Полужесткие рамы (а может полумягкие?)

Рамы сплавных катамаранов – краткий обзор

Автор: Михалев Александр E-Mail: superbarmaley@mail.ru Источник: www.aqua-sport.perm.ru Добавлено: 2007-11-02 15:23:27

Версия для печати Скачать статью

Введение

В сплавном судне, под названием «катамаран», рама выполняет важнейшую роль по силовой связи, между собой, обеих корпусов и груза (барахло с экипажем), выражающуюся в перераспределении силовых нагрузок, как от воздействия потока воды на корпуса, контакта с препятствиями, так и работы экипажа. Рамы сплавных катамаранов, как правило, выполняются в форме плоской пространственной системы, хотя, очень редко, и в форме объемной системы. Объемные пространственные рамы (фермы), как правило, используются на парусных, разборных катамаранах. На сплавных - это крайняя редкость, но бывало, сам лично такие видел. В виду их экзотичности (а по моему мнению - их полной бессмысленности для дела сплава), мы их рассматривать не будем. По характеру «работы» и конструктивному воплощению, рамы можно условно разделить на два типа – жесткие и эластичные (мягкие и полужесткие). В виду того, что плоские рамы катамаранов имеют возможность скручиваться под нагрузкой, здесь и далее рассматриваем жесткость рамы только в ее плоскости.

Жесткие рамы

Определяющий признак жесткой рамы – сохранение геометрических размеров рамы, под нагрузкой, до начала ее разрушения. Изгибаться и скручиваться рама, может только в пределах упругих деформаций основных конструктивных элементов, из которых она состоит (продолин и поперечин). Причем, скручивающие нагрузки под воздействием потока воды, воздействуют на раму постоянно и превосходят изгибающие. Кроме них, на раму могут воздействовать и нагрузки от контакта с каким-либо препятствием.

Основное достоинство – быстрая и точная передача, на судно в целом, управляющих нагрузок, что и обусловило широкое применение жестких рам для спортивных и спортивно-туристских катамаранов.

Основной недостаток – чрезвычайно малая область упругих деформаций, что приводит к разрушению конструкции, т.е. демпфирующая (энергопоглощающая) способность рамы настолько мала, что можно считать, что ее вообще нет. Для предотвращения разрушения приходится увеличивать диаметр и толщину стенки труб, из которых она состоит, и прочность соединительных элементов, что приводит к увеличению веса конструкции. Кроме этого, катамараны с такими рамами обладают меньшей динамической остойчивостью.

Конструкция. Рама любого типа состоит из трех-четырех видов элементов. Продолины – трубы идущие вдоль корпуса судна, Поперечины – соответственно поперек судна, они связывают оба корпуса судна в одно целое. Соединительные элементы – соединяют продолины с поперечинами. Укосины – предотвращают диагональное складывание рамы под нагрузкой. Последние в настоящее время, применяются крайне редко, вместо них используют в конструкции соединительных элементов, различного вида кницы.

Типичный пример жесткой рамы – рама на стяжных болтах с синусоидными кницами.

Синусоидная кница и стяжное соединение «жесткой» рамы выполненное на ней. Литая кница катамарана «Тритон-2».

Мягкие рамы

Определяющий признак мягкой рамы – способность упруго деформироваться под диагональными нагрузками, принимая форму параллелепипеда, поглощая энергию удара, возможность скручиваться в достаточно широких пределах, и все это за счет применения соединительных элементов, имеющих возможность к упругой деформации. То есть, продолины и поперечины, от таких нагрузок освобождены, следовательно их можно выполнить более тонкими и легкими, и в них, в гораздо меньшей степени, накапливается усталость металла. Продолины, относительно поперечин, имеют четыре-пять степеней свободы – возможность качаться в двух плоскостях, на трении смещаться вдоль одной или обеих осей и проворачиваться вокруг своей оси.

Основное достоинство – мягкий ход катамарана на волнении, способность «отыгрывать» корпусами в противофазе, когда нос одного корпуса всходит на волну, а нос другого опускается в ложбину. Кроме того, катамараны с такими рамами меньше тормозит на валах, они более остойчивы и «прощают» мелкие ошибки экипажа.

Основной недостаток – запаздывание на управляющие нагрузки. На соревнованиях по ТВТ, катамаранов с такой рамой почти не увидите, зато для туристских путешествий они подходят больше всего.

Типичный пример мягкой рамы – рама на скрутках или резиновых кницах.

Полужесткие рамы (а может полумягкие?)

Как следует из названия, это нечто среднее. Это тоже эластичная рама, у которой способность к упругой деформации ограничена, конструкцией соединительных элементов. Вместо пяти степеней свободы, продолины таких рам имеют от двух до четырех степеней. Более того, на многих рамах такого типа, способность на упругие деформации рамы под диагональными нагрузками, заменена на люфты рамы, а роль деформируемого, энергопоглащающего элемента возложена на корпус судна, и то частично, до тех пор, пока не выбраны люфты.

Ходовые качества судна с такой рамой, тоже нечто среднее.

Типичный пример – рама на J или U-образных хомутах.

J и U-образные хомуты и эластичное соединение рамы, выполненное на J-образном хомуте.

Выведение

Рама, являясь основным силовым элементом судна, напрямую влияет на его ходовые характеристики. Следовательно, ее соединительные элементы, испытали на себе, все способности туристов к творческому поиску. Задачи, описать все их разновидности, я не ставил, поверьте, их множество, и провести четкую границу, между различными типами рам не всегда возможно. Я хотел лишь дать общую картину в деле рамастроения, как составного элемента катамарановаяния.

Михалев Александр Георгиевич, зав. производством предприятия «Аква Спорт».

E-mail: superbarmaley@mail.ru

Поиск по сайту: