Budowa kadłuba jachtu RC- od modelu i formy do gotowego kadłuba krok po kroku [fotorelacja]

[btg]

Cześć

 

Postanowiłem udokumentować budowę kadłuba mojego jachtu Innovator II. Kiedy sam zaczynałem zabawę z modelami jachtów RC samemu brakowało mi tego typu opisów budowy, mam nadzieję, że informacje i rady zawarte w mojej relacji przydadzą się komuś z Was.

 

Finalnie ma wyglądać tak:

 

 

Dzień 1

 

Materiały jakie przygotowałem to wydrukowane plany, deska 90 cm (kadłub ma 99 cm długości, więc wystaje, gdybym mógł wybrać to wziąłbym deskę ok. 110 cm, ale akurat taką miałem ,,pod ręką"), 4 listewki balsowe 1000x100x3 mm oraz dwie sklejki topolowe 60x40 cm gr. 3 mm. [fot. 1]

[fot. 1]

 

Na ścianie pracowni powiesiłem wydrukowane wizualizacje 3D gotowego modelu. Aby podczas kolejnego żmudnego szlifowania przypomnieć sobie, że niby koniec końców ma to wszystko tak wyglądać .

 

 

Wydrukowałem poszczególne przekroje na kartkach A4. Pamiętać należy aby uwzględnić grubość balsy jakiej będziemy używać i o tę wartość ,,zoffsetować" nasze przekroje. W przeciwnym wypadku uzyskamy nieco więcej wyporności niż było założone w planach.

 

 

 

Wyciąłem przekroje pozostawiając spory naddatek ok. 1 cm dookoła faktycznej linii cięcia sklejki

 

 

Listewki na balsę przyciąłem do szerokości 12 mm

 

 

W tym czasie zdążył wyschnąć klej i przekroje zostały przyklejone na sklejkę

 

 

Do przycinania listewek użyłem piły i przykręciłem imadełkami metalowe płaskowniki, aby uzyskać żądaną szerokość listewek (12 mm)

 

 

 

 

 

BHP to podstawa!!! Gogle przy pracy z piłą oraz filtr przeciwpyłowy. Później podczas szlifowania, szpachlowania, malowania polecam specjalny filtr z dużymi pochłaniaczami 3M tzw. do ,,par organicznych". Ten filtr pozwolił mi przetrwać dzisiejszy dzień Bardzo istotna jest wentylacja pomieszczenia! Okna otwarte, a niekiedy dobrze wywołać przeciąg otwierając jednocześnie drzwi.

 

 

Maska przeciw parom organicznym 3M:

 

 

Przyszedł czas na wycinanie przekrojów. Tutaj bardzo istotna jest precyzja, aby piła szła dokładnie po konturze przekroju. Zaoszczędzi to czasu na późnijeszym szlifowaniu i wyrównywaniu. Lepiej od razu zrobić to dobrze

 

 

Wszystkie wręgi wycięte!

 

 

Zacząłem od wręgi rufowej. Mój projekt ma rufę typu ,,retrousse", charakterystycznie nachyloną pod kątem do linii wodnej. Aby móc nadać kształt tej końcowej sekcji konieczne jest przyklejenie za wręgą końcową (x=10 cm od rufy) pochylonej atrapy rufy, do której będą przyklejane listewki

 

 

 

 

Na deskę naniosłem markerem linię centralną kadłuba i odznaczyłem miejsce mocowania poszczególnych wręg.

 

 

Poszywanie zaczynam tredycyjnie od położenia przysłowiowej stępki

 

 

 

A następnie krawędzi burty tzw. sheerline. Aby prawidłowo odwzorować krawędź burty można albo zaznaczyć markerem na boku wręgi gdzie się kończy burta dla danego przekroju (jak ja zrobiłem) albo przygotowując plany zaprojektować nacięcie w które będzie wchodzić mała listewka 2x2 mm. W ten sposób mamy zaznaczony obszar poszywania.

