Peldošā daļa
Nu
tad beidzot pie peldošās konstrukcijas. Kamēr man bija darba
līgums Vidusjūras krastā, sanāca, ka darba vieta man bija metrus
100 no jūras. Tā nu tur sametināju vienu 5 metrīgu minijahtiņu,
bet iebraukāt to paguvu ļoti mazā mērā, un arī piereģistrēta
tā netika. Materiāli – četras ažūras 1mm biezas četrstūrcaurules 35mm standziņas (stringeri)
pa 6 metri garumā, un ik pa metram branga, iemetināta gan virs gan
zem stringera (tātad dubulta tāda pati standziņa).
Stringerus grupēju pa divi katrā malā ar šķērsenisko distanci apmēram pusotrs sprīdis. Šajā spraugā ievietoju un stingri ar betona bloku savilkšanai domāto iesaiņojumu armēto plastmasas lenti (pārtrūkšanas spēks daudzas tonnas) nospriegoju un saskavoju ar viļņskavu standarta HDPE 220 litru zilo plastmasas mucu ar diviem korķīšiem, tādas tur nepieskatītas apkārt mētājās. Tātad katrā malā 6 mucas, kopā pilnā celtspēja kopā ar pašsvaru 12gab x 0,22=2,5 tonnas. Pašsvars tāds, ka vienatā nepacelsi, bet divatā mēs to vairākkārt cēlām uz augstā kravasmašīnas borta, lai Kinereta ezerā pamakšķerētu. Pieņemsim, ka 100 kg. Protams, jebkuram katamarānam piemīt sistēmiskā nestabilitāte – ja jahtu sagāž kaut par 89 grādiem, tā tomēr atsvērsies pati atpakaļ bez īpašas buršanās. Bet kaķis, ja tas ir noslogots vairāk par 50% no iegrimes, dabū negatīvu pašatgriešanās spēku (jo slīpāks, jo kvadrātiski mazāks atgriezošais spēka moments). Un ja stipri sagāzts, tad arī pat tukšs var apmesties. Tas ir, ja to sāniski sagāž, tas turpina gāzties, līdz ķīlis skatās pret debesīm. Ak jā, kaķim ķīļa nav. Bet tas nenozīmē, ka tādu nevar ietaisīt stabilitātes vārdā.
Pašas 220 litru zilās mucas esmu griezis gareniski, lai izpētītu to uzticamību. Vēderā biezums ir 6mm un pat defektu vietās 5mm. Kaktos biezums ir 12mm biezākajās vietās un 8mm plānākajās. Pa gulus uz zemes nofiksētas mucas sānu var droši lēkāt ar visiem maniem kilogramiem, kuru nav vēl simts. Tā ka 220kg slodze mucu nesaplacinās, īpaši, ja tā viegli piepūsta (domājas, ka piepūšana tomēr būtu nedaudz pārmērība, kaut arī iespējama). Sic, nekādā gadījumā korķis nedrīkst būt liels. Standarts ir 5 cm lielais korķis un 2 cm mazais korķītis. Pērkot mucas bez korķa, būs liela problēma sadzenāt korķa aizvietotāju, tāpēc jāpērk uzreiz.
Apdeits: piepūšanai ļoti derīgs ir sausais ledus (CO2). Jāiemet uzpirksteņa tiesa un pirms iztvaikojis jāskrūvē ciet. Novērtēsim vajadzīgo daudzumu. Kategoriski iesaka mucā nekad nepārsniegt 0,2 atmosfēras. Esmu eksperimentējis ar dzlezs mucām, pie mīnus 0.2 tās implodē. Lai vai kā, ideālas gāzes stāvokļa pamatvienādojums P*V=(m/M)*R*T tad rakstāms sekojoši (ņemot vērā, ka molmasa M šai gāzei ir 12+16*2=44): 0.2E-5*220E-3=(m/44)*8.31*277, pieņemot jūras temperatūru +4C, un te m ir masa (gramos!) kas jāieber. Daudz mazāk par naža galu.
Triecienizturība. Rēķinot zvērīgu notrūkstoša viļņa triecienu, pieņemsim, ka notrūkstošais vilnis ir 2 metri augsts, tātad ar vertikālo ātrumu 20 m/s un horizontālo ātrumu vētrā tādu pat. Vārdu sakot briesmīgu cirtienu. Vēl lielāki viļņi dziļjūrā nemaz nav tik kāri uz galotnes notrūkšanu, kā tas plaši zināms. Tātad Ņūtona-Releja formulā F(kg)=Aproj*Rovides*Kformas*1/2*v^2=0,6*1*1000*0,5*0,5*20*20=60 tonnas. Faktiski šāds trieciens mucu noraus no atsaitēm, bet tāds sadragās arī jebkuru kuģi (par stiklaplasta jahtu nemaz nerunājot), kaut no centimetrīga dzelža taisītu. Savukārt 0,5 m virs klāja esoša viļņa trieciens ar attiecīgi 5 m/s dos impuslveida spiediena spēku F=150*25=3750 kg, ko atsaites noteikti pārdzīvos, bet muca formu pēc brīža atgūs. Vidēja izmēra 1 m virs klāja notrūkstoša viļņa galotne dos F=150*100=15 tonnas triepienu, ko muca var arī nepārdzīvot. Citiem vārdiem sakot, notrūkstošās galotnes ir mucu-kuģim izteikti bīstamas, bet nosacīti lēzenie okeāna viļņi, lai cik augsti tie arī nebūtu, neko ļaunu tam nodarīt nevar, un mucu skaits taču ir iespaidīgs, visas nenoraus. Turklāt, pēc būtības, šķērsvilnis jahtu vienkārši aiznesīs sev līdzi, bet virsvilni uzņems klājs, respektīvi stringeri, kuriem ir ļoti pamatīga pārslodzes spēja. Mucu vienkārši iegremdēs, un pēc brīža tā glīti un kārtīgi uzpeldēs, joprojām esot sasaitē un sava ligzdā.
Vārdu sakot, kad Dzimtene mani likteņa noteiktā laikā aicināja, devos atpakaļ uz 24.garuma 57.paralēli badā un aukstumā, bet neskatoties uz reālekonomikas situāciju, jaunās jahtas projekts jau ir krietni ambiciozāks par 6 metriem. Tātad pontoni divās rindās katrā malā (līdz ar to iekšējā rinda labāk aizsargāta no notrūkstošiem viļņiem), garums 12 metri vai 18 metri (72 mucas) vai 24 metri (96 mucas), tātad pilnā celtspēja 19 (vai 21.1) tonnas (ar iespēju visu apakšu piekrāmējot un iegūstot 38 vai 42 tonnas) un stabilitāti nesabojājošā celtspēja puse no šī lieluma - 8.5 vai 10.6 tonnas. Platums 4.8m vai labāk 6m. Iegrime – mzāka par 30 cm (! sic !), tātad gandrīz pat purva slīkšņa vai dziļa peļķe ir gana laba, lai kuģis spētu tādā peldēt. Tāpēc ķīlis var būt paceļams vai nolaižams eņģē – iegūstot seklūdens režīmu mazai kravnesībai vai dziļūdens režīmu lielākai kravnesībai, kad kīlis izvērsts. Ķīļa atsvars tad vienlaicīgi arī var būt enkurs, lai svars ietaupās.
Abi
garie stringeri pēc būtības ir trijstūrformas tilpuma fermas ar nevienkāršu struktūru. Taču
fermām vienmēr un visur ir vispārīgs optimitātes nosacījums, garums pret augstumu, lai netiktu pārsniegta
izturības robeža pret locīšanās slodzēm. Tā ir vēlama 1:10 bet visgalējākā gadījumā 1:20. Tātad 18 m garai fermai augstums ir jābūt vismaz 0,9 m
bet vēl labāk 1,8 m. Respektīvi, arī klāju apjozošajiem reliņiem
ir jāietilpst nesošajā struktūrā, jo tā ir izdevīgāk. Precizējums: Sākumā biju iedomājis, ka reliņi ies galīgi pa ārmalu, un tos balstīs tikai atsaites uz iekšu, kas veido 0.3*0.9m trijstūri. Modelēšana ar FEM rīkiem tomēr diagnosticēja, ka šāds izveidojums nestrādā, un ir ar tendenci samesties viļņveidā, jo atkarībā no slodzes izvietojuma uz klāja dažas atsaites ir stieptas kamēr citas spiestas. To nevar "saārstēt" par 100~kāršojot inerces momentus. Tas ir, reliņiem jābūt 60 cm uz iekšpusi no pašas malas, un atsaitēm jābūt divām, 30 cm uz ārpusi, un otri 30 cm uz iekšpusi. Tā ka klāja aktīvais platums, diemžēl, būs tikai mazāks par pilno platumu, un tur neko nevar darīt. Bet "kaķiem" nav jākautrējas no lieka platuma, tas tos dara tikai grūtāk apgāžamus. Vienīgā komplikācija, ka ar 4.8 m vēl uz šosejas tādu var iztēloties pavelkamu vieglās a/m pakaļā uz āķa (bet ar grūtībām, kā nekā aizņemtas abas joslas), bet 6m gan vairs nē. Taču to var atrisināt tā, ka klāja redeles (brangu viduču fermas) ar klāju un būdu ir uzsēdinātas uz AISI 316 marine grade skrūvēm nevis piemetinātas pontonu fermām, tādas skrūves allaž var atskrūvēt. Nieka 96 skrūves :) un kuģis pārtapis par diviem 1.2 platiem gabaliem un vienu 3.6m platu gabalu, kurus pie sevišķi spiedīgas vajadzības var uzkraut vienu uz otra un visu aizvilkt prom pa ceļu vienā reisā.
Brangas ir 30 cm augstas
plakaniskas fermas, kurām augšpusē ir 8...9 mm bakelītfiniera klājs, kas pietiekami biezi saskrūvēts, lai nepārsniegtu šī ūdensnoturīgā finiera deformācijas spēju, citādi šķērsstruktūras var savērpties.
Novērtējot optimālo attālumu starp 6mm skrūvēm, tas ir apmēram 20cm. Retākas būs tendētas izraut koka gabalu, biežākas nedos necik labāku stiprību. Klāja vidū paredzama masta pamatne, tūlīt aiz tās bakelītfiniera
būda ar mana izbijušā mikroautobusa VW-T3 sānu logiem (jo tie ir plakani un pareizā izmērā). Būda pastiprināta pret viļņu
triecieniem at apmēram sprīdi platām uz iekšu vērstām stiprības
ribām (brangām). Tās veido arī pamatnes, pie kā montē
guļamvietas. Būda ir 4,8x4,8 H=2m liela (jo zemāk jo labāk, taču galvu apsist arī nevajag). Ar durvīm sānos priekšā un pa diagonāli sānos aizmugurē. Stūre – VW stūres kolonas mehānisms un
stūres lāpsta no 15 mm bakelītfiniera, viegli izceļama seklūdenī vai nomaiņai ja salauzta. Dzinējs no VW-T3-1,6 TDi (pamatojums: jo
mētājas garāžā),
kuģa skrūve (propelleris) no internetveikala saskaņā ar aprēķinu grafiku (par tās aprēķinu
pastāstīšu sīkāk kādā brīvā brīdī nākotnē). Ievērojami labāks un nebūt ne smagāks ir VW-1.9 tdi motoriņš. Opel Astra 1.8 tdi gan arī var apspriest, tas ir nedaudz lētāks, tomēr Opelis labi skan tikai krievu mēlē - Orjol.
Zem
brangu galiem ir montāžas vietas viegli noņemamu automašīnas riteņu
fiksēšanai – lai jahta būtu izvelkama smilšainā krastā bez
īpašu ietaišu palīdzības, šlepē aiz automašīnas. Riteņus jūrā
atstāt nedrīkst, pēc dienas tie būs sarūsējuši, jābūt ūdenī labi ātri izceļamiem un izžāvējamiem. Visu laiku jātur apsolidolēti, jo pats jūras gaiss par sevi rada mežonīgu koroziju.
Patiesībā
būtu labums taisīt fermas no nerūsošā, taču izrādās,
AISI-304 jūrā sakorodē gada laikā un AISI-316 piecgades laikā,
tā ka pretkorozijas aizsardzība ir must-to-be neatkarīgi no materiāla veida. Respektīvi, taisot
no parasta daudz daudz lētāka konstrukciju tērauda un apstrādājot ar piķa-eļļas
mikstūru
ir pilnībā pietiekami, ja vien to laiku pa laikam izkontrolē uz
rūsu un nodauzījumiem un piekrāso. Par korozijas aizsardzības smalkumiem sīkāk jālasa sadaļā Zibens.
Labi,
pietiks par sīkumiem, tagad par nopietnākām lietām, ģeometriju un stiprību. Sānu fermas
šķērsgriezums ir V burts, kam aizšūta augša, kreisā augšmalā
ar pusmucas (30cm) atkāpi piemetināts šaurāks V ar kājām gaisā, ka tam augstākais punkts ir pret apakšējā V zemāko spici. Šajā no V uz V spicumā no augšas līdz apakšai ir
plakaniska ferma visā kuģa garumā, ar diagonālsaitēm (vēlams dalītām virsklāja un zemklāja sekcijās), kas neļauj
mucām dauzīties savā starpā un dod konstrukcijai garenisko stingumu. Mucu slogošanas vieta ir augšējās
fermas abas apakšmalas, tāpēc tur ir pastiprinoša armatūra un biezāks
(10-12 mm) bakelītfinieris. Apsaites mucām katrai ir trīs, galos
pret augšu un vidū sāniski pret planāro vidusfermu. Apsaišu materiāls - ar stikla šķiedru armētās plakanās plastikāta lentes, Eiropaletēs tādas pakojamās lentes iztur 400-800 kg, bet betona bloku pakošanā lietotās 1000-2000 kg. Ja vēl tās būs vairākās kārtās, piemēram 2 līdz 3, tad pārraut tādas nu gan nav iespējams. Augšas V
veido sānu reliņus (margas).
Un nu to visu vajag
sarēķināt. Zīmējums brangām, skat (sic, reliņi pa jaunam atšķiras no šī zīmējuma, skat aprakstu augstāk :
https://www.dropbox.com/s/xkvm9gnwjzocuoz/skeers_branga.png?dl=0
Zīmējums trešajai daļai garuma kreisās malas centrālajam stringerim zem klāja skat
https://www.dropbox.com/s/cev2826ow817b4u/stringeris_garen.png?dl=0
Un tāds pat, tikai ar citu augstumu tas ir virs klāja, tikai nobīdīts uz ārmalu, kā redzams brangu zīmējumā. Ja nu zīmējums jau sabrucis (ir tāda kaite dropboxam) tad te citā resursā kas līdzīgs (neņemiet vērā reklāmdevēja tālruni, jo izmēri Jums tajā par mazu). Izmēri šūnai 55-60 cm platums un 95-100 cm garums.Pamatmetāls 20 vai 25 mm leņķadzelzs. Slīpās iestiepes plakandzelzs. Korozijas aizsardzība - piķis (=bitumens) benzīnā ar nelielu eļļas (plastifikatora) piešprici.
https://i.pinimg.com/originals/bc/09/a4/bc09a479e9b5931211e412361f84ea35.jpg
Pirmā un pēdējā branga tiek taisīta ar par 20cm paaugstinātu lejasdaļu, tā ka muca stāv slīpi pret garenasi, tas būtiski uzlabo hidrodinamisko aptekamību, bet sabojā klāja plakaniskumu. Vai alternatīvi, tiek taisīta diagonāli pārgriezta muca, ko uzstāda kā viļņa atsitēju vairogu ar kontakta leņķi Tan(30cm/100cm)=17 grādi un tad klājs saglabājas plakans. Ūdens, kas vairogā skalināsies, dzinējspēka taupīšanas procesu nemaitā.
Rēķināt sāku ar GRAPE. Teikt, lēts un labs. Tikai neiet (pilns internets ar vaimanām, ka tas prasa pārinstalēt Windozi ar Kanādas reģionu, vienkārši reģiona nomaiņa nenostrādā). Un tas pieļauj tikai 10 nodas, ja
nemaksā. Arī WinPylon ir reti labs, patiesībā pat vēl labāks, biju pat ar mieru tās naudiņas iemaksāt, tikai izskatās, ka autors ir nomiris, neatbild ij kad naudu dod. Bet testa versija ierobežota ar divdesmit nodām. Vēl iečekoju Comsol (vājprātā sarežģīti), AutoCAD
un SolidWorks (netiku galā ar komplicēto rasēšanu, un darba ieguldījums virs
mēneša cilvēkdienu man nešķita saprātīgs), iečekoju Calculix,
Cadre (395 USD), Z88 Aurora, Frame3dd, bet tomēr uz ilgu laiku apstājos pasiekaloties pie Lisa
(laikam tomēr dvēseli vilktin velk uz gnu licenci). Tomēr nule atradu tādu MA Truss no www.masoftware.se/, kas
ir pilnīgi bezmaksas pirmās 30 dienas un nodrošina visu to vienkāršības
eleganci un ērtumu ko Grape un WinPylon, tikai bez nodu skaita ierobežojuma. Došos pa šo ceļu, kaut arī Lisai arī piemīt diskrēts šarms.
Versija 1.5 ir dabūnama
http://matruss.software.informer.com/1.5/ (cena 150 USD, tiesa, beigās izrādās - piedodiet atvainojiet 187 Eur (!!)). Vārdu sakot šobrīd
man datormodelis ir pussalikts, ir cerība to nobeigt pa gadumiju,
lai ieliktu iespējamās maksimālās slodzes un iegūtu skaidri
definētus minimāli nepieciešamos fermu elementu šķērsgriezumus.
Tad pavasarī varēs samontēt un vasarā iepeldināt. Jau noskaidroju
– LR reģistrā projekta dokumentācijas izskatīšana aizņems
nedaudzus simtus Eur, tā ka bankrots no tā vēl neiestāsies. Reģistrācija izskatās samērā demokrātiska - uzraksti labu sējumu projektam, to izskatīs un izkritizēs vājās vietas, un pēc tam pāris vizītēs uzraudzīs, vai viss tiek izdarīts kā pienākas. Vēl vispār ir arī smagsvara alternatīva - SimScale gnu brīvprojekts, bet pats grafiskais modelis tur jātaisa ar Salome-Meca gnu brīvprojektu, un vispār tā ir lieta ko pat 10 gados apgūt ir smagi. Tā ka mans padoms ir MATruss, un strādāt gana čakli, lai iekļautos mēnesī, tad nav jāmaksā. Cita starpā, ir ienākusies tāda konfidenciāla informācija, ka MATruss gatavo jaunu versiju, un gada laikā tā nāks klajā, un cena būšos tikai 100 dālderi nevis 150.
