Использование дерева для постройки яхты

Использование дерева для постройки яхты

Использование для постройки яхты дерева

Дерево – самый старый материал для судостроения, который сохраняет свое значение, несмотря на широкое использование многих новых материалов. Более того, в последние годы деревянные яхты снова стали популярными.

В 1950-е годы в строительстве яхт существовал некий культ стеклопластика, который только сейчас начинает сдавать свои позиции. В Германии, стране, которая всегда славилась высококачественными деревянными яхтами, считается маловероятным, чтобы недревесная яхта могла быть построена из материала с таким благоприятным соотношением водоизмещения и такой долговечностью. Хотя яхту с достаточно легкой конструкцией можно построить из алюминиевых сплавов, немногие позволят себе сказать, что металлическая яхта может плавать более 50 лет, что более долговечно, чем хорошая деревянная яхта. Корпуса из пассивированной листовой стали более или менее долговечны, чем деревянные корпуса сэндвич-конструкции, но при этом весят почти вдвое больше.

Современные пластиковые кожухи оказываются намного тяжелее деревянных, и их конструкторы не гарантируют такой прочности. Хотя легкие пластиковые корпуса с многослойной конструкцией могут конкурировать с легкими деревянными корпусами, они еще не продемонстрировали примерно такую ​​же прочность и долговечность. Железобетонные корпуса, наконец, с гарантией долговечности, оказываются в 3-4 раза тяжелее и из-за неоднородности материала, как и пластмассы, могут иметь скрытые дефекты из-за водопоглощения и последующей эрозии при минусовых температурах.

Хотя древесина впитывает воду, она не подвергается эрозии благодаря своей стабильной и гибкой ячеистой структуре. Риск гниения древесины можно свести к минимуму, выбрав соответствующие породы и применив соответствующую предварительную обработку (обслуживание) и современные лакокрасочные покрытия.

Естественным недостатком древесины как материала для судостроения является ее разная прочность вдоль и поперек волокон. Изобретение фанеры и ламинированных конструкций устранило не только этот недостаток, но и другой естественный недостаток древесины – ее деформацию в зависимости от влажности. Поскольку почти все полуфабрикаты в современных деревянных конструкциях яхт разрезаются на рейки и подвергаются интенсивной сушке, в элементах могут возникать напряжения только из-за разбухания древесины. Однако влияние этих напряжений можно исключить, если работы будут выполняться специалистами по дереву.

По сравнению со строительством пластиковых яхт, возможности снижения трудоемкости при строительстве деревянных яхт, конечно, ограничены, и не секрет, что качественная полностью ламинированная деревянная яхта примерно на 20% дороже, чем хорошая яхта из стеклопластика. яхта. В последние годы все больше и больше покупателей готовы платить за строительство деревянной яхты, чтобы иметь, помимо высокой прочности и благоприятного соотношения водоизмещения к длине, другие преимущества, такие как хороший эффект изоляции морского шума.

Современные методы строительства деревянных корпусов с использованием профилированной фанеры или диагональных ламинированных панелей на продольных стойках имеют так же мало общего с традиционными методами строительства деревянных корпусов, как строительство современных пластиковых корпусов с постройкой лодок аборигенов в виде плетеных корзин и глиняных корзин. . Современный деревянный корпус, построенный с использованием клея на основе резорциновой смолы, похож на пластиковый корпус.

При проектировании новой яхты недостаточно использовать устаревшую конструкцию в качестве прототипа. Практически ни одна из лодок, построенных из дерева с использованием современных методов склеивания, никогда не была классифицирована, поэтому статистика классификационных обществ неубедительна. Следовательно, дизайнеру приходится полагаться в основном на собственный опыт. Неизбежны испытания специально изготовленных клееных образцов деталей, подвергающихся сжатию. продольные и другие виды нагрузок. В области исследований современных деревянных корпусных конструкций ВМФ много сделал в последние годы, потому что этот строительный материал оказался наиболее подходящим для перевозки больших переменных нагрузок. Быстроходные торпедные катера и тральщики, для которых все еще важны немагнитные свойства древесины, строятся в основном из дерева с очень благоприятным соотношением массы к корпусу и высокой прочностью.