 

 

 

 

 

 

Nakładam listewki zaczynając od burt dokładam do dolnej listewki. Klej cyjanoakrylowy nakładam na CAŁEJ DŁUGOŚCI LISTEWKI. To bardzo ważne gdyż listewki w ten sposób sklejone nie uginają się między wręgami i można je pewniej wstępnie szlifować.

 

 

 

Tak wygląda gotowa poszyta jedna strona kadłuba:

 

 

Jak widzicie, najpierw kładłem listewki wzdłuż burty ,,od dołu" a potem kładłem listewki wzdłuż stępki. ,,Schody" pojawiają się na poszywaniu tzw. obła, czyli tego zaokrąglenia pomiędzy burtą a dnem. Listewki odwzorowujące obło muszą być zukowsowane pod koniec aby dopasować się do prostych listewek biegnących wzdłuż stępki. Nie jest to bardzo trudne, wystarczy przyłożyć końcówkę listewki ,,na próbę" następnie zaznaczyć nożykiem gdzie powinno być dokonane zukosowanie i przyciąć.

 

Po przyklejeniu listewki wzdłuż burty i stępki dobrze przykleić listewkę biegnącą wzdłuż obła. Do tej listewki będą ukosowane pozostałe listewki- aby ukosować do równej krawędzi tej listewki a nie łapać nagle dwóch listewek ,,w powietrzu".

 

 

 

Listewki nakładać z nadmiarem długości- na koniec wszystko się przytnie

 

 

I przycięte:

 

 

I tak się zakończył dzień pierwszy i byłem z niego zadowolony, bo widziałem, że to dobre

 

 

Dzień 2:

 

Dokleiłem dziób, który następnie wypełniłem listewkami pozostałymi po poszywaniu kadłuba:

 

 

 

Po wyszlifowaniu:

 

 

Ubytki zostaną zaszpachlowane, pomalowałem na czarno sekcje dziobowe aby wiedzieć kiedy przestać szlifować

 

 

Cały kadłub następnie zaszpachlowałem szpachlówką Novol poliestrową wykańczającą. Ważne aby nanosić możliwie mało szpachlówki miękką szpachelką z tworzywa sztucznego Nakładanie najlepiej robić od burty w stronę dna:

 

 

I wyszlifowałem. Przy szlifowaniu ważne jest aby nadać ostateczny kształt kadłuba. Dlatego zawsze szlifuję przez kostkę, nigdy gołymi rękoma. Powstają wtedy bowiem dołki. Dno szlifuję wzdłużnie, burty również, zaś aby na oble nie powstały a tego powodu żadne wystające górki, obło szlifuję pod kątem 30-40 stopni względem linii centralnej kadłuba czyli od burty do dna, od dna do burty itd.:

 

 

 

Pod ręką czuć, że kadłub jest już gładki i że jego linie są płynne. Ale to złudne wrażenie. Przy użyciu prostej metody można sprawdzić gdzie na naszym modelu są ,,dołki". Całą powierzchnię dosłownie skrapiamy farbą w sprayu tak, zeby wyglądała jak na obrazku poniżej. Czemu skrapiamy a nie po prostu malujemy? Szybciej schnie i szkoda farby, a chodzi o to tylko aby tak skropioną powierzchnię delikatnie przeszlifować papierkiem 120-200. W miejscu gdzie papier nie ściera farba pozostanie i te miejsca należy zaszpachlować i wyrównać:

 

 

Po przetarciu:

 

 

 

Przyszła kolej na kolejne szpachlowanie, tym razem już ,,punktowe". Aby wiedzieć gdzie nałożyć szpachlówkę i nie musieć szukać tych miejsc gdy już mamy połączoną masę z utwardzaczem, ja robię tak że siadam spokojnie i obserwuję całą powierzchnię zaznaczając markerem miejsca do zaszpachlowania. Większe obszary bądź drobniejsze ubytki. Na tym etapie cały czas najważniejsze jest wyprowadzenie powierzchni, więc ubytki można sobie darować na obróbkę wykańczającą, potem.

