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前沿设计 桅杆在艉部的16尺单桅三角帆远洋帆船

2023-1-30 10:19 · 帆船设计
来自: 上海

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本帖最后由 伍六七 于 2023-1-26 21:08 编辑

关于5米以下的为单人远洋而生的小帆船,我有过许多设想,也进行了一些思考,在经过更多学习后,我发现以前的一些想法还是有些可笑,这体现在我之前的几篇帖文里。
这不意味着我放弃了这个想法,反之,它在我的脑海中越发根深蒂固,特别是看到YouTube上一些奇人,例如堀江谦一的壮举后,我愈发坚定了将它实施的想法。
船的设计决定了它的用途,反之它的设计也是根据它的用途决定的。船的尺寸不是它是否适于远洋的标准。
我先来讲讲设计航行的海域,从东南亚海域到印度洋,绕过南非的好望角北上大西洋绕过整个非洲到冰岛和法罗群岛,其中的跨度很大,从太平洋洋到印度洋到大西洋,从大西洋南部到北海,炎热和温暖和寒冷的海域全部都要经过。我当然知道,铝制的帆船更适合于高纬度海域的航行,但是需要的资金和技术,主要是资金,不是我能承担得起的,包括材料费用和焊工的费用,还有大型设备的必要性。。。
铆接!我想到了铆接,铆接并没有一般人想象得那么容易漏水,对比电焊,它的加工工艺要简单许多,但是一般来说它还是适用于金属间的连接。如果使用金属作为船的材料,能够选择的无非钢和铝。这两种材料的加工都没有泡沫简单。
在YouTube上有许多航海者和造船者提到了用泡沫作为夹心,外覆玻璃钢的船体制造方法。
我特意去搜了一下,从几种泡沫材料中我目前选择了一种,它的资料如下:




XPS的资料:聚苯乙烯树脂为原料,又称挤塑式聚苯乙烯保温板,经由特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质泡沫保温板材。聚苯乙烯泡沫塑料分为模塑聚苯板(EPS)和挤塑聚苯板(XPS)板两种,与EPS板材比,XPS板式第三代硬质发泡保温材料,从工艺上它克服EPS板繁杂的生产工艺,具有EPS板无法替代的优越性能。XPS板式目前建筑业界常用的隔热、防潮材料,已被广泛应用于墙体保温,平面混凝土屋顶及钢结构屋顶的保温、低温储藏、地面、泊车平台、机场跑道、高速公路等领域的防潮保温及控制地面膨胀等方面。
挤塑聚苯保温板(XPS)完全的闭孔发泡结构形成亲法制(密度仅为30~38kg/m^3;)而均匀的蜂窝结构,硬度好,但又不像聚氨酯发泡、酚醛发泡材质那样发脆。变形下的抗压强度150~700kPa。因此,不易破碎、不仅搬运、安装轻便,切割容易,用作屋顶保温是不影响结构的承重能力。由于挤塑聚苯保温板(XPS)的发泡结构紧密相连且壁间无缝隙,所以其抗冲击强度极高,即使长时间发泡仍维持不变。因此,用作泊车平台、机场跑道、高速公路等领域,正式利用其良好的抗冲击性。
我希望有专业人士能帮助我判断它是否适合于船体夹心材料。手糊玻璃钢的密度在1700kg/m^3左右。
我希望船体能尽可能轻。
关于船体的制造,我希望另开一贴和大家讨论以及寻求一些帮助。这一贴主要是大致介绍我的整体思路。
我希望船不论什么角度都可以回正,这是第一要紧的。
第二要紧的是尺寸,这既归因于你国的规定,也有对船体强度的考虑,越小的东西越容易做得坚固。
第三要紧的是排水量,我希望它能让航海者无补给离岸航行半年以上。
第四要紧的是船上的部件要简单牢靠且容易修理更换。
第五要紧的是速度,我不希望因为小巧的尺寸使它变成只能缓慢爬行的乌龟。看了@begun的帖子,我想若想解决这个问题,只能是使用滑水船型。我画了一个十分宽大圆润的船头,这大大提高了船艏浮力,也大大提升了使用空间。


