РАЗБОРНЫЙ КАТАМАРАН Российский патент 1994 года по МПК B63B1/14 B63B7/08 

Изобретение относится к парусным судам, используемым для спортивных и прогулочных целей, в частности к разборным катамаранам, плавучесть которых обеспечивается двумя надувными баллонами.

Известен разборный катамаран, содержащий надувные баллоны, связанные со швертом, поворотной мачтой паруса с подмачтовым узлом и шпрюйтом, концы тросов которого закреплены в точках соединения растяжек мачты на раме, связанной с баллонами и имеющей продольную и поперечные балки с узлами для крепления этих балок к фермам, крепящимся к надувным баллонам и содержащим два нижних и один верхний стрингеры, соединенные между собой носовым и кормовым фиксаторами, и шпангоуты.

Недостатком такого катамарана является то, что он обладает слабой жесткостью конструкции при воздействии сильной боковой волны и неудовлетворительной комфортабельностью.

Цель изобретения - повышение жесткости конструкции катамарана и комфортабельности его эксплуатации.

Это достигается тем, что количество шпангоутов в каждой форме равно количеству поперечных балок указанной рамы, при этом каждый шпангоут выполнен с узлами крепления его к нижним стрингерам фермы, нижние стрингеры расположены в горизонтальной плоскости, смещенной от горизонтального осевого сечения надувного баллона вверх на высоту равную 1/4±1/12 диаметра поперечного сечения надувного баллона, а верхний стрингер каждой фермы смещен относительно горизонтального осевого сечения баллона на высоту, величина которой больше 1/2 диаметра поперечного сечения надувного баллона катамарана.

Кроме того, каждый шпангоут выполнен из П-образного профиля, содержащего две полки и стенку, перпендикулярную к этим полкам, а каждый узел крепления шпангоута выполнен со стальной лентой, одной концевой частью жестко закрепленной на стенке П-образного профиля опорного конца шпангоута, и с П-образной скобой, имеющей перекладину и опорные концевые части, шарнирно закрепленные на полках П-образного профиля опорного конца шпангоута, снабженного цилиндрической опорой, посредством которой он установлен на нижнем стрингере, причем указанная опора выполнена радиусом, равным внешнему радиусу поперечного сечения нижнего стрингера фермы. Другой конец стальной ленты присоединен к перекладине П-образной скобы, а эта перекладина выполнена с возможностью фиксирования на стенке П-образного профиля опорной части шпангоута под углом 3...8^о к плоскости, проходящей через точки шарнирного крепления П-образной скобы к касательно внешней по отношению к надувному баллону поверхности нижнего стрингера.

Кроме того, подмачтовый узел выполнен с металлическим элементом, имеющим шаровую опору для мачты, глухой канал, ориентированный своей осью по продольной оси этого элемента, и два перекрещивающихся канала для продольной и одной из поперечных балок рамы, а шпрюйт выполнен с опорной втулкой для крепления к ней концов тросов и с втулкой, имеющей сквозной канал и резьбу в его верхней части, нижняя часть этой втулки закреплена на опорной втулке с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом шпрюйт соединен с подмачтовым узлом шпилькой.

На фиг. 1 изображена конструкция одной из ферм рамы катамарана с баллоном; на фиг.2 - замок крепления нижнего стрингера к шпангоуту; на фиг.3 - подмачтовый узел со шпрюйтом.

Надувной баллон 1 разборного катамарана (см. фиг.1) частично охвачен фермой рамы, образованной шпангоутами, двумя нижними стрингерами 2 и одним верхним стрингером 3. Нижние стрингеры 2 закреплены с помощью замков крепления 4, установленных на шпангоутах 5, выполненных из П-образного профиля, концы всех стрингеров закреплены на носовом и кормовом фиксаторах 6 и 7 соответственно. Два нижних стрингера фермы входят в карманы 8, прикрепленные к надувным баллонам так, чтобы обеспечивать их надежное соединение. Карманы состоят из нескольких секций и охватывают свободные части нижних стрингеров. Нижние 2 и верхние 3 стрингеры состоят из нескольких отрезков цилиндрических труб, соединенных между собой.

Замок крепления нижнего стрингера 2 к шпангоуту 4 (см. фиг.2) выполнен в виде стальной ленты 9, одним концом жестко закрепленной на пластине П-образного профиля опорного конца шпангоута 5, другим концом - на перекладине П-образной скобы 10, опорные концы которой шарнирно закреплены на параллельных ребрах жесткости П-образного профиля шпангоута 5, торцы которого ограничены цилиндрической опорой на стрингер 11 с радиусом опоры, равным внешнему радиусу нижнего стрингера 2.

