Металл как строительный материал для постройки яхт получил
признание только в первой трети XX столетия. В то время как
медь, латунь и бронза уже
широко использовались в соединениях деревянных конструкций, сталь
долгое время расценивали как ржавеющий металл. Только из-за
возникшего дефицита в цветном металле сталь быстро завоевал?
признание благодаря исключительно большой прочности и надежности.
Она особенно эффективна в случае применения сварных соединений,
которые при использовании цветных металлов часто оказываются
недостаточно прочными и надежными.
В качестве материала для корпуса сталь начали использовать в то
время, когда клепка получила признание при постройке больших яхт. А
собственно открытие стали как надежного и недорогого материала для
постройки яхт произошло лишь после того, как специалисты научились
чисто сваривать сталь толщиной менее 2 мм.
После второй мировой войны в Европе получили распространение
алюминиевые сплавы, устойчивые к коррозии в морской Воде и
обладающие хорошей свариваемостью в среде инертных газов - аргона и
других. Из этих сплавов можно строить не только очень прочные
корпуса яхт, масса которых примерно наполовину меньше массы стальных
яхт, но и не подверженные коррозии. Вдвое высокая цена материала
кажется оправданной, если принять во внимание преимущества, которыми
обладают только высококачественные, полностью клееные корпуса яхт из
дерева.
Корпуса яхт из стеклопластика, вопреки мнению, получившему широкое
распространение среди яхтсменов, не могут конкурировать с
современными конструкциями, изготовленными из легких сплавов или
дерева, по показателю соотношения массы к прочности конструкции.
Хорошие и прочные корпуса яхт из пластмасс не являются ни легкими,
ни дешевыми. Трехслойные конструкции (<сэндвич>) довольно легкие, но
их применение для больших яхт проблематично вследствие высокой
стоимости и часто недостаточной прочности. Высокие расходы на
изготовление моделей ограничивают применение трехслойных конструкций
серийной постройкой.
Итак, легкий металл для яхт средних размеров, от которых ожидают
высоких достижений в гонках, видимо, станет строительным материалом
будущего.
По сравнению со сталью недостатком легкого сплава, кроме более
высокой цены, можно считать известную восприимчивость к
электролитической коррозии в морской воде, если были допущены
дефекты при постройке яхты или ее хранении.
В поисках оптимального металла для постройки корпусов яхт несколько
лет тому назад стали использовать легированные стали, которые
применялись для промышленных установок, работающих под разрушающим
влиянием воздуха. Но оказалось, что они более подвержены коррозии,
чем обычная судостроительная сталь.
Некоторые специалисты видят будущее в применении высоколегированных
хромоникелевых сталей с добавлением молибдена или аустенита. Однако
эти устойчивые к коррозии и окислению стали стоят в 4-6 раз дороже
обыкновенной судостроительной стали и тем не менее не дают гарантии
абсолютной устойчивости к коррозии в морской воде (особенно в еще
более агрессивной смеси соленой воды с пресной, которая бывает в
некоторых гаванях).
Видимо, рациональное решение при постройке яхт из
металла заключается в
применении обыкновенной судостроительной стали в сочетании с ее
тщательной пескоструйной обработкой и современной продолжительной
консервацией. В этой области накоплен богатый опыт крупного
судостроения, который может быть использован и для постройки яхт.
Яхты из стали, подвергнутой длительной консервации, строятся уже
более полутора десятка лет в Голландии. Ежегодно осенью, когда яхты
поднимают из воды, владельцы исследуют состояние их корпусов на
явления коррозии. Результаты были так хороши, что теперь и в ФРГ все
больше яхтсменов решаются на приобретение стальных яхт, особенно
когда их интересуют надежность яхты и доступная цена. Даже в Англии
и Скандинавии, где наряду с обычной постройкой яхт из дерева было
налажено серийное производство пластмассовых судов, открывают теперь
верфи по постройке стальных яхт. В Австралии и Новой Зеландии, где
наряду с деревянным судостроением получила распространение постройка
яхт из армоцемента, конструкторы яхт и любители постепенно переходят
на сталь.
