Авторизация
В продаже - № 3(78) 2017
Тест-драйв
>

 

 

 

Поиск по журналу
Настройки поиска:
в номере:
по рубрике:
тема:
статьи автора:
Почему судовладельцы выбирают алюминий?
Тема: ------; Автор: oio; Страница в журнале: 82;

Наш опыт проектирования яхт и катеров показывает, что алюминий как материал – это выбор тех судовладельцев, кто уже «наигрался» с пластиковой «мыльницей». Отсюда понимание особенностей эксплуатации и обслуживания, и, как следствие, – большой практичности дизайна, надёжности, мореходности и удобства формы. Такое алюминиевое судно покупается со знанием дела и надолго, в отличие от стеклопластикового «ширпотреба», состоящего из рубленого волокна, надутого распылителем…

Скажем, в Канаде, на севере США и в странах Скандинавии большим спросом пользуются алюминиевые катера прогулочного назначения. Во-первых, они идеально подходят для сурового северного климата и позволяют решать проблему межсезонного хранения при низких температурах. Во-вторых, на мелководных реках алюминиевая лодка плюс водомёт – это наиболее жизнеспособная комбинация. Такие суда популярны в Сибири и на Дальнем Востоке России…
Северные страны – Норвегия и Канада, а также Австралия имеют заслуженную репутацию на рынке небольших спасательных, патрульных и рабочих катеров из алюминиевых сплавов [4]. Именно алюминиевые катера составляют основу «служебного флота», несмотря на более высокую цену по сравнению с пластиковыми аналогами.
Лидер в производстве алюминиевых катамаранов и паромов, пожалуй, Австралия, где наиболее известны верфи Incat и Austal Ships. Кроме того, алюминиевые катамараны-паромы строятся в Финляндии, Канаде, Норвегии и Сингапуре. Суда этого типа имеют длину 20-40 м, наиболее крупные – до 100 м, и скорость до 50 узлов [4].
Алюминиевое малотоннажное судостроение Франции – это прежде всего алюминиевые парусные яхты длиной 35-60 футов. Наиболее полно оно представлено в моделях Ovni от Alubat и яхтах, продаваемых под брэндом Allures. Преимущество алюминия, о котором очень часто приходится слышать от владельцев алюминиевых яхт, – отсутствие свойственного пластиковым яхтам химического запаха в помещениях. И это очень важно – ведь, как правило, круизные яхты рассчитаны на длительное пребывание и даже жизнь на борту…
Родина алюминиевых супер-яхт (длиной более 24 м) – это прежде всего Италия, США, Новая Зеландия. Ныне производство этих судов переносится в страны Азии – из-за более дешёвой рабочей силы. К слову, на сегодня Китай уже занимает шестое место в мире по постройке супер-яхт, обогнав такие традиционно судостроительные страны, как Голландия и Великобритания. В целом алюминиевые корпуса имеют около 15% супер- и мегаяхт, в основном – парусные и глиссирующие, строящиеся по кастэм-проектам.
Во всём мире признан опыт советского алюминиевого судостроения. Это, во-первых, алюминиевые суда народного потребления, которые массово клепали (в буквальном смысле) на предприятиях авиапрома – лодки, прозванные в народе «дюральками». Кроме того, судостроительная промышленность СССР выпускала алюминиевые суда на подводных крыльях (СПК), на воздушной подушке и экранопланы гражданского и военного назначения. Автору приходилось видеть СПК «Волга», бережно восстанавливаемые энтузиастами в разных странах. Наибольшие нарекания, которые приходилось слышать от зарубежных коллег по отношению к отечественным алюминиевым судам, – это грубый «военно-морской» стиль сварки и качество поверхности. С другой стороны, у тех же норвежцев зачастую вид сварного шва не лучше… Тем не менее эти проблемы сейчас успешно решают отечественные производители алюминиевых корпусов.

