МАЛОМЕРНОЕ СУДНО

Решение относится преимущественно к судостроению, в частности, к маломерным судам, в т.ч. моторным надувным лодкам, главным образом, к защите элементов бортов, днища и кокпита маломерных судов от механических повреждений, тех частей корпуса, которые изготовлены из эластичных напряженных материалов, например, от порезов, раздира, истирания, проколов и прожогов.
К маломерным судам можно отнести суда, имеющие эластичные элементы корпуса, которые для достижения необходимой жесткости нагнетаются воздухом, или эластичным поверхностям придают жесткость путем их натяжения. Достижения жесткости эластичными материалами служат варианты судов, например, моторная надувная лодка с надувным дном низкого давления, где у лодки имеются надувные борта U-образной формы с закрепленным в корме транцем для установки мотора и надувное днище, установленное в нижней части надувных бортов. Конструкция полностью надувная. Или, например, моторная надувная пайольная лодка, где у лодки имеются надувные борта U-образной формы с закрепленным в корме транцем для установки мотора, а днище изготовлено из эластичного материала, в нижней части надувных бортов для придания жесткости днищу в кокпите лодки установлен продольный надувной кильсон, который, упираясь в слань (пайолы), натягивает эластичное днище, за счет этого натяжения обводы днища получают необходимую жесткость. В маломерное судно на воздушной подушке, имеющее эластичную юбку, для возможности движения, под днище лодки нагнетается воздух, эластичная юбка сдерживает необходимое количество воздуха и судно начинает скользить, передвигаясь либо на ровных участках суши, либо по воде. У катамаранов или тримаранов, когда судно скользит по воде не днищем, а надувными скегами, последние установлены симметрично вдоль продольной осевой по нижней части бортов. Скеги могут изготавливаться из эластичных тканей и для придания формы и жесткости нагнетаются воздухом. У судов RIB, у которых корпус судна жесткий, а по периметру по верхней кромке корпуса установлен U-образной формы эластичный баллон для придания формы и жесткости, который нагнетается воздухом и служит дополнительной страховкой от затопления. Надувные гребные лодки или надувные байдарки, или безмоторные надувные катамараны для сплава по рекам с быстрым течением изготавливаются из эластичных материалов, которые для придания формы и жесткости либо нагнетаются воздухом, либо натягиваются на жесткий каркас. Имеются варианты маломерных надувных судов, предназначенных для перемещения по заболоченным местам, камышам, очень мелкой воде; такие суда имеют, как правило, малую килеватость либо полностью плоское дно, а движение вперед осуществляется с помощью подвесного мотора, имеющего пропеллер, который создает воздушный поток.
Все перечисленные маломерные суда имеют в своих конструкциях эластичные элементы, которые подвержены большим физическим нагрузкам. Однако подобные конструкции имеют ряд преимуществ по сравнению с маломерными судами, которые изготовлены из полностью жестких материалов.
Они: легче; менее потопляемы; компактны; дешевле в производстве; экологичней.
Но у маломерных судов, имеющих эластичные элементы корпуса, имеется существенный недостаток - малая прочность эластичных частей корпуса. В воде может находиться плавающий мусор с острыми краями, топляк, на мелководье разбитое стекло, железные банки с острыми краями. Туристы, сплавляясь по горным рекам или мелководьям на надувных катамаранах и лодках, рвут об острые камни надувные или эластичные днища и баллоны своих плавсредств. Причаливая к берегу, раз за разом надувные лодки протирают воздуходержащий корпус, тем самым уменьшая срок службы.
В надувных лодках с надувным днищем, в кокпите лодки, большая вероятность пореза надувного днища куском стекла, застрявшего в протекторе обуви, прокола упавшим ножом или крючком, прожженного сквозного отверстия непогашенной сигаретой.
Уменьшить риски поражения обводов маломерных судов пытаются разными способами.
Известен способ защиты днища надувной лодки наклеенными на него чешуйками ткани ПВХ. Способ оригинальный, но вес лодки значительно увеличивается, он трудозатратен, в. промышленных масштабах серийно производить неоправданно дорого.
