнительно большая мореходность для каботажного плавания с возможностью пересечения открытых участков до 500км в ветер до 10-12 м/с.

- возможность приготовления горячей пищи на борту

- разборность, которая позволяет транспортировать судно авто, жд и авиатранспортом

Очевидно, что выставленные мной требования на лодке размерами меньше 9х4 м реализовать невозможно. Стало ясно, что лодка должна иметь длину не менее 9м, что неизбежно влечёт за собой вес судна не менее тонны. Чтобы не изобретать велосипед, я стал смотреть на имеющиеся модели, которые могли бы удовлетворить выставленным выше требованиям. Под них подпадает несколько имеющихся вариантов среди “надувастиков”, которые хорошо себя зарекомендовали. Первый вариант - это лодки Ю. Яковлева. Лодки большие, жёсткие, надёжные. Но у них есть очень большой минус – заточены они под гонки и сделать из подобной конструкции обитаемую лодку практически невозможно. Второй вариант – это лодка по подобию СП 50 (Лютый). Она представляет собой большой Альбатрос. Как вариант, можно было бы попробовать масштабировать его. При более детальном анализе этот вариант быстро был снят с рассмотрения, т.к. масштабирование лодки возможно только в определённых пределах. С увеличением размеров существенно растут нагрузки в узлах и на балках, поэтому необходимо менять полностью конструктив. На мой взгляд длина 7-7,5 м составляет предел для масштабированных “Альбатросов”. Можно конечно продолжать масштабировать и дальше, делая лодку больших размеров, но имеется достаточно много примеров, которые ярко демонстрируют, что увеличение размеров судна по принципу “альбатросовского масштабирования” приводит к тому, что вся конструкция начинает рассыпаться задолго до того, когда корабль разменяет первую тысячу километров.

В особых случаях бездумного и безграмотного масштабирования, необратимые повреждения наблюдались сразу же на первом переходе (яркий пример СК-42). Стало понятно, что если строить катамаран больших размеров, то без ферменной конструкции не обойтись. Был ещё вариант, который я рассматривал с точки зрения “масштабирования” – это попробовать масштабировать Гандвик. Данный катамаран является вполне удачной конструкцией для своих измерений. Однако, Гандвик – это, по сути, масштабированный Тайфун, и его размеры в 8х3 м, по всей видимости, являются предельными для такой конструкции. Помимо всего этого, Гандвик также не удовлетворяет тем требованиям, которые я обозначил выше. Другой уровень мореходности и комфорта наблюдается на лодке А. Беликова и Д. Козлова, это тримаран “Попандопола”. Пола – конструкция более, чем удачная. И на момент постройки (1993 год) по моему мнению - это была лучшая “экспедиционная” лодка из всех надувастиков. Об этом также свидетельствует то количество походов, которые прошёл тримаран. Поломки были минимальны. Однако, грузоподъёмность тримарана по сравнению с катамараном в 1,5 раза меньше (если конечно тримарана не используется в режиме плота). Кроме того, тримаран всегда имеет крен, что мне лично не очень нравится. Ну и последнее – “Пола” является лодкой на четыре человека, что также не удовлетворяет выше-обозначенным требованиям. Очень надёжные лодки проектировал и изготавливал В. Гуськов. Но тримараны “Корсар” предусматривают только голый трамплин (http://parusanarod.ru/go/2006/guskov/index.htm). Такой вариант для меня лично не походит. Проведя краткий анализ, я заключил, что на этом на момент 2016 года список больших “крейсерских” надувастиков практически полностью исчерпывался.

Из имеющихся готовых решений, которые хорошо себя зарекомендовали, оставался последний вариант – это Котоярви, сконструированный И. Лукомским. Поскольку я имел опыт хождения на СП50, Вайгаче (Гандвик), а также Котоярви, и мог их сравнить, у меня были определённые представления о том, что я хочу от крейсерского большого катамарана. Обитаемость и комфорт Котоярви на две головы превосходила две предыдущие лодки, на которых мне удалось походить. У меня было два варианта – это либо городить что-то своё с нуля, либо воспользоваться проверенной надёжной конструкцией. Нетрудно догадаться, что под сформулированные мной требования к судну, наилучшим образом подходит катамаран Котоярви. После долгих размышлений между разработкой лодки с нуля или использовании готового концепта было решено, что не стоит изобретать велосипед, а стоит взять за основу проверенную надёжную лодку и доработать её под свои цели и задачи. Отсюда и родилась концепция новой лодки – это будет конструктивная схема типа “Котоярви”, но в глубоко-модернизированном виде. Решение было принято, оставалось только построить. Дальше было много консультаций с Ильёй по конструктиву, узлам, чертежам и прочим особенностям лодки. За это ему огромное спасибо.​
 

