Постройка
лодки методом "сшей и склей"
Краткая справка
Начало
Чтобы "возможность" не застала врасплох , задолго до начала я приступил к сбору информации . Во первых , требовалось определиться с проектом для будущего технологического эксперимента .Бесплатные проекты в стиле швертбота "Оптимист" или "Джек-Шпрота" меня не устраивали по эстетическим соображениям , заниматься с Кариной не было времени и желания , в результате пришлось опять же обратиться к интернету . В интернете моим "остроносым" запросам отвечали несколько лодок - это Nutshell Жака Мертенса , Pollywog Сэма Девлина и Dixi Дадли Дикса .
Pollywog отпал из-за своей цены , которая в 2-3 раза превышала остальных , у Nutshell'a мне не понравилась его плоскодонность , в итоге остался один Dixi .
Помимо выбора проекта , к постройке хотелось быть подготовленным теоретически , дабы не заниматься изобретением давно известных технологий , как это было в случае с ЛЭСом. Самый простой способ устранения безграмотности мне видится в том , чтобы прочитать книжку какого-нибудь авторитетного в этой области специалиста , где подробно рассказывается обо всех подводных камнях и тонкостях предмета. Благо , ассортимент иностранной литературы сегодня огромен . Выбор спеца пал на уже упомянутого Сэма Девлина (далее в тексте - "S.D.") , который посвятил этой технологии тридцать лет и его книгу "How to build any boat stitch and glue way" ("Как построить лодку методом клея и скрепок"); помимо него , обширная глава , посвященная способу , присутствует в книге Гленна Уитта "Boatbuilding with plywood" ("Постройка малых судов из фанеры"). Отдельные главы из той и другой ранее публиковались у меня на странице . Корпус Все западные проекты таких маленьких лодок предлагают раскрой заготовок с минимизацей отходов для стандартных листов 4х8 футов (1200 х 2400) , которые у нас не всегда доступны . Первое следствие из этого - необходимость оптимизации раскроя для листов 1525 х 1525 , второе - неизбежность усовых соединений фанеры . Операция мной ранее не выполнялась , поэтому некоторое беспокойство имело место . Быстро выяснилось , что в процедуре нет никакой мистики и на заусовку четырех стыков (два борта плюс два днища ) ушло всего пара часов . Сам "ус" каждой из заготовок обработал по-отдельности торцевым рубанком , окончательно - ленточной шлифмашинкой . Листы склеивал прямо на полу гаража , на который положил в месте стыка кусок полиэтилена . Для запрессовки приколотил стык мелкими гвоздями к деревянному полу , после полимеризации клея стык обработал шлифмашинкой . При раскрое я намеренно (можно даже с приставкой "зло-") не стал применять на этой операции никакой электроинструмент - только острые ножовка и торцевой рубанок. Выпиливание с припуском 2-3 мм и чистовая обработка рубанком двенадцати деталей корпуса отняли три часа . Чтобы корпус не получился "косым" , симметричные его детали (борта , половинки днища) рекомендуется приложить друг к другу , скрепить струбцинами и в таком виде обработать по периметру рубанком или шлифмашинкой . В моем случае ошибки разметки у этих деталей на криволинейных участках составили не более 5 мм - по причине способа рисования этих кривых (гибкая рейка , прибитая по точкам с шагом 500 мм) . Можно было взять из Автокада и промежуточные значения , но по моему мнению , такая точность здесь совершенно не нужна . Для сшивания имеющихся деталей существует много способов и литература не настаивает на каком-то одном из них . Чаще всего упоминаются мягкая стальная и медная проволока , пластиковые кабельные стяжки , прочные нитки , рыболовная леска , армированный скотч , клей-расплав и т.п. До начала процесса "штопки" следует провести небольшую подготовку . Во-первых , у двух половинок днища надо снять внутреннюю фаску по линии киля (как вариант - скруглить) (Рис.1) . Необходимость этого заключается в том , что иначе площадь контакта "угол-угол" окажется слишком малА и два листа будут непременно стремиться разъехаться с образованием нахлеста . После этого два листа кладутся друг на друга , скрепляются струбцинами и на расстоянии , равном толщине листа плюс 3 мм от края в них сверлятся совместные отверстия под стяжки с шагом около 100 мм. Там , где фанера будет подвергаться значительному изгибу (в носовой части) , шаг можно уменьшить . Непосредственно за этой операцией , не снимая струбцин , в отверстия можно установить первые стяжки . Их можно приготовить заранее , нарезав проволоки и согнув в виде буквы U .