Известен патент на изобретение №2287449, где описан способ защиты, такой, как приклейка дублирующего (второго) слоя, тканью ПВХ к низу надувного днища (1).
Такой способ является эффективным, но трудоемким и затратным, к тому же существенно вырастает цена готового изделия, и значительно увеличивается вес судна, а вес и цена являются главными критериями в пользу приобретения надувной лодки.
Известен патент на полезную модель №72455, где описывается способ защиты палубы лодки с надувным днищем защитным пайолом, складывающимся гармошкой или в рулон.
Защищать дно в патенте №72455 предлагается вкладным днищем, которое вкладывается во внутрь надувной лодки с уже вклеенным эластичным днищем, таким образом, при накачивании вкладного днища напрягается эластичное днище, которое и является защитой дна лодки. Для большей защиты предлагается между надувным съемным днищем и эластичным днищем прокладывать защитный слой пластика или другого материала, способного выполнять роль брони (2).
Данное решение по указанному патенту является наиболее близким относительно заявляемого решения. Суда имеют поверхности, обычно эластичные, которые подлежат защите.
Однако, защита поверхностей (днища и палубы) судна от механических повреждений по данному патенту также материало- и трудозатратно.
Маломерные суда с эластичными элементам корпуса находятся в зоне повышенного износа, по днищу и в местах усиленного износа их приходится особо защищать на раздир, истирание, порезы и проколы. Эти изделия активно соприкасаются не только с водой, но и твердой поверхностью земли, льда, камней, зарослей камыша и ивы, в связи с чем производители вынуждены использовать на надувные и эластичные элементы изделий очень дорогие износостойкие ткани, такие, как армированный хайпалон или армированный полиуретан.
Предлагается нанесение полимерных эластомеров в жидком состоянии до их полимеризации путем напыления, заливки или кистью на поверхности эластичных элементов маломерных судов.
Особенности полимерных соединений таковы, что многие из них по прочности, эластичности, истиранию, вязкости не уступают металлам, а по некоторым характеристикам превосходят их. Полимерами покрывают детали механизмов, которые испытывают трение. Полимеры служат эффективной коррозийной защитой. Есть группа полимеров, которую используют в шумопоглащении и погашении вибраций.
Некоторые полимеры не меняют своих технческих характеристик при снижении температуры до - 70 градусов и повышении до + 120 градусов.
Например, полимочевина, которой покрывают путем напыления внутреннюю часть нефтеперегонных и газовых труб, кровлю промышленных предприятий, полы в цехах.
Полиуретан также относится к классу эластомеров. В нем сочетаются такие эксплуатационные свойства, как твердость и эластичность, высокая абразивная износостойкость, прочность на разрыв и раздир, стойкость к агрессивным химическим средам, неблагоприятнымклиматическим условиям и т.д. По абразивной стойкости он превосходит резину и сталь минимум в 3 раза.
Характерной особенностью полиуретановых эластомеров является наличие свободной энергии в теле полиуретанового изделия, поэтому при механическом воздействии макромолекулярные структуры обладают способностью перестраиваться, оказывая в области приложения силы солидарное противодействие, т.е. способны самозалечивать дефекты и деформации. Другими словами, полиуретановые изделия имеют «память» на заданную литьем первоначальную геометрическую форму. Этим объясняется удивительное свойство полиуретановых изделий сохранять первоначально заданную твердость при любых нагрузках, вплоть до разрушения.
Физико-механические свойства эластомерных полимеров можно менять в широких пределах путем подбора исходных компонентов и рецептур их смешивания.
Все перечисленные свойства важны для защиты маломерных судов, имеющих напряженные эластичные элементы, которые при эксплуатации маломерных судов в экстремальных условиях, испытывают экстремальные нагрузки где важна прочность, износостойкость и долговечность.