接下来谈谈驾驶位的问题。
考虑到长时间航行在茫茫大海,航行者绝对不像游客一样,对开敞的驾驶位那般执着,而且由于风浪的影响,显然,一个封闭的驾驶舱在高海况时更能为驾驶者提供保护。并且也因此原因,船的舱顶得以提高,由于不是使用遮阳棚而是密闭的舱室,船的回正能力也得到提高。我给驾驶舱和卧室还有船其他部分做了隔断,这样也增加了船的抗沉没能力,当然,我还会在船体其他地方设置泡沫浮体的。
驾驶位选择放在卧室前面是出于视野的考虑,我希望获得前方和侧面的视野。其实我还在考虑是否将驾驶室和卧室用肋骨板隔开用水密舱门出入,或者是连通,这样空间利用率会大一些,并且可以在驾驶时获得后方的视野,但是这样的话,在寒带海域航行时所需要加热的空间就更多了,要耗费的电量也会提高许多。
会在驾驶舱顶设置一个水平舱门,前甲板也设置一个甲板舱门,这样能分别进入船体的两大部分空间,一个是A区:船艏+船艉下部,一个B区:是驾驶舱+卧室。我希望AB之间还能有一个连通的水密舱门,可是不知道装在哪里。如果采用偏置驾驶位,我就可以在舵轮另一侧开个门进入A区,也形成了一个过道,可以在同侧开个通向卧室的门。但是这样的话我有点担心重心,这会对重心有很大影响吗?
我需要这个舱门方便从内部出入AB,A是货舱,放置柴油淡水食物工具等等辎重货物,柴油机和发电机、电池也安装在驾驶舱和卧室下方。
由于这样的结构,我能使用的只有前操舵了,好在淘宝上有现成的产品,价格也不至于非常昂贵。也因为这样,驾驶变得更加方便了,我可以使用一个舒服的座椅,握着舵轮,听着yes乐队的歌曲,度过漫长的航行时间。




关于龙骨,我想要的是能够搁浅的类型,舭龙骨。关于铅龙骨,我没有思考太多这个,节省成本和简化工艺。(这两点很重要)我设想的是,两块钢板,在上半部分割孔减重,以尽量降低重心,这些空洞,在船体的部分可以用方钢穿过固定(玻璃钢糊成网格状是否是更好选择?),在水中的部分用泡沫填充,最后在钢板外面粘上泡沫削成水阻小的形状,最外面糊上玻璃钢。螺旋桨大概就在这两片龙骨之间。由于希望靠龙骨立起,龙骨会浅而长,虽然这样对速度不利,但是我现在也没有想到更好的方法。关于龙骨的重量,我并不知道如何进行计算,我只是对比类似的船型,大概总重为160--200kg。
关于是斜插入船底还是垂直插入船底,我也有些摸不定主意。

帆装可是伤了我好大的脑筋,我想了很多稀奇古怪的办法,也想了一些常规的办法,不是操作复杂就是维护困难。
最后我从堀江谦一先生的一条mini cruiser ——美人鱼号那里得到了启发。或许,把帆挂在前支索上是个不错的方法。








所以就有了如图的帆装。我本来是考虑使用 jib roller furler的,但是后来改变了想法,重量和难以维护使我放弃了它,虽然它可以通过缩帆,只用一面帆就应对各级风。我决定使用Hank on,虽然需要根据不同风速更换帆,但胜在结构简单可靠,重量轻且便于维护,帆的话,就多准备几面不同尺寸的风帆好了。

两座后桁架是用来绑两根后支索的,当然,我还需要两根侧支索 ,还需要一根艏杆固定前支索,尽量增大全帆区面积。
我设想在船尾甲板安装一个强力的山型座,用以安装销子,让桅杆可以绕其旋转,这样就方便了将桅杆放倒和立起,桅杆不进入船体避免了舱内进水,两端固定也是桅杆在无支索的情况下可以自由站立,方便放倒维修。


桅杆的话,我在犹豫不锈钢管和铝管,希望大家给出意见。
长度在图上有,这样的长度使物流运输变得困难,我计划采用内插管+铆钉连接几节管材达到所需长度,为了强度考虑,我会使用较长的内插管,铆钉也会使用更加粗壮的型号。使用这样的桅杆,方便备份,我可以在舷侧固定一些备用的桅杆段,万一桅杆不幸被摧毁与风暴,等待海面重归平静后我可以使用手电钻和拉铆枪重新修复它。
艉板两根桁架上方或许可以用来架设太阳能电池板。
太阳能板在赤道附近海域好用,但是这条船需要航行在高纬度海域,正是用电(电热器御寒)的时候,我必须用水动螺旋桨发电,风力发电需要的净空区域太大,而且我担心扇叶会容易损坏,听说风力发电机噪音也是不可小觑。
我将会使用柴油机作为辅助动力,一是安全,二是省油。挂机自然是很不方便了,毕竟艉板空间都被桅杆和舵占用了,而且我看了看挂桨机的重量,真是吓到我了。。。不包含柴油机都在八十到一百公斤。