 

 

 

To szpachlowanie i szlifowanie powtarzam aż do momentu uzyskania satysfakcjonującej powierzchni. Szpachlówka schnie bardzo szybko, więc proces można szybko przeprowadzić. Szpachlówkę warto mieszać z utwardzaczem na wadze z dokładnością do 1g. Wtedy mamy pewność, że ,,zżeluje" i jednocześnie że zdążymy donieść ją do modelu przed zżelowaniem. Naprawdę warto stosować się do zaleceń producenta w tym względzie! Szpachlówka Novol łączy się w stosunku wagowym 100:2-3 gram.

 

Po tych operacjach pomalowałem kadłub farbą w sprayu i wygląda tak:

 

 

Komentujcie, subskrybujcie, zadawajcie pytania. Na wszystkie chętnie odpowiem

 

Dalszy ciąg prac nad modelem już w poniedziałek!

 

Kuba

[MaciekK]

Mam nadzieję na ciąg dalszy relacji .....

[mike217]

To ma być kopyto na forme czy gotowy model?

[MaciekK]

Wydaje się jednak że na tym etapie chodzi o kopyto.

Na pierwszych zdjęciach widać trochę pracowni kolegi i tutaj nie wygląda to na amatorszczyznę.... ciekawe.

Z drugiej strony spotkałem się już z taką konstrukcją kopyta które w trakcie dalszej pracy ( a konkretnie po zalaminowaniu właśnie formy ) przy usuwaniu ulegało zniszczeniu.

[rapier]

bez przesady. A co powiesz o kopytach ze styroduru? Wiadomo przecież ze po wyprowadzeniu kształtu następnie powierzchnia jest wzmacniana poprzez tkaninę szklaną, znów szpachlowana, lakierowana, polerowana itd. Nawet jeśli kopyto ulegnie zniszczeniu podczas rozformowywania - to co z tego? Ważne aby negatyw się udał.

[wapniak]

Wydłubywanie kopyta balsowego pryśniętego farbą w spraju z formy laminatowej przyjemne nie jest i też nie przyczynia się do jakości tejże formy.

No, ale zobaczymy jaki jest zamysł autora.

[f-150]

Odnosnie ciecia balsowych listewek... Kuba, a czy znasz takie oto:

http://www.voelkner....2365/100-xl.jpg

urzadzonko firmy Kavan? Moze warto byloby nabyc lub zbudowac cos podobnego z drewna? Wowczas daloby sie uniknac mozolnego ciecia listewek pila.

 

Tylko po co siedzieć i robić za 29 zł.Przerost formy nad treścią http://www.marvio-rc.pl/przyrzad-do-ciecia-listewek-balsowych-master-air,3,68,723

[mike217]

Jesli to ma być kadłub docelowy to technologia jest nietrafiona. To się nie nadaje ani na kadłub ani na kopyto. Kopyta ze styroduru i innych pianek w przypadku samolotów może i się sprawdzą na kadłub. W przypadku specyficznych założeń i geometrii ślizgów czy jachtów to raczej środek zastępczy.

[rapier]

A to ciekawe. Niby czemu technologia sprawdzajaca się w modelarstwie lotniczym ma być środkiem zastępczym w szkolnictwie?

 

Wysłane z mojego GT-I9300 za pomocą Tapatalk 4

 

 

[mike217]

Zdecydowanie tak uważam i nie musisz się oczywiście zgadzać. W ślizgach liczą się dziesiąte części mm żeby łódka wygrywała bądź przegrywała. W modelu szybowca czy też samolotu, bez wpływu pozostaje zazwyczaj nierówność czy dołek. W łódce dołek 0,1mm powoduje już zazwyczaj ssanie do wody i łódka pożera prąd. Ale jeżeli masz technologie opanowaną w styrodurze i piankach do perfekcji i odwzorujesz zadany sobie kształt to czemu nie,,,

[rapier]

Dokładności do 0,1mm napewno ręcznie nie uzyskasz bez względu na materiał. Zakładam ze mówimy tu nadal o rocznym wyprowadzaniu kopyta.

