Надувная моторная лодка
Изобретение относится к надувным моторным лодкам, преимущественно имеющим подвесные моторы большой мощности, и предназначено для спасения упавших в воду людей, а также для выполнения различных технических работ, хозяйственных функций и других видов работ на воде. Предлагаемая конструкция надувной моторной лодки включает в себя незамкнутый контур бортов А-образной формы, эластичное днище и расположенный над ним настил, выполненный из поперечных носовой, кормовой и центральных секций, причем продольные кромки по крайней мере кормовой секции и части центральных секций на горизонтальном участке днища размещены с возможностью свободного перемещения в пазах продольных стрингеров, а стрингеры в кормовой части связаны стержневыми тягами с транцем. Стрингеры в носовой части дополнительно соединены стержневыми тягами с крайней на горизонтальном участке днища секцией настила, а стержневые тяги в кормовой части настила для соединения с транцем выполнены с приспособлением для регулирования длины тяги, например, в виде талрепа. Стержневые тяги съемно прикреплены к крайней носовой поперечной секции настила, расположенной на горизонтальном участке днища, и к транцу таким образом, что между ними и стрингерами образованы тупые углы в пределах 135°-160°, а в оптимальном варианте равные 145°. Контактирующие между собой поперечные кромки носовой, кормовой и центральных секций настила соединены между собой разъемно через П-образные пазы поперечных планок, выполненных, например, в виде двутаврового профиля. Технический результат заключается в обеспечении монолитности и жесткости всей конструкции при движении под мощным, тяжелым мотором, в том числе и при снижении давления воздуха в надувных бортах, а также в возможности оптимально регулировать усилия и угол крепления транца к настилу со стрингерами в зависимости от условий эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к надувным моторным лодкам, преимущественно имеющим подвесные моторы большой мощности и предназначенным для спасения упавших в воду людей, например, для служб МЧС, а также для выполнения различных технических работ, хозяйственных функций и других видов работ на воде.
В общем случае конструкция такой лодки состоит из надувного борта А-образной формы в плане и жесткого транца, соединенных гибким днищем. Служащий полом жесткий настил (слань) и продольные элементы (стрингеры), соединенные с настилом, усиливают общую жесткость конструкции. Для придания лодке мореходности днищу обеспечивают профильную форму обводов с помощью надувного или жесткого киля. Для облегчения процесса сборки лодки и уменьшения габаритов упаковки настил выполняют разборным, состоящим из нескольких секций.
С целью обеспечения необходимой монолитности конструкции сборно-разборных надувных моторных лодок применяют различные узлы крепления секций настила между собой, со стрингерами, а также к транцу.
Наиболее распространена поперечная схема секционирования настила. Так из свидетельства ФРГ на полезную модель №1930723, МПК В 63 В 7/08 (аналог - патент Великобритании №1097781, НКИ В 7А) известна конструкция вставного настила днища для надувной лодки, в которой все поперечные секции соединяют по смежным кромкам с помощью накладок, имеющих фигурное - двутавровое сечение.
Соединение секций настила по заявке Франции №2467137, МПК В 63 В 7/08, обеспечивают за счет особой формы поперечных кромок настила, выполненных наклонными, при этом продольное сечение секций настила образует параллелограмм.
Перечисленные решения не исключают смещения секций настила в горизонтальной плоскости.
По акцептованной заявке Японии №50-34317, НКИ 84 J 13, носовую, среднюю и кормовую секции настила соединяют с помощью стыковочных узлов. Носовую секцию настила крепят к жесткому килю лодки с помощью накладок и винтов, а в кормовой части лодки выполненный на жестком киле выступ входит в вырез на кормовой секции настила и в паз между стыковочными элементами на транце.
По заявке Японии №46-25637, НКИ 84 J 13, к жесткому килю с помощью болтов прикреплена не только носовая, а все секции настила.