我想的是使用汽油船外机的齿轮箱总成+螺旋桨,安装在船底,然后在底舱安装柴油机通过直角齿轮箱驱动螺旋桨。在不需要辅助动力时,使用离合器将齿轮箱总成和直角齿轮箱断开连接,接上发电机,利用水流推动螺旋桨带动传动轴,驱动发电机工作。在YouTube上看到过实例,法国人改的。我对电力方面的知识真是匮乏,这方面的知识还望能有大佬指点。




还有,容量稍微大一点的电池真的很贵,想到要在寒带海域驱动电暖器这样的大功率电器,我在想是否柴油取暖器更加实用,或许小功率的电热毯的话电池还能承受住,但是每天睡觉的时间也不过6到7小时,我可不希望一边打哆嗦一边掌舵。
关于帆,我想如果找专业的风帆工厂定制可是个大花销。我恬不知耻地在这里拉赞助,如果哪位风帆厂家看到我的帖子并且觉得很有意思,欢迎和我联系,如果能得到各位的赞助真是太棒了,是我的荣幸。
关于帆,在YouTube上我也看到了一些自制风帆的视频,需要电动缝纫机,好在这东西不是很贵,需要涤纶帆布,这玩意儿也不算很贵,还有就是各种不锈钢环,加强编织带了,对于帆骨,我有疑问,它们是由什么做出来的呢?我知道对于普通的巡航帆船来说,jib不需要帆骨,但是我这面大三角帆可是作为主帆使用的啊,如果能使用帆骨提高它的效率何乐而不为?帆骨只能垂直于前支索吗?使用些什么材料制作?是缝帆骨袋插入厚度渐变的玻纤条还是在帆面缝些什么长条形的东西?

1.船体:三明治夹心结构

2.桅杆桅索
备选①6061铝管铆接
备选②304不锈钢钢管铆接
桅杆索:镀锌钢缆

3.风帆
型制:单前三角帆(single & only jib),Hank on(结构简单可靠,重量轻,便于换帆)
材料:全涤纶帆布

4.龙骨
型制:舭龙骨
材料:耐候钢板+XPS+玻璃钢
嵌入船体的部分割孔减重,降低重心

5.桁架(桅索的系挂点)
型制:前一后二
材料:304不锈钢

6.前操舵
用现成的快艇船外机前操系统产品

7.柴油动力
柴油机连直角齿轮箱驱动船底螺旋桨
能否用一个离合器器控制与柴油机和发电机的连接,切换驱动/发电状态?

8.发电系统
太阳能电池板+水动螺旋桨发电

9.软装
①睡具:气垫床+睡袋
②坐具:驾驶座
③桌具:
④厕具:移动马桶
⑤厨具:电热棒,热水壶
⑥浴具:折叠橡胶桶+铝桶
⑦渔具:
⑧娱乐:音乐播放器,吉他,口琴等等
⑨电热毯+电热器?/柴油取暖机?:寒带海域航行时使用

