RU2762214C1

RU2762214C1 - Method for manufacturing a rigid bottom for a motor boat with inflatable sides

Info

Publication number: RU2762214C1
Application number: RU2021105472A
Authority: RU
Inventors: Андрей Егорович Куроченко; Александр Юрьевич Чистяков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КБ Русские Амфибии"
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2021-12-16

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding, and in particular to a technology for manufacturing a rigid bottom for small boats with inflatable sides. For the manufacture of a rigid bottom for a motor boat with inflatable sides, molding on a matrix of a rigid bottom body from layers of composite material, interconnected by layers of a plastic base (compound), is used. The outer part of the boat bottom made of layers of composite material is protected by an additional armoring plastic sheath. The armoring plastic shell is made of several fragments of low-pressure polyethylene (LPP) sheet, repeating the shape of the boat bottom from layers of composite material, which are first fixed with fasteners on the composite bottom, and then welded together along the lines of the fragments mating.

EFFECT: reduced operating costs and increased life of the boat.

5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к технологии изготовления жесткого днища для маломерных судов с надувными бортами, и может использоваться для создания быстроходных моторных лодок в мелкосерийном и серийном производствах, а также для ремонта указанных лодок в домашних условиях.The invention relates to shipbuilding, in particular to a technology for manufacturing a rigid bottom for small boats with inflatable sides, and can be used to create high-speed motor boats in small-scale and serial production, as well as for repairing these boats at home.

В настоящее время у любителей рыбалки, водного отдыха и служб спасения пользуются спросом, так называемые лодки RIB. Название лодки связано с английской аббревиатурой RIB - Rigid Inflatable Boat, что в переводе звучит как «жесткая надувная лодка» (далее РИБ). РИБы были изначально созданы в военных целях и использовались морскими десантниками, однако в последнее время они получили широкое распространение среди гражданского населения. Во многом это связано с тем, что указанные лодки достаточно просто транспортировать, в том числе и на обычных легких автомобильных прицепах к месту спуска на воду. Такие лодки мало критичны к мелководью, а значит, могут пристать практически к любому месту берега водоема. Особенно широко РИБы используются профессиональными спасателями: для оказания своевременной помощи при стихийных бедствиях: для доставки грузов и продуктов питания на затопленные территории; быстрого вывоза маломобильных групп населения или больных людей с затопленной территории в ближайшие места спасения и т.п. Основными преимуществами РИБов являются:Currently, among fans of fishing, water recreation and rescue services, the so-called RIB boats are in demand. The name of the boat is associated with the English abbreviation RIB - Rigid Inflatable Boat, which in translation sounds like "rigid inflatable boat" (hereinafter RIB). RIBs were originally created for military purposes and were used by marines, but they have recently become widespread among the civilian population. This is largely due to the fact that these boats can be easily transported, including on ordinary light car trailers, to the place of launching. Such boats are not very critical to shallow water, which means they can stick to almost any place on the shore of the reservoir. RIBs are especially widely used by professional rescuers: to provide timely assistance in case of natural disasters: to deliver goods and food to flooded areas; quick removal of people with limited mobility or sick people from the flooded area to the nearest rescue sites, etc. The main advantages of RIBs are:

- простота их эксплуатации (достаточно просто накачать борта лодки и подвесить на транец мотор);- simplicity of their operation (it is enough just to pump up the sides of the boat and hang the motor on the transom);

- простота транспортировки РИБа к месту эксплуатации;- ease of transportation of the RIB to the place of operation;

- высокая степень безопасности, т.к. жесткое днище достаточно надежно защищает пассажиров и экипаж лодки при движении по мелководью;- high degree of safety, because the rigid bottom sufficiently reliably protects the passengers and the crew of the boat when driving in shallow water;

- легкое трансформирование РИБа под быстро изменяемые задачи при оказании помощи при стихийных бедствиях.- easy transformation of the RIB for rapidly changing tasks in the provision of assistance in case of natural disasters.

Массовое применение РИБов в бытовых целях и для отдыха, несмотря на вышеуказанные их преимущества, ограничивается их ценой. Известно, что цена РИБа определяется, в основном, стоимостью изготовления жесткого днища, которое обеспечивает его безопасность при эксплуатации, особенно это важно в экстремальных условиях, например, во время чрезвычайных ситуаций при весеннем половодье или осенней распутице, когда температура забортной воды составляет всего 5-10°С и даже физически здоровый человек без специальных средств (гидрокостюма) может находиться в такой воде всего несколько минут, не говоря уже о детях и пожилых людях. Поэтому к технологии изготовления жесткого днища РИБА предъявляются очень жесткие требования.The massive use of RIBs for domestic purposes and for recreation, despite the above advantages, is limited by their price. It is known that the price of an RIB is mainly determined by the cost of manufacturing a rigid bottom, which ensures its safety during operation, this is especially important in extreme conditions, for example, during emergencies during spring floods or autumn thaws, when the seawater temperature is only 5- 10 ° C and even a physically healthy person without special means (wetsuit) can stay in such water for only a few minutes, not to mention children and the elderly. Therefore, very stringent requirements are imposed on the RIBA rigid bottom manufacturing technology.

Во-первых, днище лодки, перемещающейся по мелководью не должно иметь выступающих за его поверхность элементов, включая, винт лодочного мотора, закрепленного на транце. При этом сама поверхность днища в области транца представляет собой практически ровную плоскость. Такое днище при перемещении по воде даже с небольшой рябью испытывает большие ударные нагрузки, которые многократно возрастают при выходе лодки на режим глиссирования. Если при этом не обеспечить достаточной жесткости днища, то возникающие при этом знакопеременные нагрузки в днище могут достаточно быстро привести к образованию в нем трещин.Firstly, the bottom of a boat moving in shallow water should not have elements protruding beyond its surface, including the propeller of the boat motor, fixed to the transom. In this case, the very surface of the bottom in the area of the transom is an almost flat plane. Such a bottom, when moving through the water, even with small ripples, experiences large shock loads, which increase many times when the boat enters the planing mode. If, at the same time, sufficient rigidity of the bottom is not ensured, then the alternating loads arising in the bottom can quickly lead to the formation of cracks in it.