 

Wysłane z mojego GT-I9300 za pomocą Tapatalk 4

 

 

[AndrzejC]

No właśnie Kol. Arku ta różnica gęstości, a właściwie oporów wynosi kilkaset procent. Tyle i tylko, tyle Wierzcie lub nie, ale o pływalności wyczynowej łódki decyduje nawet grubość lakieru na dnie (o aerodynamice góry kadłuba nawet nie będę wspominał ).

Ale, Panowie nie dołujcie Autora bo nic więcej nie napisze Pierwszy chciałem swoje uwagi wypisać, ale się powstrzymałem . Dajcie się Koledze wypowiedzieć.

Ze zdjęć wynika, że warsztacik fajny , bo duży

Kuba, napisz jak tam Ci ta robota idzie i nie zniechęcaj się

A.C.

[kojani]

Wszystko co zostało napisane to prawda, ale autor buduje model jachtu, nie ślizg klasy mistrzowskiej, więc i prędkości nie te i opory również.

Aczkolwiek wyprowadzenie powierzchni na niewątpliwych progach jakie stanowią wręgi przy dość wiotkim materiale będzie bardzo trudne.

[kojani]

Jesli juz "wyladowalismy" przy hydrodynamice, musze powyzszemu stwierdzeniu przynajmniej czesciowo zaprzeczyc. Przede wszystkim zwalczanie oporow w wodzie jest zawsze istotne, tak w modelu slizgu, jak w modelu jachtu. A to ze wzgledu na relatywnie duza gestosc wody.

...

Oczywiście masz rację, ale również nie do przecenienia jest prędkość poruszania się obiektu w ośrodku bo opory są od niej zależne w kwadracie.

Wydaje mi się, że jeśli chodzi o modele jachtów i osiągane przez nich prędkośći to decydujący wpływ ma takielunek i jego odpowiednie zoptymalizowanie oraz przede wszystkim umiejętności sternika RC, co oczywiście nie eliminuje wpływu geometrii i jakości kadłuba.

Z całą resztą Twojej wypowiedzi - a szczególnie z końcowym fragmentem - zgadzam się w pełni - jako poradnik dla początkujących ta technologia wydaje się wątpliwa - nie wykluczone, że wyjdzie z tego dobre kopyto, ale niedoświadczonego adepta ta technologia załąmie i sfrustruje.

 

Kojani

[wapniak]

Jeśli to ma być kopyto pod formę, to wystarczyłoby wylaminować balsę od wewnątrz kadłuba, i praca z nim byłaby znacznie bardziej precyzyjna.

Pozdrawiam.

[wapniak]

Dokładnie tak jak napisałeś, a na koniec zamontować do deski

[btg]

Witam,

 

Cieszę się, że wątek mojej budowy modelu spotkał z tak dużym odzewem

 

Z góry zaznaczam, że to mój drugi model kopyta. Nie uważam siebie w żaden sposób za eksperta w dziedzinie budowy kopyt. Oczywiście, ze istnieje tysiąc metod. Najlepiej przecież wyfrezować z przygotówki aluminiowej w dokładności +/- 0,001 mm... Albo wyfrezować z bloku styropianu z niedomiarem i pokryć specjalną pastą modelarską, aby frezować gotowe kopyto. Tylko to kosztuje grube pieniądze a mój budżet był ograniczony. Nie miałem czasu nabrać doświadczenia w budownictwie modelarskim. Robię według tego, co kiedyś kilku wspaniałych modelarzy mi pokazało, gdy się jeszcze w to bawiłem. Bardziej jestem teoretykiem i doceniam Wasze doświadczenie w zakresie budowy kopyt.

