СУДНО (ПЛАВАТЕЛЬНОЕ СРЕДСТВО)
SHIP (FLOATATION MEANS)

Изобретение относится к судостроению, а именно к изготовлению плавательных средств из пластмассовых конструкционных элементов.
В последнее время получило распространение производство плавательных средств из пластика. Использование пластика для изготовления судна дает неизменные преимущества: пластик не подвержен коррозии, легок, непотопляем. Недостатком пластика является низкий модуль упругости материала, вследствие чего сфера его применения ограничена только изготовлением маломерных судов. Длина подобных суден, как правило, не превышает 8 м (http://www.katera-lodki.ru/kater-plast), соответственно они не находят широкого применения в промышленных целях и используются в основном для отдыха и непродолжительных перемещений.
Известна полностью пластмассовая лодка. Основное сырье корпуса лодки -РЕ-пластик. Корпус лодки имеет структуру стен, состоящую из трехслойной сандвич-структуры пластикового материала. Корпус лодки разделен на внешний поверхностный слой, волокно нейтральный слой, пластмассовый внутренний поверхностный слой и частичный вспененный слой, таким образом, полностью пластмассовая лодка может быть сформирована после подгонки сборки (см. патент Китая на полезную модель №87209793, МПК4 В23В 5/24, 1988 г.).
Недостатком данного решения является сложная технология изготовления оснастки для корпуса лодки. При этом описанная лодка имеет небольшие размеры и предназначена только для индивидуального использования.
Известна лодка, содержащая корпус, состоящий из профилированных конструкционных элементов из пластмассы для обшивки корпуса плавательного средства. Данный элемент имеет с одной боковой стороны продольный профилированный паз, обхватывающий ответную продольную часть соседнего профилированного конструкционного элемента с образованием продольного профилированного подвижного соединения по всей длине конструкционных элементов, удерживающего контакт между этими профилированными конструкционными элементами (см. патент РФ №2203196, МПК 7 В63В 5/24, 2003 г.).
Недостатком данного решения является сложность и большая трудоемкость изготовления как самого профилированного конструкционного элемента из пластмассы, так и лодки, обшивка корпуса которой состоит из указанных элементов. Кроме того, корпус лодки, изготовленный по данной технологии, требует большого объема отделочных работ по выравниванию поверхности для придания ей гидродинамических и эстетических качеств.
Известен модульный корпус лодки, включающий носовую и кормовую секции и как минимум одну центральную секцию, изготовленные из термопластика. Секции соединены с помощью запирающих механизмов и закреплены путем монтирования металлических элементов, закрепленных на планширах смежных секций. Для увеличения длины корпуса могут быть добавлены дополнительные центральные секции по желанию (см. патент US 6325014, МПК В63В 7/04, 2001 г.). Данное решение выбрано в качестве прототипа.
К недостаткам известного решения можно отнести ограниченность его применения только для изготовления маломерных судов, поскольку расположение металлических крепежных элементов только в верхней части конструкции не может обеспечить необходимую жесткость конструкции при увеличении количества секций и соответственно длины корпуса лодки. Слишком большая длина корпуса лодки неизменно скажется на жесткости конструкции и соответственно сопротивляемости корпуса внешним воздействиям. Исходя из описания лодки, можно сделать вывод, что использовать ее предполагается только для непродолжительных перемещений, поскольку конструкция предусматривает крепление мотора к транцу (подобный мотор предназначен только для незначительных перемещений исходя из функциональных особенностей конструкции). Кроме того, в предложенном исполнении лодки отсутствуют закрытые места для отдыха и вообще какие-либо детали интерьера.
Задача, решаемая изобретением, - увеличение жесткости корпуса судна, при сохранении простоты сборки, что позволяет изготавливать судна больших размеров с элементами надстроек и интерьера из стандартного листового пластика.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном судне (плавательном средстве), содержащем корпус, состоящий из модульных секций, соединенных между собой и выполненных из термопластика, в соответствии с изобретением судно снабжено жестким силовым каркасом, состоящим из модулей, расположенных в соответствующих секциях модульного корпуса.
Каркас моторно-трансмиссионного блока выполнен пространственным (имеет пространственную структуру).
Продольные элементы каркаса расположены строго параллельно относительно друг друга.
Пластиковая оболочка и каркас каждого из модулей соединены между собой с образованием зазора.
Каркас снабжен гибкой стяжкой, соединяющей носовую и кормовую части.
Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в повышении жесткости конструкции корпуса, благодаря чему можно увеличить размер пластикового судна и расширить область его применения. При этом для изготовления судна не требуется дорогостоящей технической оснастки, что обеспечивает высокую производительность и низкую себестоимость изготовления судов данной конструкции.
Наличие жесткого силового каркаса, состоящего из модулей, расположенных в соответствующих секциях модульного корпуса, позволяет увеличить жесткость корпуса судна, при сохранении простоты сборки, что позволяет изготавливать судна больших размеров с элементами надстроек и интерьера из стандартного листового термопластика.
Изготовление корпуса судна, состоящего из модулей, обеспечивает простоту сборки судна.
