Надувные поплавки разборных катамаранов

Водоизмещение и сопротивление движению поплавков

Назначением корпуса любой лодки является возможность перемещения экипажа и груза по воде при минимальном сопротивлении движению. Корпуса надувных катамаранов имеют круглую форму сечения в подводной части и большое удлинение (отношение длины каждого корпуса к его ширине), что позволяет иметь меньшее сопротивление движению по сравнению с классическими яхтами.

Водоизмещение надувных корпусов катамарана должно обеспечивать удержание на поверхности воды экипажа, груза и самого судна.

Пример расчета водоизмещения:

а) для походного режима плавания вес экипажа 3,5 человека (трое взрослых и ребенок) х 75 кг (262,5 кг) + снаряжение и продукты (100 кг) + вес судна (100 кг) = 462,5 кг.

б) для спортивно-прогулочного режима плавания вес экипажа 2 чел х 75 кг (150 кг) + 100 кг вес судна = 250 кг.

Итак, при весе судна 100 кг его корпуса должны обеспечивать диапазон водоизмещения от 250 до 462,5 кг.

В походном режиме загрузка обоих поплавков приблизительно одинакова. Парусный катамаран, участвующий в гонках, на порывах сильного ветра может выходить на один поплавок. Крен перегружает весь вес (250 кг) на подветренный поплавок. При наклоне мачты под ветер возникает дополнительная сила, давящая на этот поплавок сверху (приблизительно 50 кг). Таким образом, водоизмещение каждого поплавка катамарана в гоночном режиме может колебаться от 125 кг на ровном киле до 300 кг при ходе с креном. Величины водоизмещений, приведенные в этом расчете, носят ориентировочный характер и показывают степень сложности проектирования универсальных поплавков для разборных катамаранов. Основываясь на многолетнем опыте эксплуатации парусных катамаранов можно считать, что водоизмещение баллонов с размерами по длине от 5,5 м до 6,5 м, диаметром от 0,5м до 0,53м является достаточным и для походов, и для гонок. При этом, объем одного поплавка составляет от 900л до 1200л.

Перейдем к вопросу: «Куда же тратится энергия системы ветер-парус?» Известно, что суммарное сопротивление движению корпуса R состоит из следующих слагаемых:

1. Сопротивление трения Rтр зависит от смоченной поверхности корпуса, его шероховатости и скорости движения в воде. В свою очередь смоченная поверхность зависит от водоизмещения корпуса и его формы. Например, если увеличить водоизмещение на 10%, т.е. со 125кг до 137,5кг, то смоченная поверхность корпуса длиной 6м и диаметром 0,5м увеличится с 2,0 м 2 до 2,08м 2 , а скорость соответственно снизится на 2%. В гонке на 5 км судно с большим весом отстанет от более легкого на 100м. Зависимость Rтр от шероховатости поверхности может определяться из графиков, приведенных в книге «Парусные катамараны» (Крючков О.С., Лапин В.И., 1963). Например, при скорости 27 км/ч сопротивление трения корпуса длиной 5м с шероховатостью 0,5 мм больше на 67%, чем с шероховатостью 0,05мм. Особенно большую роль Rтр играет на малых скоростях, когда волновое сопротивление практически отсутствует.

2. Сопротивление формы Rф составляет, как правило, 8-9% от сопротивления трения и определяется потерями на вихревые потоки при дрейфе и взаимным влиянием корпусов катамарана.

3. Волновое сопротивление Rв корпусов катамарана, имеющих удлинение по ватерлинии более 10, составляет 10-20% от общего сопротивления. Экспериментальные графики замеров общего сопротивления движения корпусов на скоростях от 1,8км/ч до 25 км/ч, приведенные в статье «Гидродинамические характеристики спортивных гребных лодок» (К и Я N 3, 1964) показывают отсутствие каких-либо пиков сопротивления даже при скорости, соответствующей числу Фруда Fr=0,5 (приблизительно 13 км/ч). Такие пики сопротивления присущи классическим яхтам. В указанной статье приводятся результаты испытаний в бассейне корпуса спортивной байдарки-одиночки, имеющей длину Вл — 5,1м ширину Вл — 0,41м, смоченную поверхность 1,72 м 2 , водоизмещение 100кг и осадку 0,121м. эти параметры близки к параметрам поплавков катамаранов. При скорости свыше 10 км/ч появляется ходовой дифферент байдарки, что подтверждает возникновение вертикальной глиссирующей силы и начало переходного процесса движения. Корпуса катамаранов имеют дополнительные потери скорости, связанные с преодолением встречной волны и ветра.

