Древесина - неоднородный материал, при работе с которым нужно
принимать во внимание вид его обработки: пилением, строганием или
фрезерованием (вдоль волокон или поперек). Обрабатывать
дерево-приятная и чистая работа, которая требует аккуратности и
точности при подгонке деталей. Ниже кратко рассказывается о самых
важных процессах по обработке судостроительной древесины, чтобы дать
представление о современных методах, применяемых при постройке
деревянных яхт.
Пиление, строгание и фрезерование - основные процессы обработки
древесины, используемые при заготовке деталей корпусов яхт. Наряду с
пилорамой, ленточной и дисковой пилой, различными ручными пилами
существует еще два вида пил, позволяющих обрабатывать древесину
более рационально. Ножовка с обушком, называемая на жаргоне
шлюпочников шлицовкой, незаменима при монтажных работах на борту и
используется прежде всего при сборке. На современно оснащенных
верфях есть еще многодисковая пила, с помощью которой за одну
операцию можно распилить большое количество досок. Поверхность
разреза при этом получается такая гладкая, что доработка рубанком не
требуется. С другой стороны, поверхности досок несколько шероховаты,
что как раз является идеальным условием для склеивания. Поэтому
применение многодисковой пилы при постройке яхт клееной конструкции
дает значительную экономию труда.
Строгание обычным ручным рубанком в яхтостроении применяется все
реже. Но для некоторых рабочих операций он незаменим. Это касается
прежде всего точных подгоночных работ и тщательной отделки наружной
обшивки, палубы и надстройки. Для выполнения таких работ ручной
электрорубанок, который сегодня заменил обычный ручной, часто
оказывается слишком грубым, тяжелым и мало чувствительным
инструментом. Подгонку досок наружной обшивки, например, можно
выполнить чисто только с помощью ручного рубанка. При подгонке
фанеры применяют маленький стальной ручной рубанок - специальный
торцовый.
Для придания окончательного лоска верхнему краю наружной обшивки,
планширю и аналогичным деталям необходим еще ручной фуганок.
Любители-судостроители часто обходятся нормальным рубанком с двойной
железкой и маленьким стальным торцовым рубанком.
Фрезерование в яхтостроении применяется чаще всего для снятия
малки с кромок шпангоутов. Для этого требуются фрезерные станки с
регулируемой опорной плитой, которую можно установить под различными
углами к головке фрезы.
При постройке яхт с диагональной обшивкой на продольных стрингерах
пользуются ручным фрезерным инструментом с упором, чтобы подгонять
планки друг к другу. Его часто применяют и в серийном производстве
для подгонки кромок обычных продольных досок наружной обшивки.
Шлифование электрофицированным ручным инструментом выпуклых
поверхностей наружной обшивки старые судостроители отвергают. Однако
при известном опыте шлифование с помощью усовершенствованных
инструментов обшивки формо ванных на клею корпусов стало возможным и
обычным делом Конечно, таким способом нельзя достичь такого же
качества поверхности, как при отделке наружной обшивки ручным ру
банком, доработке с помощью цикли и заключительной ручной шлифовке.
Станки для обработки дерева, такие, как стационарные прогоночные,
рейсмусные, прокатно-шлифовальные, сверлильные, а также ручные
дисковые пилы, электрические дрели и отвертки являются непременным
оборудованием любых верфей по постройке яхт. Любителю, который
получает дерево в заготовках, станки большей частью не нужны. Он,
как правило, обходится простым набором ручного инструмента, и, если
в составе этого инструмента имеются электрическая дрель и
электрическая дисковая пила с набором пил и фрез, это означает уже
хорошее оборудование.
При современных методах постройки деревянных яхт объем сверления для
крепления деталей корпуса на болтах и шурупах постепенно
уменьшается. Любое отверстие означает снижение прочности, а если оно
на палубе или в наружной обшивке, то и возможность появления течи.
При обычной конструкции корпуса с поперечным набором пересекающиеся
детали приходится подтягивать с помощью болтов, шурупов и даже
заклепок. Это теоретически самое прочное соединение деревянных
деталей, которое воспринимает нагрузку на разрыв поперек волокон.