Алюминиевые сплавы
В судостроении используют сплавы алюминия системы «алюминий – магний – марганец» (АМг3, АМг5, АМг61 и др.) для сварных корпусов, дюралевые сплавы системы «алюминий – медь – магний – марганец» (Д16 и т.п.) – для клёпаных корпусов. Плотность алюминиевых сплавов – 2640-2700 кг/м3.
За рубежом применяются сплавы серий 5000 (алюминий легирован магнием) и 6000 (легирован магнием и кремнием). Наиболее распространены сплавы марок 5083 и 6061 для листового проката для прессованных профилей. Обычно буква H после марки сплава серии 5000 означает поверхностное упрочнение, а «T» после марки сплава серии 6000 – термическую обработку.

Преимущества алюминия
Лёгкость. Вес алюминиевых судов сравним с весом судов из стеклопластика и древесины. По сравнению со стальными судовыми аналогичные конструкции из алюминия в среднем на 50% легче [1,2]. Не случайно алюминий часто используется для изготовления надстроек на стальных судах – это способ повышения остойчивости и улучшения ходовых качеств.
Алюминий обладает гарантированными свойствами материала, в отличие от пластиков и деревянных ламинатов, когда сам материал образуется в процессе постройки. Эта проблема существенна для пластиковых судов массового производства – владелец судна никогда не знает, что внутри корпуса, пока тот не сломается…
Высокая относительная прочность алюминия по отношению к весу. По этому показателю из всех судостроительных материалов алюминий уступает только высокопрочным композитам на основе арамидных и углеродных волокон.
Ударо- и вибростойкость
При ударе алюминий имеет свойство растягиваться, что приводит к поглощению энергии удара за счёт деформации корпуса (относительно удлинение при разрыве – 12-18%). Потому алюминиевый корпус разрушается не сразу (как пластиковый или стальной) и его впоследствии довольно легко отремонтировать. Алюминий также более стоек к концентрации напряжений и к вибрации.
Высокая ремонтопригодность – простота соединения материалов с использованием сварки позволяет ремонтировать практически любые повреждения алюминиевого корпуса.
Лёгкость обработки и сварки
Алюминий легче подвергается гибке и механической обработке, а скорость сварки алюминия примерно вдвое выше, чем стали. Кроме того, деформационные свойства алюминиевых сплавов позволяют изготавливать из них специализированные профили. Доступность таких профилей для судостроения облегчает изготовление набора, соединение элементов конструкций и т.д. Учитывая вышесказанное, трудоёмкость постройки алюминиевого корпуса примерно на 20% ниже, чем стального [3].
Защита поверхности – алюминий не нуждается в окраске благодаря образующейся на его поверхности оксидной плёнке, не гниёт, не восприимчив к ультрафиолетовому излучению. Хотя алюминиевые суда и красят, но зачастую производители прогулочных лодок оставляют надводную часть неокрашенной, чтобы подчеркнуть «алюминиевое благородство» корпуса…
Экологичность
Алюминиевые корпуса и сам процесс их постройки более дружелюбны к природе, допускают вторичную переработку (в отличие от пластика). При этом алюминиевый корпус имеет высокую утилизационную стоимость – при сдаче алюминиевого корпуса на переплавку. (Хотя, возможно, последнее скорее недостаток – не оставляйте своё судно без присмотра!)
Немагнитность и отсутствие искрообразования – иногда требуются для постройки специальных судов и емкостей, например для перевозки легко воспламеняющихся грузов.
Высокая перепродажная стоимость алюминиевого судна: скажем, средняя пластиковая яхта длиной 30-40 футов за первые три года теряет 30% своей стоимости, в то время как алюминиевая – только 10%.

Недостатки алюминия
Коррозия – вообще алюминий более стоек к коррозии, чем сталь, алюминиевое судно не имеет на бортах ржавых подтёков. Тем не менее алюминиевый корпус требует грамотного обращения и защиты. Скажем, интенсивная коррозия корпуса может возникнуть, если пришвартовать алюминиевую яхту к стальному понтону...
Высокая стоимость материала и работ
Например, на начало 2008 г. стоимость материала с нарезкой в виде «кита» (без стоимости работ) составляет около 12.5 USD за 1 кг. Кроме того, сварка алюминиевого корпуса требует высокой квалификации рабочих. Поэтому судно из алюминия стОит, как правило, дороже аналогичного серийного пластикового или стального. К примеру: при одинаковой комплектации разница в стоимости 40-футовых алюминиевой и стеклопластиковой яхт французской постройки составляет 20-30%. Тем не менее, в долгосрочной перспективе возможна экономия за счёт большего срока службы и простоты обслуживания.
По сравнению со стальным судостроением при работе с алюминием требуется более дорогое сварочное оборудование.
Необходимость в тепло- и звукоизоляции – алюминиевые суда считаются достаточно «шумными» и требуют установки эффективной изоляции.

