Моторная лодка с надувным днищем

Назначение и область применения
Полезная модель относится к маломерному судостроению, в частности к моторным лодкам, а именно к надувным моторным лодкам с надувным днищем (далее - НД) и может использоваться в сфере водного туризма, рыбалки и активного отдыха на воде, в том числе для проведения спортивных и гоночных соревнований, а также для работы служб спасения.
Уровень техники
В последнее время большую популярность и распространение получили надувные моторные лодки с НД, отличающиеся малым весом и мобильностью. Они характеризуются простотой сборки, их грузоподъёмность сравнима с пайольными надувными лодками (съёмным разборным настилом из фанеры или профилированного алюминия), а скоростные характеристики зачастую выше.
Но, лодки с НД более сложные в производстве, их себестоимость выше, ремонт и диагностика таких лодок, в случае повреждения и нарушения герметичности НД, более сложная.
Таким образом, перед производителями стоит задача сделать лодку с НД более технологичной в производстве, и следовательно, более надёжной, более ремонтопригодной, и приблизить её по себестоимости к пайольным лодкам, с сохранением высоких эксплуатационных характеристик.
Известна моторная надувная лодка, содержащая незамкнутый контур бортов А-образной формы в плане, транец, надувное днище, присоединенное к бортам в их нижней части, при том, что в кормовой части надувного днища торец имеет плоскую форму и расположен под углом 20-160° относительно вертикальной и вдоль поперечной оси надувного днища, килеватость днища в кормовой части днища на линии соединения плоского торца и надувного днища лодки задается углом от 0 до 50°, при этом торец в кормовой части надувного днища для придания плоской формы формируется продольными перегородками, которые крепятся в местах пересечения с торцом в кормовой части надувного днища по заданному углу, или торец выполнен из эластичной литой детали или плотного материала, закрепленного в торец надувного днища (Патент РФ 2389633, опубл. в бюл. №15 27.05.2010г.).
Известная конструкция НД характеризуется сложностью производства, наличием дополнительных операций сборки, технологически сложных узлов, влияющих на надёжность НД. В случае нарушения герметичности НД в готовом изделии тяжело определить место травления воздуха. Ремонт таких лодок сложный, иногда требующий вскрытия камеры НД.
Также известна моторная надувная лодка, включающая незамкнутый контур бортов А-образной формы в плане, транец и надувное днище килеобразной формы, присоединенное к бортам в их нижней части и состоящее из нижнего и верхнего листов эластичного материала, соединенных между собой по периметру, при том, что транец установлен за надувным днищем на дополнительном соединительном элементе, являющимся продолжением днища (патент РФ 76627, опубл. 27.09.2008, бюл. 27).
Основным недостатком данного технического решения является установка транца (плоской детали) закормовым торцом НД (овальной формы), на дополнительном соединительном элементе. При этом в описании не раскрыто, каким образом НД будет соединено с транцем, чтобы достичь достаточной жесткости этого узла. Важно отметить, что НД может быть соединено с транцем только достаточной поверхностью (площадью) и не может иметь линию крепления, поскольку это узел, который должен обладать большой конструктивной прочностью и жёсткостью, т.к. он испытывает значительные нагрузки. В раскрытии сущности данной полезной модели также указано уменьшение турбулентности обтекающих корпус лодки водных струй. Но, на рисунке (Фиг.2) мы видим закруглённую нижнюю кромку в кормовом торце НД, которая никак не может соответствовать поставленной задаче и будет приводить к забрызгиванию мотора и кокпита лодки во время глиссирования. На рисунке (Фиг.3) между нижней кромкой НД и транцем образуется скрытая полость, в которую, при эксплуатации лодки, может попасть вода и привести к гниению транца (транцевой плиты, сделанной из фанеры).
В качестве ближайшего аналога выбрана моторная надувная лодка, включающая незамкнутый контур бортов А-образной формы в плане, транец и надувное днище килеобразной формы, присоединенное к бортам в их нижней части и состоящее из нижнего и верхнего листов эластичного материала, соединенных между собой по периметру с образованием задней закругленной кромки надувного днища, при том, что транец установлен на задней закругленной кромке надувного днища таким образом, что задняя поверхность транца совпадает с задним краем кромки надувного днища (Патент РФ 146255, опубл. 10.10.2014г., бюл. 14).