Но, как уже говорилось, опытный конструктор может рассчитать даже
силы набухания наружной обшивки и преодолеть их только применением
склеивания.
В конструкции из фанеры соединения на шурупах предусмотрены только с
целью достижения необходимого давления для запрессовки деталей при
склеивании. Удалять после этого крепеж, конечно, не имеет смысла,
так как заделывать отверстия в обшивке затруднительно и, кроме того,
приходится оставлять снаружи впитывающий воду торец пробки.
Сверление отверстий под болты, шурупы и заклепки производится с
помощью нормальных спиральных сверл. Диаметр сверла выбирают на
0,2-0,5 мм меньше диаметра болта или шурупа для более плотного их
крепления в дереве. Если болты и заклепки должны проходить насквозь
через детали набора, соприкасающиеся с водой (наружная обшивка,
палуба, надстройка), часто делают пробное сверление сверлом малого
диаметра. Нужна гарантия того, чтобы болт или заклепка сидели в
дереве ровно и плотно, но и ие приводили к его разрыву. Допуски в
диаметрах сверл и различная их заточка делают такую пробу
рациональной.
Предварительное сверление имеет большое значение для создания
удерживающей силы шурупа в дереве. Спиральные сверла затачивают так,
что одна часть его длины имеет диаметр нарезки стержня шурупа, а
другая - диаметр гладкой части стержня шурупа. Точнее говоря, для
каждого шурупа нужно специально заточенное сверло. Сверлят обычно с
ограничением глубины с помощью ограничителя, который может
представлять собой круглый кусок фанеры определенной толщины или
патрон, который позволяет зажимать сверло на нужной глубине
сверления. Если нужно сделать только несколько отверстий
определенных размеров, то их можно сверлить последовательно двумя
спиральными сверлами: сначала на всю длину шурупа с диаметром
сверла, равного диаметру нарезки стержня, а затем - на длину гладкой
части шурупа сверлом соответствующего диаметра.
Для шурупов предварительное сверление еще важнее, чем для сквозных
болтов или заклепок. Шуруп должен плотно входить в свое отверстие и
при последних оборотах отвертки идти прямо, однако при этом не
должен сильно подвергаться нагрузке на скручивание, чтобы не
срезалась его головка.
Отверстия под пробки должны иметь диаметр головки шурупа плюс
примерно 1 мм и быть такими глубокими, чтобы головка были утоплена в
древесину примерно на диаметр стержня шурупа. Если дерево зачищают,
то нужно утопить головки шурупов еще глубже. На палубе из тика
головки шурупов надо утопить глубже еще примерно на 2 мм, чтобы
иметь запас древесины над ними для зачистки.
Пробки для заделки головок болтов и шурупов изготовляют из того же
дерева, что и обшивку или палубу, на стационарном
горизонтально-сверлильном станке. Их вбивают в отверстия на
свинцовых белилах, подкрашенных под цвет дерева. Так как свинцовые
белила, содержащие масло, не обладают адгезией к синтетическим лакам
и краскам из двух компонентов, то деревянные пробки нередко ставят
на клею. Высоту пробок нужно определить сразу, поскольку при
срезании выступающей части пробки стамеской случается, что пробка
лопается из-за перекоса слоев древесины ниже поверхности доски
обшивки. Если она лопнет, ее нужно заменить, пока клей еще не встал.
Крепление болтами деревянных деталей корпуса при современных методах
постройки с использованием клея стало редкостью. Такой метод
крепления, однако, неизбежен в случаях, когда надо соединить,
например, бимсы деревянной палубы с кницами металлического корпуса,
балластный фальшкиль с деревянным килем и разные металлические
детали с деревянной палубой. Крепление болтами деревянных бимсов с
металлическими кницами осуществляют посредством так называемых
глухарей - шурупов с большой круглой плоской головкой и
че1ырехгранной насадкой, срезаемой при завинчивании винта. Между
металлической кницей и гайкой можно положить пружинную шайбу из
нержавеющей стали, хотя вибрация болта в дереве - явление редкое и
опасность отвинчивания глухаря может появиться только при сильной
вибрации двигателя.