Половинки кладутся на пол и осторожно раскрываются . Чтобы удержать их в раскрытом состоянии , поперек днища кладется рейка и куском веревки с усилием притягивается к одному из "стежков" (фото). Чтобы бортовая обшивка плотно и ровно прилегала по линии скулы , у листов обшивки днища надо снаружи рубанком или шлифмашинкой снять малку (Рис.4) , стараясь соблюсти необходимый угол развала бортов (насколько позволяет глазомер). Наступает очередь обшивки бортов . По стыку на форштевне у листов снимается фаска подобно той , что ранее делалась на киле , листы скрепляются струбцинами и по прочерченной вдоль края линии сверлятся отверстия под стяжки с шагом 100 мм . Какой должна быть величина этого отступа - ясно из того же рисунка .
Операцию по "пришиванию" бортов при малых размерах корпуса (как в моем случае) можно проделать в одиночку , с ростом размеров число необходимых помощников увеличивается . Начинать лучше с носовой оконечности , продев предварительно стяжки по стыку форштевня . Во избежание возникновения перекосов рекомендуется операцию установки стяжек по скуле делать поочередно по правому и левому борту . Напоследок в корпус вшивается транец . На этом этапе нелишним будет проверить геометрию полученного корпуса на наличие кручения . За край форштевня цепляется рулетка и измеряется расстояние до обеих сторон транца . Если точность вас устраивает (у меня сошлось до миллиметра) , можно пройтись еще раз по всем швам и дотянуть ослабленные стяжки .
Два корифея , по книжкам которых я осваивал технологию , имели разные точки зрения на защиту фанеры от гниения . Уитт настоятельно советовал применять антисептики , а Девлин уповал на покрытие фанеры эпоксидной смолой (учитывая его склонность к смоле WestSystem , нетрудно догадаться о причинах) . Но так как первый автор предупреждал о недопустимости попадания антисептиков на те места , которые впоследствии будут склеиваться , то я и принял решение следовать второму . Тем более что лодка предполагалась для гаражно-домашнего хранения. В отношении применения антисептика после укладки галтели и двойного армирования у меня имелись подозрения , что днище на том этапе будет изнутри основательно измазано смолой (так впоследствии и вышло) и антисептик впитаться не сможет . Поэтому сразу после сшивания я обильно покрыл корпус изнутри эпоксидной смолой , пользуясь кистью и феном . Следующий этап сборки корпуса - установка несущих переборок . В случае Dixi это переборки , образующие носовую и кормовую банки , одновременно являющиеся отсеками плавучести . Временным их креплением в корпусе выступает все та же проволока , продетая через отверстия в днище и бортах . На этом этапе произошел сбой в работе - четких ориентиров на чертежах для их ровной установки не было , а воспользоваться рекомендациями S.D. не позволяло отсутствие понятия "ровный киль" , все требовалось делать "на глаз" . Я своим не очень доверяю , поэтому подгонку переборок сделал , соединив их под прямым углом с верхними сиденьями на временных брусках . Только после этого по полученным отметкам просверлил отверстия и зафиксировал переборки . Обработка внутренних стыков Сама по себе эпоксидная смола не обладает тиксотропностью (свойством сохранять нужную форму , пребывая в жидком виде) и под действием силы тяжести стремится растечься . Для придания смоле этого свойства существуют специальные добавки , из которых наибольшее распространение имеют аэросил и тальк (последний в данном случае не годится по причине малой прочности). Все источники в качестве наполнителя для конструкционных галтелей называют именно аэросил , часто в комбинации с другими добавками . На первом фото снизу смола с аэросилом имеет консистенцию кетчупа и ее можно легко наносить толстым слоем без опасения , что она расплывется.
