Туристическое плавсредство для отдыха на воде

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИСКУССТВ»

Факультет дизайна и декоративно-прикладного искусства

Кафедра промышленного дизайна

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема проекта

Туристическое плавсредство для отдыха на воде

Исполнитель Сычёва Т. П.

студентка 5-го курса

направления специальности

«Дизайн средств производства и транспорта»

Заведующий кафедрой

Коломиец В. И.

Руководитель

Шустерняк Т. Е.

Консультант (ы)

Шустерняк Т.Е.

Кучерявая С. К.

Березкина Л. В.

Минск, 2013г.



ВВЕДЕНИЕ

Тема проекта: Туристическое плавсредство для отдыха на воде. Данная тема важна и актуальна на сегодняшний день, так как наблюдается тенденция развития туристической сферы для всех стран, а тем более для Беларуси, которая, как известно, насыщена водными артериями. Для водного туризма в стране есть значительное количество составляющих, которые складываются в мощную базу всего туризма в целом. Однако следует заметить, что программа развития этой сферы, на данном этапе, далеко не в полной мере задействует все качества и возможности нашей страны.

В настоящее время в Беларуси насчитывается небольшое количество предложений от турфирм, которые минимально используют эстетические ресурсы страны. Сейчас это замковые маршруты Мир - Несвиж, военные комплексы Хатынь - Брестская крепость, религиозно-исторические места Жировичский Успенский - Спасо-Ефросиниевский монастыри, экскурсии по городу Минску и этнографическим музеям. Всё это автобусные туры. Не стоит исключать из этого списка Августовский канал, который был отреставрирован с целью использования сразу нескольких видов туризма - экологического, экскурсионного, спортивного, но сейчас он не используется в полной мере своих возможностей.

Проблема туризма Беларуси есть и решать её необходимо следуя темпу современного развития этой индустрии. Что касается природных ресурсов, то страна находится на высоком уровне, мы имеем в распоряжении уникальные заповедники и просто великолепные уголки природы, которые многих смогут поразить и привлечь внимание, некоторое количество исторических памятников и водные пути, по которым мы сможем до них добраться.

Целью проекта является создание туристического транспортного средства, которое должно ответить на все поставленные перед ним задачи и требования.

Какие задачи следует сформулировать перед проектируемым транспортным средством? В первую очередь ведется разработка судна для человека. Необходимо определить все параметры и потребности того, кто будет эксплуатировать плавсредство. Второй, но не менее важной, частью является проектирование объекта в среде. В данном случае это городские и загородные ландшафты Беларуси. Так же необходимо изучить климатические особенности региона и учесть их в выборе использования технологий и материалов при изготовлении объекта. Следует добавить и экономическую составляющую проекта.

Каким образом проект изменит туристическую ситуацию в стране? Будет ли он актуален на протяжении длительного времени? Сможет ли он быть востребованным среди разных слоев населения? На эту цепочку вопросов необходимо ответить на стадии проектирования и подвести итог конечным результатом - проектом.



1. ПРЕДПРЕКТНЫЙ АНАЛИЗ

1.1 Исторический анализ объекта проектирования

Цель исторического анализа -- построение тенденций эволюции для прогноза исследуемой технической системы. При проведении анализа, как правило, уже существует несколько поколений и множество модификаций, предшествующих изучаемой технической системы. Задача исторического анализа -- описание и анализ эволюции с момента создания до настоящего времени, выявление тенденций развития подсистем. Естественно, что анализируются не все конструкции, а только те, которые обеспечили системе качественный скачок, основали новое поколение.

В Российской империи первые «речные трамвайчики», то есть суда, предназначенные для внутригородских пассажирских перевозок, появились в начале XX века в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Киеве и других городах. В роли речных трамвайчиков использовались небольшие катера-пароходы.

Во многих городах Европейской России владельцем этих линий выступало Финляндское общество лёгкого пароходства, а пароходики получили в народе название «финляндчик» (в Нижнем Новгороде исказилось до «фильянчик»).

В Москве речные трамвайчики появились в 1923 году. Первоначально ими заведовало Московско-Окское управление речного транспорта, а в 1933 году было организовано специализированное Московское пригородное пароходство.

Флот пароходства состоял из 70 небольших катеров производства Городецкой верфи, бравших на борт 40-100 пассажиров. В довоенной Москве популярностью пользовались маршруты Каменный мост -- Заозёрье и Дорогомиловский мост -- завод АМО.

В двадцатые-тридцатые годы речные трамвайчики появились и во многих других городах СССР. Первоначально каждый город строил речные трамвайчики своими силами, поэтому в разных городах они имели разный внешний вид, тип силовой установки, особенности конструкции. Зачастую эти суда были мелкосидящими, что позволяло им подходить к берегу даже там, где не было причалов и дебаркадеров.

К середине тридцатых годов речные трамвайчики стали частью транспортной системы таких городов, как Москва, Ленинград, Горький, Сталинград, Ростов-на-Дону и некоторых других. Также их использовали на пригородных перевозках. Тогда же начали прилагаться усилия по стандартизации и унификации подвижного состава городского речного транспорта. В 1930 году коллективом инженеров во главе с С. П. Будариным был создан типовой теплоход для внутригородских перевозок с пассажировместимостью в 119 человек. Чуть позже было создано судно повышенной вместимости (до 250 пассажиров) для пригородных перевозок.

Теплоход типа «Москва» -- наиболее распространённый в России в начале XXI века речной трамвай, который представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Теплоход типа «Москва»

До начала Великой отечественной войны был создан ещё один тип малых пассажирских речных судов -- тип «Леваневский» (1937 год). В 1939 году началась разработка нового типа речного трамвая, но его созданию помешала война.

После войны, с 1948 года, на смену старым судам стали приходить современные теплоходы типа «Москвич» (рис.1.2). Аналогичные им теплоходы «ПТ-150» строились в Херсоне. Позднее были созданы теплоходы «Москва», которые широко используются и сейчас. В то же время значение внутригородского речного транспорта стало быстро снижаться, сейчас в большинстве городов он используется только в экскурсионных целях, хотя в некоторых городах речные трамвайчики и сейчас работают в режиме общественного транспорта.