Rezultāti: nomodelēju šķērsenisko stiprību ar koncentrētu 3 tonnu slodzi klāja katrā otrajā sekcijā uz nodas, brangas jātaisa ir no 25x25x3mm leņķadzelžiem ar A=1.41cm2 un I=0.79cm4 un masu 1.11 kg/m. Samazināt šķērsgriezuma laukumu A nedrīkst ne druskas (jo prognozētā slodze ir 350-450 MPa), bet I ir ar 1.4 reižu lieku pārslodzes spēju. Tomēr I samazināt ir gan nedroši, gan neiespējami, jo nākamais kalibrs 20x20 leņķadzelzim ir nepietiekoši stings (I=0.41) un notiks saņukāšanās (tas ir, noturības zuduma izraisīts kolapss). Sic!-Nepieciešams centrālo apakšējo vidussekciju 60cm garumā pastiprināt ar dubultu materiālu, jo citādi tajā (vienīgajā) slodze sasniedz 510 MPa, ko spēj nest tikai ļoti kvalitatīvs materiāls. Latvijā pirktam materiālam, diemžēl, slodzes spējas rādītāji ir zināmi visnotaļ miglaini un nekonkrēti. Materiāla izstiepums pie maksimālās slodzes 0.22%, kas atbilst bez paliekošās deformācijas režīmam. No šī lieluma var izrēķināt nogurumslodzes ciklu skaitu. Kaut gan saskaņā ar http://en.wikipedia.org/wiki/Fatigue_limit var secināt, ka slogojot tēraudu zem 690 MPa, nogurums neiestājas nekad.
Klāja bakelītfinierim, lai šādu slodzi nejauši novietojot uz plātnes vidus, kur nav atbalsta, nenorautu plāksni ar skrūvēm izgiljotinējot koksni, jātiek pieskrūvētam ar M6 AISI marine grade skrūvēm (e-bay.com) ar palielinātu sēnes tipa galvu un garumu 22-25mm vismaz ik pa 20 cm. Tas kopā sastāda 1000 skrūves jeb 6 kg svara. 3 tonnas tika izvēlētas, jo tas atbilst kuģi 100% noslīcinošai uzkravai pie 6 metrus viļņa šūpošanās radītā vertikālā paātrinājuma komponentes 1.4G (kas ir 300 kg slīcinošo spēku uz katriem 220 kg mucas celtspējas). Šādu paātrinājumu spēj radīt 6m augsti viļņi Klusajā okeānā. Atlantijā pārslodze reti pārsniedz 1.2G (sic, skat 2020.g. apdeitu zemāk, kas pamato, ka Rīgas Jūras Līcī iespējams uzrauties pat uz 3.5G).
Apdeits 2020.g.: pats braucot uz Ruhnu pretī Grētagrundt naktī tumsā uzrāvos uz 2.5 metrīgiem viļņiem ar periodu 2 sekundes. Nerunājot nemaz par kuņģa vājumu, likās, ka jahtas korpusa krakšķi nozīmē nesošo elementu lūšanu. Tomēr izturēja, laba laiva, ļoti laba malacīte. Pieredze, brīžiem laiva krita PA GAISU!!! Respektīvi, viļņu paātrinājums pa vertikāli (ja nepaveicas) var būt stipri lielāks par 9.81 m/s^2 (kas ir 1G).
Garenslodzes vēl nesanāca nomodelēt, tuvākā laikā tikšu ar to galā.
Apdeits: saliku modelī vienu 18 m garo superstringeri, un konfūzs. Tam ir zvēriska tendence šķobīties pa labi-pa kreisi. Turklāt tā, ka dzelzceļa sliedes izmēra diagonāles to nokompensēt nespēj. Respektīvi, mana metodoloģija nomodelēt visu pa funkcionālajām daļām pilnīgi nestrādā. Ir jātaisa pilnīgi pilns konstrukcijas modelis - un tas jau vairs nav nieks kāds. Nodas uz brangu 25, kopā nodas 450, elementi - vairāki tūkstoši, laika patēriņš koordināšu ievadīšanai - dažas nedēļas.
Sākšu ar nodu plānu un elementu plānu, kuri jāievada (uh, ka varētu sasiet softa autoru un tik ilgi nebarot, kamēr tas pārtaisa savu garabērnu, ka tas sāk atbalstīt Notepad tipa ievades tabulas). Nodu plānu ar koordinātēm iekarināju iekš www.dropbox.com/s/xtf0phmclmqzhzl/Nodes.ods?dl=0 un Elementu plānu kā Nodas savienojamas savā starpā www.dropbox.com/s/pwfqn07pq8q2wzo/Elements.ods?dl=0 (tie ir OpenOffice "Ekseļa" dokumenti).
Vēl par aprēķiniem: provēju pielietot vairākas atšķirīgas metodes hidrodinamikas kalkulācijai (jauda un piedziņas spēks v.s. ātrums), tās visas, plus mīnus tramvaja pietura, deva iespējamo lamināra režīma kreicēšanas ātrumu ap 20-25 n.mph, tātad ap 35-40 km/h, un vilces spēku zem 100 kg. Optimizējot buras laukumu – 100 m2 tomēr ir vajadzīgi un nemaz nav pārmērīgi. Tātad, pat taisot buru tik bezjēgā platu kā ar šķērsbomi lejasgalā visa klāja platumā, masta augstumam jābūt ne zem 18 m. Iespējamais lēta auduma veids – saaustais termiski salīmētais lavsāns no Krauta (nekorekti saucas tarpauline), tas ir vēja un nokrišņu noturīgs, caurpūte ir maza, iestiepumu tas tur tonnām (no tā tak šuj bigbagus), taču nevar izslēgt, ka nākotnē nāksies to aizstāt ar trīsslāņu pīrāgu no lavsāna/polietilēna plēves/lavsāna. Tas gan baidās ultravioleta un dažos gados kļūst trausls. Tātad bura varētu izmaksāt ap 100 Eur, bet tās izturība ir pagaidām eksperimenta jautājums. Masts – atkal trijstūra tilpumferma ar malas platumu ap sprīdi, atkal modelēšana ar Lisa, vantis, kas to cietina kā visiem mastiem pieņemts, ap metru uz katru sānu. Masts nolaižams un paceļams saknes locīklā, lai tiktu zem Daugavas tiltiem. Pacelšana ar telferi pret būdas griestu kaktu (kam augstums 2 metri). Tātad sviras plecs 18/2=9 un spēks 9*300 kg=2,7 tonnas. Tātad standarta 3t telferis to spēj.