10.航行仪器:
①手持GPS全球卫星定位
②短波无线电台
③雷达反射器(防止睡觉时被别的船只撞沉)
④太阳能航行灯
⑤六分仪和纸质海图
⑥望远镜

伍六七 楼主 来自: 上海
迫不及待想要得到建议,先打搅打搅一些大佬了@begun @sailing
2023-1-27 12:25
伍六七 楼主 来自: 上海
2023-1-27 12:32
伍六七 楼主 来自: 上海
希望能在5月结束前把图纸和建造流程、建造细节,还有玻璃钢工艺等等都解决了,等到6月份后直接找个海滨小村镇开工,这之前我还需要打工攒钱。
2023-1-27 12:35
1
2023-2-7 13:23
我和你有一样的想法,要不要一起做?  详情 回复
2023-2-7 13:22
我和你有一样的想法,要不要一起做?  详情 回复
学到不少东西,精神可嘉
2023-1-27 22:07
李特 来自: 中国
纠结于5米长度毫无意义,本地有句俗话,螺丝壳里做道场。为何不做7米8米呢?你以为5米就能无证走天下?
2023-1-29 08:47
2
很不错的创意,但如果要确保成功的话,困难重重。
1,高纬度海区的严寒和恶劣海况。和低纬度海区相比,严寒是一种持续时间长的危险情况,一旦失去供暖(燃料耗尽,设备故障,恶劣海况导致的船只损坏、进水潮湿、船体结构大量结冰、衣物湿透,海面结冰等等),冻死人的概率非常高。
2,船不存在多快好省,选择了省,就难以保证快和好。五米左右的小船,又要省,又要能携带半年给养,还是在连船体总纵强度都计算不来的情况下自制的,快肯定是做不到的。快不了的情况下,跑不赢风速,遇到恶劣天气就只能硬抗。航母编队遇到恶劣天气都可能要选择避让,五米的小筏想硬抗极端海况,只能寄希望于逆天的运气。我曾经坐邮轮见过台风外围的海况,白浪滔天,浪高在一层楼高度左右,这种小船一会儿就要被浪拍翻一次的海况,即使船体能抗住海浪的冲击和翻滚,桅杆也很难不折断,折断的桅杆在海浪作用下撞击船壳,船壳很可能破损。人趴都趴不稳,安全隐患太大。
3,五米小船,水流冲击螺旋桨发出的电流太小,不足以提供足够的电流来保持体温。汽油船外机的螺旋桨匹配的是高转速汽油机,用柴油机虽然理论上可以,但低转速的微型柴油机,很难给螺旋桨足够的动力,油耗高而推进效率极低,并且,连专用的洋马都有一定的故障率,那些只求低价和轻便的微型柴油机,性能上难以保证可以可靠工作。
推荐看《一切尽失》《惊涛飓浪》两部电影对恶劣海况的还原度很高,第二部还是真实事件翻拍的,很有参考意义。
2023-1-29 09:36
1
begun 来自: 上海
这种船是不可能滑行航行的,你想多了。滑行的前提得船的总重量非常轻才行。现在的技术环境下,也只有那些抛弃一切废重的赛艇才能做到。一个低水平的结构,满载各种长时间生存的生活物资的船,仅靠微弱的风力是进入不了滑行状态的。
当然我也不反对你用钝头船。因为这船只能以很低的速度航行,那么阻力和外形关系不大,基本仅仅取决于浸湿面积。也就是船体水下部分的表面积。

铆接。。。你看电焊有技术要求,铆接就没有技术要求了?这种想法就有点不靠谱啊。你要满足到和焊接一样的技术标准,这种技术工人现代社会可难找到几个了。科技的发展让很多以前觉得很难人工做好的事情变得简单,而以前靠人工做的事情现在很复杂。大人,时代变了!

大块的泡沫船上不是没有用过,包括蜂窝都是这样的,说起来它们就是个给定厚度的板材。既然是平板,那意味着啥呢?无法弯曲。你的船又不是F117隐形飞机,全是平板拼接。尤其水下部分可以看到都是复杂曲面。当然现实中的平板毕竟不是数理上的理论平板,它依然是可以有限程度地弯曲。很显然这需要在较大尺寸下才能做有限的弯曲,也就是一般用在较大的船上,这样你可以使用较大的弯曲半径。现实中现代很多赛艇是用蜂窝板的,蜂窝的弯曲半径也是有限的,所以很多较小的赛艇的舱面构造从古典的那种较为圆润改成了多块平面搭接也是为了适应蜂窝板难以弯曲这个特性。

另外,这种泡沫或者蜂窝的使用,是为了搭建结构,使得内外壁面之间拥有一个稳定的间隔,从而获得设计规定的壁面稳定性来满足强度需求。也就是本质上这些夹心材料的使用并不是为了保证船的不沉性。

至于自己弄泡沫,根本不需要这么麻烦。淘宝搜下发泡填缝剂,自己就可以做任意形状的泡沫。造船工业上也使用这类泡沫。性质都是一样的。
你搜的那种泡沫,一般是建筑上用来做保温隔热层的。材质通常是聚苯乙烯。而这种自发泡的,一般是聚氨酯。从工业供应角度看,聚氨酯价格比聚苯乙烯贵,所以街上基本买不到聚氨酯泡沫的板材。但从使用者角度看,很有可能聚氨酯更便宜。
当然也有铺设板材,然后局部填发泡剂的混合做法,显然这样是为了省钱。工厂为了追求利润的最大化有时会这么搞。你自己做个这么小的船折腾半天也顶多省了个百来块。另外一个原因是为了控制发泡剂的膨胀因素。总的来说这和水泥里面为啥要放砂石是一个道理。
2023-1-29 13:23
2023-1-30 10:30
关于船的复杂曲面,我已经进行了调整,使其变得更简单了,曲面部分,我的想法是用切割成窄条的挤塑板拼接,毕竟,它只用作玻璃钢成型的框架,对强度没太大贡献。关于浮体,我想使用更便宜的EPs泡沫填充。  详情 回复
begun 来自: 上海
结构上讲,越小的船越容易做得坚固。几十万吨的巨轮看着很牛逼对吧,可它脆弱得连货物放错位置都会断成两截。