Дизайнеры яхт, которые участвовали в разработке современной конструкции корпуса, знают, что старые конструкции могут стать современными не в последнюю очередь потому, что теперь в качестве связующего используется свинец, а не свинцовый отбеливатель и винты. Важно понимать, что древесина имеет довольно высокую прочность по волокнам и низкую прочность по волокнам. Поэтому точное знание сил, действующих в сочленениях корпуса деревянной лодки, является необходимым условием ее правильной конструкции. Полностью ламинированный корпус не допускает деформационных перемещений плотно склеенных элементов; в более крупных конструкциях килей, стрингеров и т. д. должны быть предусмотрены меры по предотвращению их изгиба.

Опытный строитель точно знает, какой ширины склеиваемая поверхность должна примыкать к посадочной части внешней оболочки, где возникают напряжения. Это особенно важно при использовании ламинированных сэндвич-панелей. Неправильно спроектированные переборки ломаются в результате чрезмерных напряжений в оболочке, вызванных, например, внезапными штормами или ударами береговых свай. Проблема полностью клееных каркасных корпусов может быть решена путем нанесения дополнительных поверхностных покрытий для защиты массивных деревянных элементов от влаги. Наклеенные планки наружной обшивки дополнительно крепятся к переборке болтами, шурупами или клеем.

Конечно, этот метод – не последнее слово в дизайне и строительстве яхт. Альтернативой является использование не вспучивающейся фанеры или двустенной конструкции с использованием системы продольных и поперечных или продольных сборок. Однако только некоторые инженеры-строители имеют опыт в этой области, и только они могут определить оптимальные размеры элементов конструкции. То же самое и с шпонированными корпусами, которые используются в серийном производстве деревянных яхт. Опытная верфь может построить легкую деревянную лодку без чрезмерного уменьшения площади поперечного сечения элементов корпуса, что может сократить срок службы лодки. Многие деревянные яхты при правильном уходе находятся в воде более 50 лет. Можно ожидать, что современные методы постройки яхт полностью клееной конструкции позволят построить еще более прочные единицы, если их корпуса будут правильно спроектированы.

Подробная информация о дереве займет много томов, но даже этих томов недостаточно, чтобы по-настоящему «понять дерево» без многолетней практики. Цель этой очень краткой информации – представить свойства некоторых пород дерева, из которых строятся яхты. Сравнение прочности и долговечности древесины – самая важная информация для дизайнера и строителя яхт. Сама древесина, время ее распиловки и процесс сушки представляют больший интерес для лесоруба и лесоруба, который покупает древесину с корнями, распиливает ее на пиломатериалы и хранит их. Маленькие сады и любители должны полагаться для этого на свои навыки и опыт.

Работа древесины, то есть деформация древесины в зависимости от ее влажности, важна для дальнейшей обработки древесины. Высушенная на воздухе древесина имеет влажность около 15%. Это среднее значение меняется в зависимости от сезона, влажности и температуры воздуха. Например, можно снизить влажность такой древесины до 6-12%, и обработанные элементы тогда усадятся в объеме. Когда влажность деревянных частей подводногоЧасти корпуса увеличится, они будут присяги и значительно заряжены корпуса, если не будут приняты специальные меры по строительстве для предотвращения этого. Ремесла (сокращение) древесины варьируется в зависимости от того, измеряется ли она вдоль волокна в радиальном направлении или к ежегодным банкам (касательно). Яхта строительная древесина с влажностью 15% и сушеная до влажности 6% показывает сокращение вдоль волокна около 0,1-0,15%; В радиальном направлении 1,5-1,7%, а в тангенциальном направлении 2,6-2,8%. Хороший тик и виды красного дерева могут иметь почти половину меньшего сокращения. Дуб Усадка, лиственница, ель и сосны находятся примерно на 30-50% от этих ценностей.

Эти же значения подходят для оценки отека древесины с влажностью увеличивается с 6 до 15%. При увеличении влажности до 30% древесного набухания увеличивается почти вдвое. Однако с полной клееной древесной конструкцией отдельные элементы разделены изолирующим слоем клея, благодаря которому поглощение влаги значительно уменьшается.