 

Z chęcią porozmawiam natomiast o wpływie szorstkości kadłuba i jego geometrii na opory ruchu i o zastosowaniu algorytmów genetycznych przy optymalizacji parametrycznej kadłuba w zastosowaniach modelarskich.

 

Wyjaśniam wątpliwości jakie się pojawiły:

 

To, co teraz wykonuję to kopyto (forma męska) na podstawie którego zostanie wykonana forma żeńska i z której powstanie kadłub z CFRP UNI.

 

Efekt ugięcia balsy między wręgami zniwelowałem wypełniając przestrzeń od wewnątrz zwykłą poliuretanową pianką montażową z pistoletu. Gdy wrócę do pracowni, porobię odpowiednie zdjęcia.

 

Ostatnie z zamieszczonych zdjęć obrazuje kadłub pomalowany czarną farbą.

 

Następnie kadłub został przeszlifowany papierem 600 i położona została warstwa włókna szklanego 200g. Zapewni to sztywność zewnętrzną kopyta. Balsa po dziś dzień jest jednym z najbardziej docenianych materiałów przekładkowych. Z dołu pianka, z góry laminat- kształt będzie dobry, a tak jak Kolega wcześniej zaznaczył, grunt aby zrobić formę żeńską- ta cała balsa się może nawet potem skruszyć.

 

Po nałożeniu laminatu położyłem cieniutką warstewkę szpachlówki, zeszlifowałem, trysnąłem farbą, zeszlifowałem, zaszpachlowałem znów dołki, pomalowałem, zeszlifowałem. Kształt kadłuba jest już wyprowadzony. Mam teraz tak mało czasu, że nie mam kiedy do tego znów usiąść.

 

Leży kopytko w pracowni i czeka na mój czas.

 

A w planach: zrobienie formy żeńskiej oraz laminowanie z CFRP UNI. Jeśli uda mi się załatwić to w metodzie infuzji, a jak nie to ręcznie epoksydem.

 

Pozdrawiam,

 

Kuba

[btg]

No, dobrze, ze sie odezwales, bo juz myslalem, ze czyms Ciebie urazilem mimo, ze wcale takiego zamiaru nie mialem.

 

Generalnie, budowa kopyta badz kadluba lodki nie stanowi zadnej nauki tajemnej. Technologie sa znane od dziesiecioleci (przynajmniej w modelarstwie), proste i pozwalaja na osiadniecie wymaganej dokladnosci, ale wymagaja zachowania kilku podstawowych zasad, wynikajacych z najzwyklejszej logiki postepowania. W tym swietle rzecz ujmujac, sieganie do techniki CNC i aluminium nie jest konieczne i stanowiloby rozwiazanie najdrozsze z mozliwych, ktore nie zapewnialoby wyczuwalnie lepszych osiagow. Nawet w produkcji seryjnej szanse chocby na zwrot kosztow wykonania takiej formy przy stosunkowo niewielkim popycie na gotowe kadluby sa znikome. Z drugiej strony Technika CNC pomyslnie stosowana jest do wykonania form pletw kilu. Ale tutaj mamy do czyniania z innymi relacjami.

 