Подмачтовый узел выполнен в виде металлической детали 12 с шаровой опорой мачты (см. фиг.3), с глухим резьбовым соединением 13 на продольной оси и двумя непересекающимися взаимно перпендикулярными отверстиями 14, 15 для продольной и поперечной балок рамы катамарана. Шпрюйт выполнен в виде опорной втулки 16, на которой закреплены концы тросов 17, и втулки 18 со сквозным отверстием, верхняя часть которой снабжена резьбой, а нижняя предназначена для закрепления на опорной втулке 16 с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной горизонтальной плоскости опорной втулки 16, при этом соединение подмачтового узла со шпрюйтом конструктивно выполнено в виде шпильки 19 с резьбой. Эта шпилька проходит через вертикальные отверстия в поперечной и продольной балках, проходящих через отверстия 15 и 14 соответственно.

Рама катамарана собрана из поперечных и продольной балок и двух ферм, каждая из которых собирается из двух нижних стрингеров 2, одного верхнего стрингера 3 и шпангоутов 5 с замками крепления 4. Нижние стрингеры 2 вставляются в карманы баллонов 8 и размещаются по образующей горизонтального сечения баллона, параллельного его осевому сечению и смещенного вверх относительно осевого сечения на высоту 1/4±1/12 диаметра поперечного сечения баллона 1. Часть верхнего стрингера 3 расположена горизонтально и смещена вверх относительно осевого сечения баллона на высоту, превышающую 1/2 диаметра поперечного сечения баллона 1. Две фермы рамы катамарана соединены между собой поперечными и продольной балками, подмачтовым узлом и шпрюйтом с растяжками. При этом часть рамы катамарана, где находится экипаж (трамплин), расположена горизонтально и приподнята над поверхностью баллонов.

Экспериментально установлено, что такое расположение фермы относительно баллона является оптимальным, так как обеспечивает, с одной стороны, жесткость баллона к его изгибам в горизонтальной и вертикальной плоскостях и тем самым увеличивает скорость движения катамарана, с другой стороны, улучшает комфортабельность обитания, поскольку трамплин не заливается водой при встречной волне. Одновременно увеличивается безопасность и мореходность, поскольку ферма рамы частично охватывает баллон и предотвращает отрыв баллона при сильных ударах боковой волны.

Если же разместить нижние стрингеры 2 относительно горизонтального осевого сечения баллона на высоте менее 1/4-1/12 диаметра баллона, то под действием вертикальной составляющей силы тяжести экипажа и груза увеличивается вероятность отрыва карманов 8 от баллонов 1, т.е. снижается безопасность.

При размещении нижних стрингеров 2 относительно горизонтального осевого сечения баллона на высоте более 1/4±1/12 диаметра поперечного сечения баллона 1 под действием сильных ударов боковой волны увеличивается вероятность отрыва баллона от фермы рамы катамарана, что недопустимо. Таким образом, оптимальным является смещение нижних стрингеров относительно осевого сечения баллона на высоту 1/4±1/12 диаметра поперечного сечения баллона 1.

Присоединение нижнего стрингера 2 к шпангоуту 5 осуществляется с помощью замка крепления 4, стальная лента 9 которого охватывает нижний стрингер 2. Защелкивание замка крепления 4 осуществляется П-образной скобой 10, которую прижимают к пластине П-образного профиля шпангоута 5 и заводят на угол 3-8^о за плоскость максимального натяжения ленты 9, проходящей через точки шарнирного закрепления П-образной скобы на шпангоуте касательно внешней по отношению к баллону поверхности нижнего стрингера. Этот угол определен экспериментально, при нем обеспечивается надежное соединение стрингера и шпангоута и невозможность самопроизвольного открывания замка крепления 4. Цилиндрическая опора на стрингер 11 (см. фиг.3) с радиусом опоры, равным внешнему радиусу нижнего стрингера, распределяет равномерно силовую нагрузку со стороны П-образного шпангоута на стрингер и увеличивает надежность всей конструкции катамарана.