Наличие в пластиковых переборках модулей корпуса судна металлических силовых профилей, которые являются направляющими при сборке и образуют каркас судна, дальнейшее неразъемное соединение между собой как силовых профилей каркаса, так и пластиковых модулей корпуса по принципу «шип-паз» посредством термообработки по контуру соприкосновения обеспечивают достаточную прочность корпуса судна.
Кроме того, упрощается технология изготовления отдельных модулей, образующих корпус судна - силового каркаса, элементов надстройки и интерьера, и последующая упрощенная технология сборки отдельных элементов в единое целое с возможностью изготовления судов различных размеров и назначения.
Фиг.1 - общий вид судна;
Фиг.2 - взрыв-схема корпуса судна;
Фиг.3 - каркас судна;
Фиг.4 - каркас судна с гибкими стяжками.
Судно (плавательное средство) содержит корпус 1, состоящий из модулей 2 пластиковой оболочки, снабженных металлическими силовыми профилями 3, образующими модули силового каркаса 4 корпуса (см. фиг.2, 3, 4). Судно снабжено элементами управления и двигателем. Указанные силовые профили 3 модулей силового каркаса 4 жестко и неразъемно соединены между собой на участках стыка соответствующих модулей 2 корпуса судна (например, за счет резьбового соединения, или сваркой - условно не показано - см. фиг.3). Модули 2 корпуса выполнены из термопластика и соединены по принципу «шип-паз» посредством термообработки (свариваются ручным экструдером) по контуру соприкосновения. Продольные элементы 3 (силовые профили) каждого из модулей каркаса 4 расположены строго параллельно относительно друг друга.
Силовые элементы 3 каждого из модулей каркаса 4 размещены в отверстиях 5 соответствующего модуля 2 пластиковых оболочек корпуса судна. Отверстия 5 в пластиковых переборках, в которых размещены силовые элементы (профили) 3 каркаса 4, имеют больший размер по сравнению с размером поперечного сечения силовых элементов 3. За счет разницы указанных размеров пластиковая оболочка и каркас каждого из модулей соединены между собой с образованием зазора 6, выполняющего роль теплового компенсатора. Указанный зазор 6 позволяет решить проблему разницы температурного расширения различных материалов судна (пластиковых оболочек модулей 2 корпуса и силовых элементов 3 модулей металлического каркаса 4).
Пластиковая оболочка кормового модуля 2-1 (транцевого модуля оболочки корпуса) жестко закреплена на кормовом (транцевом) модуле 4-1 каркаса 4. Силовые профили 3 каждого из модулей каркаса 4 расположены строго параллельно друг другу, что позволяет пластиковым оболочкам модулей 2 корпуса свободно перемещаться относительно каркаса в сторону носовой части, используя тепловой зазор 6.
Каркас 4-1 (см. фиг.4) моторно-трансмиссионного блока (кормового модуля 2-1) выполнен пространственным (имеет пространственную структуру) и предназначен для усиления данной части судна и размещения в нем силовой установки (условно не показана). Силовые профили 3 каркаса 4-1 моторно-трансмиссионного блока замкнуты в кормовой части плоским элементом 8, а в месте стыка со следующим модулем 4-2 - элементами фермы 9, обеспечивающими пространственную жесткость модуля 4-1. Элементы фермы 9 позволяют принять силовые профили 3 последующего модуля каркаса 4-2 и жестко зафиксировать их положение. Каркас 4 может быть снабжен гибкой стяжкой 10, соединяющей носовой 4-3 и кормовой 4-1 модули каркаса 4. Наличие указанной стяжки 10 позволит значительно повысить жесткость каркаса 4, что повлечет за собой возможность дальнейшего разумного увеличения размеров судна.
Металлические силовые профили 3 являются направляющими для сборки судна. Предварительно собирают модули пластиковых оболочек 2 корпуса судна и устанавливают в отверстиях 5 силовые элементы 3 соответствующего модуля каркаса 4. Далее производится сборка единой конструкции судна. Модули пластиковых оболочек 2 корпуса устанавливают последовательно, друг за другом и скрепляют силовые профили 3 модулей каркаса 4 с помощью резьбовых элементов или с помощью сварки. Наличие зазора 6 в отверстиях 5 пластиковых оболочек позволяет надежно закрепить силовые профили 3 модулей каркаса между собой. Далее соединяют пластиковые модули 2 корпуса между собой по принципу "шип-паз" путем термообработки по контуру соприкосновения.
Предлагаемая конструкция корпуса судна позволяет изготавливать судна из термопластика, имеющие гораздо большие, чем традиционные, размеры, поскольку обеспечивает необходимую жесткость корпуса судна.
Предлагаемая конструкция корпуса судна позволяет изготавливать лодки и яхты из пластмассы произвольной формы и длины при минимальном капиталовложении, при минимальном количестве рабочего персонала и соответственно с низкой себестоимостью изделий.
Судно может быть изготовлено с использованием известных технологий изготовления и соединения термопластиковых листов переборок и силовых элементов (профилей) каркаса, выполненных, например, из металла или из современных композиционных материалов. Каждый из модулей может быть изготовлен независимо друг от друга, но с соблюдением соответствия размеров стыкуемых модулей. Сборка судна может быть произведена без использования стапеля.