. Форма надувных поплавков

Все нижеприводимые выводы и заключения по выбору формы надувных поплавков катамаранов основаны на результатах многочисленных экспериментов по уменьшению их диаметра, прогиба килевой линии, формы и длины ватерлинии. Эксперименты проводились на регатах в гоночном режиме, т.е. в условиях сопоставимости с ходкостью других катамаранов того же класса. Эксперименты показали, что :

1. Ватерлиния должна иметь угол расхождения в носовой части 6-8 о от оси поплавка.

2. Наиболее широкая часть Вл располагается в 50-60% от ее длины с носа корпуса и составляет 0,42-0,45м.

3. Длина ватерлинии и кормовые обводы влияют на быстроходность катамарана в значительно меньшей степени, чем предполагалось до проведения экспериментов.

4. Килевая линия имеет минимальный прогиб, но этот прогиб должен обеспечивать необходимую поворотливость судна. Угол наклона носовой части килевой линии составляет 2,5-3 о от горизонтали.

5. Форма форштевня заметно влияет на мореходность судна при волнении на акватории. Высота форштевня должна быть около 0,35м от ватерлинии, свес – 0,6-0,8м. носовые обводы повторяют форму ватерлинии на высоте до 0,2м, что позволяет катамарану прорезать крутую волну, а не утыкаться в нее. Выше 0,2м от Вл необходимо развитие объема поплавка для всплытия носов на больших пологих волнах при попутных курсах.

6. Корма предпочтительна конической формы типа «дельфиний нос» с умеренным надводным объемом. Объемная цилиндрическая корма большой плавучести на крупной попутной волне при прохождении гребня через транец будет задирать вверх заднюю часть катамарана и тем самым топить носы. Это может быть критично в такой ситуации.

7. Строевая линия по шпангоутам – полезная графическая характеристика обтекаемости поплавка. Она показывает распределение площади погруженной части поперечных сечений поплавка по его длине. График строевой линии не должен иметь резких перегибов и горизонтальных участков. Плавность строевой линии обеспечивает хорошую гидродинамику корпусов катамарана.

Скоростной режим движения

При скорости парусного катамарана до 10 км/ч осуществляется водоизмещающий режим движения. При этом доминирует сопротивление трения. При гоночной загрузке катамарана возможен диапазон скоростей от 10 до 30 км/ч. Это переход на режим с глиссирующей вертикальной поддерживающей силой, возникающей от действия потока воды на переднюю часть днища корпуса под углом атаки 2-3 о . кормовая часть в создании этой силы не участвует, т.к. обтекается под отрицательным углом атаки. Эффект глиссирующей составляющей не так значителен, как на моторных лодках и окончательно пропадает при походной загрузке катамарана.

Диапазон скоростей катамаранов с походным водоизмещением ограничивается максимальными скоростями 15-18 км/ч. При этом в большей мере сказывается волновая составляющая сопротивления движения. К тому же походы проходят обычно по большим открытым акваториям, где, при наличии ветра, обязательно присутствие волн. Хождение под парусом на больших скоростях в серьезную волну вопрос весьма специфический, мало относящийся к разборным надувным судам. Считаю куда разумнее при таких обстоятельствах умерить прыть своего катамарана взятием рифов на парусах, чем выливать из ушей воду от удара каждой волны.

Режим чистого глиссирования на парусном катамаране с корпусами больших удлинений маловероятен, даже в кратковременных эпизодах парусных гонок. Личный рекорд скорости в гонках на катамаране «Адреналин» 35 км/ч не напоминал чистое глиссирование.

Ткань поплавков

Воздушное давление внутри поплавка создает механическое напряжение оболочки. Каждый погонный сантиметр оболочки поплавка испытывает растяжение в продольном направлении и от носа к корме F и в поперечном направлении П.

Где P – избыточное давление воздуха в баллоне, кг/см 2 ,

d – диаметр баллона, см.

Например, при d=50см и Р=0,1 кг/см 2 каждый сантиметр оболочки растягивается вдоль поплавка с усилием 1,25 кг, а поперек — 2,5 кг.

С уменьшением диаметра баллона в носу и корме натяжение оболочки соответственно уменьшается и жесткость пневматической конструкции падает. Поэтому острые носовые обводы должны сочетаться с развитой в длину трубчатой фермой катамарана.