Судя по представленным чертежам данного решения, формообразующие перегородки НД расположены на значительном расстоянии от задней поверхности кромки, около 7,5 см (указанная длина кромки), а, следовательно, она не будет иметь достаточной жёсткости. Таким образом, узел крепления транца к кромке НД также не будет обладать требуемой жёсткостью и будет весьма подвижен, поскольку жёсткость крепления транца к НД достигается установкой его вплотную к креплению формообразующих перегородок. При таком креплении транца при старте лодки нижняя часть транца будет вминаться в заднюю кромку НД и замедлять выход в глиссирующий режим. В режиме глиссирования кормовая часть НД при увеличении нагрузки будет проваливаться в кокпит, также из-за недостаточной жёсткости крепления к транцу, и приводить к срыву скорости. В режиме глиссирования на НД в кормовой области идут значительные динамические нагрузки, которые могут привести к отрыву перегородок в кормовой части, т.к. окончание их крепления находится на значительном расстоянии от транца, что приведёт к раздутию НД и сделает дальнейшую эксплуатацию лодки возможной только в аварийном режиме. Также в притранцевой зоне со стороны кокпита будет образовываться поперечная секция раздутия, шириной от окончания крепления перегородок до транца, которая будет препятствовать сливу воды из лодки, чему не соответствует рисунок (Фиг.1).К тому же в кокпите у транца будет образован провал глубиной около 3-4 см, что отрицательно скажется на внешнем виде и функциональности лодки.
Сущность полезной модели
Задача настоящей полезной модели заключается в создании моторной лодки с надувным днищем, характеризующейся простотой, технологичностью и надёжностью конструкции обладающей высокими эксплуатационными качествами.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик лодки за счет повышения надёжности и жесткости крепления надувного днища к транцу лодки - конструктивному узлу лодки, испытывающему наибольшие статические и динамические нагрузки.
Для достижения технического результата заявлена моторная лодка с надувным днищем, содержащая надувной баллон, транец и надувное днище, состоящее из верхнего и нижнего полотен, соединённых по замкнутому периметру контурным швом с образованием внешнего ребра из двух полотен, и установленными между полотнами продольными формообразующими перегородками, отличающаяся тем, что в нижнее полотно интегрирован кормовой торец надувного днища, при этом надувное днище соединено с надувным баллоном и транцем с внешней стороны лодки посредством ребра контурного шва, которое приклеено по всему периметру к надувному баллону и задней плоскости транца вдоль нижней кромки всей высотой ребра контурного шва, при этом транец имеет фаску вдоль нижней кромки передней плоскости для сопряжения и приклейки к верхнему полотну надувного днища вдоль ребра контурного шва кормовой стороны  надувного днища.
Моторная лодка может содержать нижнее полотно надувного днища, состоящее из чётного количества соединённых продольных деталей, симметрично расположенных относительно диаметральной плоскости лодки, которые, за счёт формы соединённых сторон продольных деталей, образуют заданную форму надувного днища.
Моторная лодка может содержать нижнее полотно надувного днища, состоящее из нечётного количества соединённых продольных деталей, одна из которых является центральной, имеющих симметрию относительно диаметральной плоскости лодки, которые, за счёт формы соединённых сторон образуют заданную форму надувного днища.
Моторная лодка может содержать нижнее полотно надувного днища с, по меньшей мере, двумя продольными деталями, имеющими дополнительный несквозной формообразующий шов.
Моторная лодка может содержать нижнее полотно надувного днища с,по меньшей мере, одной продольной деталью, имеющей дополнительный несквозной формообразующий шов.
Моторная лодка может содержать нижнее полотно надувного днища, дополнительно содержащее соединённую с продольными деталями поперечную кормовую деталь, образующую кормовой торец надувного днища.
Моторная лодка может содержать нижнее полотно надувного днища с кормовой деталью, состоящее из, по меньшей мере, двух соединённых между собой деталей, симметричных относительно диаметральной плоскости лодки.