Вложения

  • ттх.jpg
    ттх.jpg
    368.9 КБ · Просмотры: 116
Хотя и расчёты (выполнены Д. Лебедевым, за что ему большое спасибо) были сделаны после постройки лодки, смею себе позволить выкладывать процесс постройки в хронологическом порядке с точки зрения строительства.

Расчёты и полученные прогибы, как оказалось, полностью соответствуют экспериментальным наблюдениям, которые были получены в ходе эксплуатации судна.
 

Вложения

  • R_1.jpg
    R_1.jpg
    253.7 КБ · Просмотры: 87
  • R_2.jpg
    R_2.jpg
    199 КБ · Просмотры: 79
  • R_3.jpg
    R_3.jpg
    208.5 КБ · Просмотры: 79
  • R_4.jpg
    R_4.jpg
    193.4 КБ · Просмотры: 84
  • R0.jpg
    R0.jpg
    125.4 КБ · Просмотры: 77
Дальше встал вопрос покупки материалов. Привожу краткий список контор, где и что закупалось.
 

Вложения

  • z_1.jpg
    z_1.jpg
    276.2 КБ · Просмотры: 75
  • Rb_1.jpg
    Rb_1.jpg
    196.4 КБ · Просмотры: 76
Перейдём сначала к поплавкам. Они были изготовлены в ОКГ "Сплав" по идентичному проекту с поплавками катамарана Антарес.

Общий объём двух поплавков 13,8 куб.м, длина 11,25м, максимальный диаметр в миделе 1 м. Каждый поплавок разделён на 3 секции.
 

Вложения

  • p_1.jpg
    p_1.jpg
    157.2 КБ · Просмотры: 92
  • p_2.jpg
    p_2.jpg
    280.6 КБ · Просмотры: 88
  • p_3.jpg
    p_3.jpg
    331.6 КБ · Просмотры: 90
  • p_4.jpg
    p_4.jpg
    299.2 КБ · Просмотры: 93
Следующим этапом было начать с изготовления основных наконечников труб, а также сделать макеты основных узлов крепления.
 

Вложения

  • IMG_4208.JPG
    IMG_4208.JPG
    256.9 КБ · Просмотры: 103
  • IMG_4222.JPG
    IMG_4222.JPG
    99.1 КБ · Просмотры: 102
  • IMG_4211.JPG
    IMG_4211.JPG
    206.4 КБ · Просмотры: 98
  • IMG_4207.JPG
    IMG_4207.JPG
    205.1 КБ · Просмотры: 97
  • IMG_4243.JPG
    IMG_4243.JPG
    188.8 КБ · Просмотры: 71
  • IMG_4629.JPG
    IMG_4629.JPG
    180.4 КБ · Просмотры: 72
  • IMG_7471.JPG
    IMG_7471.JPG
    164.9 КБ · Просмотры: 71
  • IMG_7524.JPG
    IMG_7524.JPG
    165.2 КБ · Просмотры: 64
  • IMG_7539.JPG
    IMG_7539.JPG
    201 КБ · Просмотры: 63
  • Проставка.jpg
    Проставка.jpg
    62.3 КБ · Просмотры: 66
После отработки первых вариантов, всё запустил в серию.
 

Вложения

  • IMG_4632.JPG
    IMG_4632.JPG
    198 КБ · Просмотры: 78
  • IMG_4633.JPG
    IMG_4633.JPG
    237.5 КБ · Просмотры: 81
  • IMG_4714.JPG
    IMG_4714.JPG
    196.1 КБ · Просмотры: 78
  • IMG_4727.JPG
    IMG_4727.JPG
    205.5 КБ · Просмотры: 71
  • IMG_4729.JPG
    IMG_4729.JPG
    216 КБ · Просмотры: 79
Некоторые приспособы оснастки для вальцовки, соосного сверления труб и обжимки тросов. Пример вальцовки.
 