Удивительно, что и владельцы дешевых небольших пластмассовых яхт
переключаются на более крупные суда из стали. Этот интерес к стали
можно объяснить, очевидно, тем, что в однородном материале, каким
являются металлы, менее вероятны скрытые дефекты. У стальных судов
пористый шов сварки становится причиной течи, поврежденное место
быстро ржавеет и, таким образом, дефект обнаруживается. У плохо
построенных корпусов из дерева, армоцемента или пластмасс гниль в
деталях деревянного корпуса и подкрадывающуюся эрозию из-за медленно
проникающей воды в наружную обшивку из армоцемента или пластмасс
обнаруживают обычно слишком поздно.
Важным преимуществом металлов как материала для корпусов является их
практически несравнимая долговечность. Достоинством этим обладает
еще разве что дерево, которое по устойчивости к продолжительным
переменным нагрузкам практически не превзойдено никаким другим
строительным материалом.
Конструирование и определение размеров элементов набора стальных яхт
не представляет никаких проблем. Конструкторы и классификационные
общества обращаются здесь к многолетнему опыту в области крупного
судостроения. Если взять за основу предписания классификационного
общества, например, Германского Ллойда, то можно рассчитывать на
продолжительность жизни яхты 40 лет и более при соответствующем
контроле и уходе.
Более низкую прочность корпуса из легких сплавов можно
компенсировать соответственно увеличенными размерами. При
использовании наиболее употребительных алюминиевых сплавов толщину
деталей корпуса следует увеличить по крайней мере на 50%, чтобы
получить равнопрочную со стальной конструкцию. Вопреки мнению,
широко распространенному среди любителей, толщина деталей корпуса
при применении нержавеющей стали обычного качества не может быть
уменьшена. Предел текучести таких высоколегированных сталей лежит
ниже предела текучести нормальной судостроительной Стали, а этот
показатель важнее для определения размеров, чем несколько более
высокий предел прочности при разрыве (временное сопротивление).
Вмятины и прочие изменения формы стали появляются уже при
относительном удлинении 0,2%, поэтому предел текучести принимается в
качестве основы для всех расчетов прочности.
Для яхт длиной до 20 м продольная прочность (или общая) на изгиб
обычно не является критерием. Опасность, что между шпангоутами в
наружной обшивке появятся вмятины, гораздо больше. Многие из дешевых
почти безнаборных стальных яхт с остроскулыми обводами сохраняются
от повреждений по той причине, что их владельцы избегают жестких
условий эксплуатации со значительными нагрузками.
Опытные конструкторы и верфи могут проектировать корпуса с размерами
набора, не совпадающими с предписаниями классификации, которые не
учитывают ни степень деформации наружной обшивки, ни поведение яхты
на волне. А именно эти факторы имеют решающее влияние на нагрузку
соединений и деталей набора и, следовательно, на их необходимые
размеры. Поэтому опытный конструктор, точно знающий свои критерии
конструирования, может более обоснованно определять размеры набора и
проектировать более легкие корпуса, чем это возможно по правилам
классификационного общества.
В дальнейшем будут рассмотрены методы, которые сегодня разработаны и
внедрены в технологию постройки корпусов яхт из металла. Любителей
особенно могут заинтересовать процессы постройки яхт средних и
небольших размеров и описанная в конце этой главы упрощенная
технология постройки яхт с остроскулыми обводами.
Так как в последовательности работ при постройке судов из стали,
алюминия и нержавеющей стали не существует никакого различия, а в
процессах обработки разных металлов это различие незначительно, то
нет необходимости разделять методы постройки судов из этих
материалов. Наряду со свойствами материалов, которые должен
учитывать конструктор в технологии постройки судов из металлов,
основное различие заключается в методах
обработки резанием и сварки:
только сталь можно резать с помощью газовой горелки и сваривать
электросваркой, не применяя защитного газа.