Во-вторых, известно, что недостаток жесткости днища лодки при ударах о водную поверхность может приводить к вибрации отдельных его элементов. При этом фактически значительная часть мощности лодочного мотора (20-35%) будет затрачиваться впустую, а это не только увеличит время выхода лодки на режим глиссирования, но и существенно повысит расход топлива. Иногда, при отсутствии достаточного запаса мощности двигателя, лодка в такой ситуации вообще не выйдет на режим глиссирования.Secondly, it is known that the lack of rigidity of the bottom of the boat when hitting the water surface can lead to vibration of its individual elements. At the same time, in fact, a significant part of the power of the outboard motor (20-35%) will be wasted, and this will not only increase the time the boat reaches the planing mode, but will also significantly increase fuel consumption. Sometimes, in the absence of a sufficient reserve of engine power, the boat in such a situation will not enter the planing mode at all.

В-третьих, для лодок, эксплуатация которых предполагается на мелководье, днище должно иметь надежную защиту от ударов о дно водоема. Такие локальные удары о дно могут создавать значительные потертости на поверхности днища, вмятины и даже образовывать трещины или пробоины. После такой экстремальной эксплуатации необходим срочный мелкий или даже капитальный ремонт днища.Thirdly, for boats intended for operation in shallow water, the bottom must have reliable protection against impacts on the bottom of the reservoir. Such localized impacts to the bottom can create significant abrasions on the bottom surface, dents and even form cracks or holes. After such extreme operation, urgent minor or even major repairs of the bottom are required.

В-четвертых, достаточно противоречивые требования предъявляются к самим материалам днища лодки. С одной стороны, они должны обеспечить надежность и износостойкость днища, что в основном определяется износостойкостью и прочностью используемых материалов, из которых оно сделано, а с другой стороны, чтобы уменьшить трение о воду, используемые материалы должны обеспечивать низкую смачиваемость поверхности днища – это позволит даже при использовании легких и слабых по мощности лодочных моторов выходить на глиссирование.Fourthly, rather contradictory requirements are imposed on the very materials of the boat bottom. On the one hand, they must ensure the reliability and wear resistance of the bottom, which is mainly determined by the wear resistance and strength of the materials used from which it is made, and on the other hand, in order to reduce friction against water, the materials used must ensure low wettability of the bottom surface - this will even allow when using light and weak in power outboard motors, go to planing.

Рассмотрим наиболее распространенные варианты выполнения днища РИБа.Consider the most common options for performing the bottom of the RIB.

Известна технология изготовления объемного жесткого днища для лодок с надувными бортами из алюминия и его сплавов:Known technology for the manufacture of a volumetric rigid bottom for boats with inflatable sides of aluminum and its alloys:

http://www.barque.ru/shipbuilding/1967/aluminum_alloys_materials_of_great_opportunities. Сборка алюминиевого днища предусматривает две существенно отличающиеся друг от друга технологии. Первая из них – это заклепочная (авиационная) технология сборки с применением дуралюминов (сплавов алюминия с 4-5% меди). Преимущества дуралюминов заключается в их повышенной прочности по сравнению с обычным алюминием.http://www.barque.ru/shipbuilding/1967/aluminum_alloys_materials_of_great_opportunities. The assembly of the aluminum bottom provides for two significantly different technologies. The first of them is a riveted (aviation) assembly technology using duralumin (aluminum alloys with 4-5% copper). The advantages of duralumin are their increased strength compared to conventional aluminum.

Основной их недостаток заключается в том, что дуралюмин относится к так называемым недеформируемым сплавам, которые нельзя штамповать или, например, отгибать фланцы в холодном состоянии. Листы дуралюмина приходится перед штамповкой отжигать в селитровых ваннах, а затем готовые детали снова нагревать до 500°С и закаливать в воде. Это значительно осложняет производство и существенно ограничивает выбор обводов днища. К тому же медь и алюминий образуют в воде электролитическую пару, что приводит металл к коррозии по всей его толщине. Так, известно, что в морской воде тонкая дюралевая обшивка может быть разъедена коррозией насквозь уже через две навигации. Особенно подвержены коррозии места с заклепочными соединениями. Даже при слабых ударах днища о дно, при движении по мелководью, именно в заклепочных соединениях появляются первые протечки.Their main disadvantage is that duralumin belongs to the so-called non-deformable alloys, which cannot be stamped or, for example, bend flanges in a cold state. Before stamping, duralumin sheets have to be annealed in nitrate baths, and then the finished parts must be heated again to 500 ° C and quenched in water. This significantly complicates production and significantly limits the choice of bottom contours. In addition, copper and aluminum form an electrolytic pair in water, which causes the metal to corrode throughout its entire thickness. So, it is known that in sea water a thin duralumin sheathing can be corroded through and through after two navigation. Riveted joints are particularly prone to corrosion. Even with weak impacts of the bottom against the bottom, when driving in shallow water, it is in the riveted joints that the first leaks appear.

Вторая технология изготовления алюминиевого днища предусматривает использование сварки. Для этой цели хорошо подходят сплавы алюминия с 2-7% магния, не содержащие меди. Правда, алюминиево-магниевые сплавы обладают примерно в 1,5 раза меньшей прочностью, чем дуралюмины, но зато они стойки к коррозии даже в морской воде, достаточно пластичны для холодной штамповки, хорошо свариваются. Сваривающиеся сплавы - АМг, АМг5 и АМг61 получили широкое распространение в отечественном судостроении. Основной проблемой, возникающей при сварке корпусов из листов толщиной 1,5-2,5 мм, является борьба со сварочными деформациями, т.е. выпучиванием, короблением листов вследствие их интенсивного местного нагрева сварочной дугой. Качественный корпус из легкого сплава сварить значительно труднее, чем стальной, так как коэффициент линейного расширения алюминия при нагревании в два раза выше, а модуль упругости в три раза ниже, чем у стали. Поэтому для сборки и сварки алюминиевых лодок необходимо применять специальные стапель-кондукторы, обеспечивающие точность обводов готового корпуса. При этом технология сварки значительно прогрессивнее технологии клепки жестких алюминиевых днищ, особенно в крупносерийном производстве.The second technology for manufacturing an aluminum bottom involves the use of welding. For this purpose, aluminum alloys with 2-7% magnesium, which do not contain copper, are well suited. True, aluminum-magnesium alloys have about 1.5 times less strength than duralumin, but they are resistant to corrosion even in seawater, are plastic enough for cold stamping, and weld well. Weldable alloys - AMg, AMg5 and AMg61 are widely used in domestic shipbuilding. The main problem that arises when welding bodies made of sheets with a thickness of 1.5-2.5 mm is the fight against welding deformations, i.e. buckling, warping of sheets due to their intense local heating by the welding arc. A high-quality body made of light alloy is much more difficult to weld than a steel one, since the coefficient of linear expansion of aluminum when heated is two times higher, and the modulus of elasticity is three times lower than that of steel. Therefore, for the assembly and welding of aluminum boats, it is necessary to use special conductor slipways, which ensure the accuracy of the contours of the finished hull. At the same time, the welding technology is much more progressive than the technology of riveting of rigid aluminum heads, especially in large-scale production.