Рисунок 1.2 Теплоход «Москвич»

Как прогулочный вид, речной трамвайчик всё больше используется в Орле, где в пределах городской черты уровень реки Оки поддерживается плотиной ТЭЦ.

При организации в 2010 году системы водного городского общественного транспорта Санкт-Петербурга она получила название аквабус, т.е. водный автобус.

Также бытует название «речной автобус». Но происхождение этого термина неясно и его толкование неоднозначно. Однозначно известно следующее: термин родился в 60-х годах, когда на междугородние и пригородные речные маршруты вышли теплоходы типа «Заря». Тогда в ряде расписаний движения судов и появилось словосочетание «речной автобус». Однако непонятно, относился ли этот термин к теплоходу, которой своей компоновкой и габаритами действительно напоминает автобус («Заря» -- небольшой однопалубный скоростной теплоход, имеющий 66 пассажирских мест, расположенных как в автобусе), или же так назывался маршрут, по которому курсировал теплоход, так как режим его движение напоминал пригородный автобус -- частые остановки, зачастую в неприспособленных местах (рис.1.3). Возможно, название пошло и от того, что «Заря» отличалась от ходивших ранее местных пассажирских судов повышенной скоростью хода, соответствовавшей автобусам тех лет (45 км/ч).

Вполне вероятно и более простое объяснение, что теплоход «Заря» получил название речной автобус просто из за внешнего сходства с некоторыми автобусами тех лет. Особенно сильно формы этого теплохода похожи на популярные в 1960-е годы автобусы Икарус 55, ЛАЗ-695, ПАЗ-672: тонированные овальные окна в верхней скругленной части салона, покатая задняя часть, воздухозаборник.

Рисунок 1.3 Теплоход «Заря»

Термин «водный трамвай» (польск. Tramwaj wodny) используется также в Польше, где к водным трамваям причисляют не только речные, но и каботажные (береговые) морские пассажирские суда, в том числе и довольно большие. В Польше водные трамваи действуют в Варшаве, Быгдоще, Гданьске, Гдыне, Сопоте, Щецине и других городах.

В городах Западной Европы городской и пригородный пассажирский водный транспорт в основном занимает туристическо-экскурсионную нишу, однако в некоторых городах есть и общественный водный транспорт. Так в Лондоне действует целая сеть пассажирских водных маршрутов, известная как London River Services. Некоторые маршруты нацелены на туристов, другие чаще используются самими лондонцами как обычный общественный транспорт, например для поездок на работу. Хотя London River Services лицензируются Transport for London, эксплуатация осуществляется частными фирмами, и на водных маршрутах Лондона проездные на автобус и метро не действуют (хотя могут давать скидки).

В Париже система пассажирских катамаранов Vogueo действует также в туристических целях и как регулярный транспорт.

В конце XX века в Нидерландах в рамках развития системы общественного транспорта была внедрена концепция «Openbaar vervoer te water» («общественный транспорт на воде»), использующая уникальное физико-географическое положение страны - обширную систему каналов в городах и в прочих местах на значительной части территории, находящейся ниже уровня моря, защищенной дамбами. До этого местные водные пассажирские перевозки в Нидерландах ограничивались паромными переправами, которые в соответствии с нидерландским законодательством относятся не к общественному транспорту, а к дорожной сети. «Общественный транспорт на воде», в свою очередь, субсидируется как общественный транспорт, наряду с трамваями и автобусами. По состоянию на осень 2006 года в Нидерландах действуют пять транспортных служб, соответствующих концепции «Общественный транспорт на воде»

В англоязычных странах (в Северной Америке и Новой Зеландии) городской общественный водный транспорт часто называют «водным такси» (англ. water taxi), хотя на русский язык это понятие было бы правильнее перевести как «водная маршрутка», так как такие водные такси ходят по установленным маршрутам и перевозят довольно большое количество пассажиров. Ходящие по расписанию водные такси действуют в Нью-Йорке, Бостоне, Балтиморе, Торонто, Окленде и других городах. В Венеции же водными такси называют небольшие катера, которые действуют в том же режиме, что и обыкновенные, «автомобильные» такси. Суда, перевозящие больше число пассажиров по определённым маршрутам, в этом городе называют «водными автобусами» (вапоретто, итал. vaporetto).

Проведя исторический анализ такого вида транспорта, как речной трамвай, можно определить тенденцию развития функционального использования и, последовавшее за ним, развитие формообразования.

На первоначальном этапе возникновения такие суда имели функцию перемещения пассажиров по водным артериям страны на длительные расстояния. Пассажиропоток был велик и для того, что бы удовлетворить потребность большого количества людей, речные трамваи были крупногабаритными и были вместимостью до 250 мест. После войны использование такого транспорта стало снижаться и он приобрел функцию экскурсионного. Это повлекло за собой изменение количества пассажирских мест, изменились также и скорости трамваев. Однако большинство таких судов появлялись за счет изменения существующих, добавлялись места для пассажиров и убирались лишние перекрытия. С развитием водного туризма, стали проектироваться суда, которые несли только ту функцию, для которой и создавались - экскурсионно-туристическую.

1.2 Классификация объектов проектирования

Перед тем как проводить классификацию проектируемого объекта, необходимо уточнить некоторые закладываемые параметры, чтобы более четко дать оценку предлагаемым разделениям на классы.

Предполагаемые параметры проектируемого объекта:

- эксплуатация в черте города и на малых реках;

- пассажировместимость от 15-20 человек;

- средняя скорость 15-20 км/ч;

- высокий уровень обзорности;

- возможность высадки и посадки в оборудованных местах;

Оперируя этими параметрами можно приступить к классификации проектируемого судна.