Примеры проектов
Катер XP980
Этот глиссирующий катер разработан нами для шведской компании XPOLARE MARIN AB. Он предназначен для людей, живущих на островах, и должен использоваться в качестве своеобразного хозяйственного «пикапа». Судно имеет типичную для скандинавов архитектуру walk around с небольшой рубкой, просторным кокпитом и грузовым трюмом для перевозки снабжения. Планировка помещения включает внутренний пост управления с амортизирующим креслом рулевого Ullman, портативный камбуз, диван, трансформируемый в спальное место, санузел. Серийное производство этих катеров ведётся на верфи “BPMarine” в Таиланде.
Судно оборудовано дизелем Volvo Penta D6 мощностью 360 л.с. с поворотной угловой колонкой и соосными гребными винтами Duoprop. Ёмкость топливной цистерны – 500 л.
Корпуса катеров строятся из морских алюминиевых сплавов марок 6061, 5083 австралийского производства. Толщина днища и шпангоутов – 6 мм, борта, палуба и рубка – 4 мм. Корпус имеет усиленный днищевый набор из расчёта на тяжёлые условия эксплуатации. В целом судно спроектировано согласно требованиям EU RCD (группа стандартов ISO Small Craft) и соответствует категории B.
В настоящее время нами разрабатывается двухмоторный вариант XP980, предназначенный для ВМФ одной из скандинавских стран.

Парусный катамаран SL53
Проект этого 53-футового катамарана разработан для австралийского заказчика. Судно построено компанией ‘SirusAsiaCatamarans’ и имеет чрезвычайно лёгкую конструкцию из алюминиевых листов толщиной 4 мм.
Планировка судна рассчитана на эксплуатацию частным владельцем, а парусное вооружение обеспечивает полноценные ходовые качества под парусами. В настоящее время разрабатывается вариант судна с пластиковой рубкой сэндвичевой конструкции, что позволит получить лучшую теплоизоляцию салона и минимизировать рубочный набор.

Катер Oxta1000
В настоящее время на Охтинской верфи в Санкт-Петербурге идёт строительство катера по проекту OXTA1000. Он имеет просторную рубку с салоном, камбузом, внутренним постом управления и выгородкой гальюна. В носовой части оборудованы 2 спальных места. Форпик отделен водонепроницаемой таранной переборкой. В кокпите находится второй пост управления, предназначенный в основном для маневрирования. Судно имеет оригинальную узнаваемую архитектуру, разработанную специально для этой верфи.
Пропульсивная установка – 2 дизеля Nanni Diesel мощностью по 200 л.с., 2 водомёта Castoldi 238HC. Благодаря такой компоновке катер способен передвигаться по мелководью и в акваториях с большим количеством плавающего мусора и имеет высокие маневренные качества. Расчётная скорость хода – до 33 узлов. Топливные танки – вкладные, из алюминиевого сплава, объёмом по 2х470 л.
Судно спроектировано по Правилам Речного Регистра России, также имеет возможность сертификации по стандартам ISO Small Craft и может поставляться в «прогулочном» исполнении. Неоспоримое преимущество алюминия как материала корпуса – суда лучше переносят межсезонное хранение при минусовых температурах по сравнению с пластиковыми конструкциями.

Парусная яхта AMD1250
Эта яхта готовилась для финского заказчика, после чего проект был несколько переработан – добавлены опции планировки и выступающих частей.
Судно предназначено для круизных плаваний и гонок в «круизном» дивизионе. На борту имеется 2 каюты (есть «чартерный» вариант с тремя каютами), 2 санузла, салон, камбуз. По всем параметрам – это надёжная семейная парусная яхта, приспособленная для жизни на борту и способная совершать длительные океанские переходы.
Обводы судна – с радиусной скулой, что позволяет минимизировать количество деталей, требующих сложной трёхмерной гибки.
Яхта может строиться в варианте с плавниковым килем, в варианте с подъёмным бульб-килем, а также со швертом, убирающимся в неглубокий плавник, или со скуловыми килями. В двух последних случаях судно имеет 2 руля со скегами и способно становиться на грунт при отливе. В настоящее время яхта предлагается к постройке на Охтинской верфи.