Древесной пыли как рекомендованной добавки в запасе не оказалось , поэтому пришлось воспользоваться одним аэросилом . Вместо шпателя нужного радиуса из пластмассы я воспользовался шпателем шириной 100 мм из мягкой белой резины . Меняя усилие прижима к стыку , с его помощью можно получить любой необходимый радиус . Чтобы повысить прочность соединения , область вдоль стыка можно зачистить очень грубой шкуркой №36-40) и незадолго перед началом нанесения смолы с наполнителем загрунтовать поверхность чистой смолой с отвердителем , дав ей впитаться . Для экономии времени на последующую абразивную обработку внутреннего радиуса (и опять же из соображений прочности ) , укладку галтели и армирование стыка стеклотканью желательно провести в одну операцию . Я занимался лодкой вечерами (причем не каждый день) и поэтому последующие шлифование с оклейкой растянулись по времени .На внутренние швы уложено по два слоя ткани шириной 75 и 100 мм . Удаление скрепок У Гленна Уитта в качестве источника высокой температуры рекомендуется пропановая горелка , которой нагревают один конец проволочной стяжки (второй лучше обрезать) , стараясь при этом не подпалить фанеру . По достижении необходимой температуры (эпоксидные смолы теряют прочность уже с 60 градусов) стяжка легко выдергивается пассатижами . Сэм Девлин для этой цели применяет электричество . К автомобильному аккумулятору подключаются провода достаточного сечения , на концы которых он рекомендует во избежание залипания прикрепить угольные электроды из старых батареек (по моим опытам - это относится к стальной проволоке) . Проволока откусывается настолько , чтобы было за что ухватиться и к ее концам прикладываются электроды . Как и в предыдущем случае , проволока разогревается и легко извлекается наружу (от себя : никакой изображенной на фото Сэма Девлина пиротехники я при извлечении проволоки не наблюдал).
У меня под рукой не оказалось ни того ни другого , зато имелся бытовой сварочный трансформатор на 140 ампер . Необходимый ток подобрал не сразу - на максимальном значении дома сразу выбивало автоматы (это как-никак "К.З." - короткое замыкание) , но уже при 80 амперах работа пошла . На разогрев стяжки требовалось секунд пять , при этом температура ее была далека от раскаленного состояния - не всегда даже шел дымок от смолы (это верно только в отношении высокопроводящей меди - стяжки из стальной проволоки (для эксперимента я при сшивании поставил и таких) разогреваются моментально докрасна ). На удаление проволоки ушло всего два часа , причем бОльшую часть этого времени я был занят принудительным охлаждением аппарата (разблокирование термозащиты пылесосом) . Отверстия после извлечения проволоки требуется заполнить смолой . Проще всего это сделать , используя медицинский шприц , у которого вместо иглы надет короткий (10-20 мм) отрезок толстостенного резинового шланга . Его конец с усилием прижимается к отверстию и смола вдавливается внутрь до появления с противоположной стороны . Оклейка корпуса стеклотканью Перед оклейкой корпус необходимо подготовить - скруглить все острые грани рубанком или шлифмашинкой ; зашпаклевать отверстия , вмятины , щели . Грунтовать смолой весь корпус не обязательно , однако все торцевые поверхности фанеры (а после скругления граней они будут в изобилии) требуется обильно ею обработать . Эти участки интенсивно потребляют смолу и в противном случае ткань на них может при оклейке оказаться слабо пропитанной . Для корпуса лодки данных размеров технология требует оклейки наружных швов двойным слоем стеклоткани весом около 200 г/м2. Трудоемкость процесса можно существенно снизить , если при раскрое ткани для оклейки днища и бортов дать припуск по 5-7 см в обе стороны от скулы . Таким образом при оклейке они образуют нахлест и мы получим требуемые два слоя без нарезки ленты . В моем случае этим советом воспользоваться не удалось - после выкройки на днище у оставшейся полосы для борта не хватило как раз тех самых пяти сантиметров нахлеста и одну ленту пришлось наклеить . Оклейка велась по "сухой" методике , стеклоткань предварительно обработана паяльной лампой .
На ровно уложенную по обводам ткань выливается смола с отвердителем и шпателем распределяется по поверхности . Количество смолы при этом зависит от скорости полимеризации - она должна успеть пропитать ткань и позволить убрать шпателем излишки . Скорость полимеризации смолы на поверхности , в свою очередь , зависит от окружающей температуры и типа применяемого отвердителя . Если в предыдущем проекте я работал с полиэтиленполиамином (ПЭПА) и мог на жаре замешивать по два килограмма смолы за раз , то сейчас с аминофенолом (АФ) можно было позволить себе в вечерние часы максимум грамм по двести смолы . Плюсом такого быстрого отверждения является то , что после одного замеса можно смело разравнивать смолу шпателем по ткани в направлении оклейки , не беспокоясь о том , что ткань "поползет" . По мере впитывания смолы ткань становится прозрачной и можно приступить к удалению излишков смолы шпателем в направлении "сухих" мест . С моим отвердителем это не всегда удавалось и часть смолы пошла в отходы (густеющая смола плохо пропитывает) . На обработанных участках должна после этого проглядываться тканевая текстура .