Хотя официального термина «Речной трамвай» (также: водный трамвай) не существует, так часто называют речные пассажирские суда небольшого водоизмещения, работающие в экскурсионном режиме или в режиме общественного транспорта в городах или на ближних пригородных маршрутах.

Характеристики усреднённого речного трамвая: пассажировместимость: до 150--200 человек; скорость: 20-60 км/ч. Более быстрые суда на подводных крыльях речными трамваями, как правило, не называют, обиходное их название -- «Ракеты» (при этом так называют все небольшие суда на подводных крыльях, а не только суда конкретного типа «Ракета»)

Данный вид объекта подходит под классификацию тем, что является экскурсионным, остальные параметры не отвечают заданным требованиям, так как его поссажировместимость до 200 человек, что превышает габариты. Так как места эксплуатации предполагаются в черте города, где нет возможности и необходимости развивать большую скорость, следовательно использование подводных крыльев сводится к нулю.

Такой тип судов как «речной автобус» используется для перемещения пассажиров от заданной точки и до пункта назначения с частыми остановками и в местах, где это не предусмотрено. Эти критерии подходят для проектируемого объекта, так как планируется совершать туристические поездки на судне с остановками в тех местах, где не всегда для этого оборудован берег. Но маршрут предполагает возвращение в начальную точку. Так как по габаритам речные автобусы значительно отличаются, то обращать внимание на это не стоит.

Существует такой способ перевозки пассажиров - «водное такси», этот вид транспорта максимально подходит под заданные параметры. Количество пассажиров не превышает 15, курсирует данное средство в черте города, но оно не предназначено для проведения на нем длительного времени и не имеет достаточной обзорности.

Подведя итог классификации объекта проектирования, можно дать четкое определение транспортного средства, которое будет представлено в проекте. Транспортное пассажирское судно, имеющее двигатель внутреннего сгорания, однопалубное с минимальной осадкой. Судно рассчитано на 15-20 человек, находящихся в сидячем положении и обязано обеспечить высокий уровень обзорности. Должно полностью отвечать требованиям безопасности пассажиров и иметь на борту необходимые спасательные средства.

1.3 Конструктивные характеристики объектов проектирования

К конструктивным параметрам следует отнести элементную базу, которая будет являться основой проектируемого объекта. Водный трамвай, это сложносоставной объект, все части которого подчинены друг другу. Структуру его можно поделить на два проектируемых звена единого целого: функционально-техническую и функционально-эстетическую. К первой части, а то есть функционально-технической, следует отнести все те элементы системы, которые отвечают за техническое использование объекта движение по воде (за счет чего?), остойчивость, водоизмещение, безопасность, устойчивость материалов и многие другие. К функционально-эстетической части следует отнести эргономические требования, образные характеристики, взаимосвязи объекта с субъектом, объекта со средой.

Были определены предполагаемые параметры проектируемого объекта это: малое речное транспортное судно, которое осуществляет экскурсионные перевозки пассажиров в количестве не более 20. Для передвижения такого судна не требуется мощный двигатель, достаточно того, что он сможет приводить в движение движитель и при помощи него будет развиваться средняя скорость около 11 узлов, мощность двигателя 130 л/с . Для крупных пассажирских судов предусматриваются два двигателя, на случай поломки одного из них, но в данном случае нет необходимости следовать этим правилам, так как эксплуатация судна будет проводится на малых акваториях.

Что касается движителя, то следует рассмотреть все возможные варианты, которые существуют на сегодняшний день и их функциональные качества. Движитель предназначен для преобразования энергии в полезную работу движения судна. Судовые движители делятся на две группы: движители непрямой реакции (гребной винт, гребное колесо, крыльчатый движитель, воздушный винт) и движители прямой реакции (например, водомётный движитель). Движители выбирают согласно назначению судна. Так на судах, плавающих по мелководью, используются водомётные движители, а на манёвренных судах используются крыльчатые движители. Так как проектируемое судно не предназначено для маневренности, то нет необходимости использовать крыльчатый движитель.

Гребной винт -- наиболее распространённый движитель судов, а также конструктивная основа движителей других типов. Гребной винт состоит из ступицы и лопастей, установленных на ступице на одинаковом расстоянии друг от друга и представляющих собой крылья среднего или малого удлинения; число лопастей составляет от 2 и более. Гребной винт насаживается на конец гребного вала, приводимого во вращение судовым двигателем. При вращении гребного винта каждая лопасть захватывает массу воды из набегающего потока и отбрасывает её назад, сообщая ей дополнительную осевую и окружную скорость; сила реакции этой отбрасываемой воды заставляет корабль двигаться вперед или назад, в зависимости от направления вращения гребного винта. Плюсы винта перед гребным колесом в КПД, у винта 40-50%, а у колеса 30%, так же гребное колесо больше по массе.

Гребное колесо -- вид движителя, используемый с древних времен для приведения в движение лодок и кораблей. Представляет собой большое колесо, снабженное лопастями, которые погружаются в воду. Гребное колесо по строению идентично водяному колесу, с той лишь разницей, что не вода приводит колесо в движение, а колесо используется для движения. Существовало две основных разновидности гребных колес: кормовые, расположенные за кормой судна и бортовые, попарно размещавшиеся с боков корабля. Основная проблема при использовании гребного колеса -- низкая маневренность при плохих погодных условиях, а также большая зависимость от осадки судна. При сильной качке колесо может полностью выходить из воды, делая нормальное движение невозможным. Также на волнении колеса подвергались большим ударным нагрузкам, выводившим их из строя.

Использование гребного колеса уместно в проектируемом судне, так как эксплуатация не будет проводиться на открытых морских пространствах и крупных реках и волнения на воде не станут проблемой при использовании, а маневренность в данном случае не важна.