Основным недостатком сварной технологии является сложность ремонта днища после аварий, т.к. выполнить качественный ремонт сварных конструкций можно только в заводских условиях с использованием стапель-кондукторов, иначе конструкцию может при сварке повести и нарушить ее основную геометрию. При этом стоимость ремонта может оказаться соизмерима со стоимостью нового днища, которое изготавливается в серийном производстве, а часто может и превосходить его.The main disadvantage of the welded technology is the complexity of repairing the bottom after accidents, because it is possible to perform high-quality repair of welded structures only in the factory using conductor slipways, otherwise the structure may lead during welding and violate its basic geometry. At the same time, the cost of repairs may be commensurate with the cost of a new bottom, which is manufactured in serial production, and often may even exceed it.

Кроме того, при эксплуатации РИБа, связанного с частыми причаливаниями на необорудованный причалом каменистый берег на алюминиевом днище будут постоянно появляться вмятины, которые потом трудно выправлять. После правки дефекты нужно шпаклевать (иногда в несколько приемов), красить, покрывать лаком и т.п.In addition, during the operation of the RIB, associated with frequent mooring on a rocky shore that is not equipped with a berth, dents will constantly appear on the aluminum bottom, which are then difficult to straighten out. After correcting the defects, you need to putty (sometimes in several stages), paint, varnish, etc.

Известен способ изготовления объемного жесткого днища для лодок с надувными бортами из стеклопластиков методом формования с последующим заполнением днища вспененным пеннополистиролом (пенопластом) - (см. А.Н. Королев, В.П. Жохов «Надувные лодки», Ленинград, «Судостроение», 1989 г., стр. 50-51). Такие днища называют полужесткими, они быстро выходят на глиссирование и хорошо держат курс на волне. Жесткость пластикового днища конечно ниже, чем у алюминиевого, но его ремонтопригодность значительно выше, особенно в домашних условиях.A known method of manufacturing a volumetric rigid bottom for boats with inflatable sides made of fiberglass by molding followed by filling the bottom with foamed polystyrene foam (foam) - (see A.N. Korolev, V.P. Zhokhov "Inflatable boats", Leningrad, "Shipbuilding", 1989, pp. 50-51). Such bottoms are called semi-rigid, they quickly go to planing and keep their course well on the wave. The rigidity of the plastic bottom is, of course, lower than that of the aluminum one, but its maintainability is much higher, especially at home.

Основным недостатком известного способа является то, что пластиковый корпус, даже заполненный внутри вспененным пеннополистиролом является довольно хрупким, не выдерживающим ударных нагрузок, возникающих при причаливании к необорудованному причалом берегу, при прохождении перекатов или отмелей.The main disadvantage of the known method is that the plastic body, even filled inside with expanded polystyrene foam, is rather fragile, unable to withstand shock loads arising from mooring to an unequipped shore, when passing through rifts or shoals.

Другим серьезным недостатком известного способа изготовления днища из стеклопластиков методом формования, является высокая трудоемкость его изготовления, а, следовательно, и стоимость лодки. Это связано с длительным процессом изготовления (формования) днища. Вкратце, это происходит следующим образом. Для начала на деревянную основу последовательно друг за другом наносят слои стеклоткани, например, с эпоксидной смолой, все высушивают, шкурят, а затем шлифуют. После этого отформованную панель снимают с деревянной основы, покрывают лаком и склеивают со второй половинкой днища, изготовленной аналогичным образом. Указанным способом изготавливают днища только мелкой серией.Another serious disadvantage of the known method of manufacturing the bottom of fiberglass by molding is the high labor intensity of its manufacture, and, consequently, the cost of the boat. This is due to the lengthy process of manufacturing (molding) the bottom. In short, it happens as follows. To begin with, layers of fiberglass are successively applied to the wooden base, for example, with epoxy resin, everything is dried, sanded, and then sanded. After that, the molded panel is removed from the wooden base, varnished and glued to the second half of the bottom, made in the same way. In this way, the bottoms are made only in small series.

Кроме того, дополнительно стоит отметить тот факт, что отформованный пластиковый корпус не является однородным. После ударов или потертостей, на нем появляются микро-трещины, по которым между слоями пластика просачивается вода, а зимой она замерзает, что приводит к локальному расслоению пластика.In addition, it is additionally worth noting the fact that the molded plastic body is not uniform. After impacts or abrasions, micro-cracks appear on it, along which water seeps between the layers of plastic, and in winter it freezes, which leads to local delamination of the plastic.

Наиболее близким к заявляемому способу, является взятый за прототип способ изготовления жесткого днища для надувной моторной лодки, включающий формование на матрице корпуса жесткого днища из слоев композитного материала, соединенных между собой слоями пластичной основы (компаунда), при этом наружную часть днища лодки из слоев композитного материала защищают дополнительной бронирующей пластиковой оболочкой (капсулой) из монолитного поликарбоната (см. патент РФ на изобретение №2715248, МКИ: В63В 7/08, 2020 г.). Известный способ за счет бронирующей капсулы из монолитного поликарбоната на днище лодки, позволяет получить следующие преимущества.The closest to the claimed method is a prototype method for manufacturing a rigid bottom for an inflatable motor boat, including molding a rigid bottom on a matrix of a rigid bottom from layers of composite material interconnected by layers of a plastic base (compound), while the outer part of the bottom of the boat from layers of composite the material is protected by an additional armoring plastic shell (capsule) made of monolithic polycarbonate (see RF patent for invention No. 2715248, MKI: V63B 7/08, 2020). The known method, due to the armoring capsule made of monolithic polycarbonate on the bottom of the boat, provides the following advantages.