Специальные лодочные ткани различных производителей имеют в середине толщины, где расположена тканная основа, мембранный слой, обеспечивающий отсутствие диффузии воздуха. К сожалению, эти ткани имеют, на наш взгляд, ряд существенных недостатков:

1. Большое относительное удлинение ткани, особенно в поперечном направлении рулона;

2. Вспучивание ниток ткани при ее натяжении, при этом возникает существенная шероховатость поверхности;

3. Малый слой чистого ПВХ до матерчатой основы на лицевой стороне ткани.

Французская ткань «Феррари» ориентирована на промышленное изготовление автотентов. Отличительной особенностью этой ткани является то, что в технологии ее изготовления применяется предварительное натяжение нити при заливке ПВХ. Она не имеет мембранного слоя, но обладает высокой стойкостью к поперечному удлинению, сохраняет глянцевость поверхности в напряженном состоянии и имеет значительный защитный лицевой слой ПВХ. Она легче других тканей при той же прочности и, как показывает практика, достаточно газонепроницаема. Каждый изготовитель надувных поплавков выбирает тот или иной вид ткани в зависимости от общих требований к катамарану.

Для соединения кромок ткани в основном используются уретановые клеи. Сварка швов СВЧ и промышленными фенами оправдана только для изготовления прямых протяженных швов, которых обычно нет в раскрое баллонов катамаранов. Уретановые клеи, как правило, изготавливаются из сырья немецкой фирмы «Bayer». Эти клеи удобны в применении для склейки швов, так как активизируются (прилипают) только при нагревании до 50-60 о С. Однако, теплостойкость такого шва не превышает 50 о С. Для повышения теплостойкости клеевых швов до 80-90 о С необходимо вводить в клей перед его использованием полиизоционатные добавки.

Катамаран для рыбалки из ПВХ труб, пенопласта и сайдинга

Характеристики: водоизмещение: 1500 кг, пассажировместимость: 1-2 человека, движетель: подвесной 12 вольтовый мотор для резиновых лодок, габариты: 3х1.2 метра.

Как обещал в статье Самодельная лодка из ПВХ труб публикую рассказ с фотоотчететом об изготовлении рыбацкого катамарана из ПВХ труб, пенопласта и сайдинга.

Этот # Катамаран предназначен для # рыбалки на озерах или реках с небольшим течением.

Рама самодельного катамарана изготовлена из # канализационных труб диаметром 75 мм, для соединения между собой используются Т-образные соединители и повороты на 90 градусов.

Сборка труб ведется на клей, оптимально использовать расширяющие клеи типа Регент, если таких нет в вашем регионе, можно смешать эпоксидку с мукой или микросферой и обмазывать трубы перед стыковкой. Перед склейкой штубы зашкуриваются и обезжириваются ацетоном в местах соединения.

Палуба самодельного рыбацкого катамарана изготавливается из водостойкой фанеры толщиной 12 см. Отверстия вырезаны с запасом, под последующую вклейку.

Поплавки катамарана режутся из дешевого шарикового # пенопласта минимальной плотности. Шаблон для резки делается из гофокартона, в который запаковывается техника при продаже, в данном случае использовалась коробка от телевизора.

Резать можно ножем, импульсным паяльником с самодельным длинным жалом или самодельным резаком по пенопласту.

Листы пенопласта не имеют достаточной длинны, поэтому склеиваются между собой обычной монтажной пеной.

Пенопластовые заготовки укладываются на каркас, между собой и в отверстия труб они заполняются монтажной пеной. На время полимеризации пены прижмите заготовки тяжелым грузом!

Выступающую из щелей пену срезаем острым ножом. Обратите внимание на 4 темных полоски — это стягивающая понтоны лента из стеклоткани приклеенная на эпоксидку.

Пока клеящиеся пенопластовые заготовки сохнут, подготавливается палуба. Фанера красится водостойкой краской. С помощью оцинкованных болтов по периметру прикручивается квадратная алюминиевая труба. Фактически она образует несущий каркас для пассажиров.

Перед креплением палубы нужно вырезать в понтонах пазы для поперечных труб, а так же зашкурить фанеру в местах соприкосновения с пенопластом. Вклейка палубы осуществляется на эпоксидную смолу.

Место выхода вертикальных труб в палубе заполняется эпоксидной смолой с мукой или микросферой (густота сметаны) и дополнительно покрывается парой слоев стеклоткани на эпоксидке.

В принципе, катамаран готов к плаванью, ютуберы собирающие # катамаран для рыбалки на этом могут и остановится, сезон он отходит без последующих доработок.

Желающие использовать это плавательное средство в течении 10 и более лет, должны задуматься о защите пенопласта от солнца и механических воздействий.