В современных яхтных структурах он противодействует усадке и отекам через древесную изоляцию перед проникновением влаги. Самая продвинутая форма этого решения видна в фанере. Фанера получает очень мало воды, потому что деревянные клетки, сокращение которых снизилось до 6-8%, благодаря превосходной изоляции, почти поглощают влагу. Точно так же концентрированный пористый пластик также почти не впитывает воду. Если во время обработки мы поддерживаем древесину влаги при 6-8%, даже летом, с сильным солнечным светом, дерево не будет продолжать сокращаться. Если содержание влаги падает с 6% до 0%, возможна дополнительная древесная усадка, если оно нагревается в очень низкой влажности воздуха или в сушильной печи.

Влажность древесины может быть точно измерена. В сушильной духовке древесные образцы взвешивают на тщательном весе, который установлен на ноль, и разница в весе после сушки читается из масштаба в качестве содержания влаги. Гигрометры на основе измерения электрической древесного сопротивления дают только приблизительную оценку его влажности.

Деревянная деформация обычно является результатом сокращения. Поскольку касательная сжимания при сушке почти вдвое меньше, чем в радиальном направлении, касательные доски (рис. 62) особенно подвержены искажению. Такие доски с параллельными однолетними кольцами не подходят для строительства яхт.

На верфях, радиальные режущие доски с годовыми кольцами, перпендикулярными пластинкой или с наклонными кольцами, но не более 30 ° к краю пластины. При резке таких досок из журналов, несмотря на особую маркировку, создается большое количество отходов. Тем не менее, необходимо соблюдать это требование для простых досок, планок и т. Д. В случае склеенных (слоистых) элементов, пластинки с углом наклона до 45 ° могут использоваться в отношении к краю, потому что путем соответствующего Укладка ламеллы внутри элемента вы можете компенсировать повышенную деформацию ламели. Террасные доски всегда должны быть солдат, ежегодные банки должны быть как можно ближе к перпендикулярному диску.

Ленгета, долговечность и плотность древесины являются важными факторами в строительстве кораблей. Классы долговечности были определены на основе исследований, проведенных различными древесными институтами. В условиях центрального европейского дерева видов оцениваются на основе их жизни в годы для древесины, не сохранившись в контакте с землей.

Оценка

Жизнь, лето

Породы древесины, применяемые в судостроении

Туя
Название английского языка: западный красный кедр
Латинское название: Thuja Plicicata
Плотность: 370 кг / ку

Учитывая, насколько легким является Thuja Wood с вашей силой, как мало изменяет размер во время сушки, насколько легко он находится в обработке и как продление, удивительно, что он все еще не широко используется. Возможно, причина этого является тот факт, что дерево растет в северо-западной части Тихого океана, в Орегоне и КолумбииБританцы, а для европейских покупателей получается немного дороже.
Но если это доступно, это очень хорошо использовать – это может быть не в основном структурные элементы, а для вторичного. Из-за его легкости он используется в регатетах и ​​в верхней части корпуса.
Хотя это не выглядит лучше всего под лаком, это довольно плохой лак. При контакте со стальными элементами темные следы создаются в присутствии влаги. Вуд имеет все сосновые свойства – простые, легко нарезать, относительно мягкую и хорошую доступность, что позволяет некоторому опыту дать ему желаемую форму и закончить, без облицовки.

Габун (Okume)
Название английского языка: Габун (Okoume).
Латинское название: Aucoumea Klaineana
Плотность 400 кг / куб.

Древесина Габун имеет желто-коричневый цвет, и во многом похоже на Махонию, хотя он принадлежит другой семье. Это часто очень дешево и предпочитается дешевыми конструкциями котлов, потому что она легко обрабатывать и закончить. Качество древесины ниже среднего, он слишком восприимчит к гниению и не является постоянным. Однако, учитывая его вес, можно считать, что он достаточно долговечен, что объясняет использование дерева Габуна для производства внутренних слоев ламинированных диагональных досок и для производства различных типов лодок. Типы фанеры.
Это хорошо клей и пятна, но найден под лаком в интерьере, он вызывает чувство разочарования и дает вам понять, что строительство было финансово напряженным, и никто даже не пытается скрыть этот факт. Иногда Габун также возникает на открытом воздухе, но это ошибка – его устойчивость к гниению очень мало.

