Плотность стеклопластика больше чем воды, а потому лодка может
потонуть. Противники применения стеклопластика считают это основным
недостатком. Когда-то многие утверждали, что и стальные суда плавать
явно не смогут. Но ведь и любая деревянная лодка крупнее шлюпки потонет,
оказавшись захлестнутой волной, поскольку плавучесть древесины
совершенно недостаточна для поддержания балластного киля или двигателей.
Даже обладающая плавучестью деревянная лодка вряд ли удержит при этом
одного человека.
Все суда нуждаются в запасе плавучести независимо от того, из какого
материала они изготовлены. Правило безопасности гласит: <Оставайся при
судне, не стремись плыть к берегу>. Но оно справедливо, если судно,
захлестнутое волной, продолжает оставаться на плаву (и команда тоже).
Плавучесть обеспечивается во имя спасения людей, а не судна.
16.1. Воздушные ящики
Пустотелые воздушные ящики имеют небольшую стоимость, но
наименее надежны. Вследствие этого применять их не рекомендуется.
Заполнение пространств плавучести пенопластом обходится дороже, но
обеспечивает максимальную надежность.
В случае серьезной аварии пустотелые ящики могут получить столь
значительную пробоину, что большая часть воздуха окажется вытесненной,
особенно при опрокидывании, которое в таких ситуациях наиболее вероятно.
Шлюпки, имеющие двухслойную обшивку, особенно уязвимы в подобных
случаях, поскольку весь их запас плавучести заключен в едином
пространстве между наружной и внутренней оболочками. Достаточно одной
значительной пробоины, и вся плавучесть будет утрачена. В то же время
маловероятно, чтобы три или более изолированных ящика получили пробоины
одновременно.
Однако определенный объем воздуха обычно остается внутри поврежденного
отсека (особенно у шлюпки с двойной обшивкой), сохраняя его некоторую
плавучесть, но в силу очевидных причин на это не следует полагаться.
Воздушные ящики должны обеспечивать оптимальный коэффициент
безопасности, т. е. сохранение плавучести при затоплении более чем
одного из них. Не лишне напомнить, что величественный <Титаник> считался
непотопляемым.
Пространства, заполненные пенопластом, всегда остаются на плаву. В
случае большой теоретической плавучести может оказаться достаточным
частичное заполнение. При незначительном увеличении массы объем
заполняемого пенопластом пространства меньше объема воздушной полости,
требуемой для обеспечения плавучести.
Использование пустотелых элементов плавучести оправдано лишь в случае
применения мешков из поливинилхлорида или резины. Они имеют самые
различные размеры и формы и настолько эластичны, что их можно размещать
внутри гоночных шлюпок, заполняя, таким образом, пространство любой
приемлемой формы.
Общим недостатком воздушных ящиков является просачивание в них воды,
способное привести к потере большей части плавучести. В этом отношении
заполнение пространств пено-материалами обеспечивает еще одно
преимущество. Просачивание воды в момент захлестывания судна волной
происходит медленно. Ее количество обычно пополняется за счет воды,
скапливающейся в трюме, и дождевой воды. Однако трещина в верхней части
ящика приводит к утечке воздуха, результатом чего является ускоренная и,
возможно, чреватая последствиями потеря плавучести, особенно в сочетании
с повреждением или иными дефектами, позволяющими воде проникнуть внутрь
ящика при одновременном вытеснении воздуха наружу.
Часто повреждение происходит не в днищевой части, а где-то посредине
борта. В подобном случае бывает трудно удалить попавшую внутрь воду. Для
полного удаления воды, попавшей внутрь воздушных ящиков, а также в
пространство между оболочками шлюпок с двойной обшивкой, требуется
устанавливать сливные резьбовые пробки или заглушки. Это особенно
необходимо для шлюпок, поскольку течь может образоваться в результате
малейшего повреждения или наличия внутренних дефектов.
Основными дефектами являются трещины в приформовоч-ных
угольниках в местах соединения воздушного ящика с корпусом или отрыв
приформовок от корпуса вследствие изгибов последнего в процессе
эскплуатации. Приформовочные угольники должны быть тщательно
отформованы. Очень важно обеспечить качественное соединение. Дефекты в
соединениях возникают обычно вследствие плохой подготовки поверхности
(см. гл. 1 и 2). Следует браковать приформовочные угольники, которые
выглядят покоробленными и ворсистыми. Они могут привести к появлению
множества течей, каждую из которых в отдельности невозможно обнаружить и
устранить. К тому же при этом нелегко обеспечить отверждение
стеклопластика при заформовке дефектов.
Рис. 88. Отсеки плавучести с пенозаполнителями:
а - плиты пенополистирола или "Оназота" (не обеспечивают заполнения
всего пространства); б - вспенивание на месте, обеспечивающее заполнение
всего пространства.
Заполнение пеноматериалами не может предотвратить
просачивания, если материал не занимает всего пространства плавучести и
не исключает водопоглощения.
При использовании для заполнения обычных плит или блоков остаются
значительные воздушные пространства по кромкам и между блоками. Тем не
менее при этом обеспечивается достаточно надежная плавучесть (рис. 88),
поскольку пеноматериал заполняет большую часть пространства и в случае
появления течи при повреждении для воды остается не слишком много места.