Водомётный движитель (водомёт) -- движитель, у которого сила, движущая судно, создаётся выталкиваемой из него струёй воды. Представляет собой водяной насос, работающий под водой. Водомётный движитель состоит, как правило, из импеллера (винта) с валом, водовода (водомётной трубы), спрямляющего аппарата и реверсивно-рулевого устройства (РРУ). В водоводе, представляющем собой профилированную трубу, водяной поток ускоряется либо лопастным механизмом (гребной винт, крыльчатка насоса), либо энергией сгорания топлива или давлением сжатого газа, что и обеспечивает направленный выброс струи через выпускное отверстие в корме. Отбрасываемая масса воды создает упор движителя, что и приводит судно в движение. Водоводы располагаются внутри или снаружи корпуса судна. Эффективность водомётного движителя зависит от формы водоводов, места расположения и конструкции водозаборников, и обычно меньше, чем у гребного винта.

При выборе движителя, следует обратить особое внимание на то, какую роль он будет играть в системе судна. Если есть необходимость подчеркнуть силу, надежность и мощность, то движитель можно вынести на первый план образа проекта, что даст возможность увидеть всю мощь, которая заложена внутри системы. Если же судно выполняет другую роль, а то есть служит для преодоления расстояний на больших скоростях, то в данном случае внимание обращается на «след», который оно оставляет после себя. Для этих целей хорошо подойдет водометный движитель. Говоря о данном проекте, то можно выделить следующие характеристики, которые должны повлиять на образ проектируемого объекта: привлечение внимания, развлечение, безопасность, устойчивость. Рассмотрев все подходящие движители, под выбранные характеристики максимально подходит гребной винт.

Корпус корабля -- основная часть корабля в виде водонепроницаемого и полого внутри тела обтекаемой коробчатой (для надводных кораблей) или цилиндрической (для подводных лодок) формы. Корпус корабля обеспечивает плавучесть, непотопляемость, прочность, размещение вооружения и личного состава и механизмов, обусловленных назначением корабля. Корпус снабжается рулевым, якорным, швартовным, буксирным и грузоподъёмным устройствами. Внутри корабельного корпуса размещаются главные и вспомогательные механизмы, погреба боезапасов, жилые и служебные помещения, хранилища для запасов топлива, масел, воды, цепные ящики, помещения для перевозимой техники и грузов, а также большинство корабельных устройств. Верхняя палуба корпуса служит фундаментом для надстроек, сооружений и служебных механизмов; на неё выводятся мачты и трубы. Корпус корабля характеризуется главными размерениями (длиной, шириной, осадкой) и изготавливается из стали и (или) лёгких сплавов, пластмасс, композиционных материалов и дерева.

1.4 Материалы и технологии

Условно различают три варианта конструкции корпуса из стеклопластика: однослойную без набора и с набором, двухслойную конструкцию с легким заполнителем.

Однослойная безнаборная конструкция. Применяется при постройке самых малых открытых и тихоходных лодок, Термин «безнаборная» обычно употребляется в том смысле, что гладкая обшивка не имеет шпангоутов и продольного набора, а прочность корпуса обеспечивается какими-то иными конструктивными элементами. Так, банки и ящики плавучести обеспечивают поперечную прочность корпуса; стенки их одновременно подкрепляют обшивку. В роли килевого бруса выступает гофр в ДП или просто сходящиеся под острым углом поверхности обшивки.

Безнаборная конструкция хороша лишь при значительной кривизне обшивки. Если жесткость плоских поверхностей недостаточна, применяют выформованные заодно с обшивкой гофры. Иногда плоскость разбивается высадками и выпуклостями, предусмотренными чертежом обводов корпуса.

С целью удешевления производства в качестве армирующего материала при массовом выпуске лодок применяются наиболее дешевые стеклохолсты и жгутовые ткани, укладываемые в количестве 25 - 30% и 45 - 50% (соответственно) от веса готoвoгo стеклопластика. Для обеспечения гладкости поверхности и ограничения фильтрации воды сквозь относительно пористые жгутовые ткани один-два наружных слоя армируются более плотными стеклохолстом или стеклосеткой (тканью). Минимальная толщина обшивки безнаборных корпусов находится в пределах от 2 мм (1 сой стеклоткани + 1 сл. стеклохолста + 1 сл, жгутовой стеклоткани) для самых малых лодок до 4 мм (1 сл. стеклоткани +5 сл. жrутовой стеклоткани) для лодок длиной около 5 м (рис.1.4).

Рисунок 1.4 Поперечные сечения безнаборных корпусов : а) гребной лодки; б) трехкилевой мотолодки-тримарана; в) мореходной мотолодки

Однослойная конструкция с набором. На более крупных лодках и, естественно, в случае более тяжелых условий эксплуатации приходится не только увеличивать толщину обшивки, но и подкреплять ее набором. Одновременно и при этом варианте используются различные конструктивные элементы (стенки закрытых банок, переборки, ящики плавучести), разумно размещая которые и используя их в качестве промежуточных опор можно свести к минимуму число и профиль балок собственно набора.

Простейшим подкрепляющим ребром является пучок стеклоровницы, приформованный к обшивке, но такое решение допустимо лишь для самых малых корпусов. Чаще вceгo ставятся ребра П - образного профиля, хотя встречаются и профили треугольного, полукруглого и трапециевидного сечения. Такие ребра формутся на выставленных на готовую, но еще не заполимеризовавшуюся обшивку оформителях задающих форму поперечного сечения сердечниках из пенопласта, алюминиевой фольги, картона или стеклопластика.

Минимальные толщины стеклопластика для наружной обшивки 4 мм, ящиков плавучести 2 мм. Отметим, что при конструировании водоизмещающих парусных и моторных судов длиной до 10 м (для открытых водоемов) расчеты местной и общей прочности можно не выполнять. По правилам Английского Ллойда на судах длиннее 6 м толщина обшивки не должна быть одинакова по длине и ширине корпуса. Например, обшивка 9 - мeтpoвoгo водоизмещающего катера должна иметь следующую условную толщину (условная толщина, представленная в виде веса армирующего материала на 1м 2 и равная для днища 3,5 кг/м2 , принимается за 100%; шпация 400 мм):

- обшивка борта, начиная с ватерлинии на 150 мм выше КВЛ, 95%;

- ширстрек (в средней части судна; длина 4,5 м, высота 250 мм) 115%;

- горизонтальный киль (ширина 550 мм; по всей длине судна) 150%;

- форштевень 120%.