Африканское красное дерево (кая)
Английское название: африканское красное дерево (хая)
Латинское название: Khaya Ivorensis
Плотность 560 кг / кубический метр

Благодаря его наличию африканского красного дерева, он широко используется в строительстве небольших лодок. Это относительно недорого, потому что у него обычно нет узлов или других недостатков, дерево имеет достаточную длину и ширину и хороший вид. Цвет древесины варьируется от темно-красного до коричневого стиля с ярким белым по краю. Белый желтовато-коричневый, часто пятнистый и не следует использовать, хотя это часто происходит среди досок.

Древесина не слишком сильна, часто существуют поперечные пробелы и зигзагообразные трещины, которые трудно обнаружить из-за их часто небольшого размера. Однако все поперечные трещины означают полное прерывание волокна и потери всей силы, поэтому они очень опасны. К счастью, он редко бывает в больших количествах.

Древесина из красного дерева написана, что он устойчив к гниению, но, на мой взгляд, это не совсем правда. Осталось без защиты перед лицом атмосферных условий, довольно быстро красный и становится мягким, особенно там, где вода может быть заключена в тюрьму в узких слотах, таких как тощие клейкие соединения или под краями лака. Это красное, похожее на ржавчину заранее, можно найти, что проблема приближается. Один из дефектов африканского красного дерева заключается в том, что его лес плохо лечится антисептическими агентами.

Дерево имеет умеренную тенденцию к деформации и скважина. Приятно придерживаться крепежных элементов и обычно легко обрабатывать. Я не читал в публикации проклятия из-за возникновения районов, но, на мой взгляд, он гораздо менее неловко, чем многие другие тропические лиственные деревья в этом отношении.

Не повредит, что в 1945-1965 годах нет другого древесины, которая не соответствовала африканскому махонию с точки зрения объема применения в судостроительной промышленности. С 1950 года этот лес также используется для создания траулеров королевского флота.

Возможно, тот факт, что Махоган использовался для строительства военных кораблей, не является аргументом, и причина его широкого использования на небольших кораблях в те дни просто что это было просто дешево, удобно и легко вырезать шпон. ВОднако за последние десять лет произошел явный отход от этого принципа.

Гондурасское красное дерево
Английское название: Honduras Mahogany
Латинское название: Swietenia macrophylla.
Плотность 540 кг / куб. м

Эта древесина более высокого качества, чем африканское красное дерево. Он более устойчив к гниению, его легче обрабатывать, то же самое касается крепежа и склейки. Хорошо держит краску и явно заслуживает лакировки. Это древесина, которая широко используется в судостроении, подходит практически для всего, от досок и килей до декоративных накладок. Однако он не такой прочный, твердый и долговечный, и поскольку это идеальный материал для постройки киля, во многих других случаях он лучше под палубой, чем на палубе.
Цвет древесины немного светлее, чем у африканского красного дерева, и может быть бледно-розовым с кремовым оттенком, а также светло-коричневым с большим количеством желтого. Как и у многих других видов, о его качестве сложно судить, пока поверхность не будет стругана.

Европейский дуб
Английское название: European Oak
Латинское название: Quercus spp.
Плотность 740 кг / м3.

Дуб всегда использовался в судостроении, особенно в Европе, а также пользовался спросом у производителей мебели. Как следствие, дубовые леса уничтожались веками, особенно во время войны. Постепенно дефицит хорошей древесины нарастал, и сегодня он особенно остро стоит – по разным источникам, максимальная длина бездефектного пиломатериала из этой идеальной древесины не превышает двух метров. Дубы удивительно сильны, но, как и у многих других пород, эта сила обусловлена ​​их медленным ростом.

Поэтому ситуация с дубом не улучшится еще для многих поколений. Положительные изменения возможны только благодаря многолетней грамотной посадке (что возможно) с измеримыми налогами и правилами (что маловероятно).