这牵涉到一个基本的物理尺度问题:
现实的物体都是依赖自身结构断面面积去对抗自身重量。很明显重量是按物体尺度的立方变化,而断面面积是按平方变化。
所以一只蚂蚁的腿相对身体才那么纤细,而大象则需要大粗腿才能支撑。至于鲸鱼。。。往地上一放内脏都会被其重量压破。你不能指望把一只蚂蚁放大到大象那么大,却依然只需要那么纤细的腿。

很多人都无法认识到这个非常基础的物理常识。他们满脑子都是我10万吨巨轮撞上你1吨小破船肯定你碎之类画面。
2023-1-29 13:38
1
伍六七 楼主 来自: 上海
如果重量下不来,就无法进入滑水状态,我确实欠考虑了,如果不安装辅助动力,重量就可以下降不少了,饮用水也不需要全部携带,我可以使用手动海水淡化装置,这样一来只需要携带事物和少量备用水,关于寒带海域的取暖,我还得思考
2023-1-30 10:19

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本帖最后由 伍六七 于 2023-1-26 21:08 编辑

关于5米以下的为单人远洋而生的小帆船,我有过许多设想,也进行了一些思考,在经过更多学习后,我发现以前的一些想法还是有些可笑,这体现在我之前的几篇帖文里。
这不意味着我放弃了这个想法,反之,它在我的脑海中越发根深蒂固,特别是看到YouTube上一些奇人,例如堀江谦一的壮举后,我愈发坚定了将它实施的想法。
船的设计决定了它的用途,反之它的设计也是根据它的用途决定的。船的尺寸不是它是否适于远洋的标准。
我先来讲讲设计航行的海域,从东南亚海域到印度洋,绕过南非的好望角北上大西洋绕过整个非洲到冰岛和法罗群岛,其中的跨度很大,从太平洋洋到印度洋到大西洋,从大西洋南部到北海,炎热和温暖和寒冷的海域全部都要经过。我当然知道,铝制的帆船更适合于高纬度海域的航行,但是需要的资金和技术,主要是资金,不是我能承担得起的,包括材料费用和焊工的费用,还有大型设备的必要性。。。
铆接!我想到了铆接,铆接并没有一般人想象得那么容易漏水,对比电焊,它的加工工艺要简单许多,但是一般来说它还是适用于金属间的连接。如果使用金属作为船的材料,能够选择的无非钢和铝。这两种材料的加工都没有泡沫简单。
在YouTube上有许多航海者和造船者提到了用泡沫作为夹心,外覆玻璃钢的船体制造方法。
我特意去搜了一下,从几种泡沫材料中我目前选择了一种,它的资料如下:




XPS的资料:聚苯乙烯树脂为原料,又称挤塑式聚苯乙烯保温板,经由特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质泡沫保温板材。聚苯乙烯泡沫塑料分为模塑聚苯板(EPS)和挤塑聚苯板(XPS)板两种,与EPS板材比,XPS板式第三代硬质发泡保温材料,从工艺上它克服EPS板繁杂的生产工艺,具有EPS板无法替代的优越性能。XPS板式目前建筑业界常用的隔热、防潮材料,已被广泛应用于墙体保温,平面混凝土屋顶及钢结构屋顶的保温、低温储藏、地面、泊车平台、机场跑道、高速公路等领域的防潮保温及控制地面膨胀等方面。
挤塑聚苯保温板(XPS)完全的闭孔发泡结构形成亲法制(密度仅为30~38kg/m^3;)而均匀的蜂窝结构,硬度好,但又不像聚氨酯发泡、酚醛发泡材质那样发脆。变形下的抗压强度150~700kPa。因此,不易破碎、不仅搬运、安装轻便,切割容易,用作屋顶保温是不影响结构的承重能力。由于挤塑聚苯保温板(XPS)的发泡结构紧密相连且壁间无缝隙,所以其抗冲击强度极高,即使长时间发泡仍维持不变。因此,用作泊车平台、机场跑道、高速公路等领域,正式利用其良好的抗冲击性。
我希望有专业人士能帮助我判断它是否适合于船体夹心材料。手糊玻璃钢的密度在1700kg/m^3左右。
我希望船体能尽可能轻。
关于船体的制造,我希望另开一贴和大家讨论以及寻求一些帮助。这一贴主要是大致介绍我的整体思路。
我希望船不论什么角度都可以回正,这是第一要紧的。
第二要紧的是尺寸,这既归因于你国的规定,也有对船体强度的考虑,越小的东西越容易做得坚固。
第三要紧的是排水量,我希望它能让航海者无补给离岸航行半年以上。
第四要紧的是船上的部件要简单牢靠且容易修理更换。
第五要紧的是速度,我不希望因为小巧的尺寸使它变成只能缓慢爬行的乌龟。看了@begun的帖子,我想若想解决这个问题,只能是使用滑水船型。我画了一个十分宽大圆润的船头,这大大提高了船艏浮力,也大大提升了使用空间。