Недостатками обоих вышеприведенных технических решений по заявкам Японии являются:
- отсутствие жесткого крепления настила и киля к транцу,
- значительная повышенная трудоемкость болтового крепления настила к килю;
- сложность сборки и разборки настила.
По заявке Франции №1285731, МПК В 63 В 7/08 (аналог Италии №631771, заявитель - фирма “Пирелли”), секции имеют трапециевидные выступы по одной из поперечных смежных кромок и аналогичные впадины - по другой, препятствующие смещению секций горизонтально в направлении, перпендикулярном диаметральной плоскости лодки.
Ту же цель имеет и решение по патенту США №3566425, НКИ 9-2, где каждая секция настила имеет стыкующие устройства по торцевым краям секций, соединяемых с помощью скользящих С-образных трубчатых элементов.
Обе вышеперечисленные конструкции не исключают смещения секций относительно друг друга по диаметральной плоскости.
Конструкция надувной лодки, описанная в заявке Франции №2235038, МПК В 63 В 7/08, имеет жесткие поперечные планки, закрепленные на гибком настиле. Продольные и поперечные смещения планок здесь ограничены, однако ввиду эластичности гибкого настила - не исключены. Кроме того, общая жесткость всего настила вследствие отсутствия устройств и элементов крепления планок друг к другу снижается. Возможно смещение планок относительно друг друга в вертикальной плоскости.
Существуют схемы настилов с продольным и комбинированным (продольно-поперечным) секционированием. Одно из таких решений - лодка по патенту ФРГ №1197779, МПК В 63 В 7/08. Пол этой лодки состоит минимум из двух продольных секций и двух поперечных секции, соединяемых с помощью напольных досок, расположенных сверху и снизу по обеим сторонам секций. По одному из вариантов продольные секции разъемно соединены винтами и металлическими втулками с резьбой. Дополнительно имеется планка, образующая киль лодки.
Недостатком конструкции является существенное затруднение сборки настила из удлиненных продольных секций в лодке и увеличение времени сборки за счет винтовых соединений.
Другое решение по свидетельству на полезную модель ФРГ 727920477, МПК В 63 В 7/08 (аналог - патент Франции №2172602), где отдельные поперечные секции настила с вырезами по торцевым концам соединены с помощью продольных монтажных элементов трапецеидальной в поперечном сечении формы (стрингеров), которые входят в профильные вырезы на продольных кромках поперечных секций настила, и после наполнения бортов лодки воздухом заклинивают все поперечные секции настила.
В патенте Великобритании №740233, НКИ 113 E1 представлены несколько вариантов конструкции настила надувной лодки, состоящего как из поперечных секций, соединенных жестко продольными элементами, так и состоящего из продольных секций, соединенных поперечными элементами.
В патенте Японии 58-9833, МПК В 63 В 7/08, показано еще одно решение по соединению частей настила, выполненных полыми, как в поперечном направлении с помощью отдельных элементов в сечении, близком к двутавровому, так и в продольном направлении с помощью разъемных планок, при соединении образующих [-образное сечение, расположенных по продольным кромкам секций настила.
Объединяя положительные стороны поперечного и продольного секционирования, перечисленные конструкции не связывают настил с транцем, что при воздействии усилий тяги мощного мотора, вибраций и знакопеременных нагрузок при движении на волне ведет к непроизвольному изменению угла наклона транца и, как следствие, к потере пропульсивной мощности движителя.
Из заявки ФРГ №3425388, МПК В 63 В 7/08, известна надувная лодка, в которой транец закреплен штангами к настилу с помощью накладок на настиле и гаек, наворачиваемых на резьбовые концы штанг, проходящих через отверстия в транце.
Хотя конструкция и обеспечивает надежное крепление транца к настилу, однако она имеет и существенные недостатки:
- транец закреплен за секцию настила, жесткость крепления которой в лодке существенно зависит от давления воздуха внутри борта, причем при снижении давления секция становится подвижной, и данная схема крепления не обеспечивает необходимый установленный для подвесных лодочных моторов угол наклона транца;
- данная схема крепления не обладает возможностью регулировки усилия притягивания транца к настилу для компенсации действия массы мотора и его тяги.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и совокупности существенных признаков является техническое решение по патенту Франции №1536 498, МПК В 63 В 7/08.
