СЛОИСТАЯ КОРПУСНАЯ КОНСТРУКЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к судостроению, а именно к конструкциям корпусов судов из неметаллического материала, собираемых из отдельных секций в сочетании с элементами из других материалов, и может быть использована при изготовлении малотоннажных корпусов морских и речных судов различного класса и назначения.
Известна трехслойная конструкция, содержащая несущие слои из стеклопластика и внутренний слой из легкого заполнителя (см. Прохоров Б.Ф., Кобелев В.Н. Трехслойные конструкции в судостроении. - Л:. Судостроение, 1972 г., с.9-10).
Однако известная конструкция имеет следующие недостатки: обязательное изготовление матрицы; потеря прочности стеклопластика из-за водопоглощения после длительного пребывания в воде, которая усиливается при наличии большого количества несущих слоев со слабой адгезионной связью, вследствие этого недостаточная жесткость стеклопластика; снижение прочности и демпфирующих характеристик при использовании связующих различного состава в несущих слоях и заполнителе.
3
Известна также трехслойная корпусная конструкция, содержащая наружные несущие слои и внутренний набор преимущественно из алюминиевого сплава, при этом внутренний набор или внутренний набор и несущие слои выполнены из слоистого металлополимерного материала, состоящего из чередующихся слоев металла и эластичной эпоксидной композиции, а полости конструкции заполнены вспененной эпоксидной композицией, используемой в составе металлополимерного материала, плотностью 0,1-0,6 т/м (см. патент РФ на изобретение №2142382, МПК В63В 5/24, В32В 15/08, В32В 15/04, опубл. 10.12.1999 г.).
Известное техническое решение имеет сложную конструкцию и является дорогостоящим для индивидуального судостроения. Кроме того, для изготовления корпуса судна с прямолинейными и сложными обводами необходимо использование матрицы.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является известная слоистая корпусная конструкция, содержащая несущие слои преимущественно из стеклопластика и внутренний слой из легкого заполнителя, при этом в несущих слоях на расстоянии не менее 1,5 мм от поверхности размещены один или более слоев бороалюминиевой ленты. По меньшей мере, один слой бороалюминиевой ленты размещен на границе с заполнителем (см. патент РФ на изобретение №2077447, МПК В63В 5/24, В63В 5/00, опубл. 20.04. 1997 г.).
Недостатком известной слоистой корпусной конструкции является сложность изготовления и монтажа, так как при изготовлении корпуса судна с прямолинейными и сложными обводами необходимо использование матрицы (шаблона).
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание слоистой корпусной конструкции, имеющей сочетание высокой прочности, теплостойкости и вибродемпфируемости.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении полезной модели, является упрощение и ускорение монтажа конструкции за счет возможности изготовления корпуса судна с прямолинейными и сложными обводами без матрицы.
Указанный технический результат достигается тем, что в слоистой корпусной конструкции, содержащей наружный и внутренний слои, согласно полезной модели, между наружным и внутренним слоями последовательно расположены слой из сотового поликарбоната, слой из армирующей стеклотканевой сетки, при этом между слоем из армирующей стеклотканевой сетки и внутренним слоем размещен П-образный металлический профиль, а наружный и внутренний слои выполнены из стеклоткани.
Поверхности наружного и внутреннего слоев обработаны декоративным лакокрасочным покрытием.
Указанный технический результат достигается также тем, что в слоистой корпусной конструкции, содержащей наружный и внутренний слои, согласно полезной модели, между наружным и внутренним слоями последовательно расположены слой из армирующей стеклотканевой сетки, средний слой, слой из сотового поликарбоната, дополнительный слой из армирующей стеклотканевой сетки, при этом между средним слоем и дополнительным слоем из армирующей стеклотканевой сетки размещены трубы из металлопласта, а наружный, средний и внутренний слои выполнены из стеклоткани.
Поверхности наружного и внутреннего слоев обработаны декоративным лакокрасочным покрытием.
Слой из сотового поликарбоната несет на себе основную механическую нагрузку, поэтому размещение между наружным и внутренним слоями сотового поликарбоната обеспечивает долговечность, надежность, легкость корпусной конструкции, возможность сборки корпуса судна по секциям, кроме того сотовый поликарбонат выполняет роль блоков плавучести.
Использование в монтаже конструкции в прямолинейных обводах корпуса судна оцинкованного П-образного потолочного профиля, а в монтаже конструкции в сложных обводах корпуса судна труб из металлопласта делают монтаж корпуса судна быстрым и удобным, одновременно повышается прочность, легкость и жесткость конструкции.
Наружный, средний и внутренний слои из стеклоткани в сочетании со смолами выполняют роль связующего, гидроизоляции и дополнительного механического усиления корпуса конструкции. При этом снижается толщина слоев как наружной, так и внутренней обшивки с 10 мм до 5 мм.
Все варианты выполнения предложенной слоистой сотовой конструкции направлены на решение одной и той же технической задачи при достижении общего технического результата.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлены примеры выполнения слоистой корпусной конструкции: на фиг.1 показан пример конструкции прямолинейных обводов корпуса судна (по первому варианту); на фиг.2 - пример конструкции сложных обводов корпуса судна (по второму варианту).