Apdeits 2022 pavasaris. Izmantoju šo audumu laivas apsegšanai ziemā. Pavasarī atradu no norautu un sadriskātu - vietām pa kvadrātmetru lieliem gabaliem tas bija sadriskāts līdz atsevišķi stāvošiem diegiem. Tātad, lūk kāpēc īsts buru audums ir nesalīdzināmi dārgāks par šādiem lētučiem. Risinājums - līdzi ņemt vairākus buras dublikātus.
Izmēģināju masta pacelšanas/nolaišanas sistēmu savai Tur-84 svina ķīļa jahtai, tai alumīnija klasisks masts 10.5 metri virs klāja. Pieliku 40x40 mm cinkota tērauda četrstūrprofila cauruli, sieniņa 1.5 mm, kopgarums 5 metri, kas sastāv no divām daļām. Samaucu, viegla, nav grūti pacelt vienatā. Augšā vieta atsaitēm uz tiem pašiem ķekšiem uz klāja, kur atsaitēts masts (apakšā gan paliku finierieli, lai nesaskrāpe klāju) Nostiept nebija vajadzīgs, cik ar rokām var nostiept 8 mm Depo virvītes, tik arī izrādījās gana. Pašā augšā ir tas cilpiņveida šaklis, kam ieskrūvē resnu stopskrūvi. Izskatās šādi http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR0vDs3eXCvHnCRQ_Oydzf6hJrmFSOPQ8g9mjtxydj2zIsDRH2EGdirpBZTQ7X-kkevxnvQt5ieimD8g6nsH_g
Šaklis pārdodās naglu veikalos ap Eiriķi gabalā. Izvēlējos 10 mm resnu. Uz šīs tapskrūves uzmaucu izvirpotu POV plastmasas ritentiņu uz 13 mm virvi (plastmasu pirku plastena.lv). Lai lien iekšā bez lielas spraugas, tā ka virve no ritentiņa nolekt nevar. Izrādījās, ka ar 8 mm virvi ir gana stiprs. Virvei viens gals piesiets pie masta, loks apkārt mastam un caur ritentiņu uz leju. Savelkot cilpu, masts aiz zāliņa paceļas par sprīdi, bet ir tuvu līdzsvaram, tāpēc viegli ar rokām sagriežams horizontāli. Tad atslābina virvi un masts lēni un cēli nolaižas lejā. Uzceļ mastu pretējā secībā. Ir izmēģināts, strādā labi. Abas palīgmasta daļas ievietojas blakus dzenskrūves asij uz motoru, nodrošinot ar finiera ieliktni (nu mazums kas, lai neuzkrīt rotējošai vārpstai). Tā ka allaž pa ķērienam, ja kāds zemāks tilts jāšķērso.
Apdeits 2021.g. - pa ziemu krāsa caurrūsējusi un uz klāja nesmuks ļoti grūti nomazgājams rūsas traips. Traipu notīrīt var ar a) skābeņskābi, taču sabojā redzi un difundē caur ādu, b) ar fotofiksāžu - nātrija tiosulfātu, vai vēl labāk - skābo fotofiksāžu. Respektīvi - plāns ziemai - uztaisīt visu parikti pa jaunam tikai no nerūsošā tērauda. Materiāls - 40x1.5 mm apaļcaurule.
Kuģa šķērsstabilitāte: pārkrautam katamarānam sistēmisko stabilitāti nosaka vienīgi slodžu momentu diagramma, tātad, kad kravas projekcija gravitācijas plaknē pāriet pāri asajai robežai pār masas centru, kaut milimetru, tad pēc sekundes guļam ar mastu uz precīzi leju. Respektīvi, atsvaram ir jābūt - citādi ciets ierobežojums (un tas ir ļoti nopietni!) - maksimālā uzkrava mazāka par 50% no pontonu statiskās nestspējas. Ja masta svaru, pašūpojot pirkstu vējā, mēģinām uzminēt uz 300 kg, tad moments tā masas centram būs 300kg x 9m = 2700 kilogram-metri. Un neraugoties uz to, ka rāmis ar mucām sver vismaz 1 vai drīzāk 2 tonnas, tātad moments 2,4m x 1000kg= 2400 kgm, atsvaram jāspēj dot tos pašus 2700 kgm plus vēl iedomājamas lielākās uzkravas, piemēram vieglās automašīnas uz klāja svaru, kas ir 1500kg x 0,5m=750 kgm. Ar uzviju un ņemot vērā būdu un pasažierus, tas sastādīs vismaz 3000 ja ne 4000 kgm. Tātad atsvaram, piemēram virvju atsaišu spriegotas (kā Eilera kolonna) 50 mm caurules ar garumu 5 metri galā jābūt ar svaru vismaz 3000/5=600 kg. Ļoti labs enkurs vienlaicīgi, ja pa šo pašu cauruli atsvaru nolaiž līdz gruntij. Materiāls, domāju dzelzs balvanka (neies jau svinu ķēzīt, bet par depleted uranium droši var aizmirst). Ņemot vērā, ka dzelzs kas iegremdēta ūdenī, sver par ūdens blīvumu mazāk, tad 670 kg svaru ūdenī uztaisa 36 cm resns un metru garš stienis, kam hidrodinamikas vārdā galus gan vajadzētu nospicināt, vai vismaz ko spicu pielipināt/pieskrūvēt. Un fermas galā jābūt puscaurules formas čaulai, kas braucot enkur-balastu iegriezīs gareniski kursam, lai nesatraucē hidrodinamiku. Jāpaštuko, vai tādu nevar izliet no čuguna kur nebūt mežā uz celma. Veidzeme nav sarežģīta tehnoloģija.