Во-первых, лодка с указанным днищем многократно увеличивает способность жесткого днища преодолевать без разрушений и повреждений многочисленные причаливания к необорудованному причалом берегу, прохождение перекатов или отмелей.Firstly, a boat with the indicated bottom multiplies the ability of the rigid bottom to overcome without destruction or damage numerous mooring to the shore without a berth, passing through rifts or shoals.

Во-вторых, дополнительное внешнее бронирование днища позволяет существенно упростить требования к формуемому из слоев композитного материала корпусу днища, т.к. не требуется его дополнительная обработка (шлифовка, полировка и покраска).Secondly, additional external armor of the bottom makes it possible to significantly simplify the requirements for the bottom body formed from layers of composite material, since no additional processing is required (grinding, polishing and painting).

В-третьих, благодаря низкой смачиваемости поверхности днища, бронированного монолитным поликарбонатом, лодка даже при использовании легкого и слабого по мощности лодочного мотора быстро выходит на глиссирование.Third, due to the low wettability of the bottom surface, armored with monolithic polycarbonate, the boat, even when using a light and weak outboard motor, quickly goes to planing.

Однако известный способ имеет несколько очень существенных недостатков, первый и главный из которых заключающийся в том, что жесткое дно, изготовленное по известному способу неремонтопригодно в домашних условиях, а значит не вызывает заинтересованности у большинства любителей эксплуатации лодок в экстремальных условиях. Объясняется это тем, что, если днище в процессе эксплуатации в экстремальных условиях все-таки получает пробоину в бронирующей капсуле из монолитного поликарбоната, что может происходить, например, при прохождение перекатов или отмелей, где лодка получает сильный удар о днище заостренным предметом, типа камня, то такое днище невозможно отремонтировать в домашних условиях из-за отсутствия адгезии к материалу капсулы из монолитного поликарбоната, а ремонт возможен только на том предприятии, где его первоначально изготавливали.However, the known method has several very significant drawbacks, the first and main of which is that the hard bottom, made by the known method, is not repairable at home, and therefore does not arouse interest among the majority of fans of boat operation in extreme conditions. This is explained by the fact that if the bottom, during operation in extreme conditions, nevertheless gets a hole in the armor capsule made of monolithic polycarbonate, which can occur, for example, when passing through shoals or shoals, where the boat receives a strong impact on the bottom with a pointed object, such as a stone , then such a bottom cannot be repaired at home due to the lack of adhesion to the material of the monolithic polycarbonate capsule, and repair is possible only at the enterprise where it was originally made.

Во-вторых, ремонт днища в этом случае, даже сложно назвать ремонтом, т.к. описанная в известном способе технология предусматривает сначала изготовление объемной бронированной капсулы из монолитного поликарбоната, на которую в дальнейшем будут наносить вперемежку слои пластичной основы и армирующего наполнителя, формируя корпус композитного днища. Т.е. фактически изготавливать жесткое днище для надувной лодки придется заново, а значит, стоимость ремонта жесткого днища может составлять до 70% и более от первоначальной стоимости лодки.Secondly, the repair of the bottom in this case, it is even difficult to call it a repair, tk. The technology described in the known method firstly provides for the production of a volumetric armored capsule from monolithic polycarbonate, on which layers of a plastic base and a reinforcing filler will be applied alternately, forming the body of the composite bottom. Those. in fact, it will be necessary to make a hard bottom for an inflatable boat anew, which means that the cost of repairing a hard bottom can be up to 70% or more of the original cost of the boat.

В-третьих, ремонт днища даже на предприятии, которое изготавливало данную лодку, может стать проблемным из-за того, что изготовление объемной бронированной капсулы из монолитного поликарбоната требует специально изготовленной для нее матрицы. Если с даты производства лодки, требующей ремонта днища, прошло уже более 2-3 лет, то очень вероятно, что на производстве могли начать производство новой модели лодки с другими габаритами и новой бронекапсулой, следовательно, старой матрицы может совсем не сохраниться, если производство данной модели прекращено, а делать ее заново и дополнительно увеличивать стоимость ремонта - экономически нецелесообразно.Thirdly, the repair of the bottom, even at the enterprise that manufactured this boat, can become problematic due to the fact that the manufacture of a bulky armored capsule from monolithic polycarbonate requires a matrix specially made for it. If more than 2-3 years have passed since the date of production of the boat requiring repair of the bottom, then it is very likely that the production of a new boat model with different dimensions and a new armored capsule could have begun, therefore, the old matrix may not be preserved at all if the production of this the model has been discontinued, and it is not economically feasible to do it anew and additionally increase the cost of repairs.

Техническим результатом заявляемого технического решения является устранение указанных недостатков, а именно создание новой технологии изготовления корпуса жесткого днища лодки, которая сохраняет основные преимущества прототипа (высокую ударопрочность и низкую смачиваемостью поверхности днища), но при этом имеет высокую ремонтопригодность, в том числе, в домашних условиях, что существенно удешевляет ее эксплуатационные расходы и увеличивает в несколько раз срок жизни лодки.The technical result of the proposed technical solution is the elimination of these disadvantages, namely the creation of a new technology for the manufacture of the hull of the rigid bottom of the boat, which retains the main advantages of the prototype (high impact resistance and low wettability of the bottom surface), but at the same time has a high maintainability, including at home , which significantly reduces the cost of its operating costs and increases the life of the boat several times.

Указанный технический результат в способе изготовления жесткого днища для моторной лодки с надувными бортами, включающем формование на матрице корпуса жесткого днища из слоев композитного материала, соединенных между собой слоями пластичной основы (компаунда), при этом наружную часть днища лодки из слоев композитного материала защищают дополнительной бронирующей пластиковой оболочкой, достигается тем, что бронирующую пластиковую оболочку выполняют из нескольких фрагментов листового полиэтилена низкого давления (ПНД), повторяющих форму днища лодки из слоев композитного материала, которые крепежными элементами сначала закрепляют на композитном днище, а затем сваривают между собой по линиям сопряжения фрагментов. Такое выполнение бронированной оболочки из фрагментов листового ПНД позволяет решить сразу несколько задач.The specified technical result in a method for manufacturing a rigid bottom for a motor boat with inflatable sides, including molding on a matrix of a rigid bottom hull from layers of composite material interconnected by layers of a plastic base (compound), while the outer part of the boat bottom from layers of composite material is protected by additional armor plastic shell is achieved by the fact that the armor plastic shell is made of several fragments of low-pressure polyethylene (HDPE) sheet, repeating the shape of the boat bottom from layers of composite material, which are first fastened with fasteners to the composite bottom, and then welded together along the mating lines of the fragments. Such an implementation of an armored shell from fragments of sheet HDPE allows you to solve several problems at once.