Odnosnie gladkosci (nie mylic z nierownosciami stanowiacymi odchylki od prawidlowej formy) - w najlepszym wypadku powierzchnia kadluba powinna byc "hydraulicznie gladka". Oznacza to, ze pory nie powinny byc wyczuwalne dotykiem palcow. To wszystko. Istnieja przypuszczenia, ze zbyt duza gladkosc powierzchni nie przynosi zadnej korzysci, a niesie za soba niewspolmiernie wysoki naklad pracy, czyli takze koszty. Podobnie ma sie rzecz z celowym stosowaniem zwiekszonej chropowatosci powierzchni (efekt podobny do powszechnie znanych turbulatorow). Takze smarowanie powierzchni kadluba wszelkimi woskami, czy innymi preparatami w nadziei zmniejszenia jej oporow hydrodynamicznych to jak dotad niczym nie poparte mrzonki. Pisze wyzej o przypuszczeniach, bo do dzisiaj nie istnieja zadne opracowania z ktorych jednoznacznie wynikaloby, ze jest tak, czy inaczej. A to dlatego, ze osiagniete w ten sposob zyski (badz straty) sa zbyt male, by dostarczyc miarodajnych pomiarow. Zarowno w dziedzinie jednostek zalogowych, jak i modeli.

 

Natomiast wplyw ksztaltu kadluba na wlasciwosci jachtu jest obecnie dosyc dobrze zbadany. Krotko mowiac, istnieja pewne zasady ksztaltowania kadluba pociagajace za soba takie, czy inne jego wlasciwosci na wodzie. Ale ze wzgledu na objetosc tematu, nie sposob omawiac tego w oderwaniu od pozostalych czynnikow i do tego jeszcze w skrotowej formie na Forum. Proponuje raczej siegnac po literature. Moge jedynie dodac, ze wiekszosc dajacych sie obecnie za pomoca tachniki cyfrowej potwierdzic badz obalic zasad powstawala na drodze empirycznej i znana jest od stuleci. Inaczej mowiac, juz nasi przodkowie konstruowali zadziwiajaco efektywne lodki, doskonale wiedzac co zrobic, by te efektywnosc osiagnac, ale nie bardzo wiedzac, dlaczego tak jest.

 

A dokładniej, chropowatość w um nie powinna być większa niż h=100/V, gdzie V jest prędkością obiektu w m/s.

 

Co do gładkości powierzchni: Oracle zastosowało specjalny film ribletowy minimalizujący opór (http://www.businesswire.com/news/home/20100224006699/en/). W planach jest też stosowanie pokrycia skrzydeł nano powierzchniami reagującymi na prąd elektryczny... Ale wkraczamy już tutaj w modelarskie Science- fiction.

 

To, co wydaje się najrozsądniejszym wykończeniem to papier wodny 2500, potem polerowanie.

 

Z powyższego wzoru wynika, że chropowatość dopuszczalna jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości. Odnosi się to również do warstwy przyściennej. Niskie liczby Re w jakich kadłuby modeli się poruszają pozwalają na relatywnie długie zachowanie warstwy przyściennej. Ostatnio byłem w Centrum Techniki Okrętowej, do modeli tankowców dodawali druciki na ich bulbach wby sztucznie wywołać turbulencje warstwy przyściennej i dokładniej móc odwzorować opór tarcia. W skali modeli przepływ laminarny jest zachowywany znacznie dłużej niż dla ,,dorosłych jachtów". To zachęca również do stosowania profili laminarnych z dalekim położeniem maksymalnej grubości, nawet 60 czy 70%, a zatem odsunięcia jak najdalej punktu osiągnięcia minimalnego współczynnika ciśnienia Cp.

 

Modele dają nam znacznie więcej możliwości i nie można powiedzieć, że wszystkie efekty są liniowo skalowane.

 

W kilach robionych w formach z CFRP UNI można uzyskać ciekawe efekty: odpowiednio układając włókna można uzyskać taką strukturę, która w przechyle pod wpływem obciążenia kila będzie zarówno zginana jak i skręcana. Spowoduje to pracę kila w dolnej części pod mniejszymi lub większymi kątami natarcia, w zależności od potrzeb. Bardzo ciekawe i wymagające zagadnienie hydro-elastyki!

 

Wkrótce wrzucę zdjęcia z budowy formy żeńskiej. Jednak mamy teraz znacznie więcej roboty nad ,,dorosłymi łódkami". Gdy tylko będzie trochę więcej oddechu to pobawimy się z tym modelem