Акваскипер — всё про новый водный велосипед

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Posted on 21.02.2013 in КАТЕРА, ЛОДКИ И МОТОРЫ | by

Рассмотрим схему сил, действующих на мачту яхты (рис 193) Давление ветра на паруса передается через мачту и ванты на корпус судна и уравновешивается восстанавливающим моментом остойчивости Мв Будем считать, что момент сил Т, возникающих в вантах и мачте, равен Мв Эти силы можно определить из выражения

В,2-

Таким образом, действующие вагрузки на мачту и стоячий таке­лаж пропорциональны произведе­нию водоизмещения на плечо ста­тической остойчивости

DlE

Ври заданном угле крена в.

Практически расчеты выполня­ют для угла крена 30°, а динамич­ность действия гит учитывают ко­эффициентом 1,5, т е.

ЗМ

_ KB30 __ 8з0

Т — в/2 в

Где В — ширина яхты в месте креп­ления вант

Если диаграммы плеч статиче­ской остойчивости отсутствуют, то приближенно можно считать

Л/Г ___ 30

•""В80 — ‘ 57,3

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Рис 193. Схема сил для расчета продольной устойчивости мач­ты и прочности стоячего таке­лажа яхты

Где D — водоизмещение яхты; H — начальная поперечная метацен- трическая высота (H = 0,9—1,2 м)

Момент инерции поперечного сечения мачты определяют, как для колонны, на которою действуют продольное усилие Т, натяжение фалов и сипа реакции штага Последние учитываются коэффициен­том 1,85, а приближенное значение расчетной силы сжатия мачты

1,85 3 0,52D/I

Необходимый минимальный момент инерции поперечного сечения

Мачты (относительно ДП судна) находят по формуле Эйлера:
Где L — нижний пролет мачты от точки крепления на палубе до узла крепления вант, см; K — коэффициент Эйлера, зависящий от способа установки мачты; K = 2,25, если мачта псоходит через палубу и рас-

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Гнс. 194. Характерные поперечные сечения мачг и гиков для малых прогулочных яхт. а — деревянная мачта сплошного круглого сечения; Б, в — пустотелые деревянные мачты; г — стальная или из легкого сплава с приварной трубой-ликпазом; д — прессованная из легкого

Сплава.

Клинивается в пяртнерсе, и fe= 1,8, если мачта имеет шарнирную опору на палубе; Е — модуль нормальной упругости для материала,

Для сплавов

Алюминиево — и Е = 1 X

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

А 738

Щ5

90

0,910

0,350

80

0,975 0,990 Д555_

1,00

1,00

0,995

0,980 0,950

% 70 В

I

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Палуба

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Диаметр Рис. I95. Продольный профиль мачты при вооружении стоповым стакселем. Под диаметром под­разумевается любой размер по­перечного сечения мачты.

О

‘5 кг/см2

Которого изготовлена мачта; £ = 7-10 0,550 ТОП

Магниевых

X 103 кг/см2 для древесины сосны.

Подобным же образом рассчи­тывается момент инерции сечения мачты относительно поперечной оси, только в качестве L берут длину пролета мачты от палубы до точки крепления штага.

Поперечное сечение деревян­ной мачты может быть овальным или прямоугольным со скруглен­ными углами (рис. 194), а мачты " легкого сплава — круглым. По­следнюю можно изготовить из тру­бы подходящего диаметра с толщи­ной стенок от 2 до 4 мм (на малых яхтах).

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Диаметр деревянной сплошной мачты круглого сечения для воору­жения бермудского типа опреде­ляют с достаточной для практики точностью, исходя из расчета 11,3 мм на каждый метр ее высоты над палубой, затем рассчитывают размеры выбранного пустотелого сечения из условия равенства мо­ментов инерции. Толщина стенок клееной пустотелой мачты при­нимается равной V5 ее диаметра.

Наибольшее расчетное сечение мачты должно располагаться при-

100%
Мерно посредине ее высоты от палубы до точки крепления штага; у топа линейные размеры могут быть уменьшены до 50—70%, у шпора — до 75% наибольшего сечения (см. рис. 198). При оснастке с топовым стакселем рекомендуемая продольная профилировка мачты показана на рис. 195.