Во-первых, листы ПНД, толщиной 6-12 мм и более (толщина материала ПНД зависит от массы лодки и допустимых ударных нагрузок днища), обладают достаточной прочностью, чтобы противостоять ударам жесткого днища о камни мелководья при причаливании к необорудованному причалом берегу, а также к локальным разрывам материала при прохождение перекатов или отмелей.Firstly, HDPE sheets, with a thickness of 6-12 mm or more (the thickness of the HDPE material depends on the weight of the boat and the permissible bottom impact loads), have sufficient strength to withstand the impact of the hard bottom on the rocks of shallow water when mooring to a shore that is not equipped with a berth, as well as to local ruptures of the material when passing through rifts or shoals.

Во-вторых, листы из ПНД имеют низкую смачиваемостью поверхности, а значит, лодка будет быстрее выходить на глиссирование даже при более маломощном двигателе.Secondly, HDPE sheets have low surface wettability, which means that the boat will go to planing faster even with a lower-power engine.

В-третьих, заявляемая технология защиты днища из слоев композитного материала имеет высокую ремонтопригодность в домашних условиях, т.к. для этого достаточно снять поврежденный фрагмент днища, разрезав сварные швы, соединяющие его с соседними фрагментами, а также выкрутить крепежные элементы, с помощью которых он закреплен на композитном днище, а затем заменить его аналогичным фрагментом из листа ПНД. За счет этого существенно упрощается не только ремонт днища, но и значительно (в несколько раз) увеличивается срок эксплуатации лодки.Thirdly, the claimed technology for protecting the bottom from layers of composite material has a high maintainability at home, because for this, it is enough to remove the damaged fragment of the bottom by cutting the welded seams connecting it to the adjacent fragments, and also unscrew the fasteners with which it is fixed on the composite bottom, and then replace it with a similar fragment from the HDPE sheet. Due to this, not only the repair of the bottom is greatly simplified, but also the service life of the boat is significantly (several times) increased.

В-четвертых, заявляемая технология защиты днища из слоев композитного материала не требует наличия на предприятии дорогостоящих станков для формования бронекапсулы (как в прототипе), а следовательно, позволяет не только производить лодки на небольших предприятиях, не обладающих высокотехнологичным парком оборудования, но и заниматься ремонтом ранее выпущенных лодок с жестким днищем других производителей.Fourthly, the claimed technology of protecting the bottom from layers of composite material does not require the presence of expensive machines for molding armored capsules (as in the prototype) at the enterprise, and therefore, allows not only the manufacture of boats at small enterprises that do not have a high-tech fleet of equipment, but also to carry out repairs previously produced boats with a hard bottom from other manufacturers.

Полезно для упрощения изготовления фрагментов из листового ПНД, в точности повторяющих рельеф поверхности композиционного днища, использовать трафареты из эластичной ткани, например, из медицинской резинотканевой клеенки, которые легко вырезать и разместить на поверхности композиционного днища с минимально возможными зазорами между фрагментами, например, с помощью двухстороннего скотча.It is useful to simplify the manufacture of fragments from a HDPE sheet that exactly repeats the surface relief of the composite bottom, to use stencils made of elastic fabric, for example, from medical rubber-cloth oilcloth, which are easy to cut and place on the surface of the composite bottom with the minimum possible gaps between the fragments, for example, using double-sided tape.

Целесообразно для повышения ремонтопригодности жесткого днища в домашних условиях в качестве крепежных элементов использовать винты или шурупы с плоской шляпкой, которую заглубляют относительно наружной поверхности листов ПНД на 2-5 мм, после чего указанные заглубления заполняют герметиком, например, термоклеем. Поскольку эти заделанные заглубления хорошо видны на днище, ремонтнику при замене какого-либо фрагмента бронирующей оболочки, достаточно просто удалить пробки из термоклея с помощью острой металлической иглы или шила.It is advisable to increase the maintainability of the hard bottom at home as fasteners to use screws or screws with a flat head, which is deepened relative to the outer surface of the HDPE sheets by 2-5 mm, after which these deepenings are filled with a sealant, for example, hot glue. Since these embedded depressions are clearly visible on the bottom, the repairman, when replacing any fragment of the armor shell, simply needs to remove the plugs from the hot melt glue using a sharp metal needle or awl.

Перспективно по краям сопрягаемых фрагментов из листового ПНД сформировать V-образные сварные кромки, которые после закрепления фрагментов на днище, заваривают разогретым термопластичным материалом, например, оставшимися обрезками ПНД листов. Поэтому при замене какого-либо фрагмента бронирующей оболочки, достаточно просто прорезать границы указанного фрагмента, например, с помощью хорошо разогретого мощного паяльника. После замены фрагмента ПНД листа, его края повторно сваривают с остальными фрагментами бронирующей оболочки разогретым термопластичным материалом.It is promising to form V-shaped welded edges along the edges of the mating fragments from the HDPE sheet, which, after fixing the fragments on the bottom, are welded with a heated thermoplastic material, for example, the remaining scraps of HDPE sheets. Therefore, when replacing any fragment of the armor shell, it is enough to simply cut through the boundaries of the indicated fragment, for example, using a well-heated powerful soldering iron. After replacing a fragment of the HDPE sheet, its edges are re-welded with the rest of the armor shell fragments with a heated thermoplastic material.