接下来谈谈驾驶位的问题。
考虑到长时间航行在茫茫大海,航行者绝对不像游客一样,对开敞的驾驶位那般执着,而且由于风浪的影响,显然,一个封闭的驾驶舱在高海况时更能为驾驶者提供保护。并且也因此原因,船的舱顶得以提高,由于不是使用遮阳棚而是密闭的舱室,船的回正能力也得到提高。我给驾驶舱和卧室还有船其他部分做了隔断,这样也增加了船的抗沉没能力,当然,我还会在船体其他地方设置泡沫浮体的。
驾驶位选择放在卧室前面是出于视野的考虑,我希望获得前方和侧面的视野。其实我还在考虑是否将驾驶室和卧室用肋骨板隔开用水密舱门出入,或者是连通,这样空间利用率会大一些,并且可以在驾驶时获得后方的视野,但是这样的话,在寒带海域航行时所需要加热的空间就更多了,要耗费的电量也会提高许多。
会在驾驶舱顶设置一个水平舱门,前甲板也设置一个甲板舱门,这样能分别进入船体的两大部分空间,一个是A区:船艏+船艉下部,一个B区:是驾驶舱+卧室。我希望AB之间还能有一个连通的水密舱门,可是不知道装在哪里。如果采用偏置驾驶位,我就可以在舵轮另一侧开个门进入A区,也形成了一个过道,可以在同侧开个通向卧室的门。但是这样的话我有点担心重心,这会对重心有很大影响吗?
我需要这个舱门方便从内部出入AB,A是货舱,放置柴油淡水食物工具等等辎重货物,柴油机和发电机、电池也安装在驾驶舱和卧室下方。
由于这样的结构,我能使用的只有前操舵了,好在淘宝上有现成的产品,价格也不至于非常昂贵。也因为这样,驾驶变得更加方便了,我可以使用一个舒服的座椅,握着舵轮,听着yes乐队的歌曲,度过漫长的航行时间。




关于龙骨,我想要的是能够搁浅的类型,舭龙骨。关于铅龙骨,我没有思考太多这个,节省成本和简化工艺。(这两点很重要)我设想的是,两块钢板,在上半部分割孔减重,以尽量降低重心,这些空洞,在船体的部分可以用方钢穿过固定(玻璃钢糊成网格状是否是更好选择?),在水中的部分用泡沫填充,最后在钢板外面粘上泡沫削成水阻小的形状,最外面糊上玻璃钢。螺旋桨大概就在这两片龙骨之间。由于希望靠龙骨立起,龙骨会浅而长,虽然这样对速度不利,但是我现在也没有想到更好的方法。关于龙骨的重量,我并不知道如何进行计算,我只是对比类似的船型,大概总重为160--200kg。
关于是斜插入船底还是垂直插入船底,我也有些摸不定主意。

帆装可是伤了我好大的脑筋,我想了很多稀奇古怪的办法,也想了一些常规的办法,不是操作复杂就是维护困难。
最后我从堀江谦一先生的一条mini cruiser ——美人鱼号那里得到了启发。或许,把帆挂在前支索上是个不错的方法。








所以就有了如图的帆装。我本来是考虑使用 jib roller furler的,但是后来改变了想法,重量和难以维护使我放弃了它,虽然它可以通过缩帆,只用一面帆就应对各级风。我决定使用Hank on,虽然需要根据不同风速更换帆,但胜在结构简单可靠,重量轻且便于维护,帆的话,就多准备几面不同尺寸的风帆好了。

两座后桁架是用来绑两根后支索的,当然,我还需要两根侧支索 ,还需要一根艏杆固定前支索,尽量增大全帆区面积。
我设想在船尾甲板安装一个强力的山型座,用以安装销子,让桅杆可以绕其旋转,这样就方便了将桅杆放倒和立起,桅杆不进入船体避免了舱内进水,两端固定也是桅杆在无支索的情况下可以自由站立,方便放倒维修。


