А.А. Власов
Журнал КиЯ №16 1968г
Наиболее целесообразно применение скорлупных конструкций при крупносерийном производстве мелких судов, так как это позволяет окупить затраты на изготовление оснастки и дорогостоящего оборудования: автоклава, тележек для транспортировки, болванов и т. д.
Шлюпки и прогулочные лодки изготовляют, как правило, из полос березового шпона толщиной 0,5—1,5 мм (ГОСТ 99—57) в 4, 6, а иногда и больше слоев. При изготовлении спортивных гоночных судов большее применение находит березовая фанера толщиной 1,5—2 мм (ГОСТ 102—49), которая укладывается в два-три слоя. Если нужно сделать корпус более жестким, применяют смешанную трехслойную композицию: наружный и внутренний слои — из фанеры, а промежуточный — из кедровых реек толщиной 3—4 мм, используемых как заполнитель. Склеивание скорлупных конструкций производится в основном фенольными клеями холодного отверждения ВИАМ-БЗ или КБ-3.
Корпуса формуют на болване, поверхность которого точна воспроизводит обводы судна. Если запрессовка осуществляется гвоздями, болван делают легким — из лекал, установленных на продольные брусья и обшитых рейками шириной 35— 40 мм. Как правило, запрессовка ведется гвоздями 1,4 X 25 или 1,6 X 30. При использовании пневматической или гидравлической запрессовки болван должен быть более прочным, чтобы он мог выдержать значительное давление. Во всех случаях болван должен иметь достаточный запас по высоте, чтобы обеспечить нормальную запрессовку в районе линии борта.
Наружную поверхность болвана покрывают слоем клея АК-20, просохший слой которого в дальнейшем препятствует приклеиванию первого слоя формуемой скорлупы. В некоторых случаях для этой же цели болваны обивают медной фольгой.
Одним из наиболее производительных способов изготовления скорлупных конструкций является формование в автоклаве. В пазах болвана, установленного вверх килем, укрепляют закладку шлюпки, состоящую из предварительно собранных киля, форштевня и транца. Полосы шпона шириной 50—200 мм (в зависимости от формы корпуса) начинают укладывать от миделя в нос и в корму. Первая полоса шпона укладывается около миделя под углом 40—60° к ДП. Вверху полоса крепится мушкой к килю, нижняя же часть крепится мушкой ниже линии борта или заводится под обхватывающий все основание болвана резиновый шнур, расположенный несколько ниже уровня линии борта. Вторая полоса шпона укладывается рядом с первой в нос или в корму.
Если между полосами образуется зазор, кромку второй полосы надо немного напустить на первую. Следующую полосу накладывают с противоположной стороны. В наиболее сложных местах болвана полосы шпона надрезают вдоль слоя. После того как все полосы уложены на болван и пронумерованы, их кромки очерчивают, мушки снимают гвоздодером, а снятые полосы шпона укладывают на верстак и обрезают стамеской по очерченным линиям.
По уложенному первому слою подобным же способом подгоняют второй и последующие слои, располагая их каждый раз под углом примерно 90° к предыдущему. Эти подогнанные и обрезанные полосы шпона служат шаблонами, по которым производится раскрой для серийной постройки. Пачки шпона фрезеруют или опиливают на ленточной пиле в соответствии с контуром каждого шаблона.
Уложенную в паз болвана закладку промазывают клеем ВИАМ-БЗ и начинают формование обшивки. Берут полосу № 1 и укладывают на отмеченное на болване место. По килю полосу крепят мушками, ниже линии борта — резиновым шнуром. Последовательно в нос и в корму устанавливают полосы 2н и 2к, Зн и Зк и т. д.
При автоклавной запрессовке возможны некоторые сдвиги полос шпона в момент создания давления. Поэтому рекомендуется набирать обшивку с некоторым зазором между полосами (порядка 2—3% от ширины полосы). После окончания формования допускаются зазоры между полосами шпона в наружных слоях до 5 мм, во внутренних — до 10 мм.
Шпон покрывается клеем на вальцовом клеенамазочном станке. Время укладки полос шпона на болван и загрузки корпуса шлюпки в автоклав ограничено живучестью клея (40—60 мин.).