Выгодно для повышения прочности бронирующей оболочки на фрагментах листового ПНД, со стороны, прилегающей к днищу лодки, разместить армирующие нити, например, из стекловолокна или углеволокна, которые затем, например, методом термопрессования соединить воедино с листовым материалом, после чего при закреплении фрагментов на днище, нити одного направления двух соседних фрагментов соединить между собой, например, узлом, а полученный узел их соединения разместить внутри V-образных сварных кромок, которые затем провариваются разогретым термопластичным материалом до образования сплошной поверхности. В результате этого, получается цельная бронированная пластиковая оболочка, армированная изнутри прочными нитями.It is beneficial to increase the strength of the armor shell on fragments of HDPE sheet, from the side adjacent to the bottom of the boat, place reinforcing threads, for example, of fiberglass or carbon fiber, which are then, for example, heat-pressed together with sheet material, after which, when fixing the fragments on the bottom , the threads of one direction of two adjacent fragments are connected to each other, for example, with a knot, and the resulting unit of their connection is placed inside the V-shaped welded edges, which are then boiled with a heated thermoplastic material until a continuous surface is formed. As a result, a one-piece armored plastic shell is obtained, reinforced from the inside with strong threads.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет значительно упростить известную технологию изготовления защитной оболочки для жесткого днища надувных моторных лодок за счет выполнения ее из отдельных фрагментов листового ПНД, первоначально механически закрепленных на композитном днище, а затем сваренных между собой в единую бронирующую пластиковую оболочку, что позволяет сохранить при этом основные преимущества известной бронекапсулы (высокую прочность корпуса жесткого днища и низкую смачиваемостью его поверхности), но при этом существенно повысить ремонтопригодность жесткого днища лодки, что в несколько раз увеличивает срок жизни каждой лодки и позволяет производить ремонт таких лодок даже на предприятиях, не обладающих высокотехнологичным парком оборудования. Заявляемый способ изготовления днища не имеет аналогов среди известных способов защиты композитного жесткого днища для моторной лодки с надувными бортами, а значит, заявляемое техническое решение удовлетворяет критерию «изобретательский уровень».Thus, the claimed technical solution makes it possible to significantly simplify the known technology of manufacturing a protective shell for a rigid bottom of inflatable motor boats by making it from separate fragments of HDPE sheet, initially mechanically fixed on the composite bottom, and then welded together into a single armoring plastic shell, which allows while maintaining the main advantages of the well-known armored capsule (high strength of the hard bottom hull and low wettability of its surface), but at the same time significantly increase the maintainability of the hard bottom of the boat, which several times increases the life of each boat and allows repair of such boats even at enterprises that do not possessing a high-tech equipment park. The claimed method for manufacturing the bottom has no analogues among the known methods of protecting a composite rigid bottom for a motor boat with inflatable sides, which means that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность заявляемого технического решения поясняется рисунками, приведенными на следующих фигурах.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the figures shown in the following figures.

На фиг. 1 представлено фото опытного образца лодки с надувными бортами и жестким композитным днищем, защищенным пластиковой бронирующей оболочкой из листового пнд.FIG. 1 shows a photo of a prototype boat with inflatable sides and a rigid composite bottom, protected by a plastic armor shell made of HDPE sheet.

На фиг. 2 представлен общий вид лодки с надувными бортами со стороны ее днища, включающий: 1 - надувные борта; 2 - корпус жесткого днища из слоев композитного материала; 3 - бронирующая оболочка, защищающая жесткое днище из композитного материала; 4 - тоннель в жестком днище для подвода воды к навесному движителю; 5 - транец для установки навесного движителя.FIG. 2 shows a general view of a boat with inflatable boards from the side of its bottom, including: 1 - inflatable boards; 2 - rigid bottom body made of layers of composite material; 3 - armor shell protecting the rigid bottom made of composite material; 4 - tunnel in the hard bottom for supplying water to the mounted propeller; 5 - transom for the installation of the mounted propeller.

На фиг. 3 представлен рисунок днища лодки, где позициями 6а-6к размечены участки на жестком композитном днище, которые должны быть закрыты фрагментами из листов ПНД для образования единой пластиковой бронирующей оболочки днища.FIG. 3 shows a drawing of the boat bottom, where positions 6a-6k mark areas on the rigid composite bottom, which must be covered with fragments of HDPE sheets to form a single plastic armor shell for the bottom.

На фиг. 4 представлен плоский участок жесткого композитного днища 7, на котором размещены фрагменты 8а и 8б из листов ПНД, которые механически закреплены винтами 9 с шайбами 10 и гайками 11 (на рисунке условно показан только один винт). Плоская шляпка винта 9 утоплена в полости 12, которая затем заделывается заподлицо пробкой из термоклея (пробка из термоклея условно не показана). На границе соединения фрагментов 8а и 8б выполнены V-образные сварные кромки 13, которые после установки всех фрагментов бронирующей оболочки завариваются термопластичным материалом.FIG. 4 shows a flat section of a rigid composite bottom 7, on which fragments 8a and 8b of HDPE sheets are placed, which are mechanically fixed with screws 9 with washers 10 and nuts 11 (only one screw is conventionally shown in the figure). The flat head of the screw 9 is recessed into the cavity 12, which is then sealed flush with a hot melt plug (the hot melt plug is not shown conventionally). On the border of the connection of fragments 8a and 8b, V-shaped welded edges 13 are made, which, after installing all the fragments of the armor shell, are welded with a thermoplastic material.

На фиг. 5 представлен криволинейный участок жесткого композитного днища 14, на котором размещены фрагменты 15а и 15б из листов ПНД, которые механически закреплены винтами 16а - 16в. На границе соединения фрагментов 15а и 15б выполнены V-образные сварные кромки 17, которые затем будут заварены термопластичным материалом.FIG. 5 shows a curved section of a rigid composite bottom 14, on which fragments 15a and 15b of HDPE sheets are placed, which are mechanically fixed with screws 16a - 16c. At the junction border of fragments 15a and 15b, V-shaped welded edges 17 are made, which will then be welded with a thermoplastic material.

На фиг. 6 представлен фрагмент бронирующей оболочки 18, которая перевернута обратной стороной (т.е. сверху расположена сторона, прилегающая к жесткому композитному днищу), в который методом термопрессования запрессованы армирующие нити 19. Запрессовка нитей выполняется при помощи пресс-пластины 20 с нагретым основанием 21.FIG. 6 shows a fragment of the armor shell 18, which is turned upside down (that is, the side adjacent to the rigid composite bottom is located on top), into which the reinforcing threads 19 are heat-pressed. The threads are pressed in using a press plate 20 with a heated base 21.