Двухслойная конструкция. Двухслойная конструкция состоит из наружной и внутренней обшивок - оболочек из стеклопластика, подкрепленных расположенным между ними набором. С точки зрения прочности каждая из оболочек должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к однослойным конструкциям с набором. Вспенивающиеся пенопластовые заполнители, вводимые в полости, заполняют пространство между наружной и внутренней оболочками, но не являются несущими.

Трехслойная конструкция. В отличие от двухслойной конструкции, заполнитель (пенопласт, сотоблоки, бальза и др.) в данном случае является несущим элементом. Важно обеспечить как достаточную прочность caмoгo заполнителя, так и высокую aдгeзию eгo к несущим слоям стеклопластика. Следует также учитывать, что со временем прочность тpexслойной конструкции в районе привального бруса и других районах приложения сосредоточенных нaгpyзок обычно нарушается.

Следует уточнить и само понятие «трехслойная конструкция». Этот термин относится лишь к таким конструкциям, в которых толщина заполнителя не превышает десяти толщин любого из нeсущих слоев; в противном случае каждый из несущих слоев следует рассматривать как однослойную оболочку, не принимая в расчет прочность заполнителя.

Выбор тoгo или иного типа конструкции зависит, разумеется, не только от размеров лодки, но и от многих частных условий и возможностей изготовителя. До сих пор и у нас и за рубежом подавляющее большинство малых судов строится однослойными.

Применение трехслойной конструкции обычно не дает заметной экономии ни в весе, ни в стоимости, по сравнению с однослойной, однако следует отмeтить одну технологическую особенность. Наличие в конструкции сплошного пенопластового слоя дает возможность начать постройку корпуса со сборки этого слоя заполнителя на простейших лекалах, а затем оклеивать жесткую скорлупу сначала наружным, а после снятия с лекал (пуансона) и внутренним нecyщими слоями стеклопластика. Такой вариант часто применяется при любительской постройке лодок.

Соединение секций. В подавляющем большинстве случаев пластмассовые корпуса выполняются монолитными и единственным соединением является стык палубы с бортом. Это соединение загружено сдвигающими усилиями, для передачи которых обычно применяются двусторонние приформованные накладки из стеклопластика; толщина каждой из них принимается равной половине толщины стыкуемых секций, ширина - не менее 200 мм.

Три варианта углового соединения «встык» показаны на рис. 3. Такой узел наиболее надежен, но трудоемок и потому на самых малых судах обычно не применяется. Moгут быть рекомендованы отличающиеся простотой подгонки соединения с использованием болтов или заклепок, например, показанные на рис. 4. Другая возможность упрощения сборки заключается в изготовлении обеих соединяемых секций (корпуса и палубы) с вертикальными флагами.

Говоря о сборке пластмассовых судов из секций, отметим интересную тенденцию в организации серийнoгo производства сравнительно крупных яхт и катеров. До последнего времени, как и при постройке судов из «традиционных» материалов дерева или металла, работы по монтажу в корпусе вceгo внутpeннeгo оборудования выполнялись поэлементно.

По очереди подавались, подгонялись и крепились прочные переборки (поперечные и продольные), различные легкие выгородки, фундаменты, шкафы, рундуки, койки; монтировались изоляция, внутренняя дeкopaтивная зашивка, пайолы и т. п. Широкое применение стеклопластика и при изготовлении оборудования позволило внедрить новый способ постройки, при котором судно собирается не из двух, как обычно, а из трех отдельно формуемых секций.

Отдельные конструктивные элементы. Необходимо учитывать следующие общие рекомендации. В местах приложения сосредоточенных нагрузок (под киповыми планками, у пяртнерса и т. п.) требуется иногда двойное увеличение толщины обшивки за счет укладки дополнительных слоев армирующего материала обязательно между основными слоями.

Планширь. Это исключительно важный для беспалубного судна конструктивный элемент, обеспечивающий жесткость бортов препятствующий поперечному перемещению их верхних кромок. Считается, что планширь должен выдерживать двойной вес лодки, поставленной на борт; такая прочность необходима, например, при столкновениях.

Переборки. В принципе на судах длиной меньше 15 м необходимость установки переборок никакими правилами не оговаривается, однако их обычно приходится устанавливать для обеспечения поперечной прочности корпуса и непотопляемости судна. Переборки обычно вырезают из фанеры толщиной 6 - 1О мм для малых яхт и катеров и 12 - 18 мм для крупных крейсерских яхт, а затем оклеивают стеклопластиком. Бывают переборки и трехслойной конструкции (стеклопластик и пенопласт внутри) и т. д.

Элементы, воспринимающие сосредоточенные нагрузки. В корпусе любого малого судна имеются конструктивные элементы, не участвующие в обеспечении общей прочности, но играющие не менее важную роль. К числу их относятся, например, машинные фундаменты. Для установки двигателей небольшой мощности иногда бывает достаточно простого усиления существующих стрингеров. В тех случаях, когда необходимы специальные фундаментные балки коробчатого или Г-образного сечения, их надо протягивать от переборки до переборки (или от рамного шпангоута до paмнoгo шпангоута) и обязательно скреплять с ними.

1.5 Эргономические требования

Одним из основных требований, предъявляемых к любому современному малому судну, является обеспечение определяемой его назначением и размерами степени комфорта - удобства пребывания людей на судне во время плавания, удобства работы при выполнении каждым членом экипажа его обязанностей.

