Условно различают три варианта конструкции корпуса из стеклопластика: однослойную без набора и с набором, двухслойную конструкцию с легким заполнителем.
Однослойная безнаборная конструкция. Применяется при постройке самых малых открытых и тихоходных лодок, Термин «безнаборная» обычно употребляется в том смысле, что гладкая обшивка не имеет шпангоутов и продольного набора, а прочность корпуса обеспечивается какими-то иными конструктивными элементами. Так, банки и ящики плавучести обеспечивают поперечную прочность корпуса; стенки их одновременно подкрепляют обшивку. В роли килевого бруса выступает гофр в ДП или просто сходящиеся под острым углом поверхности обшивки.
Безнаборная конструкция хороша лишь при значительной кривизне обшивки. Если жесткость плоских поверхностей недостаточна, применяют выформованные заодно с обшивкой гофры. Иногда плоскость разбивается высадками и выпуклостями, предусмотренными чертежом обводов корпуса.
С целью удешевления производства в качестве армирующего материала при массовом выпуске лодок применяются наиболее дешевые стеклохолсты и жгутовые ткани, укладываемые в количестве 25 – 30% и 45 – 50% (соответственно) от веса готoвoгo стеклопластика. Для обеспечения гладкости поверхности и ограничения фильтрации воды сквозь относительно пористые жгутовые ткани один-два наружных слоя армируются более плотными стеклохолстом или стеклосеткой (тканью). Минимальная толщина обшивки безнаборных корпусов находится в пределах от 2 мм (1 сой стеклоткани + 1 сл. стеклохолста + 1 сл, жгутовой стеклоткани) для самых малых лодок до 4 мм (1 сл. стеклоткани +5 сл. жrутовой стеклоткани) для лодок длиной около 5 м (рис.1.4).
Рисунок 1.4 Поперечные сечения безнаборных корпусов : а) гребной лодки; б) трехкилевой мотолодки-тримарана; в) мореходной мотолодки
Однослойная конструкция с набором. На более крупных лодках и, естественно, в случае более тяжелых условий эксплуатации приходится не только увеличивать толщину обшивки, но и подкреплять ее набором. Одновременно и при этом варианте используются различные конструктивные элементы (стенки закрытых банок, переборки, ящики плавучести), разумно размещая которые и используя их в качестве промежуточных опор можно свести к минимуму число и профиль балок собственно набора.
Простейшим подкрепляющим ребром является пучок стеклоровницы, приформованный к обшивке, но такое решение допустимо лишь для самых малых корпусов. Чаще вceгo ставятся ребра П – образного профиля, хотя встречаются и профили треугольного, полукруглого и трапециевидного сечения. Такие ребра формутся на выставленных на готовую, но еще не заполимеризовавшуюся обшивку оформителях задающих форму поперечного сечения сердечниках из пенопласта, алюминиевой фольги, картона или стеклопластика.
Минимальные толщины стеклопластика для наружной обшивки 4 мм, ящиков плавучести 2 мм. Отметим, что при конструировании водоизмещающих парусных и моторных судов длиной до 10 м (для открытых водоемов) расчеты местной и общей прочности можно не выполнять. По правилам Английского Ллойда на судах длиннее 6 м толщина обшивки не должна быть одинакова по длине и ширине корпуса. Например, обшивка 9 – мeтpoвoгo водоизмещающего катера должна иметь следующую условную толщину (условная толщина, представленная в виде веса армирующего материала на 1м 2 и равная для днища 3,5 кг/м2 , принимается за 100%; шпация 400 мм):
- обшивка борта, начиная с ватерлинии на 150 мм выше КВЛ, 95%;
- ширстрек (в средней части судна; длина 4,5 м, высота 250 мм) 115%;
- горизонтальный киль (ширина 550 мм; по всей длине судна) 150%;
- форштевень 120%.
Двухслойная конструкция. Двухслойная конструкция состоит из наружной и внутренней обшивок – оболочек из стеклопластика, подкрепленных расположенным между ними набором. С точки зрения прочности каждая из оболочек должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к однослойным конструкциям с набором. Вспенивающиеся пенопластовые заполнители, вводимые в полости, заполняют пространство между наружной и внутренней оболочками, но не являются несущими.
Трехслойная конструкция. В отличие от двухслойной конструкции, заполнитель (пенопласт, сотоблоки, бальза и др.) в данном случае является несущим элементом. Важно обеспечить как достаточную прочность caмoгo заполнителя, так и высокую aдгeзию eгo к несущим слоям стеклопластика. Следует также учитывать, что со временем прочность тpexслойной конструкции в районе привального бруса и других районах приложения сосредоточенных нaгpyзок обычно нарушается.