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - наружный слой (наружная обшивка); 2 - слой из сотового поликарбоната; 3 - слой из армирующей стеклотканевой сетки; 4 - внутренний слой (внутренняя обшивка); 5 - П-образный металлический профиль; 6 - средний слой (средняя обшивка); 7 - дополнительный слой из армирующей стеклотканевой сетки; 8 - металлопластиковая труба.
По первому варианту слоистая корпусная конструкция для прямолинейных обводов корпуса судна (фиг.1) содержит последовательно расположенные наружную обшивку (наружный слой) 1 из стеклоткани, слой 2 из сотового поликарбоната (ячеистого поликарбоната), слой 3 из армирующей стеклотканевой сетки и внутреннюю обшивку (внутренний слой) 4 из стеклоткани. Для упрощения и ускорения монтажа конструкции в прямолинейных обводах корпуса судна используется П-образный металлический профиль 5, который размещается между слоем 3 и внутренней обшивкой 4.
По второму варианту слоистая корпусная конструкция для сложных обводов корпуса судна (фиг.2) содержит последовательно расположенные наружную обшивку (наружный слой) 1 из стеклоткани, слой 3 из армирующей стеклотканевой сетки, среднюю обшивку (средний слой) 6 из стеклоткани, слой 2 из сотового поликарбоната (ячеистого поликарбоната), дополнительный слой 7 из армирующей стеклотканевой сетки и внутреннюю обшивку (внутренний слой) 4 из стеклоткани. Для упрощения и ускорения монтажа конструкции в сложных обводах корпуса судна используется металлопластиковая труба 8, которая размещается между средней обшивкой 6 и дополнительным слоем 7 из армирующей стеклотканевой сетки.
Поверхности наружного слоя 1 и внутреннего слоя 4 обрабатывают декоративным лакокрасочным покрытием.
Для изготовления слоя 2 из сотового поликарбоната целесообразно использовать листы сотового поликарбоната в виде панелей толщиной 8 мм. Материал химически стоек и экологичен, имеет жесткость, обеспечивающую стойкость в диапазоне температур от -40°С до +120°С. Корпусная конструкция, изготовленная из сотового поликарбоната, удобно монтируется и демонтируется. Учитывая малый вес панелей сотового поликарбоната, корпусная конструкция получается легкой, что снижает общий вес корпуса судна.
Для изготовления наружного слоя 1, среднего слоя 6 и внутреннего слоя 4 корпуса судна используется, например, стеклоткань марки Т-11-ГВС-9 или лавсановая ткань. Лавсан обладает малой гигроскопичностью (1,5%), большой устойчивостью к действию воды, высокими теплостойкостью и упругостью.
В качестве армирующей стеклотканевой сетки (для слоев 3 и 7) может быть использована, например, сетка армирующая СЭ-0-1 (ТУ 6-11-321-79) (переплетение полотняное, толщина 0,20 мм).
В качестве П-образного металлического профиля 5 в слоистой корпусной конструкции в прямолинейных обводах корпуса судна для уменьшения веса при изготовлении каркаса (шпангоуты, киль и другие перегородки) может быть использован П-образный потолочный оцинкованный профиль, например, ПП 60/27 (ширина стенки 60 мм, высота стенки 27 мм), изготовитель фирма Knauf (Германия).
В качестве металлопластиковой трубы 8 в слоистой корпусной конструкции в сложных обводах корпуса судна, где требуются плавные изгибы, могут быть использованы, например, трубы металлопласт «Copipe» производства фирмы OVENTROP (Германия).
Слоистую корпусную конструкцию используют следующим образом.
Обшивка корпуса судна собирается методом продольной сборки конструкционных элементов друг с другом в единую плоскость (полотно). Затем полотно из профилированных конструкционных элементов устанавливают на каркас корпуса слоистой конструкции, который выполняют из оцинкованного П-образного металлического профиля 5 или металлопластиковой трубы 8, соответствующий конфигурации судна. После придания обшивке из профилированных конструкционных элементов формы каркаса корпуса судна в местах соединения боковых профилированных продольных выступов с профилированными продольными пазами производят соединение конструкционных элементов для герметизации и фиксации обшивки. При этом внутренние швы сваривают высокочастотной сваркой, а внешние подвергают тепловой сварке. Зафиксированную сварными швами обшивку корпуса устанавливают на каркас судна, состоящего из шпангоутов и стрингеров, после чего прикрепляют ее, например, саморезами, к каркасу судна. Затем изготовляют и устанавливают внутреннюю зашивку корпуса судна и заполняют внутреннее пространство эпоксидной смолой.
Для улучшения внешнего вида корпусной конструкции поверхности наружного слоя 1 и внутреннего слоя 4 обрабатываются декоративным лакокрасочным покрытием.
Использование полезной модели при индивидуальном изготовлении корпусов морских и речных малотоннажных судов различного класса позволяет повысить прочность, жесткость и деформирующие характеристики, улучшить тактико-технические данные судов со сложными обводами, построенных с использованием предлагаемой конструкции. При этом отсутствуют затраты на подготовительное производство, используемые материалы доступны, а процесс изготовления корпуса судна со сложными обводами отличается простотой изготовления и монтажа.