P.S. Jaunākais apdeits: sarēķināju šādas mastveida ķīļa konfigurācijas hidrodinamiku - pilnīgā sviestā, bremzē vairākas reizes stiprāk kā visu pontonu sistēmas viskozās berzes summa. Tātad šādi nevar - žēl, ideja bija skaista. Tātad paliek vai nu pontonu līmenī vai pašos pontonos ieliets tipa svins. Bet tad plecs mazs un 700 kg vietā vajadzēs kādu tonnu desmitu. Tātad šāda metode arī nav reālistiska. Toties jāpasmadzeņo par sistēmu, ko lieto zemestrīcēm pakļautu augstceltņu būvkonstrukcijās. Mastam noliecoties pa kreisi, caur sviru sistēmu tas masīvu pretsvaru uz klāja nobīda pa labi un vice versa. Tā kā klāja platums divreiz 2,4 metri, tad atsvars mazliet virs tonnas varētu jau nostrādāt. Kādā brīvā brīdī provēšu izvērst šo passive tuned mass damper ideju sīkāk, kā ierosmei
http://en.wikipedia.org/wiki/Tuned_mass_damperCita starpā, nebūt nav jāmet krūmos pasīvā enkura-atsvara garā kātā ideja, tā var būt komplementāra kustīgajam aktīvajam atsvaram. Proti, šāds pasīvais atsvars 6 metri kāta galā, ieeņģots apmēram klāja vidū zem masta, labāk divos kātos V veidā, un kāti uzvilkti augšā ka paralēli klājam, respektīvi atsvars priekšā. Tikko kā sasvēruma indikators konstatē, ka aktīvais stabilizators nav ticis galā ar sānslodzi un kuģis sāk gāzties, tā nostrādā elektromagnēts, kas atbrīvo karabīni un gravitācija plus gaitas inerce padara savu - nogādā atsvaru līdz kātiņi ir vertikāli. Tātad nepilnas sekundes laikā apgāšanās draudi ir novērsti, nu un nobremzēšanās te ir pats pēdējais par ko vērts satraukties ouverķīļa briesmu priekšā. Kad pārmērīgā sānslodze novērsta, tad ar viņču pasīvo stabilizatoru paceļ un atkal gaitas īpašības atjaunojas.
Konkurenti: Neesmu ar savu mucu-kuģa (barrel-boat) ideju gluži pirmais uz Zemeslodes. Tikai mani konkurenti masveidā savu garabērnu štancē un tirgo upju kuģošanas nolūkos, jo detaļas no ļumīnija - ļum vien. Kā zināms, alumīnijs sālsūdenī nozīmē acumirklīgo dziļo adatveida koroziju, tāpēc jūrai ir nederīgs.
Idejas skat http://rollingbarge.com/ kā arī bildes no
http://rollingbarge.com/portfolio-items/diamond-lake-michigan-dock-barge/
Otrs piemērs: mans sen izbijis skolasbiedrs, kurš pa vasarām dzīvo uz Daugavas analoģiska peldlīdzekļa nestā vasaras mājā. Tiesa, viņu stipri bremzē motora un reģistrācijas papīra trūkums, kā arī klibojošas Public Relations ar valsts tiesībsargājošajām iestādēm un citiem noziedzīgiem īpašuma demolētājiem. Skat http://www.ubags.lv/ un tai skaitā bildes no viņa uzturētā http://floating.home.lv/ .... Ja šobrīd serveris neatsaucas, pagaidiet, vairākas reizes gadā viņš serveri bēniņos pārstartē (ja gadās pamanīt nobrukšanu).
Apdeits 2021 - ir Feisītī grupa, kas veltīta mucu kuģiem www.facebook.com/groups/339218000286250
Apdeits 2019:
Te piemērs kā izkalkulēt stiprību rokas režīmā bez modelēšanas softa (24 metru versijai, jo 12 metru versijā dzelži var būt ievērojami ažūrāki). Iesāksim ar planāru konstrukciju kā peldošajām piestātnēm un peldošajām mājām, vienkārši rāmis ar 60x100 cm šūnām, kam 60 cm zemāk ir tāds pats rāmis. Abus rāmjus savieno kolonas katrā sadurpunktā. Principā, smagsvara platformām mēdz lietot arī stateniskas mucas, taču tadā gadījumā cieš aerodinamika, piedodiet, hidrodinamika, bet aprēķina shēma saglabājas, vien cipari ir citi. Tātad: pieņemsim, ka noticis pats visļaunākais, divas blakusesošas viļņu galotnes satvērušas kuģi pie fermas galiem un vidus ir iekāries pa vidu gaisā. Kuģis, protams, ir maksimāli slogots. Vienlaikus notiek kritiens no viļņa augstuma ar cietu nosēšanos, tāpēc paātrinājuma radīta pārslodze.
Vispirms novērtēsim viļņošanās izraisīto pārslodzes ietekmi. Sinusoidālas kustības paātrinājums ir a=A*w^2=A*(2pi*f)^2=A*(2pi/T)^2, kur A ir viļņa amplitūda, bet T ir viļņa periods. Kādu laiku pavērojot windy.com apletā pieejamos jūru viļņošanās datus var atrast, ka baisākajās vētrās ap Antarktiku un Pacifiku ļoti reti tiek pārsniegti >8,7 metri un <10 sekundes vai Klusajā Okeānā 6,6 metri un 9 sekundes. Baltijā tas ir stipri zem 3....4 metri un 6 līdz 5 sekundes; kad mums ir supervētra ar 6 metriem, tad periods vairs nav tik īss. Šiem lielumiem atbilst paātrinājuma vērtības 3.43 un 3.22 (m/s^2), bet Baltijai ne vairāk par 6,32 m/s^2. Respektīvi, lai cik arī sitiens nebūtu ciets, tas nepārsniedz 60-70% no brīvā kritiena paātrinājuma g vērtības, jeb citiem vārdiem, ar stiprības rezervi 70% ir vairāk nekā pietiekami. Tas ir, ja aprēķina slodze ir 100%, tad tālāk rēķinām jau ar 170%.