Моторная лодка может содержать, по меньшей мере, две продольные формообразующие перегородки, симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости лодки, имеющие наклонный срез по задней кромке в кормовой части надувного днища, образующий острый угол относительно верхней кромки перегородки.
Моторная лодка может содержать верхнее и нижнее полотна надувного днища, состоящие из, по меньшей мере, двух слоёв, соединенных между собой в зонах, требующих усиления.
Краткое описание чертежей
Решение иллюстрируется фиг., где:
1 – надувной баллон;
2 – транец;
3 – верхнее полотно НД;
4 – нижнее полотно НД;
5 –перегородка НД;
6 -ребро контурного шва НД;
7- кормовой торец НД;
8 – интерцептор;
9- фаска транца;
10- уголковая лента;
11 – треугольный профиль интерцептора.
Осуществление полезной модели
Заявленная полезная модель содержит надувной баллон 1U-образной незамкнутой формы, концы которого имеют коническую или овальную форму, стационарно установленный в кормовой части транец 2 и присоединённое снизу к надувному баллону 1 и транцу 2 надувное днище. При этом нижнее полотно НД 4 может содержать различное количество продольных деталей, которые за счёт формы соединённых сторон продольных деталей могут образовывать заданную форму НД, например, плоскодонную, килеватую, в форме катамарана или тримарана. Кроме того, нижнее полотно НД 4 может дополнительно содержать поперечную кормовую деталь, которая может быть неделимой либо состоять из  нескольких деталей.
Надувное днище состоит из гибких полотен –верхнего 3 и нижнего 4, соединенных по замкнутому периметру контурным швом с образованием внешнего ребра из указанных соединенных полотен. Контурный шов представляет собой стачной шов с установленной по всему внутреннему периметру уголковой лентой, которая дополнительно герметизирует контурный шов и препятствует его разрыву при накачивании НД. Закрытие контурного шва является финишной операцией сборки НД, все проблемы по нарушению герметичности НД обычно связаны с ним. В данном техническом решении после сборки изделия он оказывается полностью доступным с внешней стороны лодки для диагностики герметичности и ремонта.
Между полотнами 3 и 4 установлены продольные формообразующие перегородки 5, которые вместе с полотнами 3 и 4 образуют форму НД, при этом в нижнее полотно 4 интегрирован кормовой торец 7 - та часть НД, которая после установки находится под транцем 2 и при надувании имеет овальную форму, поскольку перегородки 5 по кормовой кромке не имеют крепления к торцевой части НД. Надувное днище соединено с надувным баллоном 1 и транцем 2 с внешней стороны лодки посредством ребра контурного шва 6, которое приклеено по всему периметру к надувному баллону 1 и задней плоскости транца 2 вдоль нижней кромки.
Важно отметить, что ребро контурного шва 6 надувного днища является его неделимой частью, а не дополнительным элементом крепления, придающим дополнительную подвижность соединению и тем самым понижающим его конструктивную жесткость и надежность. Использование в заявленной полезной модели неделимого элемента – ребра контурного шва 6, обеспечивает максимальную конструктивную жесткость кормовой части НД лодки.
Транец 2 имеет фаску 9 вдоль нижней кромки своей передней плоскости для сопряжения и приклейки к верхнему полотну НД 3 вдоль контурного шва, при этом вдоль верхней линии фаски 9 к транцу 2 приклеивается уголковая лента 10, при этом к фаске 9 по всей длине и ширине также приклеивается дополнительная лента с выпуском 1-2 см и приклейкой на вторую сторону уголковой ленты 10, которая приклеивается к верхнему полотну НД 3 вдоль транца 2. Данное соединение препятствует какому-либо подрыву и отрыву уголковой ленты 10 от транца 2.Указанная уголковая лента 10 проходит также по всему замкнутому контуру кокпита и также одной стороной приклеивается к верхнему полотну НД 3, а другой стороной к баллону 1 и закрывает со стороны кокпита клеевой шов от попадания влаги, препятствуя его отрыву.