Рассмотрим более подробно суть заявляемого способа с использованием рисунков, представленных на фиг. 2 - фиг. 6. Поскольку технология изготовления композитного жесткого днища из стеклоткани и компаунда хорошо известна и подробно описана как в прототипе (патент РФ №2715248), так и сайтах, посвященных изготовлению лодок с жесткими днищами (см., например, https://polymax10.ru/articles/oklejka-lodochnogo-korpusa-steklotkanyu), то остановимся более подробно только на изготовлении бронирующей оболочки по заявляемой технологии. На фиг. 2 представлена лодка с надувными бортами 1 и жестким композитным днищем 2, которое мы должны защитить бронирующей оболочкой 3. Далее, рассмотрим фиг. 3, на которой представлен рисунок вида сверху днища лодки, где позициями 6а-6к размечены участки на жестком композитном днище, которые предполагается закрыть фрагментами из листов ПНД. Для упрощения изготовления необходимых фрагментов и их стыковке на поверхности композитного днища, воспользуемся предварительно изготовленными трафаретами из медицинской резинотканевой клеенки, которые полностью соответствуют размерам фрагментов 6а-6к. Указанные трафареты раскладывают по поверхности днища, стыкуют между собой соседние фрагменты и закрепляют к днищу на двухсторонний скотч. После того как состыковали между собой все трафареты с минимальными зазорами, приступают к изготовлению по ним фрагментов из листов ПНД (на краях, сопрягаемых между собой фрагментов, предварительно выполняют V-образные сварные кромки). Вырезанные фрагменты укладывают на композитное днище вместо трафаретов и закрепляют крепежными элементами (закрепление возможно как винтами, так и шурупами, но винты более предпочтительны, т.к. позволяют крепить и снимать фрагмент неограниченное количество раз). Сначала рассмотрим более простой вариант - крепление двух фрагментов на плоском участке поверхности жесткого композитного днища 7 (см. фиг. 4). На днище 7 размещены фрагменты 8а и 8б из листов ПНД, которые механически закреплены винтами 9 с шайбами 10 и гайками 11 (на рисунке условно не показано крепление винтами фрагмента 8б, а крепление фрагмента 8а условно показано только одним винтом 9). Плоскую шляпку винта 9 обязательно утапливают в предварительно выполненную полость 12. Впоследствии, указанную полость 12 закрывают заподлицо пробкой из термоклея (пробка из термоклея условно не показана). На границе соединения фрагментов 8а и 8б выполнены V-образные сварные кромки 13, которые после установки всех фрагментов бронирующей оболочки завариваются термопластичным материалом.Let us consider in more detail the essence of the proposed method using the figures shown in Fig. 2 to FIG. 6. Since the technology of manufacturing a composite rigid bottom made of fiberglass and a compound is well known and described in detail both in the prototype (RF patent No. 2715248) and on the websites dedicated to the manufacture of boats with rigid bottoms (see, for example, https://polymax10.ru / articles / oklejka-lodochnogo-korpusa-steklotkanyu), then we will dwell in more detail only on the manufacture of the armor shell according to the claimed technology. FIG. 2 shows a boat with inflatable sides 1 and a rigid composite bottom 2, which we must protect with an armor shell 3. Next, consider FIG. 3, which shows a drawing of a top view of the bottom of the boat, where positions 6a-6k mark areas on a rigid composite bottom, which are supposed to be covered with fragments from HDPE sheets. To simplify the manufacture of the necessary fragments and their joining on the surface of the composite bottom, we will use pre-made stencils from medical rubber-cloth oilcloth, which fully correspond to the sizes of fragments 6a-6k. These stencils are laid out on the surface of the bottom, adjacent fragments are joined together and fixed to the bottom on double-sided tape. After all the stencils have been joined together with minimal gaps, they begin to make fragments from HDPE sheets (on the edges of the fragments mating with each other, V-shaped welded edges are preliminarily made). The cut fragments are placed on the composite bottom instead of stencils and fixed with fasteners (fastening is possible both with screws and screws, but screws are more preferable, since they allow you to attach and remove a fragment an unlimited number of times). First, consider a simpler option - fixing two fragments on a flat area of the surface of the rigid composite bottom 7 (see Fig. 4). On the bottom 7 there are fragments 8a and 8b from HDPE sheets, which are mechanically fixed with screws 9 with washers 10 and nuts 11 (the figure does not conventionally show fastening with screws of fragment 8b, and fastening of fragment 8a is conventionally shown with only one screw 9). The flat head of the screw 9 is necessarily recessed into the previously made cavity 12. Subsequently, the said cavity 12 is closed flush with a hot-melt glue stopper (the hot-glue stopper is not conventionally shown). On the border of the connection of fragments 8a and 8b, V-shaped welded edges 13 are made, which, after installing all the fragments of the armor shell, are welded with a thermoplastic material.

Теперь рассмотрим подробно более сложную технологию размещения двух плоских фрагментов 15а и 15б на криволинейном участке поверхности жесткого композитного днища 14 (см. фиг. 5). Сначала закрепляют плоский фрагмент 15б (винты его крепления условно не показаны), а затем к нему пристыковывают плоский край фрагмента 15а и закрепляют его непосредственно перед линией сгиба листа винтами 16а - 16в. После этого линию сгиба (она отмечена на фиг. 5) прогревают, например, промышленными фенами, а размягченный по линии сгиба лист ПНД подгибают на заданный угол и фиксируют в таком положении на время остывания места перегиба (можно для ускорения процесса остывания, дополнительно охлаждать лист потоком холодным воздухом).Now let us consider in detail a more complex technology of placing two flat fragments 15a and 15b on the curved section of the surface of the rigid composite bottom 14 (see Fig. 5). First, a flat fragment 15b is fixed (the screws for its fastening are conventionally not shown), and then the flat edge of the fragment 15a is docked to it and fixed directly in front of the fold line of the sheet with screws 16a - 16c. After that, the fold line (it is marked in Fig. 5) is heated, for example, with industrial hair dryers, and the HDPE sheet softened along the fold line is folded at a predetermined angle and fixed in this position during the cooling down of the fold (it is possible to speed up the cooling process, additionally cool the sheet cold air flow).