Древесина дуба устойчива к гниению и при порче обычно чернеет, что является признаком начала процесса. Гниль дуба распространяется медленнее, чем у многих других пород, даже в сильно запущенных случаях. Удивляет даже популярность дуба при производстве килей и носовых частей. Он хорошо обрабатывается, но из-за плотной древесины требует больших усилий при работе ручным инструментом. Перед установкой разъемов необходимо просверлить отверстия – саморезы в дубе ломаются очень легко. Когда дуб соприкасается с железом (сталью), он становится черным, вступая в реакцию с кислотой, содержащейся в древесине. Практика показывает, что последствия такой «атаки» не так уж и серьезны, но крепежи должны быть солидного размера и, по крайней мере, покрыты густой смазкой перед их вкручиванием. Дуб – стандартная древесина для изогнутых арок. Его единственным конкурентом в этой области является горный вяз, который в прошлом был более дорогим, работал хуже и быстрее гнил, занимая далеко второе место по качеству.

Ель ситкинская
Английское название: Sitka Spruce
Латинское название: Picea sitchensis
Плотность: 430 кг / куб. м.

Долгие годы это дерево пользовалось большим уважением у кораблестроителей. Он имеет чрезвычайно высокое соотношение прочности и веса, и в прошлом его даже называли «авиационной елью». Однако две мировые войны уничтожили эти леса на всех континентах, и сегодня найти хорошую ситкинскую ель сложно. В 1970-х годах в Британии дошло до того, что верфям приходилось днями обыскивать всю страну, чтобы найти хотя бы небольшую партию. Одной из причин, по которой стали использоваться алюминиевые мачты, также был дефицит этой древесины. Из-за своего качества и редкости цена на ситкинскую ель выше, чем на другие породы хвойных пород, и ее обычно можно найти на дорогих гидроциклах высокого класса.

Благодаря небольшому весу и плотности древесина ситкинской ели обладает множеством ценных свойств. Он хорошо держится на застежках, обычно без дефектов и очень прост в обработке. Его цветон почти белый с серебристым оттенком без заметных следов текстуры, иногда присутствует розоватый оттенок. Помимо мачт, ситкинская ель используется для изготовления балок, особенно для уменьшения веса верхней части корпуса, а также для изготовления стрингеров, арок, выступов и т. Д. Для легких быстроходных лодок.

Тик
Английское название: Teak
Латинское название: Tectona grandis.
Плотность 720 кг / куб. м.

Тик не имеет себе равных – он настолько доминирует над всеми другими породами дерева и имеет так мало недостатков, помимо цены и способности притупления, что любой, кто строит лодку, испытывает соблазн использовать его в строительстве где угодно. Вероятно, основная причина, по которой эта древесина не используется широко на дорогих лодках, – это ее вес. Однако если посмотреть на цифры, становится ясно, что это на самом деле слабый аргумент. Тик весит примерно на 20 процентов больше, чем популярная древесина хвойных пород, что на практике означает, что готовая лодка будет весить на 2–4 процента больше, поскольку многие компоненты сделаны из металла. Если цель – сохранить низкий вес, возможно, стоит уменьшить количество металла или заменить дерево, пластик и другие материалы, просверлить несколько отверстий для меньшего веса и т. Д.

Свежесрезанный тик имеет золотисто-коричневый цвет, который на свету темнеет. Если не покрыть лаком, на открытом воздухе тик становится серебристо-серым. Тик можно защитить и ничем не покрывать, что является одной из причин его популярности. Его следует покрывать тунговым маслом один раз в шесть месяцев, но оно может длиться и дольше без каких-либо процедур. Эта долговечность делает его идеальным материалом для наружного использования на террасах и декоративных крышах, а также для подводного применения. Масло в древесине является антисептиком и предохраняет ее от гниения. Однако такая маслянистая поверхность не подходит для приклеивания, поэтому перед этим ее необходимо обезжирить, также помогает нагрев до температуры 18-21 С. Однако, поскольку приклеивание должно производиться в тепле, тик в этом отношении не представляет особой сложности. . Помимо устойчивости к затуплению, тик не подвержен повреждениям, хорошо держит застежки, имеет относительно мало сучков и пятен. Длинный пиломатериал становится все труднее и труднее найти

Источник: Производство лодок из дерева и досок, подвергнутое холодной штамповке, 1996
Автор: Ян Николсон
Перевод Сергея Баркалова