Tagad novērtēsim spēkus fermas elementos. Pirmkārt jāatzīmē, ka ir neiespējami iekārt visu konstrukciju galējās mucās, jo to celtspēja ir tikai 220 kg katrai. Visļaunāk ir, ja peld 1/4 mucu katrā galā un 1/2 mucu karājas starp viļņiem gaisā. Tātad iekārtais gabals ir 1/2 kuģa garums. Pēc būtības veidojas trijstūrveida kronšteins, kam augstums ir 60 cm, bet horizontālais iznesums ir kuģa ceturtdaļa, un tas slogots ar vienmērīģi sadalītu spēku 220 kg uz metru. Pēc Pitagora teorēmas tādam trijstūrim jāsarēķina diagonāle un katrs no iesaistītajiem spēkiem ir proporcionāls attiecīgā nogriežņa garumam (princips: spēki kopē ģeometriju). Pieņemsim platformas garumu 12 metri. Tādā gadījumā ceturtdaļa ir 3 metri un hipotenūza=sqrt(0.60^2+3^2)=3,06 metri. Mucas šādā nogabalā pie atļautās 50% noslodzes nevarētu uztaisīt vairāk par 110*3 kg spēku, taču vilnim pilnībā apšļācot sistēmu dažos iecirkņos tomēr var veidoties pilns 220 kg spēks, tāpēc drošības nolūkos ņemsim 220 kg reiz paātrinājuma koeficientu 170%, kas kopā dos 374 kg pa vertikāli. Tātad pa horizontāli spēks būs 374*(3/0.6)=1870 kg un pa diagonāli (jāzina, lai pareizi izvēlētos diagonālo atsaišu šķērsgriezumus) 374*(3.06/0.6)=1908 kg.
Pārbaude uz notrūkšanu: Vissliktākais tērauds Staļ-3 iztur bez stiepšanās (Yield strength) 80-100 MPa kas ir 8-10 kg/mm2. Civilizētāks, bet ne rekorda cienīgs A-36 ASTM strukturālais tērauds iztur 250 MPa=25 kg/mm2. Uz metāliem-rekordistiem kas strādā līdz pat 110 kg/mm2 orientēties nav vērts, tie ir pārmēra dārgi un slikti pieejami, turklāt metinājuma vietās radīsies ļoti sliktas izturības vai trausli iecirkņi, kas prasīs sarežģītu montāžas darbu apjomu ar slodzes izlīdzinātāju uzlikām un vispārēja rakstura nezināmas nepatikšanas ar nogurumlūzumiem. Tātad pieņemam 25 kg/mm2 un šādā gadījumā vertikālajiem elementiem minimālais šķērsgriezums ir 15 mm2; horizontālajiem elementiem 75 mm2 un diagonālajiem 76 mm2.
Pārbaude uz ielieci: Ja konstrukcijai garuma pret ielieci vērtība pārsniedz 1:100, tad šāda konstrukcija pakļauta nogurumlūzumiem, un pavisam drošas pret to ir tikai tad, ja šis koeficients tuvojas 1:300. Tātad ieliecei nebūtu jāpārsniedz 3 metri dalīts ar 100 līdz 300, kas dod 1...3 cm izliekumu. Izmantoto horizontāļu materiālu otrējais inerces moments ir jāpielasa attiecīgi tam. Ielieces vērtība dH=F*L^3/(48E*I), kur Junga modulis E visiem tēraudiem ir līdzīgs, apmēram 200 GPa (un nevis 211 GPa kā rakstīts LV skolu mācību grāmatās). Tātad, mūsu gadījumam 0.03 (metri)=374 (kg)*9,81(Ņūtoni uz kg)* 3^3 (metri) /48/220E+9/I, kur I ir jāaprēķina. Tas sanāk 9.6E-9 (m4). Tas nemaz nav maz, taču šajā gadījumā strādā viss konstrukcijas augstums 60 cm, ko vēl var pastiprināt ar klāja margas palīdzību, un tad sanāk virs metra. Pielietojot "dēļa gala uz sāniem" formulu inerces otrējam momentam I=bH^3/12 un pieņemot platumu kāds ir mucai I=0,6^4/12=0,0108. Tātad konstrukcijas STINGUMS ir vairāk kā pietiekošs. Tagad tas pats jāatkārto ar horizontālā stieņa paša materiālu. Pieņemsim, ka tas neūs ne caurule, ne četrkantcaurule, jo tās iekšpusi nevarēs aizsargāt pret rūsu, tātad tas būs leņķadzelzs. Iesāksim ar 25x25x4 mm leņķadzelzi. Tātad pielietojot formulu leņķadzelzs ir puse no "tukšas kastītes" I=1/2*1/12*(B*H^3-b*h^3)=(1/24)*(0.025*0.025^3-0.021*0.021^3)=8,17E-9 (m^4). Citiem vārdiem - pietrūkst ļoti maz. Savukārt 25x25x5 ir 9.61E-9 (m^4) - kā reizi kā vajag. Tādam šķērsgriezums ir (25+20)*5=225 mm2 jeb ar trīskāršu rezervi. Ņemot vērā aprāķina nenoteiktības, šāda rezerve nav pārmērīga, taču var pārbaudīt 30x30x3 mm, kas dotu (30+27)x3=171 mm2 (tātad ir zināms ietaupījums svaram un izmaksām - 30%) un 11,6E-9 (m^4). Šķiet neslikta kombinācija...