Защиту решено было сделать из сайдинга. Дешево и прочно! Резался он ножницами по алюминиевому профилю, лучше используйте электробзик, будет аккуратнее!

Для фиксации на пенопласте сайдинга пришлось использовать силиконовый герметик, другие клеи или не липли к сайдингу или отклеивались от пенопласта. Отверстия нужны для фиксации сайдинга на время полимеризации герметика, крепился он с помощью П-образных скоб из алюминиевой проволоки. После склейки проволока была вытащена, а отверстия заполнены шпаклевкой.

Сайдинговая обшивка соединяется «встык». Нахлесты не делаются в угоду обтекания корпуса.

Углы поплавков проклеиваются пластиковыми уголками на все том же силиконовом герметике.

Все швы шпаклются раствором эпоксидки с мукой или микросверой, а затем, после отвердевания, шлифуются и проклеиваются стеклотканью на эпоксидной смоле. Те самые дыры от проволоки — шпаклются и затираются в обязательном порядке.

На солнечном свете эпоксидка почему то изменила цвет, но зато хорошо видно места шпаклевки и оклейки.Ок

В связи с неприятным цветом эпоксидки, катамаран был зашкурен, обезжирен и окрашен краской стойкой к воде и ультрафиолету.

К месту плаванья катамаран транспортировася с помощью обычного пикапа, тк он выступал менее чем на 1.5 метра, то нарушения ПДД отсутствовали.

Теперь этот самодельный катамаран из пластиковых труб и пенопласта уже не первый год используется для рыбалки!

Поплавки для катамарана

#1 Rozanov

Основной экипаж

31 сообщений

• Из: г.Одесса
• Судно: в разработке
• Название: каяк,каноэ

Доброго дня всем водномоторникам.Хочу построить одноместный катамаран для прогулок по рекам и озерам примерно как на фото.Длинна 4,6 м ширина 1,60 м,поплавки фанерные и 4 мм-ки,трехугольного сечения,ширина поплавка 30см,высота 35см.Скажите пожалуйста если обклеить внутри поплавка пенопластом,будет ли больше грузоподьемность, или нет?И какая примерно будет грузоподьемность такого ката.Буду признателен за помощь.

P.S.Катамаран не парусный,а под педальный привод.

Прикрепленные изображения

• 
• 

#2 Алекс М560

Капитан

1 477 сообщений

• Из: Москва
• Судно: Надувной катамаран
• Название: Ветер

#3 Алексеев В.М.

сторонник СКР и РУДДИ

Инженер

13 630 сообщений

• Из: Ленинград
• Судно: яхта
• Название: Касси

#4 Домино

Капитан

1 954 сообщений

• Из: Сургут
• Судно: Рикошет — микро
• Название: Домино

Если серьёзно, то наполняйте пластиковыми бутылками с пробками — при аварии не утоните, да и легче лодка будет по сравнению с пенопластовым наполнителем.

#5 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

А воздушный шарик как лучше летать будет, воздухом наполненный, или пенопластом? И как думаете, почему?

#6 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

Доброго дня всем водномоторникам.Хочу построить одноместный катамаран для прогулок по рекам и озерам примерно как на фото.Длинна 4,6 м ширина 1,60 м,поплавки фанерные и 4 мм-ки,трехугольного сечения,ширина поплавка 30см,высота 35см.Скажите пожалуйста если обклеить внутри поплавка пенопластом,будет ли больше грузоподьемность, или нет?И какая примерно будет грузоподьемность такого ката.Буду признателен за помощь.

#7 Игорь К.

Капитан

15 680 сообщений

• Из: Челябинск

.Хочу построить одноместный катамаран для прогулок по рекам и озерам примерно как на фото.Длинна 4,6 м ширина 1,60 м,поплавки фанерные и 4 мм-ки,трех

P.S.Катамаран не парусный,а под педальный привод.

#8 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

Может вам проще достать две списанных каноэ одиночки

#9 Алексеев В.М.

сторонник СКР и РУДДИ

Инженер

13 630 сообщений

• Из: Ленинград
• Судно: яхта
• Название: Касси

мысль интересная и сразу вопрос; чем крепить, расширение и сжатие воздуха как повлияет на крепёжь?
Спасибо, С уважением.

#10 Алексеев В.М.

сторонник СКР и РУДДИ

Инженер

13 630 сообщений

• Из: Ленинград
• Судно: яхта
• Название: Касси

долго думал. понял что этот вопрос надо внести в ЕГЭ . из рязряда вопросы на засыпку.
как МНЕ кажеться -воздушные шарики наполненные воздухом НЕ ЛЕТАЮТ . наполненные гелием -да летают. а воздухом не летают. они падают . почему ?