В продолжение плоскости нижнего полотна НД 4в кормовой части  НД установлен интерцептор 8, образующий срыв потока и усиливающий глиссирующую поверхность НД, который, как правило, изготавливается из твёрдого и гибкого пластика. Интерцептор может иметь профиль, повторяющий волнообразный профиль нижнего полотна НД 4, что позволяет избежать создания дополнительного сопротивления водному потоку. Вдоль задней кромки интерцептора может быть установлен треугольный профиль 11 для дополнительного упора в НД. В упрощённом варианте интерцептор может быть изготовлен из литого экструдированного профиля.
Конструкция НД может содержать по меньшей мере две продольные формообразующие перегородки 5, симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости лодки, имеющие наклонный срез по задней кромке в кормовой части НД, образующий острый угол относительно верхней кромки перегородки 5. Наклонный срез перегородок 5 вместе с конструкцией нижнего полотна НД 4 значительно уменьшает или предотвращает полностью раздутие кормового торца надувного днища 7 за заднюю плоскость транца 2, при этом не препятствует установке мотора и различных навесных устройств (колёс, струбцины датчика эхолота и т.д.).
Надувной баллон 1 и надувное днище чаще всего изготавливают из армированной ПВХ ткани, основу которой составляет прочная сетка из полимерных нитей, с нанесённым сверху с обеих сторон ПВХ (PVC) покрытием. Вместо ПВХ (PVC) покрытия, на сетку может быть нанесено ПУ (PU) покрытие, которое придаёт устойчивость к износу и истиранию, но при этом материал становиться более дорогим. Вся ПВХ/ПУ ткань, образующая внешнюю поверхность надувных конструкций, должна быть лодочной: воздуходержащей, прочной на разрыв, абразивостойкой, эластичной/пластичной, морозостойкой, бензостойкой, стойкой к ультрафиолету, иметь высокую адгезию и бактериальную защиту, т.е. обладать большим количеством характеристик. Для внутренних соединений может использоваться ткань, обладающая меньшим количеством указанных характеристик.
Транец 2, как правило, изготавливается из влагостойкой ламинированной фанеры, при этом фанера может быть не ламинированная, а обклеенная ПВХ/ПУ-тканью.Транец 2 также может быть изготовлен из пластика штампованного, литого, формованного, в т.ч. армированного.  Для приклейки транца 2 к баллону 1 обычно используются литые ПВХ детали, позволяющие сделать этот узел крепления прочным и жёстким.
Все швы, описанные в данной полезной модели, обычно изготавливаются клеевым способом, но они могут быть и сварными, как полностью, так и частично. Также при сборке надувного днища используется ниточный (швейный) способ соединения некоторых деталей, в соединениях не требующих герметичности.
Заявленная полезная модель работает следующим образом.
Для приведения лодки в рабочее состояние все секции баллона и надувное днище лодки накачивают рабочим давлением с помощью электронасоса, ножного или ручного насоса.
В режиме глиссирования конструктивная жёсткость НД заявленной полезной модели позволяет выдерживать возникающие динамические нагрузки –НД не прогибается в кокпит. Самое большое давление воды при этом идёт на нижнюю кормовую часть НД (основную глиссирующую поверхность лодки), которое вверху упирается в стационарно установленный транец, т.е. имеет опору сверху, а также большой площадью присоединено (приклеено) к транцу.
К тому же это крепление усиленно тем, что оно осуществлено неделимой частью НД - ребром контурного шва НД. При таком способе крепления НД к транцу, при давлении воды снизу подвижностьНД в притранцевой области будет минимальной. Это обеспечивает максимальную надежность крепления.
Кроме того, во время набора скорости и глиссировании нижняя часть транца давит на кормовую часть НД и также испытывает значительную нагрузку, поскольку туда направлен вектор тяги винта мотора, расположенный ниже НД. В заявленной полезной модели эта проблема также решена, поскольку нижняя кромка транца расположена ниже верхней поверхности НД, по меньшей мере, на высоту фаски транца.
Описанные выше проблемы также решены за счет крепления формообразующих перегородок к верхнему полотну НД в кормовой части, которые, по существу, вплотную доходят до места крепления транца, придавая узлу крепления надувного днища к транцу ещё большую жёсткость.
Таким образом, заявленная конструкция моторной лодки с надувным днищем за счет повышения надёжности и жесткости крепления надувного днища к транцу лодки позволяет улучшить эксплуатационные характеристики лодки.