При монтаже рамы катамарана две фермы с баллонами 1 соединяются поперечными и продольными балками, две из которых проходят через непересекающиеся взаимно-перпендикулярные отверстия 14, 15 в подмачтовом узле 12, мачта своим нижним концом устанавливается на шаровой опоре, концы растяжек мачты и тросов шпрюйта фиксируются в соответствующих точках рамы катамарана, а их натяжение и регулировка осуществляются путем вращения и фиксации шпильки 19 с резьбой в глухом резьбовом отверстии 13 на продольной оси металлической детали с шаровой опорой мачты 12 и на резьбе верхней части втулки 18 со сквозным отверстием.

После завершения сборки катамаран представляет собой конструкцию, жесткость которой в вертикальной плоскости обеспечивается встречной растяжкой мачты и шпрюйта, а в горизонтальной плоскости - надежным соединением нижних стрингеров и шпангоутов с помощью замков крепления и фиксацией одна относительно другой поперечной и продольной балок с помощью подмачтового узла, шпильки 19 и растяжек шпрюйта, стягивающих две фермы рамы катамарана.

Использование: разборный катамаран предназначен для использования в качестве парусного судна для туризма и занятия спортом. Сущность изобретения: катамаран содержит парус, поворотную мачту с подмачтовым узлом и шпрюйтом, шверт, руль и раму с прикрепленными к ней баллонами. Рама содержит поперечные и продольную балки и две фермы, частично охватывающие баллоны. Каждая ферма содержит два нижних и один верхний стрингеры и шпангоуты по числу поперечных балок, снабженные замками крепления нижних стрингеров. Нижние стрингеры установлены в карманах баллонов и смещены вверх относительно осевого сечения баллона на высоту 1/4 ± 1/12 диаметра поперечного сечения баллона, а верхний стрингер расположен горизонтально и смещен на высоту более 1/2 диаметра поперечного сечения баллона. Жесткость конструкции катамарана обеспечивается растяжками мачты и шпрюйта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. РАЗБОРНЫЙ КАТАМАРАН, содержащий надувные баллоны, связанные со швертом, поворотной мачтой паруса с подмачтовым узлом и шпрюйтом, концы тросов которого зафиксированы в точках соединения растяжек мачты на раме, связанной с баллонами и имеющей продольную и поперечные балки с узлами для крепления этих балок к фермам, крепящимся к надувным баллонам и содержащим два нижних и один верхний стрингеры, соединенные между собой носовым и кормовым фиксаторами, и шпангоуты, отличающийся тем, что количество шпангоутов в каждой ферме равно количеству поперечных балок вышеуказанной рамы, при этом каждый шпангоут выполнен с узлами крепления его к нижним стрингерам фермы, нижние стрингеры расположены в горизонтальной плоскости, смещенной от горизонтального осевого сечения надувного баллона вверх на высоту, равную 1/4± 1/12 диаметра поперечного сечения надувного баллона, а верхний стрингер каждой из упомянутых ферм смещен относительно горизонтального осевого сечения баллона на высоту, величина которой больше 1/2 диаметра поперечного сечения наддувного баллона катамарана. 2. Катамаран по п.1, отличающийся тем, что каждый из шпангоутов выполнен из П-образного профиля, содержащего две полки и стенку, перпендикулярную к этим полкам, а каждый из вышеуказанных узлов крепления шпангоута выполнен со стальной лентой, одной концевой частью жестко закрепленной на стенке П-образного профиля опорного конца шпангоута, и с П-образной скобой, имеющей перекладину и опорные концевые части, шарнирно закрепленные на полках П-образного профиля опорного конца шпангоута, снабженного цилиндрической опорой, посредством которой он установлен на нижнем стрингере, причем указанная опора выполнена с радиусом, равным внешнему радиусу поперечного сечения нижнего стрингера фермы, при этом другой конец стальной ленты присоединен к перекладине П-образной скобы, а эта перекладина выполнена с возможностью фиксирования на стенке П-образного профиля опорной части шпангоута под углом 3...8^o к плоскости, проходящей через точки шарнирного крепления П-образной скобы касательно внешней по отношению к надувному баллону поверхности нижнего стрингера. 3. Катамаран по п.1, отличающийся тем, что подмачтовый узел выполнен с металлическим элементом, имеющим шаровую опору для мачты, глухой канал, ориентированный своей осью по продольной оси этого элемента, и два перекрещивающихся канала для продольной и одной из поперечных балок рамы, а шпрюйт выполнен с опорной втулкой для крепления к ней концов упомянутых тросов и со втулкой, имеющей сквозной канал и резьбу в его верхней части, а нижняя часть этой втулки закреплена на опорной втулке с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом шпрюйт соединен с подмачтовым узлом шпилькой.