Надувная лодка А-образной в плане формы, содержащая цилиндрический корпус, имеющий носовую и бортовую части, кормовую часть, представляющую собой жесткий транец, предназначенный для крепления на нем подвесного двигателя, гибкое днище и жесткий настил с поперечным расположением секций. Транец соединен с корпусом лодки посредством специальной полосы, прикрепленной к последнему и имеющей канавку, в которую вставляют и к которой присоединяют транец. Транец в верхней части снабжен усиливающей деталью для крепления двигателя. Жесткий настил лодки состоит из трех поперечных секций, соединенных между собой посредством имеющихся на средней секции и выступающих продольных боковых планок. С помощью болтов и имеющихся в кормовой и носовой секциях настила, а также в планках отверстий секции соединены между собой. С помощью пары жестких связей стержневых тяг транец жестко закреплен к настилу. Крепление тяг к транцу выполнено с помощью резьбовых соединений тяг и гаек, а к настилам - с помощью отверстий в боковых планках настила и болтов. В нижней части транец имеет уголки, при помощи которых он также прикреплен к настилу.
Достоинством такого решения лодки является достаточная жесткость конструкции в продольном и поперечном направлениях, достигнутая за счет болтового крепления всех жестких деталей друг к другу и не зависящая от давления воздуха внутри бортов.
Недостатками конструкции лодки являются:
- нерегулируемость соединений положений секций настила и невозможность изменить угол наклона транца и положение двигателя для обеспечения наилучших условий его работы и, как следствие, гидродинамические характеристики лодки в зависимости от мощности, массы двигателя, загрузки лодки, состояния водной поверхности, высоты волны и силы ветра;
- в процессе движения лодки под мотором в результате воздействия вибрационных и других нагрузок возможно ослабление болтовых соединений и, как следствие, нарушение жесткости конструкции;
- затрудненность сборки конструкции настила и транца и необходимость специального инструмента.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в создании конструкции надувной моторной лодки, лишенной вышеописанных недостатков, имеющей узлы крепления секций настила между собой, со стрингерами и с транцем, обеспечивающие монолитность конструкции лодки при движении под мощным, тяжелым мотором, в том числе и при снижении давления воздуха в надувных бортах, а также позволяющие регулировать усилия и угол крепления транца к настилу со стрингерами в зависимости от массы, мощности подвесного двигателя, загрузки лодки и условий эксплуатации и одновременно обладающие простотой сборки и регулирования, которые может в короткое время выполнить даже неквалифицированный персонал.
Технический результат достигается тем, что конструкция надувной моторной лодки включает в себя незамкнутый контур бортов А-образной формы, эластичное днище и расположенный над ним настил (слань), выполненный из поперечных носовой, кормовой и центральных секций, причем продольные кромки, по крайней мере, кормовой секции и части центральных секций на горизонтальном участке днища размещены с возможностью свободного перемещения в пазах продольных стрингеров, а стрингеры в кормовой части связаны стержневыми тягами с транцем.
Отличительными признаками от наиболее близкого прототипа является то, что стрингеры в носовой части дополнительно соединены стержневыми тягами с крайней на горизонтальном участке днища секцией настила, а стержневые тяги в кормовой части настила для соединения с транцем выполнены с приспособлением для регулирования длины тяги, например, в виде талрепа. Причем стержневые тяги съемно прикреплены к крайней носовой поперечной секции настила, расположенной на горизонтальном участке днища, и к транцу таким образом, что между ними и стрингерами образованы тупые углы, выбираемые, например, в пределах 135-160°, а в оптимальном варианте равные 145°.