Когда смола полимеризуется (хотя бы частично) , можно приступать к заполнению текстуры ткани . Разбиение процесса на две-три стадии (оклейка с отжимом и один-два слоя заполнения) позволяет получить защитный слой равномерной толщины и значительно снизить объемы шпаклевания . Вторая причина (этот совет я оценил больше всего) заключается в том , что при абразивной обработке корпуса после шпаклевания появление слоя смолы над тканью всегда будет сигнализировать о том , что пора остановиться - иначе будет повреждена ткань . Но и это не главное - касание абразивным инструментом ткани означает неизбежное появление стеклянной пыли , от которой потом ОЧЕНЬ неприятно чешутся все части тела . Могу с удовлетворением сказать , что на этот раз неприятное явление обошло меня стороной . А там , где появление в воздухе стекла было неизбежным (сошлифовка краев стеклоленты снаружи и внутри) , к орбитальной (эксцентриковой) шлифмашинке вместо штатного пылесборника подключался пылесос . Впрочем , я следовал еще одной рекомендации зарубежных авторов - после работ с образованием стеклопыли мыться максимально холодной водой (от горячей пОры кожи расширяются , превращаясь в "ловушки" для стекла) . Не знаю , насколько полезен был совет , но факт - никаких негативных ощущений за весь проект.
Особая осторожность требуется при шлифовании угловых стыков (скулы , форштевень , транец), где можно легко повредить ткань. Встречаются даже рекомендации не прикасаться к этим местам вовсе , если вы не уверены в целостности армирования в ходе обработки . Однозначно не советуется использование при этом электроинструмента . У меня эти места обработаны самодельным шлифовальным бруском , изготовленным за пять минут из дощечки и куска пенополиэтилена толщиной 10 мм ("пенка") с натянутой поверх шкуркой #80 . Ткань нигде не пострадала . Обстройка и отделка Кстати , о ней тоже . Лодки такой конструкции обычно не нуждаются во внутреннем наборе - его роль исполняют конструктивные элементы типа переборок , банок , зашивок и прочей внутренней обстройки . На чертежах Дикса , однако , посредине корпуса инородным телом выделяется изготовленный из досок шпангоут . Как он сам пишет в инструкции , присутствие его не обязательно ("опция") и много лодок этого проекта построено и без него (надо расценивать его как компенсацию запаса прочности при постройке начинающими). Сиденье с колодцем вклеены на галтель со стеклолентой , таким же образом установлены носовая и кормовая банки . С ламинированным привальным брусом я пошел нестандартным путем . При его ламинировании из трех слоев рейки по 8 мм неизбежно получатся "ступеньки" и обильные наплывы от смолы , а гладко обработать его нижнюю плоскость впоследствии будет затруднительно . Поэтому на край борта я наклеил широкий скотч (смола к нему не клеится) , под его край подложил защитную "юбку" из бумаги (чтобы не пачкать корпус) и ламинировал по скотчу. После ламинирования вечером следующего дня я легко отделил "загогулины" от борта , аккуратно прострогал рубанком и отшлифовал со всех сторон , а затем , отодрав скотч , приклеил на место . Получилость очень чисто . (После созерцания на натуре изображенного на фото позора на другой день я направился в магазин и скупил все имевшиеся у них в наличии F-образные струбцины) На днище приклеены дубовые продольные реданы и кормовой плавник , транец в верхней части дополнительно усилен доской толщиной 20 мм , место установки подвесного мотора имеет с обеих сторон дубовые накладки .
Корпус изнутри окрашен эпоксидной эмалью Эповин , снаружи - ЭП-439 (никакого глубокого смысла это не несет , просто темного Эповина не оказалось в нужном количестве) . Эпоксидные краски мне нравятся своей предсказуемостью - при соблюдении всех требований точно известно состояние поверхности через четыре или шесть часов (и это время можно регулировать маркой отвердителя) . Стоимость эпоксидных ЛКМ при покупке у фирм-производителей составляет около 100 руб/кг , что сравнимо или даже меньше стоимости отечественных алкидных эмалей в магазине. Однако совершенства нет ни в чем - эпоксидные краски не любят ультрафиолет и , протирая белую палубу и рубку своей "большой" лодки влажной тряпкой , я всегда вижу на ней белый налет , в еще бОльшей степени это относится к поглощающим излучение цветам . В результате поверхностный слой медленно эродирует , что внешне выглядит как матовый оттенок . Это не означает , что за год-два от краски ничего не останется - как справедливо замечает S.D. , иначе ею бы не красили рыбопромысловые суда и нефтяные платформы . Стойкость эпоксидной эмали к ультрафиолету может изменяться в широких пределах в зависимости от применяемого отвердителя . На этой лодке я впервые использовал для окраски вместо кисти краскопульт низкого давления. То , что получилось за пять "сеансов" окраски, я могу признать удовлетворительным . Как совершенно справедливо предупреждал на этот счет S.D. - если вы раньше этим инструментом не работали , то не стОит надеяться , что быстро сможе его освоить и в случае единичной лодки того же результата можно добиться и кистью . Так оно и вышло . В дальнейшем надо будет иметь в виду , что некоторые места все же проще и качественней красить привычным способом - велюровым валиком с флейцем . Проще - потому что неважно , красится участок величиной с ладошку или же целиком корпус - промывать краскопульт после этого придется час , потратив при этом пол-бутылки ацетона . Дополнительно осложняло покраску присутствие в гараже иностранного авто , которое во избежание неприятностей приходилось всякий раз выгонять с насиженного места . Красить поэтому приходилось в вертикальном положении корпуса .