Вложения

  • оснастка.jpg
    оснастка.jpg
    317.4 КБ · Просмотры: 77
  • IMG_4219.JPG
    IMG_4219.JPG
    184.2 КБ · Просмотры: 109
Хотя и расчёты (выполнены Д. Лебедевым, за что ему большое спасибо) были сделаны после постройки лодки, смею себе позволить выкладывать процесс постройки в хронологическом порядке с точки зрения строительства.

Расчёты и полученные прогибы, как оказалось, полностью соответствуют экспериментальным наблюдениям, которые были получены в ходе эксплуатации судна.
Проясните пожалуйста ситуацию с расчетной схемой, а точнее с опорными реакциями. Судя по картинкам у Вас принята расчетная схема с опорными реакциями в виде равномерно распределенной нагрузки, почти равномерно в соответствии с погруженным объемом поплавков на гладкой воде. Вряд ли это соответствует реальной картине. Самое критическое состояние, это косая волна длиной с диагональ катамарана. В этом случае опорные реакции сосредоточены, например, на левом поплавке в носу, на правом поплавке в корме. И вся эта конструкция работает на кручение, а не на банальный продольный изгиб.
А так то да, все эти САПры рисуют красивые убедительные картинки.
 
Последнее редактирование:
Проясните пожалуйста ситуацию с расчетной схемой, а точнее с опорными реакциями. Судя по картинкам у Вас принята расчетная схема с опорными реакциями в виде равномерно распределенной нагрузки, почти равномерно в соответствии с погруженным объемом поплавков на гладкой воде. Вряд ли это соответствует реальной картине. Самое критическое состояние, это косая волна длиной с диагональ катамарана. В этом случае опорные реакции сосредоточены, например, на левом поплавке в носу, на правом поплавке в корме. И вся эта конструкция работает на кручение, а не банальный продольный изгиб.
А так то да, все эти САПры рисуют красивые убедительные картинки.

Да, Вы правы, нагрузка полагается равномерной. При нагрузках на волне всё, конечно, будет по-другому. Поэтому относительно прочности и получаются цифры с запасом в 50-70 раз. 10 -15 крат я бы приписал как раз нагрузкам на скручение и при нахождении на волне, это вполне реалистично. Тогда реальный запас прочности получается в районе 3-4. Как я писал выше, расчёты были сделаны после двух сезонов эксплуатации лодки. И то, что показал расчёт, на качественном уровне вполне соответствует всем основным особенностям поведения, прогибам, которые наблюдались при экспериментальной эксплуатации лодки.
 
Да, Вы правы, нагрузка полагается равномерной. При нагрузках на волне всё, конечно, будет по-другому. Поэтому относительно прочности и получаются цифры с запасом в 50-70 раз. 10 -15 крат я бы приписал как раз нагрузкам на скручение и при нахождении на волне, это вполне реалистично. Тогда реальный запас прочности получается в районе 3-4. Как я писал выше, расчёты были сделаны после двух сезонов эксплуатации лодки. И то, что показал расчёт, на качественном уровне вполне соответствует всем основным особенностям поведения, прогибам, которые наблюдались при экспериментальной эксплуатации лодки.
Ну если дело дойдет до паруса, что вполне логично, то считать придется тщательнее. И самой ответственной задачей будет выбор расчетной схемы. Давление мачты, тяга от такелажа, распределение опорных реакций.
 
Ну если дело дойдет до паруса, что вполне логично, то считать придется тщательнее. И самой ответственной задачей будет выбор расчетной схемы. Давление мачты, тяга от такелажа, распределение опорных реакций.
Примерные оценки у меня есть. Подобная конструкция с парусом реализована и успешно ходит много лет без поломок на Котоярви и Антаресе. У меня по сравнению с Котоярви многие узлы и трубы имеют прочность в 1.3-1.7 раза выше.
 
После изготовления заготовок попробовал собрать третью и четвёртую ферму. Вот что из этого вышло.
 