Известные способы защиты эластичных элементов маломерных судов только частично решают проблемы конструкций, имеющих эластичные поверхности. Предложенный способ решает все задачи по защите главным образом напряженных эластичных поверхностей маломерных судов от агрессивной среды в процессе эксплуатации, а именно:
1. Защиту эластичных поверхностей от порезов.
2. Защиту эластичных поверхностей от раздира.
3. Защиту эластичных поверхностей от истирания.
4. Защиту эластичных поверхностей от агрессивных сред.
5. Уменьшение трения эластичных поверхностей.
6. Защищает эластичные поверхности от перегрева.
7. Защищает эластичные поверхности от ультрафиолета.
Нанесение на поверхность полимеров осуществляется следующим образом.
Готовится соответствующий полимер в жидком состоянии и наносится на подготовленную поверхность разными способами, например валиком, кистью, распыляется распылителем или заливается, после чего происходит полимеризация.
При необходимости можно нанести следующий слой до необходимой толщины. Толщина слоя в зависимости от поставленной задачи может быть от 0,01 мм до 50 мм.
В случае, если полимер не имеет адгезии с материалами, наносится праймер (грунт), слой который служит связью между поверхностью изделия и полимером.
Выбор наносимого полимера либо полимеров, относящихся к группе эластомеров, зависит от требуемых характеристик к изделию.
Полимочевина, например, Maxbedlinep имеет свойство быстро застывать и при нанесении не реагировать на влажность окружающей среды, а при застывании имеет малоэластичную структуру, ее можно применять на эластичных элементах, не требующих постоянного сворачивания или сгибания.
Вспененная полимочевина, например, ExpandoThane (США) имеет закрытую пористую, рыхлую структуру, ее можно применять для всех видов защиты и дополнительно для вибропоглощений, шума и гидроизоляции, что существенно снижает вероятность проникновения забортной воды или иных химических жидкостей.
Эластомерные полиуретаны, например, марок PY 20 имеют различную твердость, и применяются для очень эластичной поверхности. Эластомерные эпоксидные смолы марок ERF также имеют различную твердость, и применяются для очень эластичной поверхности. Эластомерный полиуретан, например, марок Металайн 700, 760, 785, 795. является универсальным для всех технических требований защиты надувных и эластичных поверхностей маломерных судов от различных повреждений.
Нанесение эластомерных полимеров на напряженные эластичные поверхности обводов днищ маломерных судов значительно улучшает характеристики скольжения на воде, что приводит к значительно большим скоростям и уменьшению расхода топлива. Таким образом, защищая поверхности маломерных судов, мы улучшаем их ходовые характеристики и характеристики расхода топлива.
Некоторые эластичные поверхности не имеют прямую адгезию с эластомерными полимерами, например, ткани ПВХ. Для надежной адгезии применяются грунты (праймеры).
Например, грунтовки марки 900, 910, EL 20 и другие грунты.
Способ нанесения грунтовок различный: кистью, валиком, распылителем, заливкой. Предложено решение: маломерные суда, имеющие эластичные напряженные поверхности, которые подлежат защите от механических повреждений, характеризующаяся тем, что на поверхности или выбранные зоны изнутри или снаружи эластичных элементов дополнительно наносят слой эластомерного полимера, например, полиуретан Металайн 700, 760, 785, 795 или вспененную полимочевину, например, ExpandoThane, или полимочевину, например, Maxbedliner, или эпоксидную смолу, например, ERF толщиной от 0,01 мм до 50 мм.
Маломерные суда имеющие эластичные напряженные элементы, характеризуется также тем, что в качестве грунтовки (праймера) применяются, например, грунты марки 900, 910, EL 20.
На фиг.1 изображена защита эластомерным полимером эластичных напряженных элементов корпуса маломерного судна, где 1 слой эластомерного полимера, нанесенный с помощью слоя грунтовки 2 на армированную ткань ПВХ 3 (поверхность лодки).
Источники информации
1. Патент РФ №2287449, Моторная надувная лодка (варианты), В63В 7/08, опубл. 20.11.2006.
2. Патент РФ №72455, Моторная надувная лодка (варианты), В63В 7/08, опубл. 20.04.2008.