Набрав шпон и закрепив его мушками, а по килю, штевню и транцу— гвоздями, удаляют подтеки клея с наружной поверхности, затем покрывают обшивку бумагой и надевают на нее резиновый чехол. По нижней кромке болвана заводят пожарный шланг, давление воды в котором обеспечивает герметичность крепления резинового мешка. Тележку с болваном закатывают в автоклав, где выдерживают в течение 1,5—2 час, при давлении 2,5—4 кг/см2 и температуре 50—60° С.
После выдержки в автоклаве с болвана снимают резиновый чехол, удаляют монтажные гвозди и мушки; снятая с болвана скорлупа выдерживается не менее суток, после чего приступают к установке деталей набора.
Формование скорлупных конструкций другими механизированными способами — пневматическими или гидравлическими — выполняется аналогично, только вместо автоклава используют металлические колпаки, которые укрепляют на той же платформе, на которой стоит болван.
Гвоздевая запрессовка применяется при мелкосерийном производстве и более жестких требованиях к обводам корпуса. Наибольшее применение этот метод находит при постройке спортивных гоночных судов (швертботов, катамаранов и т. д.). Соответствие обводов с учетом допусков проверяется соответствующими контршаблонами и лекалами.
При гвоздевой запрессовке, как правило, используют березовую авиационную фанеру, а не шпон. Скорлупа из фанеры получается более жесткой и достаточно толстой при минимальном количестве набираемых слоев. Особенностью технологии является то, что полосы фанеры пригоняют на месте и без зазоров. Иногда, при сложной конфигурации обводов, заготавливают полосы с диагональным расположением волокон рубашки. Если первый и третий слои укладываются «в елочку», промежуточный может быть поперечным. Когда набран второй слой, его нумеруют так же, как и при автоклавной запрессовке, затем снимают, отмечая место установки первой полосы. После этого поверхность первого слоя фанеры намазывают клеем и приступают к запрессовке гвоздями 1,4X25 или 1,6X30, набитыми в фанерные рейки шириной 25—30 мм. Запрессовка производится последовательно (путем постепенного забивания гвоздей от киля к линии борта). После этого на полосу фанеры набивают еще две-три фанерные рейки, в зависимости от ширины полосы и необходимого давления. По окончании запрессовки второго слоя корпус в течение 12 часов выдерживается при температуре 25—30° С.
На следующий день гвозди вытаскивают, корпус зачищают от затвердевших подтеков клея, затем подгоняют и запрессовывают третий слой. Готовую скорлупу снимают с болвана при помощи выталкивателя, и зачищают внутреннюю поверхность шкуркой, а затем раскрепляют корпус винтами к контрлекалам отделочного стола для получения обводов, максимально близких к заданным.
Достоинством метода гвоздевой запрессовки является возможность более тщательной пригонки полос фанеры, практически без зазоров, и соблюдения большей точности получаемых обводов. Во всех других отношениях более прогрессивны механизированные методы; минусом гвоздевой запрессовки является и то, что в корпусе скорлупы получается огромное количество усложняющих обеспечение водонепроницаемости отверстий от забиваемых гвоздей (на запрессовку швертбота, например, идет примерно 12 кг гвоздей).
По окончании достроечных работ приступают к зачистке и отделке корпуса судна. Все неровности на обшивке выравнивают шкуркой, а в некоторых случаях и застрагивают; непроклеенные места вскрывают. Корпус тщательно шпаклюют составом на клею ВИАМ-БЗ с древесной мукой, после отверждения которого еще раз шкурят и шлифуют.
Наружные поверхности корпусов скорлупной конструкции рекомендуется оклеивать тканью. Лучшие результаты дает оклейка стеклотканью на эпоксидных смолах.
Помимо вышеописанных методов формования скорлупных корпусов применяются и некоторые другие. Например, при постройке байдарок на судоверфи ВЦСПС в Ленинграде был применен метод формования в прессе с использованием пуансона и матрицы. В некоторых случаях, особенно при постройке корпусов катамаранов и байдарок, может найти применение метод запрессовки ремнями, которые охватывают корпус полосами (полотнищами) шириной 150—200 мм и натягиваются установленным под болваном винтом. Следует иметь в виду, что при запрессовке ремнями давление распространяется неравномерно и необходимо принимать какие-то меры для его выравнивания по всей площади. Может быть, например, применено закладывание между ремнем и скорлупой вкладышей по форме наружной поверхности обшивки и равных по ширине ремню.