Немаловажное значение при проектировании малого судна имеет учет физических и физиологических возможностей человека как составной части системы "судно - человек". Эргономика - это наука о приспособлении орудия, машины, судна к человеку, параметры которого практически постоянны. Подчеркнем: орудия к человеку, а не наоборот, как это нередко получается в результате плохой работы конструкторов. Основная задача этой науки - создать условия, при которых труд человека, в данном случае - труд при эксплуатации малого судна, проходит с минимальными физическими и моральными затратами. Естественно, меньшая утомляемость, удобство выполнения работ, полноценный отдых сменившихся с вахты являются и важными факторами обеспечения безопасности плавания.

Учет рекомендаций эргономики при разработке чертежей позволяет избежать грубых просчетов и вызванных ими переделок готового судна. На рисунке 1.5: габариты человека в разных положениях.

плавстредство транспорт речной потребитель



Рисунок 1.5 Габариты человека в разных положениях

Рассмотрим некоторые вопросы применения эргономики при проектировании парусных яхт, хотя в принципе сказанное будет относиться и к моторным судам.

На чисто гоночных яхтах эргономические требования учитываются в первую очередь - при компоновке и оборудовании кокпита, размещении плавучестей, проектировании и установке дельных вещей и устройств. На крейсерских и крейсерско-гоночных яхтах круг проблем, естественно, значительно шире, поскольку речь идет уже об обеспечении обитаемости судна при нахождении на его борту людей в течение длительного срока. Расширяется сама номенклатура "рабочих мест" и бытовых помещений, существенно усложняются требования к уровню комфорта, поскольку необходимо обеспечить полноценный отдых между вахтами; важную роль имеет разработка мебели и интерьеров с соблюдением всех существующих норм безопасности, освещенности, вентиляции и т.п.

Как правило, оборудуются (считая с носа) парусный отсек, носовые спальные места, шкафы и санблок, салон, камбуз и штурманский уголок, койки под кокпитом, двигатель.

Одно из основных требований эргономики сводится к тому, чтобы наиболее важные размеры внутренних помещений, рабочих мест и всего оборудования малого судна рассчитывались в соответствии с ростом - размерами человека. Как правило, у нас назначение размеров производится в соответствии с усредненными антропометрическими данными мужской части населения страны. Такой подход позволяет без затруднений эксплуатировать спроектированный объект, по крайней мере, 90% мужчин.

Несколько практических замечаний. Так, при проектировании к размерам тела необходимо прибавлять толщину одежды. Естественно, что по возможности необходимо предусматривать не средние, а максимальные размеры человека, добиваться размещения людей без каких-либо стеснений.

Ширина сиденья должна быть не менее 550-600 мм при глубине 400-480 мм. Наклон спинки при этом должен составлять 5-15°, а уклон сиденья - 0-3°. Для диванов, используемых в качестве коек, удобно приспособить откидную спинку для сидения.

Минимальные размеры прохода через переборку - 500 X 1000 мм; при этом желательно, чтобы верхняя кромка выреза прохода находилась как можно ближе к уровню высоты стоящего человека.

Для доступа к полкам за зашивкой в ней делаются отверстия (чаще всего овальные) высотой минимум 100 мм и шириной минимум 125 мм- для двух рук или одной руки по локоть либо же на 45 мм больше величины укладываемого на эту полку предмета - для доступа кисти одной руки.

Трап схода в каюту должен иметь ступеньки не менее: шириной - 250 мм, глубиной - 200 мм (150 мм- для скоб-трапа). Расстояние между ступеньками не должно превышать 300 мм. При широких трапах ступеньки могут иметь слом посередине ширины - с подъемом от ДП к бортам - для удобства на крене.

Туалет в плане должен иметь самое малое 600 X 650 (глубина) мм. Перед умывальником с минимальными размерами 200 X 300 должно быть пространство не менее 500 мм.

Палуба. По ватервейсу необходим буртик (фальшборт) высотой более 20 мм для устранения опасности соскальзывания ноги с края палубы. Желательно нескользящее покрытие палубы.

Высота леерного ограждения по правилам IОR- 610 мм (больше средней высоты колена 550 мм); при меньшей высоте леер может сыграть роль подсечки. Релинги должны быть выполнены из труб при диаметре верхней трубы не менее 20 мм.

Кокпит. По возможности следует делать кокпит самоотливным. Ширина прохода в кокпите должна быть от 500 до 650 мм; при большей ширине необходимы упоры для ног рулевого.

При установке штурвала стенки кокпита в районе, где стоит рулевой, должны иметь скосы для упора ног при крене.

Сиденья кокпита глубиной не менее 400 мм могут иметь наклон 3- 10°, но при этом необходимо делать шпигаты или канавку для стока воды. Наибольшая высота спинок сиденья 240 мм; ширина сидений - не менее 600 мм (рис.1.6).

Рисунок 1.6 Габариты человека в кокпите

В заключение следует напомнить, что вес, поднимаемый средним человеком: 60 кг - при высоте подъема до 300 мм, 50 кг - до 600 мм и 30 кг - до 900 мм; это необходимо учитывать при проектировании якорного или шлюпочного устройств.

1.6 Художественно-образный анализ аналогов

Художественно-образные характеристики малого речного судна зависят от функционального назначения. Предполагаемый способ эксплуатации проектируемого средства звучит так: перемещение определенного количества пассажиров (от 14 до 20) по воде. Данный способ эксплуатации включает в себя несколько подвидов, или дополнительных функций: экскурсионное ознакомление с достопримечательностями городов, природы, проведение праздников.

Формообразование в дизайне включает в себя этап выявления внутренней формы, то есть структуры и внешней формы, обозримой оболочки. К структуре относится конструктивное строение объекта, функция, воплощенная в технических элементах. Функциональные характеристики данного объекта определены требованиями эксплуатации, эргономики, безопасности. Проектируемый объект можно разделить на две части.