Вложения

  • IMG_7436.JPG
    IMG_7436.JPG
    227.5 КБ · Просмотры: 83
  • IMG_7438.JPG
    IMG_7438.JPG
    148.6 КБ · Просмотры: 81
  • IMG_7440.JPG
    IMG_7440.JPG
    221.6 КБ · Просмотры: 81
  • IMG_7441.JPG
    IMG_7441.JPG
    275.1 КБ · Просмотры: 78
  • IMG_7445.JPG
    IMG_7445.JPG
    319.1 КБ · Просмотры: 81
  • IMG_7446.JPG
    IMG_7446.JPG
    221.8 КБ · Просмотры: 76
  • IMG_7447.JPG
    IMG_7447.JPG
    165.2 КБ · Просмотры: 83
Подобная конструкция с парусом реализована и успешно ходит много лет без поломок на Котоярви и Антаресе.
Если я ничего не путаю, на Котоярви были поломки соединительных элементов именно из-за того, что на волне напряжения так сошлись, вместо того, чтобы разнестись. Лукомский их существенно усилил, и жаловался, что конструкция получилась перетяжелённой, но сделать ничего нельзя, ибо это принципиальное свойство конструкции из палочек и верёвочек.
 
Если я ничего не путаю, на Котоярви были поломки соединительных элементов именно из-за того, что на волне напряжения так сошлись, вместо того, чтобы разнестись. Лукомский их существенно усилил, и жаловался, что конструкция получилась перетяжелённой, но сделать ничего нельзя, ибо это принципиальное свойство конструкции из палочек и верёвочек.
Котоярви за последние 15 лет намотал под 30000км (а то и больше) по северным и дальневосточным моря (от Сахалина до Чукотки) и никаких поломок по конструкции рамы не было. А я писал чуть выше, у меня все стыковые элементы и большинство труб имеет стенку в 1.5 раза толще, а многие трубы ферм ещё и диаметр на 10-20% больше. В этом году нас сильно потрепало на Святом насу, я думал что что-то обязательно хруснет, при разборки лодки оказалось всё как новенькое.
 
Потом занялся кормовой фермой (ферма №5).
 

Вложения

  • IMG_7532.JPG
    IMG_7532.JPG
    145 КБ · Просмотры: 80
  • IMG_7534.JPG
    IMG_7534.JPG
    161.5 КБ · Просмотры: 81
  • IMG_7549.JPG
    IMG_7549.JPG
    257 КБ · Просмотры: 77
  • IMG_7551.JPG
    IMG_7551.JPG
    144.4 КБ · Просмотры: 79
  • IMG_7553.JPG
    IMG_7553.JPG
    99.2 КБ · Просмотры: 78
  • IMG_7543.JPG
    IMG_7543.JPG
    372.6 КБ · Просмотры: 77
  • st_1.jpg
    st_1.jpg
    337.1 КБ · Просмотры: 78
Потом дошло дело до фермы №1 и №2.
 

Вложения

  • IMG_7713.JPG
    IMG_7713.JPG
    270.1 КБ · Просмотры: 72
  • IMG_7728.JPG
    IMG_7728.JPG
    384.5 КБ · Просмотры: 69
  • IMG_7730.JPG
    IMG_7730.JPG
    157.4 КБ · Просмотры: 68
  • IMG_7732.JPG
    IMG_7732.JPG
    161.5 КБ · Просмотры: 62
  • IMG_7734.JPG
    IMG_7734.JPG
    365 КБ · Просмотры: 70
  • nos.jpg
    nos.jpg
    228.6 КБ · Просмотры: 73
Вставки в поперечные балки.
 

Вложения

  • IMG_8343.JPG
    IMG_8343.JPG
    118.6 КБ · Просмотры: 64
  • IMG_8345.JPG
    IMG_8345.JPG
    178.2 КБ · Просмотры: 62
  • IMG_8462.JPG
    IMG_8462.JPG
    103.2 КБ · Просмотры: 65
  • IMG_8464.JPG
    IMG_8464.JPG
    126.4 КБ · Просмотры: 60
Крепление кормовой лавки.
 

Вложения

  • lav_1.jpg
    lav_1.jpg
    323.4 КБ · Просмотры: 78
  • lav_2.jpg
    lav_2.jpg
    296.5 КБ · Просмотры: 76
Тросовые растяжки,
 

Вложения

  • tr_1.jpg
    tr_1.jpg
    515.4 КБ · Просмотры: 73
  • tr_2.jpg
    tr_2.jpg
    209.5 КБ · Просмотры: 75
  • tr_3.jpg
    tr_3.jpg
    276.6 КБ · Просмотры: 72
  • tr_4.jpg
    tr_4.jpg
    335.2 КБ · Просмотры: 68
  • tr_5.jpg
    tr_5.jpg
    228.3 КБ · Просмотры: 79
Верх