После того как все фрагменты 6а-6к механически закреплены на жестком композитном днище лодки, а все их крепежные элементы закрыты пробками из термоклея, приступают к заключительной стадии - сварке термопластичным материалом всех V-образных сварных кромок между фрагментами. В результате проведения всех вышеуказанных технологических операций, получают защищенное цельной пластиковой бронирующей оболочкой композитное днище (см. фото на фиг. 1).After all the fragments 6a-6k are mechanically fixed on the rigid composite bottom of the boat, and all their fasteners are closed with hot-melt glue plugs, they proceed to the final stage - welding with thermoplastic material of all V-shaped welded edges between the fragments. As a result of carrying out all the above technological operations, a composite bottom protected by a one-piece plastic armor shell is obtained (see photo in Fig. 1).

В ряде случаев для повышения прочности фрагментов на разрыв, целесообразно все или часть этих фрагментов, расположенных на наиболее подверженных механическим воздействиям участках днища, дополнительно укрепить армирующими нитями (см. фиг. 6). Для этого, на фрагментах 18 листового ПНД, со стороны, прилегающей к днищу лодки, размещают армирующие нити 19, например, из стекловолокна или углеволокна, которые затем, методом термопрессования, соединяют воедино с листовым материалом. Суть данной технологической операции становится понятна из рисунка, представленного на фиг. 6, на котором штрихпунктирными линиями показано перемещение пресс-пластины 20 с нагреваемым основанием 21 (основание нагревается электрической спиралью, которая на рисунке условно не показана). Пресс-пластина 20 закреплена на подвижном ползуне пресса (на рисунке он условно показан стрелкой «давление»). Процесс термопрессования проходит следующим образом. Пресс-пластина 20 своим горячим основанием 21 нагревает до температуры плавления только линейный участок листа ПНД, расположенный под нитью 19 и, за счет усилия пресса, вдавливает в размягченный лист армирующую нить. В результате этого, нить заглубляется в материал листа ПНД на 2-5 мм. В таком состоянии ее выдерживают до полного охлаждения разогретого участка. В результате такой технологической операции, армирующая нить оказывается запрессованной в материал фрагмента 18. Далее, после укладки и закрепления всех фрагментов 18 на композитном днище, нити одного направления двух соседних фрагментов соединяют между собой, например, узлом, а полученный узел размещают внутри V-образных сварных кромок, которые затем сваривают разогретым термопластичным материалом. Таким образом, получают цельную сварную бронирующую оболочку, армированную прочными нитями.In some cases, in order to increase the tensile strength of the fragments, it is advisable to reinforce all or part of these fragments located on the bottom sections most susceptible to mechanical stress, additionally reinforced with reinforcing threads (see Fig. 6). For this, on the fragments 18 of the HDPE sheet, from the side adjacent to the bottom of the boat, reinforcing threads 19 are placed, for example, from fiberglass or carbon fiber, which are then, by the method of heat pressing, connected together with the sheet material. The essence of this technological operation becomes clear from the figure shown in Fig. 6, in which the dash-dotted lines show the movement of the press plate 20 with the heated base 21 (the base is heated by an electric spiral, which is not conventionally shown in the figure). Press plate 20 is fixed on a movable press slide (in the figure it is conventionally shown by the arrow "pressure"). The thermopressing process is as follows. Press plate 20 with its hot base 21 heats to the melting temperature only the linear portion of the HDPE sheet located under the thread 19 and, due to the force of the press, presses the reinforcing thread into the softened sheet. As a result, the thread is deepened into the material of the HDPE sheet by 2-5 mm. In this state, it is kept until the heated area is completely cooled. As a result of such a technological operation, the reinforcing thread is pressed into the material of the fragment 18. Further, after laying and fixing all the fragments 18 on the composite bottom, the threads of the same direction of two adjacent fragments are interconnected, for example, with a knot, and the resulting knot is placed inside the V-shaped welded edges, which are then welded with a heated thermoplastic material. Thus, a one-piece welded armor shell, reinforced with strong threads, is obtained.

Для проверки заявляемого способа, был изготовлен опытный образец лодки с надувными бортами и жестким композитным днищем с защитной бронирующей оболочкой (фото лодки представлено на фиг. 1). Испытания лодки проходили в реальных условиях на мелководье Обского водохранилища и полностью подтвердили ее заявляемые качества - высокую прочность пластиковой бронирующей оболочки, низкую смачиваемость поверхности днища и высокую ремонтопригодность днища в домашних условиях (один из фрагментов бронирующей оболочки днища со следами значительных потертостей о камни был демонтирован и заменен).To test the proposed method, a prototype of a boat with inflatable sides and a rigid composite bottom with a protective armor shell was made (a photo of the boat is shown in Fig. 1). The tests of the boat were carried out in real conditions in the shallow waters of the Ob reservoir and fully confirmed its declared qualities - high strength of the plastic armor shell, low wettability of the bottom surface and high maintainability of the bottom at home (one of the fragments of the bottom armor shell with traces of significant abrasions on stones was dismantled and replaced).

Claims

1. A method of manufacturing a rigid bottom for a motor boat with inflatable sides, including molding a rigid bottom on the matrix of a rigid bottom made of layers of composite material, interconnected by layers of a plastic base (compound), while the outer part of the boat bottom made of layers of composite material is protected by an additional armoring plastic sheath , characterized in that the armor plastic shell is made of several fragments of low-pressure polyethylene (HDPE) sheet, repeating the shape of the boat bottom from layers of composite material, which are first fastened with fasteners on the composite bottom, and then welded together along the mating lines of the fragments.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the production of fragments from HDPE sheet, repeating the surface relief of the composite bottom, stencils from elastic fabric, for example, medical rubber-cloth oilcloth, are initially used, which are fixed on the bottom, for example, using double-sided tape.

3. The method according to claim 1, characterized in that screws or screws with a flat head are used as fasteners, which are deepened relative to the outer surface of the HDPE sheets, after which the resulting indentations are filled with a sealant, for example, hot melt glue.

4. The method according to claim 1, characterized in that V-shaped welded edges are formed along the edges of the mating fragments from the HDPE sheet, which, after the fragments are fixed to the bottom, are welded with a thermoplastic material, for example, by scraps of HDPE sheets.

5. The method according to claim 1, characterized in that on the fragments of the HDPE sheet from the side adjacent to the bottom of the boat, reinforcing threads, for example, of fiberglass or carbon fiber, are placed, which are first connected to the sheet material by heat pressing, then after fixing them on the fragments the threads of the same direction of two adjacent fragments are connected to each other, and the resulting node of their connection is placed inside the V-shaped welded edges.