#11 Домино

Капитан

1 954 сообщений

• Из: Сургут
• Судно: Рикошет — микро
• Название: Домино

Когда я одеваю зимнюю шапку — треух, сколько у меня ушей?

#12 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

Когда я одеваю зимнюю шапку — треух, сколько у меня ушей?

#13 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

два ухов, если всё на месте.
по бутылкам не осознал как убирать и зачем это надо7, ЕСЛИ ЭТО УЖЕ невозможно.
С Уважением.

#14 sgorbachevsky

Офицер

1 847 сообщений

• Из: Петербург

Блин!
бутылки можно:
а) Снабдить игольчатыми дырдочками, шоб дышали с температурой .
б) Закрывать под давлением (сода+уксус).

А вааще, для такого применения совсем не хуже надувные поплавки секционные, типа наших парусничков.
а) разборность;
б) реальная плавучесть и мореходность:;
в) резерв «мест для поцелуев»;
г) возможность развития под парусню и прочие способы «полениться».

#15 Водоплавающий

Рулевой 2-го класса

Основной экипаж

233 сообщений

• Из: Одесса
• Судно: надувной матрас

ИМХО пенопласт внутри обеспечит непотопляемость при пробоине, но неболее того.
«грузоподъемность» упадет, т.к. пенопласт тоже чего-то весит.
Хорошо просушить такие поплавки тоже будет проблематично, если вода попадет между пенопластом и фанерой ( а она всеравно туда попадет, рано или поздно)

#16 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

#17 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

А вааще, для такого применения совсем не хуже надувные поплавки секционные, типа наших парусничков.
а) разборность;
б) реальная плавучесть и мореходность:;
в) резерв «мест для поцелуев»;
г) возможность развития под парусню и прочие способы «полениться».

#18 Димон-Димон

рулевой пляжного катамарана

Мастер

796 сообщений

• Из: Украина, Кр Рог
• Судно: катамаранчик
• Название: Лимпопо

С удовольствием читаю Папика, и вдруг мысль шальная прострелила:
«Это Вас не за язычок, случайно, в Можайск-то?»

С большой симпатией, не обидьтесь!

#19 Nnnnnnn

Капитан

3 877 сообщений

• Из: Москва

С удовольствием читаю Папика, и вдруг мысль шальная прострелила:
«Это Вас не за язычок, случайно, в Можайск-то?»

#20 Домино

Капитан

1 954 сообщений

• Из: Сургут
• Судно: Рикошет — микро
• Название: Домино

Просто Папик мечтал о катамаране, в результате купил «Простор», разочаровался в жизни и теперь «жжет глаголом» надувных, а сам мечтает о микрухе

#21 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

С удовольствием читаю Папика, и вдруг мысль шальная прострелила:
«Это Вас не за язычок, случайно, в Можайск-то?»

С большой симпатией, не обидьтесь!

#22 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

#23 Папик

Капитан

5 583 сообщений

• Из: Можайск

Блин, а мне свой микро продавать. 91 года + 3 ремонта, сегодня трещину на корпусе обнаружил лечить обязательно, но осенью когда подниму. С осмосом справлюсь, условия есть, но так грустно на недели две попал + рундук с харчами воду принимает за 10 лет привык к сухой лодке.
Не желаю никому воды в корпусе. С Уважением.

#24 Димон-Димон

рулевой пляжного катамарана

Мастер

796 сообщений

• Из: Украина, Кр Рог
• Судно: катамаранчик
• Название: Лимпопо

Например мисс Кривой Рог — криворожица

Да, так о чем это мы здесь? Про бутылки? Предлагаю трюмы заполнять бутылками полными, при этом по мере опустошения будет повышаться безопасность для теряющего бдительность экипажа! Ибо все в ЖИЗНИ должно уравновешиваться (Закон сохранения вещества)

Видел сюжет по дискавери, как два рыжих упыря поднимали затонувшее судно при помощи шариков для пинг-понга. Таки всплыло!! Тоже вариант

А если серьезно — мне сложно представить ситуацию, когда пляжный кат пробивает оба поплавка и в результате идет ко дну. Так что мнение(мое): нафиг не нужны внутри всякие лишние вещества.

Понятненько? (цитата)

#25 Димон-Димон

рулевой пляжного катамарана

Мастер

796 сообщений

• Из: Украина, Кр Рог
• Судно: катамаранчик
• Название: Лимпопо

Блин, а мне свой микро продавать.