Ir skaidri jāapzinās, ka šāda rēķina sakļūdotība ir, taču faktiski fermas slogojums ir mazāks, jo locīti tiek trīslementu vienmetrīgi fermu gabali nevis viens trīsmetrīgs stienis. Taču tas nozīmē tikai to, ka ja slodzi tur vientuļš stienis, tad daudzreiz vairāk to noturēs arī fermas gabals. Tas nozīmē arī to, ka iespējams, ar modelēšanas softa palīdzību te sarēķinātos stieņu izmērus vēl var mazliet "piefrizēt", taču tas nav obligāti - lieka stiprība reti mēdz būt kaitīga
Diagonālajām atsaitēm ir tikai stiepes slodze, tāpēc tur ir izvēle starp plakandzelzi un armatūras dzelzi. Novērtējot nepārspējamās armatūras stiprības kvalitātes, tomēr to grūti piemetināt nesavājinot, tāpēc izvēlei būtu jākrīt uz plakandzelzi, to apmetinot savienojumā pa malu. Metinājumam, kam jānotur 1908 kg pie elektroda materiāla pieļaujamās slodzes 220 MPa, jābūt ar šķērsgriezumu vismaz 1908/22=87 mm2. Ja metinātā valnīša platums ir apmēram 2 mm, tad šuves garumam jābūt vismaz 44 mm garumā katrai no elementa galiem.
Spiestie elementi ir, pirmām kārtām, vertikālie elementi. Tiem pielietojot Eilera centriski spiestas kolonnas formulu F(max)=N*pi^2*E*I/L^2, kur N ir galu nostiprinājuma faktors, kur abiem fiksētiem galiem N=4. Dažkārt šo formulu raksta ar faktoru k dalītājā un vēl kvadrātā, tad (nevajag iekrist) tas ir 0.5 un kvadrātā tas pats, kas 4 virs daļsvītras bez kvadrāta. Tātad 374 (kg)*9.81 (Ņūtoni uz kg)=4*3,14^2*220E+9*I/0,6^2 jeb (minimāli, vismaz) I=1,52E-10 (m^4). Tātad te neslikti derēs krietni vājāks materiāls, pārbaudīsim 20x20x5 mm leņķadzelzi. Šķērsgriezums (20+15)*5=175, kas ir ar dubultu rezevi. 20x20x3 dos (20+17)*3=111 mm2, kas ir ar nelielu rezervi pēc šķērsgriezuma. Inerces moments tādam sanāk (puse no "tukšas kastītes formulas") I=(1/12)*(0.02^4-0.017^4)=6.37E-9, kas ir ar dubiltu rezervi, tātad var mēģināt pāriet uz 15x15x3 mm. Pēc šķērsgriezuma tāds dod (15+12)*3=81 mm2, tātad pietiekami un pēc inerces momenta I=(1/12)*0.015^4-0.012^4)=2,49E-9, kur bija gana arī 0,15E-9. Taču pāriet uz tikpat gaļīgu bet mazāka perimetra materiālu te nav iespējams, tāpēc fksējam, ka 15x15x3 mm ir nosacīti optimums.
Otrs spiestais elements ir horizontāles, kuras jau aprēķinājām uz izlieci, jo kad viena ir stiepta, tad otra ir spiesta. Tāpēc Eilera formula jāpielieto arī tām. Tomēr te jāņem vērā, ka šo elementu reālas garums ir 1 metrs, nevis 3 metri. Tātad 1870*9.81=4*3.14^2*200E+9*I/L^2 jeb I>2,33E-9 (m^4). Izvelētais 30x30*3 mm profils droši apmierina šādu prasību ar saviem 11,6E-9 (m^4).
Tagad pāreja uz trijstūrveida fermu planāras vietā: acīmredzami, ka tajā visi elemanti saņem 1/sin(60) grādu =115% (par 15%) nosacītu lielāku slodzi, taču tā dalās uz diviem elementiem augšējā horizontālē, ir identiska kā planārajam apakšējā horizontālē, un dalās ar divi vertikālēm un tā pat atsaišu diagonālēm. Tā ka aprēķina rezultātus var atļauties nekoriģēt. Vai arī rēķina pēc augstāk rādītā parauga un ņemot vērā šos 15% un attiecīgās 2 reizes.
Apdeits 2020 ziema.
Ar savu jahtu iekļuvu vētrā. Braucu uz Ruhnu nākošā dienā pēc dižvētras ar 7 metru viļņiem, un prognoze teica, ka 70 cm gaidāmi vai maksimums metrs. Vārdu sakot špicka. Turpceļā jau bija pusotrs, bet atpakaļceļā visi divarpus metri. Un periods no ierastajām 3-4 sekundēm bija saīsinājies līdz neierastām 2 sekundēm. Vārdu sakot, īsti omulīgi nejutās neviens. Stringeri un brangas draudīgi krakšķēja, atlīmējās pāris vietās epoksīdu stiprinājuma plāksteris. Nācās pārlīmēt. Acīmredzot viļņi bija sasnieguši Igaunijas krastus un paguvuši atstaroties un atgriezties. Tad nu šādos Līcim visnotaļ ekstrēmos apstākļos sarēķināsim vertikālās koordinātes paātrinājumu. a=(2piF)^2*X, kur F=1/T un X=1/2 no viļņa augstuma. Tātad
a=(2*3.14*1/2)^2*4=39.4 m/s^2 Respektīvi 3,5g. Citiem vārdiem 3.5 reizes
pārslodze. Skaitlis ko der atcerēties, jo okeāna viļņos, kur 7 un pat 12 metri ir bieža parādība, pat tuvumā nestāv. Šādam paātrinājumam atbilst labi ja pāris simti metru augsts vilnis, kāds tur nav iespējams. Baltijas jūra esot viena no nejaukākajām jūrām Pasaulē viļņu ziņā.
Apdeits: Dažu eksperimentu dati. Ņemam metāla mucu, sieniņas biezums stipri virs 0.75, bet nedaudz zem 1 mm. Tāpēc domājas, ka tā ir (kamēr nav sarūsējusi) maktīgi izturīgāka par plasmasas. Vienīgi plasmasa no rupjiem pāridarījumiem var atkopties, kamēr dzelzis visu atcerās. Muai pievienoju sūkni ar krānu un vērojot vakuummetra rādījumus sūcu gaisu laukā. Pie mīnus 0.5 atm muca joprojām stabila, paklauvēju, skaņa laba, iesperu, nekas šausmīgs nenotiek. Pie mīnus 0.51 kg/cm2 tā sekundes desmitdaļā palecas un saplok plakana ar asiem locījuma vietas stūriem. Ceru, secinājumi ir visnotaļ skaidri un lielā mērā pārceļami arī uz plastmasenēm.