Результаты исследований группы конструкторы в проекте Модернизация парусного катамарана
Содержание
Авторы и участники проекта
Ученики 8-9 классов
Тема исследования группы
Модернизация серийного катамарана "Простор"
Проблемный вопрос (вопрос для исследования)
В какой модернизации нуждается катамаран "Простор"?
Гипотеза исследования
Мы предполагаем, что проделанных нами переделок катамаран улучшит ходовые качества, повысится комфортабельность и безопасность
Цели исследования
Найти и провести анализ материалов, после чего провести нужные переделки
Результаты проведённого исследования
Для облегчения совместной работы Была создана таблица на Google
Также была создана Google группа
Катамара́н — (от тамильского கட்டு மரம் каттумарам, буквально — связанные брёвна)
- Плот у народов, проживающих на азиатском побережье Индийского океана
- Двухкорпусное судно. Корпуса судна соединяются сверху мостом (ферменного или палубного типа). Разновидность катамарана с вынесенным за борт балансирным поплавком называется проа.
Паспортные характеристики
Длина наибольшая, м 5.26
Ширина наибольшая, м 2.4
Диаметр корпуса, м 0.5
Площадь парусности, м^2 8.6
Масса, кг 75
Грузоподъемность, кг 350
Пассажировместимость, чел. 3-4
Определяющие характеристики:
Эксплуатация катамарана допускается при скорости ветра до 10 м/с и высоте волны до 0,5 м на расстоянии не более 1000 м от берега. "Простор" - это разборный парусный прогулочный катамаран предназначен для прогулок и непродолжительных походов по рекам, озерам, а также в прибрежных зонах водохранилищ и морей . Конструктивной особенностью катамарана в отличие от аналогичных парусных катамаранов является наличие обтекателей из пластмассы, которые надеваются на носовые оконечности баллонов. Обтекатели улучшают гидродинамические качества катамарана и частично предохраняют баллоны от повреждения. Баллоны катамарана состоят из отсеков и изготовлены из прорезиненой ткани на синтетической основе. Многолетняя статистика поломок и аварий не позволяет рекомендовать эту лодку для сколь-нибудь серьезных путешествий по большим внутренным водоемам, таким как Ладога, Онега, Белое море и др. Хотя известны многочисленные случаи успешного плавания в этих водах на Просторе, однако стоит заметить что катамараны принимавшие участие в этих походах, претерпели весьма существенные доработки и усиления. Таким образом Простор, в том виде в каком он продается в магазине, является по сути конструктором "Сделай сам". Отсюда следует, что в этом виде он годится только для пляжных развлечений.
Список основных поломок которые чаще всего происходят на Просторе:
- поломка руля - отламывается верхнее ухо к которому крепится ремпель, вероятность возникновения поломки - 90%; происходит вследствие неудачной конструкции подъема пера
- пломка руля об воду, в свежий ветер (около 10 м/с), прочность и жесткость рулей представлятеся недостаточной, перо очень сильно выгибается (при этом сильно возрастают нагрузки на румпеле и становится очень трудно повернуть руль) и в определенный момент обламывается; различаются два основных типа рулей - желтые и черные, последние более живучие
- поломка швертов об воду вследствие дрейфа, по той же причине что и рули; также есть черные и желтые шверты
- поломка швертов и/или швертовых колодцев вследствие наезда на препятствие или мель; шверты на Просторе кинжальные и при ударе не могут уходить от нагрузок, как это происходит на подавляющем большинстве самодельных и других серийных катамаранах, у которых шверты поворотные и в нижнем положении удерживаются резинкой - при наезде на препятствие или мель шверт просто откидывается назад не ломаясь, это обычная штатная ситуация;
- разбалтывается соединения продольных коробов - лечится установкой дополнительных накладок с боков короба и стягивается болтами
- при более менее серьезной эксплуатации уже на второй сезон начинают травить корпуса, чаще всего в районе клапанов; вследствие этого корпуса начинают сильно болтаться в поперечном направлении, начинают биться в швертовые колодцы, дыра протирается очень быстро, поэтому нужно постоянно следить за давлением в корпусах; работа на "лягушке" становится постоянным и привычным занятием для матроса
- корпуса в силу конструкции, постепенно сползают в корму и если не уследить, начинают тереться кормой о балер, дыра протирается за считатные минуты; лечится установкой ограничительных элементов в ликпазе в кормовой части коробов
- в свежий ветер от 10 м/c прочность подмачтовой балки представляется недостаточной - было несколько случаев когда подмачтовая складывалась от нагрузки, в итоге катамаран не только терял подмачтовую балку, но и вообще переставал быть катамараном, т.к. балок всего две, а на одной установленной в корме он смог только доковылять кое-как на берега; для парусного судна претендующему на более-менее серьезную воду (Ладога, Онега, прибрежные зоны морей...), такая ситуация представляется недопустимой, поскольку влечет за собой появление трупов
- приближенные расчеты на прочность этих элементов показали их недостаточную прочность посмотреть можно здесь - http://www.katamaran.ru/techno/pro-new.htm
эти расчеты вызвали в свое время многочисленные споры, однако аргументированно опровергнуть их еще не смог никто, только эмоции; по крайней мере я не видел ни одной публикации на эту тему
если у кого-то возникнет желание проделать эту работу, я готов предоставить место для размещения Ваших выкладок на сайте в этом же разделе и сделать ссылки в соответствующих местах
- общая живучесть корпусов представляется весьма недостаточной, уже на второй-третий сезон возникают очень серьезные проблемы с обеспечением герметичности и общей безопасности, необходимость в заклеивании постоянно появляющихся дыр становится постоянной привычной головной болью; лечится все это покупкой новых корпусов из PVC-материалов - самый дешевый вариант от 300$ за комплект
- в штатном варианте отсутствует возможность рифить паруса, что приводит к необходимости пережидать штормовую погоду на берегу; опираясь на выводы сделанные К.А. Колсом в свое широко известной книге "Под парусом в шторм", наиболее вероятное время возникновения опасной ситуации - конец похода, когда время поджимает и нужно идти не смотря на погоду; в такой ситуации Простор может оказаться опасным судном для преодоления штормовых условий
- вертикальный клиренс катамарана представляется недостаточным, уже при самой небольшой волне 20-30 см, палуба практически под водой, особенно на груженой лодке; это создает массу неудобств экипажу (особенно его женской части), вынуждая ползоваться непромокаемыми костюмами, даже если погода хорошая; увеличить клиренс можно применив корпуса большего диаметра, однако при этом тут же возникнет необходимость менять шверты и рули, т.к. штатные вылезут из воды
- список можно продолжать...
Вывод
- Не ломающихся конструкций не бывает.
- Однако в случае стандартного Простора большинство наиболее вероятных поломок вызывают потерю целостности самого катамарана и потерю его способности держаться на воде и сохранять безопасность экипажа в условиях серьезной воды. Что крайне недопустимо для туристического судна.
- Да, Простор можно довести до более-менее приличного состояния, когда он перестает разваливаться на глазах, и сможет уверенно ходить по серьезным водоемам, однако по разным оценкам стоимость переделок и доработок может составить до 1000$ и выше вместе со стоимостью лодки; за эти деньги он уже выпадает из своей ценовой ниши, переставая быть самым дешевым катамараном; а до большей он не дотягивает в силу конструкции и исполнения, поскольку за эти или чуть большие деньги уже можно купить более надежную лодку.