Одна часть отвечает за использование данного средства на воде, за то, что оно не будет тонуть, переворачиваться, за безопасность людей на судне, за работу всех технических составляющих. Эти все требования относятся к непосредственному конструированию и в данном случае, не производится создание абсолютно нового объекта, который бы отвечал всем тем требованиям, но не имел бы существующих аналогов. Основная техническая база объекта подобрана из существующих аналогов, которые максимально подходят для ответа на поставленные задачи, могут быть изготовлены и использованы здесь и сейчас. Это относится к строению днища судна, системе управления, системе передвижения и тем другим техническим компонентам, конструирование которых не требуется, но они играют значительную роль в формообразовании.

Вторая часть формообразования объекта, это внешняя оболочка, то на что человек обращает внимание в первую очередь и то, что является не менее важным, а зачастую и более весомым, так как первое впечатление об объекте, это зрительная оценка, а затем уже оценка функций и стоимости.

При разработке образа пользуются такими средствами деятельности как архитектоника и композиционное формообразование. Тектоника - зримое, понятное и художественное воплощение во внешнем облике объекта его назначения, принципов функционирования, пространственной организации, конструктивно-технологической основы; эстетически осмысленное выражение работы конструктивной структуры в пластике «внешней» формы. В данном проекте стоит сразу исключить такое средство создания образа как атектоничность. Объект исключительно функционален, занимает значимое место в системе человек-машина-среда и если нарушать одну из составляющих, например, не обращать внимание на среду эксплуатации, то смысл объекта теряется и приобретается совершенно новый, с новыми функциональными характеристиками и задачами.

Образно-пластические характеристики объекта обуславливаются местом эксплуатации объекта, географическими характеристиками окружения, климатическими особенностями. Так же учитываются те факторы, которые относятся к функциональным требованиям объекта. Тут важную роль играют такие функции как: обзорность, комфорт, развлечение.

Туристическое транспортное средство планируется эксплуатировать на малых реках, озерах и водоемах Беларуси. Тесный контакт с природой диктует пластическое решение объекта. В образе должны присутствовать бионические элементы, это могут быть напоминания о насекомых, которые обитают близ водоемов, или же непосредственные обитатели водных артерий. Эти формы претерпят изменение, так как объект является в первую очередь средством для перемещения людей и этот фактор весомый, а это значит, что образ переходит на второй план, но не теряет значимости.

Использование бионических форм подразумевает не только прямую сноску на существующий вид живого в природе, но и обращение к фактурам, деталям, которые встречаются в ней. Композиционное формообразование в образе объекта выявлено при помощи аналогов, то есть обитателей водоемов. В данном случае, заимствование происходит в строении жесткокрылых, если рассматривать образный объект как композицию, то размещение элементов по массе будет являться основой образа. На носовой части будет располагаться основная масса необходимых элементов, которые приобретут округлую форму, далее последует облегченная конструкция, служащая навесом, эмитирующая форму крыльев.

Конечно, нельзя забывать о философской значимости образа. Для каждого потребителя свой идеал формы, но критерии антиформы во многом совпадают, из этого следует, что добиться наилучшей формы для всех невозможно, но избежать всеобщего отвращения необходимо.

Так как объект будет использоваться для массового потребления, и будет находиться в черте города и не только, то его внешние характеристики обязаны пробуждать эстетические чувства и повышать статус страны на мировой арене туризма.

1.7 Характеристики потребителя, его потребностей и среды эксплуатации

Определение целевой аудитории начинается с портрета потребителя. Это комплексное исследование направлено на то, чтобы выявить особенности привычек, поведения, мотиваций, степень удовлетворенности и актуальность потребности. Географический признак: жители Республики Беларусь, туристы, посещающие страну. Первичная, основная целевая аудитория, это жители страны. Вторичная - туристы. Эта вторичная группа потребителей незначительно может повлиять на поссажиропоток, так как количество жителей страны, которые желают и могут себе позволить прогулку на данном транспортном средстве, значительно велико. Что касается климатических особенностей, то использование судна будет проводиться круглогодично. Транспортная сеть должна быть высоко развита, наличие автомагистралей и общественного транспорта.

Демографический принцип разделения потребителей позволяет более четко определить целевую аудиторию (таблица 1.1).

Таблица 1.1 Социально-демографическое разделение потребителей

Возрастные категории	Дети в сопровождении взрослого; подростки; взрослые; люди пожилого возраста
Пол	Мужской; женский
Размер семьи	1-2 члена семьи, 3-4, 5 и более
Этапы жизненного цикла семьи	Молодые, одинокие; молодая семья без детей; молодая семья с младшим ребенком в возрасте до 6 лет; молодая семья с младшим ребенком в возрасте 6 лет и старше; пожилые супруги с детьми; пожилые супруги без детей моложе 18 лет; пожилые, одинокие и пр.
Дифференциация доходов	Низкие, средние и высокие доходы
Профессия	Лица умственного труда, технические специалисты, управленцы, продавцы, фермеры, пенсионеры, студенты, квалифицированные рабочие, домохозяйки, безработные и пр.
Образование	Начальное, неоконченное среднее, среднее, среднее специальное, неоконченное высшее, высшее, 2-ое образование и пр.
Мобильность	Частота смены жительства не влияет
Вероисповедание	Католик, православный, протестант, иудей и др.
Национальность	Не имеет значения

Психографический принцип - разделение потребителей на группы по психографическим признакам и определение особенностей, вызванных их принадлежностью к определенной возрастной категории, социальному классу, профессии, образу жизни, личностными характеристиками (тип личности) и пр. Социальные слои: высшие слои низшего класса, низшие слои высшего класса. Такое ограничение базируется на потребностях тех или иных слоев населения. Если брать низший слой, то потребность в развлечении стоит на последнем уровне, следовательно, таких потребителей учитывать нет смысла. Что же касается высшего слоя населения, то потребители такого уровня могут позволить себе приобретение личного развлекательного транспортного средства на воде и не использовать для этого общественное. Образ жизни потребителя - жизнелюб. Тип личности - легкоубеждаемые люди, интроверты и экстраверты.