Нормальный болт с диаметром потайной головки вдвое большим диаметра
болта может смять древесину только при высоких нагрузках. Благодаря
конусной под 90° головке болта составляющие давления действуют на
твердый торец древесины. Плоские шайбы, диаметр которых только в два
раза превышает диаметр болта, как подкладочные шайбы для дерева
непригодны. Если время от времени сильно подтягивать болты, шайбы
могут быть буквально втянуты в древесину поперек волокон. Нужно
использовать подкладочные шайбы с диаметром не менее трех диаметров
болта и толщиной не менее 0,25 его диаметра.
В качестве материала для болтов применяют оцинкованную сталь, особую
латунь 59, различные сорта бронзы и нержавеющей стали. Подкладочные
шайбы и гайки должны быть из того же материала, что и болты.
Шайбы болтов, которые могут подвергаться
значительным нагрузкам, должны иметь диаметр, равный четырем
диаметрам болта, и толщину не менее половины диаметра болта. Если
сильно нагруженные болты ставят с головкой, утопленной в древесину,
диаметр головки должен быть равен не менее 2,5 диаметрам болта.
Поскольку таких стандартных болтов нет, их приходится изготовлять в
штампах на верфи или специально заказывать. Большинство болтов
делают, как правило, в виде винтов с потайной головкой и со шлицами.
Так как выфрезе-рованные шлицы у болтов из нержавеющей стали все же
корродируют, на верфях, отличающихся высоким качеством работы,
изготовляют часто болты с плоской полированной головкой.
Соединения на винтах-шурупах сменили при постройке деревянных яхт
прежние крепления на медных заклепках. При правильном использовании
шурупов соединение оказывается почти таким же прочным, как и на
заклепках.
Медные заклепки имеют существенный недостаток: гнутся из-за сильной
клепки. Согнутые заклепки обнаруживают только по тому признаку, что
под нагрузкой они сдают и соединение ослабевает. Дорогостоящие
поначалу винты по дереву пробили себе дорогу в яхтостроении после
того как результаты испытания на прочность доказали надежность
креплений на винтах-шурупах. При испытании креплений оковок на мачте
оказалось, что шуруп длиной, равной 10 диаметрам его стержня, при
чрезвычайной нагрузке скорее разрывается, чем выходит из дерева.
Испытывались латунные шурупы в относительно мягкой древесине спруса,
а сегодня ставят более прочные винты из нержавеющей стали и бронзы в
довольно твердых породах корабельной древесины (красного дерева и
тика). Решающим условием прочности соединения на шурупах является
правильное предварительное рассверливание отверстий под шуруп.
При современных методах постройки с использованием клееных
конструкций шурупы применяют в основном для создания необходимого
давления при склеивании больших по площади конструкций из фанеры,
для которых усилия струбцин оказывается недостаточно. По
соображениям прочности здесь хватило бы латунных винтов. Что
касается необходимой долговечности, то для шурупов целесообразнее
использовать латунь 60 (лучше - особую латунь 59, содержащую никель)
либо более прочные материалы: оловянную или марганцовистую бронзы,
нержавеющие стали. Так как нержавеющая сталь без присадки молибдена
сильно подвержена коррозии, необходимо использовать сталь с
содержанием молибдена не менее 2%.
При полностью клееных конструкциях не лишним будет дополнительно
закрепить шурупами концы досок наружной обшивки и другие соединения
набора корпуса для прочности на случай чрезмерных нагрузок. Детали,
в которых просверлены отверстия под шурупы, перед склеиванием надо
тщательно очистить от опилок и заусениц по краям отверстий.
Перед установкой шурупов в рассверленные отверстия для более легкого
ввинчивания их в дерево концы шурупов раньше погружали в чистые
цинковые белила. Но содержащие олифу цинковые белила непригодны при
использовании клеев, как и для последующей окраски корпуса яхты
двухкомпонентными красками. В качестве заменителя белил сегодня
применяют эластичные пасты на полиуретановой основе. Вошло также в
обычай использовать клей без добавления отвердителя в качестве
смазки для ввинчивания шурупов.