О том , что получилось , можно судить по прилагаемым ниже фото . (Для желающих - вид спереди , сзади и сбоку)
Чтобы после завершения лодки оценить узкие места технологии и сделать кое-какие выводы , я вел подробный учет рабочего времени и расходуемых материалов . С материалами ситуация выглядит следующим образом :
Итого на материалы по ценам лета-2004 (большинство из них их приобретено год и более назад) израсходовано 1900 руб .Небольшое затруднение есть с оценкой расхода аэросила А-380 (из-за невесомости этой субстанции) , но при его мизерном расходе данной цифрой можно пренебречь. Общие трудозатраты составили 140 часов . Из них 60 часов ушло на изготовление корпуса с внутренней обстройкой и оклейкой и столько же (56) на отделочные работы - многократное шпаклевание , шлифование и покраску. Можно считать , что в "нормативы" я уложился - примерно о таком равенстве ("время на отделку корпуса равняется времени на его постройку") и приходилось читать ранее. Впрочем , если ориентироваться на проекты с ранее упомянутого Bateau.com , то у них с ростом размеров данное соотношение имеет тенденцию нарушаться . В любом случае с этой второй половиной каждый сам волен решать - в какой момент остановиться на достигнутом. Я не прочь был бы и еще поработать над корпусом , но надвигающиеся холода заставили прекратить эти поиски совершенства. По крайней мере теперь я точно знаю , что добиться безупречной поверхности корпуса любителю вполне по силам. В завершение рассказа о постройке хочется привести цитату из одной книжки :
Лодки , построенные по технологии скрепок и клея , как нельзя более подходят под этот совет . Уже спустя считанные часы после начала работы перед вами появляется вполне оформившийся корпус , который с каждым новым подходом к нему приобретает законченные черты . Но даже если вы поймете , что это - не "ваше", риск все равно невелик - стоимость нескольких листов фанеры и ведерка смолы. В случае , если вы поймете обратное (о чем свидетельствуют многие) - последствия могут иметь гораздо более серьезный характер . Этот мой рассказ о постройке адресован тем и другим : я надеялся , что кому-то моя информация поможет избежать грубых ошибок в постройке , а кому-то получить от работы удовольствие и в конечном итоге всем быстрее оказаться на воде .
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Принципиальным элементом технологии скрепок и клея является галтель из эпоксидной смолы с
наполнителем , "именно она в паре со стеклотканью дает конструкции stitch&glue право
на жизнь" (S.D.) . Помимо функции склеивания элементов обшивки галтель распределяет
концентрацию напряжений на их стыке , делая соединения прочными и долговечными . Кроме S.D. о
важности этого элемента пишут Г.Уитт ("Постройка малых судов из фанеры") и Д.Герр
("Элементы прочности малых судов") . Тем более странно было обнаружить в инструкции по
сборке простую фразу "проклеить швы стеклотканью" . 
То , каким выглядел корпус после этой операции , устроило бы абсолютное
большинство строителей - гладкие поверхности , неровности которых ощущались скорее на ощупь .
После бескрайних пространств предыдущей лодки (борта и днище - 26 м2) можно было позволить
добиться некоторого совершенства хотя бы на этой. Зачищеный корпус ошпаклеван эпоксидной
шпаклевкой ЭП-0010 на тальке в несколько этапов (число проходов зависит от эстетических запросов
) . Очень важным условием совершенной поверхности является отсутствие твердых включений (вроде
песчинок) в наполнителе . Попадая под лезвие шпателя , ведомого под большим углом , твердые
частицы застревают и оставляют за собой тонкие рытвины . Дефектов можно избежать , ведя шпатель
под более острым углом к поверхности , однако это увеличивает толщину слоя , делает его волнистым и
приводит к повышенному расходу шпатлевки .