Поведенческий принцип разделения потребителей происходят по методу использования объекта потребления. Это могут быть спонтанные желания, запланированные поездки. Степень доверия играет весьма важную роль. Интенсивность потребления транспортного средства потребителями может повлечь за собой возникновение потребности и у других, которые не планировали, но увиденное вызвало в них импульс эстетического желания.

Разобрав все необходимые принципы разделения и определив те характеристики, которые необходимы для данного проекта, выделилась целевая аудитория: жители крупных населенных пунктов Республики Беларусь, мужчины и женщины, группы детей в сопровождении взрослых, молодые люди, взрослые и пожилые, семьи, средний слой населения, жизнелюбы и любопытные. Под эти характеристики подходит огромное количество людей, из этого следует, что проект будет обеспечен потребителями. Что же касается ситуации, которая существует на сегодняшний день, то похожие по функциям аналоги пользуются огромной популярностью и существуют они в малом количестве.

Планирование среды эксплуатации следует проводить тщательным образом, так как от этого потом будет зависеть окупаемость и срок службы объекта.

Транспортное средство будет служить не только способом передвижения людей по воде, но и средством, при помощи которого будут совершаться туристические прогулки с запланированными остановками. Для этого следует учесть характер местности, технические характеристики, а то есть уровень воды, высоту береговой линии, оборудование для швартовки, высоту мостов, если таковые имеются, ширину реки или водоема. При планировании места эксплуатации объекта учлись вышеуказанные требования и выяснилось, что данное транспортное средство может использоваться как в черте города, так и за ней. Использование будет зависеть от желания владельца, какой род функций он для себя определит. Есть разновидности эксплуатации с вариантами маршрутов:

1. Маршрут длительностью не более 30 минут в черте города. Приблизительное расположение маршрута: город Минск, река Свислочь, от парка им. Горького. Данный маршрут предполагает собой развлекательную кратковременную поездку.

2. Маршрут длительностью до 2 часов. Начало маршрута в черте города от Комсомольского озера и до Минского моря. Этот маршрут позволит включить в себя запланированные остановки с осмотром достопримечательностей, прогулка на судне с низкой скоростью, обзор водных спортивных мероприятий непосредственно с места события.

3. Маршруты на других водоемах Республики Беларусь с учетом вышеперечисленных требований.

4. Использование объекта как места для проведения торжественных мероприятий для небольших компаний. Маршрут может быть выбран потребителем из предложенных. Эксплуатация будет заключаться в перемещении по заданному маршруту на низкой скорости.

5. Дабы избежать простоя судна в такие поры года как поздняя осень, зима и ранняя весна, предполагается аренда судна каким-либо развлекательным центром, рестораном и может использоваться как зимняя веранда.

1.8 Проектная проблема и формулировка проектной концепции

Проектная проблема заключается в следующем: недостаточное развитие водного туризма в стране; отсутствие судов, которые относятся к узкой классификации туристического водного транспорта.

Основные задачи, которые помогут раскрыть проблематику проекта и более четко определить функциональные рамки проектируемого судна:

- создание плавстредства для отдыха на воде в климатических и гидрографических условиях Беларуси;

- совмещение туристической отрасли с проектируемым объектом, взаимодействие и дополнение;

- конкурентоспособность проекта перед аналоговыми средствами;

Важным условием гармоничной организации труда, быта и отдыха человека является предметно-пространственная среда, органично сочетающая в себе различные функциональные процессы.

В результате предпроектного анализа образовалась общая картина исторического развития отрасли водного туризма. Проведя классификацию водного транспорта и определив зону эксплуатации объекта, возникли идеи направления художественного образа будущего проекта. Эти методы проектирования определили концепцию проекта.

Главной идеей проекта является стремление объединить несколько функций в одном объекте. Отдых на воде подразумевает в себе огромное количество классификаций развлечений, но невозможно охватить все направления, следовательно, стоит подобрать наиболее востребованные в данной ситуации. Туристические экскурсии, передвижение по определенному маршруту, семейный отдых, отдых в компании - эти развлечения ограничат область проектирования, на них строится концепция проекта.

Концепция совмещения таких направлений отдыха как экскурсия и корпоративный праздник, воздействие на эмоциональное восприятие потребителя за счет образного решения, создание атмосферы, которая способствует спокойному отдыху, размеренному течению воды.



1.9 Техническое задание

Название и область применения: туристическое плавсредство, предназначено для экскурсионного и массового отдыха на воде.

Климатическое исполнение - для эксплуатации при температуре воздуха от плюс 30°С до минус 10°С .

Цель и предназначение разработки: создание комфортабельного водного транспорта, с учетом всех требований безопасности, эргономики, экологичности. Решение проблематики за счет концепции проектного решения.

Технические требования:

1. Требования к конструкции

- габаритные и установочные размеры должны соответствовать эксплуатируемому водоему;

- обеспечение швартовочными устройствами и трапами, рассчитанными на разную высоту береговой линии;

- наличие открытого пространства и пространства, которое позволит защитить пассажиров от неблагоприятных погодных условий;

- изолированная рулевая рубка;

- обеспечение безопасности пассажиров, ограничение доступа к моторному отделению и движителям;

- палуба должна быть покрыта водостойким материалом;

-в закрытом пространстве и рулевой рубке обеспечить кондиционирование и освещение;

- необходимо обеспечить максимальную обзорность как пассажирам, так и капитану судна;

2. Требования безопасности, санитарные нормы

- должны быть предусмотрены места для хранения эксплуатационной документации, аптечки. Место хранения аптечки должно обозначаться соответственным символом;

- конструкция сидения судоводителя должна обеспечиваться регулировкой его в горизонтальном и вертикальном направлениях, а также изменение угла наклона спинки;

- эквивалентный уровень шума в рубке судоводителя должен быть не более 80 дБА согласно ГОСТ 12.1.003-83, ДСН 3.3.6.037-99;

- параметры микроклимата в рубке должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.011-75, раздел 2;

- материалы, которые используются для оформления интерьера и экстерьера судна должны иметь разрешение Министерства здравоохранения Республики Беларусь на применение;