Что такое «кит»?
В мировой практике существует тип алюминиевого судостроения из наборов – так называемых «китов» (английское kit – «набор»).
Заметим, что «советская» схема предусматривала наличие на предприятии собственного конструкторско-технологического отдела, который и выполнял раскрой листов. Сейчас ситуация на рынке такова, что строитель малого судна предпочитает получить комплект файлов для резки или даже нарезанный материал – «кит» и заниматься исключительно постройкой. Схема работает следующим образом: заказчик выбирает проект из каталога, конструкторское бюро размещает заказ на «кит» в компании, специализирующейся на поставке и резке алюминия. В результате заказчик получает «кит» с комплектом сборочных чертежей (при этом заказчику практически нереально построить потом точно такое же судно в обход лицензии проектанта – ведь файлов для резки он не получает). По такой схеме работают небольшие верфи, спускающие 1-3 судна в год. Излишне говорить, что разработка «кита» требует определённой тщательности – чтобы в конечном итоге всё собиралось.

Алюминий и эстетика
Может ли алюминиевое судно быть красивым? Да, если оно спроектировано правильно. Большинство строителей алюминиевых судов предпочитают иметь дело с поверхностями, разворачивающимися на плоскость – это обеспечивает технологичность в постройке [1]. Тем не менее даже из разворачивающихся поверхностей можно создавать элегантные и практичные формы. Эстетические соображения и желание сделать алюминиевое судно похожим на «пластиковую куколку» зачастую приводит к неоправданной сложности изготовления да и к ухудшению качества. Пользуясь автомобильной аналогией: судовладельцы, выбирающие алюминий своего судна – это поклонники скорее Hummer и Mitsubishi Pajero, чем Lamborgini или Ferrary. Мощный и «не гламурный» экстерьер, внушающий чувство надёжности и безопасности – вот что характерно для большинства алюминиевых судов.

В каких случаях выбирать алюминий?
Во-первых, если предстоит делать «кастэм-проект» (судно индивидуальной постройки). При таком выборе материала отпадает необходимость в изготовлении дорогостоящей технологической оснастки, да и по опыту: строительство корпуса идёт намного быстрее.
Во-вторых, алюминий оправдан, если судно будет эксплуатироваться в тяжёлых условиях – на мелководье, в районах с большим количеством плавающего мусора, швартовки в неблагоустроенных местах, в холодном климате и т.д. Скажем, алюминиевый корпус может с успехом зимовать на морозе, в то время как стеклопластиковый (особенно «сэндвич») или дерево при низких температурах скорее всего «порвёт».
В-третьих, нужно учесть возможности выбранной верфи и доступность материала. Например, постройка судна из армированных пластиков требует поддержания определённого микроклимата в производственных помещениях.
В целом можно отметить, что судостроительные предприятия России и Украины имеют достаточно большой опыт работы с таким материалом как алюминий, и в состоянии создавать продукцию, вполне конкурентоспособную на довольно обширном внутреннем рынке, да и на международном тоже. Дело за малым: дождаться, когда большинство потенциальных клиентов захотят сменить своё «первое» судно на «второе»… С прицелом на это ‘Albatross Marine Design’ в содружестве с верфями продолжает работу над новыми проектами алюминиевых судов.

Ссылки:

  1. Gerr D. The elements of boat strength for builders, designers and owners. International Marine, 2000.
  2. Nazarov A. Objectives for structural design of yachts and small craft. // Proceedings of TEAM 2005 Conference, 4-7 December 2005, Singapore.
  3. Pollard S.F. Boatbuiding with aluminum. International Marine, 1993.
  4. Ship Design and Construction. Vol. I, II. Edited by Lamb T. SNAME, 2004.

Альберт НАЗАРОВ, директор ‘Albatross Marine Design’