Кроме того, стержневые тяги в носовой и кормовой частях лодки имеют на одном из концов форму крючков, выполненных с возможностью свободного входа и выхода их в отверстие крайней носовой поперечной секции настила, расположенной на горизонтальном участке днища, и в отверстие на накладке, присоединенной к верхней части транца, а другие концы тяг также имеют форму крючков и несъемно закреплены в отверстия на стрингерах с обеспечением возможности поворота (перемещения) крючков в этих отверстиях в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Контактирующие между собой поперечные кромки носовой, кормовой и центральных секций настила соединены между собой разъемно через П-образные пазы поперечных планок, выполненных, например, в виде двутаврового профиля.
Поперечные кормовая, центральные и носовая секции, расположенные на горизонтальном участке в зоне контакта боковыми кромками со стрингерами, имеют размер по ширине меньше размера по ширине частей секций, не взаимодействующих с пазами стрингеров, как минимум, на толщину торцевых стенок стрингеров, а общий размер по длине боковых пазов участков поперечных секций днища с меньшей шириной больше длины стрингера на величину предусмотренного хода регулирования длины стержневых тяг в кормовой части.
Поскольку в научно-технической литературе не обнаружено технических решений с отличительными признаками, указанными в материалах заявки на предлагаемое изобретение, то есть отсутствуют продольные стрингера с [-образным пазом, перемещающиеся вдоль продольных кромок поперечных секций, одновременно прижимаясь к ним, и отсутствует регулируемое крепление таких стрингеров к транцу, то предложенное решение можно считать новым. Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с выявленными аналогами подтверждает, что предложенное устройство является новым. Вся совокупность признаков изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поэтому заявленное устройство отвечает и критерию изобретательского уровня. Изобретение промышленно применимо, поскольку позволяет достигнуть технического результата.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, где:
на фиг.1 - изображен общий вид надувной моторной лодки сверху;
на фиг.2 - изображено сечение А-А на фиг.1;
на фиг.3 - изображена схема соединения стрингерами секций настила и транца;
на фиг.4 - изображен узел Б на фиг.3;
на фиг.3 - изображен узел В на фиг.3;
на фиг.6 - изображено сечение Г-Г на фиг.1;
на фиг.7 - изображен вариант общего вида надувной моторной лодки, имеющей значительно приподнятую носовую часть, со стержневыми тягами, соединяющими крайние на горизонтальном участке днища секции настила.
Надувная моторная лодка содержит надувной корпус 1, имеющий в плане А-образную форму, эластичное днище 2, расположенный под ним настил 3, надувной киль 4, находящийся между эластичным днищем и настилом. Киль может быть и жестким или отсутствовать в конструкции лодки. В кормовой части кокпита лодки ограничен транцем 5, неразъемно прикрепленным к корпусу и днищу, например, приклеенным через формовые детали. Настил состоит из поперечных секций: носовой 6, кормовой 7 и двух центральных 8 и 9, контактирующие поперечные кромки которых могут быть соединены между собой разъемно через пазы поперечных планок 10, выполненных, например, в виде двутаврового профиля. Планки, разъемно или неразъемно присоединенные к секциям настила, предотвращают их смещение относительно друг друга в вертикальной плоскости и при сборе лодки способствуют расправлению эластичного днища. Кормовая секция настила свободно входит в паз между уголками 11 транца. Продольные стрингеры 12 имеют П-образные в сечении продольные пазы, высота которых, по крайней мере, равна толщине продольных кромок секций настила. Продольные кромки, по крайней мере, кормовой и центральных секций настила на горизонтальном участке днища размещены с возможностью свободного перемещения в пазах продольных стрингеров.
Поперечные кормовая, центральные и носовая секции, расположенные на горизонтальном участке в зоне контакта боковыми кромками со стрингерами, имеют размер по ширине меньше размера по ширине частей секций, не взаимодействующих с пазами стрингеров, как минимум, на толщину торцевых стенок стрингеров, а общий размер по длине боковых пазов участков поперечных секций днища с меньшей шириной больше длины стрингера на величину предусмотренного хода регулирования длины стержневых тяг в кормовой части.