К тому же ни один из пеноматериалов не подвержен быстрому разрушению
водой. Однако впитывание воды пенозаполнителем в течение длительного
промежутка времени приведет к набуханию стеклопластика. Вода при этом не
будет высыхать и может проникать сквозь пеноматериал или по внутренним
каналам, что приведет к его разрушению. Ячейки у пенопластов либо
открытые, внутри связанные как у губки, либо замкнутые как у мыльной
пены, при этом тот или иной тип ячеек составляет не более 90% общего их
числа. Обычно используемые на практике пеноматериалы с открытыми
ячейками жестки, а не эластичны подобно губке и, таким образом, не
способны быстро впитывать воду. В результате этого обеспечивается
сохранение необходимого запаса плавучести. Теоретически возможно
сквозное заполнение ячеек водой, но на это потребуется длительное время,
поскольку в промежутках между ячейками содержится значительный объем
воздуха. Пенополистирол, получаемый посредством вспенивания отдельных
гранул, имеет большое количество замкнутых ячеек.
Из пенопластов применяют: обычный полистирол, легкий изоляционный
материал белого цвета; полиуретан, эластичный обивочный или в виде
жестких листов; вспененный полихлорвинил как жесткий, так и эластичный и
<Оназот>, представляющий собой губчатую резину, похожую на пенопласт.
Используют также пробку и бальзовую древесину.
С целью получения прочного соединения материала со стенками смесь двух
компонентов заливают или напыляют в жидком состоянии, после чего
происходит быстрое вспенивание и заполнение пространства. Для напыления
или инжекции некоторых из таких смесей требуется применять дорогостоящее
оборудование.
Наиболее широкое распространение получили полиуретано-вые пенопласты
плотностью от 30 до 160 кг/м3. Они создают значительное усилие при
вспенивании, достаточное, чтобы поднять человека. Во избежание
коробления, особенно корпуса со сложными обводами, необходимо
предпринимать меры предосторожности.
Воздушные ящики плавучести зачастую можно изготовить непосредственной
обформовкой поверхностей пеноблоков с обеспечением формы,
соответствующей заполняемому пространству. Это позволяет избежать
трудностей, связанных с изготовлением отдельной матрицы. Грубая отделка
внутри корпуса - небольшой недостаток.
Непосредственную обформовку полистирола осуществить невозможно, так как
полиэфирная смола быстро растворяет его. Полистирол должен быть защищен.
Один из удовлетворительных методов защиты - это покрытие его
полиэтиленовой пленкой или битумной краской. Преимуществом полистирола
является его дешевизна и доступность.
Другие пенопласты в значительно меньшей степени подвержены воздействию
смолы при условии достаточно быстрой ее полимеризации. Однако пористость
приводит к повышенному расходу смолы, что исключается при нанесении
любого покрытия. Пористость наиболее вероятна на срезах кромок, однако
автору пришлось однажды испытать неудачу при использовании пробки вместо
пенопласта. Крупные полости впитали так много смолы, воспрепятствовав
при этом равномерной пропитке, что в итоге ящик получился с явно
выраженными порами.
Подобный метод применим для изготовления ящиков, имеющих основу из
фанеры или досок, с последующей их окончательной наружной обформовкой
(рис. 89). Фанерная основа обладает небольшой прочностью, достаточной
лишь для поддержания слоев поверх нее в процессе наформовки. Она
используется только как оформитель, поэтому целесообразно применять
дешевые сорта ее. При этом нет необходимости усложнять конструкцию,
выполняя тщательную пригонку и обеспечивая жесткое ее соединение с
корпусом. Совместное соединение основы с корпусом посредством липкой
ленты вполне приемлемо, оно в конечном счете обеспечивает присоединение
к формованной конструкции. Формование лучше всего выполнять в два этапа,
отверждая первый слой перед наложением второго. Это позволит избежать
возможных неприятностей, обусловленных гибкостью неровной и тонкой
основы.
Рис. 89. Обформованный снаружи ящик плавучести:
а - крепление по месту посредством липкой ленты предварительно
подготовленных панелей из многослойной фанеры или твердого картона; б
-ящик плавучести, созданный обформовкой панелей-оформителей.
Таким образом получают ящик достаточно прочной
формованной конструкции. При необходимости фанерную основу можно
изготовить прочной, а затем покрыть снаружи тонким слоем стеклопластика
в целях обеспечения износостойкости. Ящики плавучести можно сделать
целиком из фанеры (рис. 90). Рекомендуется заполнить полость
пенопластом. Можно использовать также пробку, вермикулит или другие
легковесные заполнители. Материал, предназначенный в качестве
заполнителя, не должен быть слишком плотным или способным к
водопоглощению.
Создающие плавучесть материалы требуется надежно закреплять.
Пространства плавучести должны иметь достаточную прочность, чтобы
противостоять выталкивающим нагрузкам.
Рис. 90. Ящик плавучести "сухой" конструкции. 1
- рейка, приклеенная к корпусу; 2 -панели из фанеры, установленные с
креплением к рейкам на клею и шурупах.
Например, отсек, имеющий габариты 0,65X0,65X0,65 м
и нормальный для обеспечения плавучести объем 0,23 м3, создает запас
плавучести 228 кг. При затоплении судна подъемная сила такого отсека
равна четверти тонны. Необходимо предотвратить ослабление или поломку
судна от действия этого усилия, так как судно должно оставаться на
плаву. Легкие найтовы и винты могут оторваться. Подобное усилие может
возникнуть, естественно, в том исключительном случае, когда судно
затоплено до полного погружения ящика. Обычно усилие не превышает
значения, необходимого для поддержания судна на плаву, т. е. равно массе
вытесненной судном воды; при этом ящик располагается выше уровня
затопления.