桅杆的话,我在犹豫不锈钢管和铝管,希望大家给出意见。
长度在图上有,这样的长度使物流运输变得困难,我计划采用内插管+铆钉连接几节管材达到所需长度,为了强度考虑,我会使用较长的内插管,铆钉也会使用更加粗壮的型号。使用这样的桅杆,方便备份,我可以在舷侧固定一些备用的桅杆段,万一桅杆不幸被摧毁与风暴,等待海面重归平静后我可以使用手电钻和拉铆枪重新修复它。
艉板两根桁架上方或许可以用来架设太阳能电池板。
太阳能板在赤道附近海域好用,但是这条船需要航行在高纬度海域,正是用电(电热器御寒)的时候,我必须用水动螺旋桨发电,风力发电需要的净空区域太大,而且我担心扇叶会容易损坏,听说风力发电机噪音也是不可小觑。
我将会使用柴油机作为辅助动力,一是安全,二是省油。挂机自然是很不方便了,毕竟艉板空间都被桅杆和舵占用了,而且我看了看挂桨机的重量,真是吓到我了。。。不包含柴油机都在八十到一百公斤。


我想的是使用汽油船外机的齿轮箱总成+螺旋桨,安装在船底,然后在底舱安装柴油机通过直角齿轮箱驱动螺旋桨。在不需要辅助动力时,使用离合器将齿轮箱总成和直角齿轮箱断开连接,接上发电机,利用水流推动螺旋桨带动传动轴,驱动发电机工作。在YouTube上看到过实例,法国人改的。我对电力方面的知识真是匮乏,这方面的知识还望能有大佬指点。




还有,容量稍微大一点的电池真的很贵,想到要在寒带海域驱动电暖器这样的大功率电器,我在想是否柴油取暖器更加实用,或许小功率的电热毯的话电池还能承受住,但是每天睡觉的时间也不过6到7小时,我可不希望一边打哆嗦一边掌舵。
关于帆,我想如果找专业的风帆工厂定制可是个大花销。我恬不知耻地在这里拉赞助,如果哪位风帆厂家看到我的帖子并且觉得很有意思,欢迎和我联系,如果能得到各位的赞助真是太棒了,是我的荣幸。
关于帆,在YouTube上我也看到了一些自制风帆的视频,需要电动缝纫机,好在这东西不是很贵,需要涤纶帆布,这玩意儿也不算很贵,还有就是各种不锈钢环,加强编织带了,对于帆骨,我有疑问,它们是由什么做出来的呢?我知道对于普通的巡航帆船来说,jib不需要帆骨,但是我这面大三角帆可是作为主帆使用的啊,如果能使用帆骨提高它的效率何乐而不为?帆骨只能垂直于前支索吗?使用些什么材料制作?是缝帆骨袋插入厚度渐变的玻纤条还是在帆面缝些什么长条形的东西?

1.船体:三明治夹心结构

2.桅杆桅索
备选①6061铝管铆接
备选②304不锈钢钢管铆接
桅杆索:镀锌钢缆

3.风帆
型制:单前三角帆(single & only jib),Hank on(结构简单可靠,重量轻,便于换帆)
材料:全涤纶帆布

4.龙骨
型制:舭龙骨
材料:耐候钢板+XPS+玻璃钢
嵌入船体的部分割孔减重,降低重心

5.桁架(桅索的系挂点)
型制:前一后二
材料:304不锈钢

6.前操舵
用现成的快艇船外机前操系统产品

7.柴油动力
柴油机连直角齿轮箱驱动船底螺旋桨
能否用一个离合器器控制与柴油机和发电机的连接,切换驱动/发电状态?

8.发电系统
太阳能电池板+水动螺旋桨发电

9.软装
①睡具:气垫床+睡袋
②坐具:驾驶座
③桌具:
④厕具:移动马桶
⑤厨具:电热棒,热水壶
⑥浴具:折叠橡胶桶+铝桶
⑦渔具:
⑧娱乐:音乐播放器,吉他,口琴等等
⑨电热毯+电热器?/柴油取暖机?:寒带海域航行时使用