Стрингеры предотвращают смещение секций настила относительно друг друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
В носовой части лодки стрингеры имеют стержневые тяги 13, а в кормовой части -14.
Тяги в носовой части стрингеров имеют на концах форму крючков. Свободные концы крючков вставляют в отверстия в секции настила (слани) либо дли уменьшения размеров крючка и ограничения свободы его перемещения в отверстии - в накладку 15 на секции, имеющую отверстия меньшего размера, чем отверстие в секции настила. Крючки в отверстиях стрингера обжимают без ограничения свободы поворота для исключения утери стержневых тяг. В конструкциях лодок, имеющих значительный подъем носовой части, крючки закрепляют за крайнюю носовую секцию настила на горизонтальном участке.
Стержневые тяги в кормовой части присоединены к верхней части транца через выполненные из металла изогнутые накладки 16 с отверстиями. Кормовые тяги, выполненные в виде талрепа, имеют крючки 17 с винтовой нарезкой, которые при вращении корпуса позволяют регулировать длину и усилие тяги. Стержневые тяги как в носовой, так и в кормовой части образуют со стрингерами тупой в плане угол α. Угол α может быть выбран в пределах 135-160°, оптимальное значение угла α принимается равном 145°. Такое расположение тяг обеспечивает необходимое распределение усилий как в продольном, так и в поперечном направлениях. Поперечная составляющая обеспечивает постоянное поджатие стрингеров к секциям настила, а продольная составляющая усилия стягивания позволяет ликвидировать зазоры между поперечными кромками настила, которые могут возникать в процессе эксплуатации лодки за счет остаточных деформаций материала борта, эластичного днища и динамических нагрузок на конструкцию. В зависимости от мощности применяемого двигателя и условий эксплуатации наиболее эффективно регулирование угла между плоскостью настила и транцем обеспечивает крепление стержневых тяг в верхней части транца для наиболее оптимального распределения нагрузок стягивания и упора мотора.
В отдельных лодках, где требуется компактная упаковка, стрингеры могут быть разъемной конструкции, при этом каждая часть разъемного стрингера выполняется длиной, соразмерной, например, ширине настила, и имеет наружный узел соединений этих частей стрингера.
Чтобы подготовить лодку к эксплуатации, ее необходимо развернуть из скатки упаковки, уложить на эластичное днище секции настила поочередно: носовую 6, кормовую 7, вставить ее в паз между уголками 11 транца и затем - центральные секции 8 и 9, обеспечив при этом соединение всех секций через пазы поперечных планок 10. Затем установить стрингеры 12 так, чтобы продольные кромки секций настила вошли в пазы стрингеров, при этом крючки носовых стержневых тяг 13 вставить в отверстия слани или накладок 15, а крючки кормовых стержневых тяг 14 вставить в отверстия изогнутых накладок 16 транца. Крючки 17 с винтовой нарезкой перед этой операцией могут быть слегка вывернуты.
После сборки настила и стрингеров лодку, предварительно ввернув клапаны, наполняют воздухом. После наполнения вращением корпуса талрепа 14 регулируют усилие стягивания. Продольная составляющая усилия выбирает зазоры между секциями настила, а поперечная составляющая усилия поджимает стрингеры к продольным кромкам секций настила. Таким образом, секции настила не имеют возможности перемещения как в продольном, так и в поперечном направлениях.
В процессе эксплуатации, в результате воздействия на материал бортов усилий от давления воздуха, динамических нагрузок, возникающих при работе двигателя и действии волны, возможна вытяжка материала и возникновение зазоров между секциями слани в продольном направлении и между продольными кромками секций и стрингерами. При этом может изменяться и угол наклона транца относительно плоскости настила и, как следствие, изменение режима работы двигателя, и возникает необходимость компенсации этих воздействий. Аналогичная необходимость возникает и при падении давления воздуха внутри борта, которое может возникнуть при понижении температуры окружающих сред вследствие негерметичности узлов или при повреждении борта.