При изготовлении небольших круглых мачт, рейков и гиков для вооружения лодок рекомендуется их расчетный диаметр принимать равным 14—16 мм на погонный метр длины.

Суммарное усилие растяжения в вантах одного борта равно R =

Т

=—— jj-, где F> — угол между вантами и мачтой (см. рис. 193). Оче-

Видно, что при раскреплении мачты одной парой вант вся нагрузка О) 5) в)

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Рис. 196. Варианты раскрепления мачт стоячим такелажем "при пло­щади парусности до 20 м2: а, б — оснастка «3/4»; в — вооружение с топовым стакселем.

I «- ахтерштаг; 2 — основные (нижние) ванты; 3 — ромбованты; 4 — крас­пицы ромбовант; 5 штаг; 6 — верхние ванты; 7 — краспицы верхних вант;

8 — бакштаги.

Приходится на наветренную ванту. При наличии верхних и нижних вант в оснастке типа «3/4» первые воспринимают 42% общей нагрузки, а последние 58% (рис. 196). При оснастке топовым стакселем нагрузка распределяется соответственно 38 и 62%. Ориентируясь по этим циф­рам, можно подобрать стальной трос для стоячего такелажа, причем коэффициент запаса принимается равным трем (разрывная нагрузка троса должна быть равна утроенной величине расчетного усилия, приходящегося на данную снасть такелажа).

Следует учитывать, что если угол между вантами и мачтой состав­ляет менее 13°, то такие ванты оказываются неэффективными, и мачта начинает работать на поперечный изгиб. Для увеличения угла Р до 15— 18° служат краспицы, которые изготовляют из алюминиевых труб яли древесины твердых пород обтекаемого сечения. Краспица под­вержена продольному сжатию. Ее поперечное сечение, как и мачты, рассчитывают по формуле Эйлера. Она должна располагаться в од­ной плоскости с вантой и мачтой таким образом, чтобы в продоль­ном направлении ванта не сломалась.

Величину разрывной нагрузки для стоячего такелажа можно определить также по следующему приближенному правилу: основная

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Рис 197. Крегление стоячего такелажа к деревянному н пластмассо­вому корпусу.

/ — наружная обшивка; 2 — палуба, 3 — вант-путенс, 4 путеае из круг­лого прутка. 5 — кница: 6 — переборка, 7 металлическая пластика

Как выбрать размеры мачты и стоячего такелажа?

Рис. 198. Конструкция мачты яхты длиной 6,5 м: а — крепление стоя­чего такелажа; б — продольный профиль и поперечные сечения.

1 — обойма краспицы; 2 — путенс нижней ванты; 3 — путенс верхнем ванты; 4 — обойма блока грота-фала; 5 — ахтерштаг; 6 ~ полоса, препятствующая сдвигу путенсов топ — и ахтерштагов, 7 — грота-фал; Я — топштаг, 9 — блок Спинакер-фала; 10 спинакер-фал; // — путенс основного штага (врезается в мачту в крепится болтом); 12 — блок стаксель-фала; 13 — основной штаг.

Ванта и штаг должны иметь прочность на разрыв, равную полному водоизмещению судна D; верхние ванты и ахтерштаг при оснастке *%* — 60—70% D; при топовом стакселе — 100% D. Для изготов­ления стоячего такелажа используют самые жесткие и не тянущиеся под нагрузкой стальные тросы конструкции 1X19; 7X7 или 6X7 с органическим сердечником либо легированную проволоку из нержа­веющей стали.

Детали для крепления стоячего такелажа к корпусу яхты и мачте должны иметь четырехкратный запас прочности. На рис. 197 показаны некоторые варианты крепления вант-путенсов к пластмассовому кор­пусу. К мачте стоячий такелаж крепится при помощи оковок из тонко­листовой нержавеющей стали (рис. 198). Усилие на отрыв от мачты воспринимается болтами, а на срез — болтами или шурупами.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

TITLE

TITLE