Эти операции осуществляют путем вращения корпуса талрепа и уменьшения длины кормовых стержневых тяг, при этом стрингер подтягивается к кормовой части и за счет его крепления в носовой части сжимает секции настила между собой. После ликвидации зазоров дальнейшее повышение усилия стягивания изменяет угол наклона транца в пределах, допускаемых свободой крепления кормовой секции в уголках транца.
Чтобы сложить лодку, необходимо стравить воздух из бортов, ослабить усилия стягивания путем вращения корпуса талрепа, освободить крючки кормовых стержневых тяг из отверстий изогнутых накладок транца, а крючки носовых стержневых тяг - из отверстий слани, вынуть стрингеры, вынуть поочередно центральные секции настила, а затем носовую и кормовую секции, освободив последнюю из паза между уголками транца. Борта лодки укладывают на днище, транец поворачивают на днище в горизонтальную плоскость, после чего лодку сворачивают в скатку по длине начиная с кормовой части. Длина стандартной упаковки лодки определяется шириной транца. Стрингеры компактно складываются в стандартную упаковку, например, вместе с веслами. При изготовлении стрингеров разъемными с длиной соразмерной, например, с шириной секции настила стрингер укладывают в упаковку с настилом.
Изготовление предложенной конструкции производится в условиях промышленного производства с применением обычного оборудования, оснастки и приспособлений и известных серийных материалов по существующей технологии. Лодка не требует специальной квалификации и знаний обслуживающего персонала для ее сборки и эксплуатации.
1. Надувная моторная лодка, включающая незамкнутый контур бортов А-образной формы, эластичное днище и расположенный над ним настил, выполненный из поперечных носовой, кормовой и центральных секций, причем продольные кромки по крайней мере кормовой секции и части центральных секций на горизонтальном участке днища размещены с возможностью свободного перемещения в пазах продольных стрингеров, а стрингеры в кормовой части связаны стержневыми тягами с транцем, отличающаяся тем, что стрингеры в носовой части дополнительно соединены стержневыми тягами с крайней на горизонтальном участке днища секцией настила, а стержневые тяги в кормовой части настила для соединения с транцем выполнены с приспособлением для регулирования длины тяги, например, в виде талрепа.
2. Надувная моторная лодка по п.1, отличающаяся тем, что стержневые тяги съемно прикреплены к крайней носовой поперечной секции настила, расположенной на горизонтальном участке днища, и к транцу таким образом, что между ними и стрингерами образованы тупые углы, выбираемые, например, в пределах 135-160°, а в оптимальном варианте равные 145°.
3. Надувная моторная лодка по п.1, отличающаяся тем, что стержневые тяги в носовой и кормовой частях лодки имеют на одном из концов форму крючков, выполненных с возможностью свободного входа и выхода их в отверстие крайней носовой поперечной секции настила, расположенной на горизонтальном участке днища, и в отверстие на накладке, присоединенной к верхней части транца, а другие концы тяг также имеют форму крючков и несъемно закреплены в отверстиях на стрингерах без ограничения свободы поворота.
4. Надувная моторная лодка по п.1, отличающаяся тем, что контактирующие между собой поперечные кромки носовой, кормовой и центральных секций настила соединены между собой разъемно через П-образные пазы поперечных планок, выполненных, например, в виде двутаврового профиля.
5. Надувная моторная лодка по п.1, отличающаяся тем, что поперечные кормовая, центральные и носовая секции, расположенные на горизонтальном участке в зоне контакта боковыми кромками со стрингерами, имеют размер по ширине меньше размера по ширине частей секций, не взаимодействующих с пазами стрингеров, как минимум, на толщину торцевых стенок стрингеров, а общий размер по длине боковых пазов участков поперечных секций днища с меньшей шириной больше длины стрингера на величину предусмотренного хода регулирования длины стержневых тяг в кормовой части.