10.航行仪器:
①手持GPS全球卫星定位
②短波无线电台
③雷达反射器(防止睡觉时被别的船只撞沉)
④太阳能航行灯
⑤六分仪和纸质海图
⑥望远镜

迫不及待想要得到建议,先打搅打搅一些大佬了@begun @sailing
2023-1-27 12:25
2023-1-27 12:32
希望能在5月结束前把图纸和建造流程、建造细节,还有玻璃钢工艺等等都解决了,等到6月份后直接找个海滨小村镇开工,这之前我还需要打工攒钱。
2023-1-27 12:35
1
2023-2-7 13:23
我和你有一样的想法,要不要一起做?  详情 回复
2023-2-7 13:22
我和你有一样的想法,要不要一起做?  详情 回复
学到不少东西,精神可嘉
2023-1-27 22:07
纠结于5米长度毫无意义,本地有句俗话,螺丝壳里做道场。为何不做7米8米呢?你以为5米就能无证走天下?
2023-1-29 08:47
2
很不错的创意,但如果要确保成功的话,困难重重。
1,高纬度海区的严寒和恶劣海况。和低纬度海区相比,严寒是一种持续时间长的危险情况,一旦失去供暖(燃料耗尽,设备故障,恶劣海况导致的船只损坏、进水潮湿、船体结构大量结冰、衣物湿透,海面结冰等等),冻死人的概率非常高。
2,船不存在多快好省,选择了省,就难以保证快和好。五米左右的小船,又要省,又要能携带半年给养,还是在连船体总纵强度都计算不来的情况下自制的,快肯定是做不到的。快不了的情况下,跑不赢风速,遇到恶劣天气就只能硬抗。航母编队遇到恶劣天气都可能要选择避让,五米的小筏想硬抗极端海况,只能寄希望于逆天的运气。我曾经坐邮轮见过台风外围的海况,白浪滔天,浪高在一层楼高度左右,这种小船一会儿就要被浪拍翻一次的海况,即使船体能抗住海浪的冲击和翻滚,桅杆也很难不折断,折断的桅杆在海浪作用下撞击船壳,船壳很可能破损。人趴都趴不稳,安全隐患太大。
3,五米小船,水流冲击螺旋桨发出的电流太小,不足以提供足够的电流来保持体温。汽油船外机的螺旋桨匹配的是高转速汽油机,用柴油机虽然理论上可以,但低转速的微型柴油机,很难给螺旋桨足够的动力,油耗高而推进效率极低,并且,连专用的洋马都有一定的故障率,那些只求低价和轻便的微型柴油机,性能上难以保证可以可靠工作。
推荐看《一切尽失》《惊涛飓浪》两部电影对恶劣海况的还原度很高,第二部还是真实事件翻拍的,很有参考意义。
2023-1-29 09:36
1
这种船是不可能滑行航行的,你想多了。滑行的前提得船的总重量非常轻才行。现在的技术环境下,也只有那些抛弃一切废重的赛艇才能做到。一个低水平的结构,满载各种长时间生存的生活物资的船,仅靠微弱的风力是进入不了滑行状态的。
当然我也不反对你用钝头船。因为这船只能以很低的速度航行,那么阻力和外形关系不大,基本仅仅取决于浸湿面积。也就是船体水下部分的表面积。

铆接。。。你看电焊有技术要求,铆接就没有技术要求了?这种想法就有点不靠谱啊。你要满足到和焊接一样的技术标准,这种技术工人现代社会可难找到几个了。科技的发展让很多以前觉得很难人工做好的事情变得简单,而以前靠人工做的事情现在很复杂。大人,时代变了!

大块的泡沫船上不是没有用过,包括蜂窝都是这样的,说起来它们就是个给定厚度的板材。既然是平板,那意味着啥呢?无法弯曲。你的船又不是F117隐形飞机,全是平板拼接。尤其水下部分可以看到都是复杂曲面。当然现实中的平板毕竟不是数理上的理论平板,它依然是可以有限程度地弯曲。很显然这需要在较大尺寸下才能做有限的弯曲,也就是一般用在较大的船上,这样你可以使用较大的弯曲半径。现实中现代很多赛艇是用蜂窝板的,蜂窝的弯曲半径也是有限的,所以很多较小的赛艇的舱面构造从古典的那种较为圆润改成了多块平面搭接也是为了适应蜂窝板难以弯曲这个特性。

另外,这种泡沫或者蜂窝的使用,是为了搭建结构,使得内外壁面之间拥有一个稳定的间隔,从而获得设计规定的壁面稳定性来满足强度需求。也就是本质上这些夹心材料的使用并不是为了保证船的不沉性。

至于自己弄泡沫,根本不需要这么麻烦。淘宝搜下发泡填缝剂,自己就可以做任意形状的泡沫。造船工业上也使用这类泡沫。性质都是一样的。
你搜的那种泡沫,一般是建筑上用来做保温隔热层的。材质通常是聚苯乙烯。而这种自发泡的,一般是聚氨酯。从工业供应角度看,聚氨酯价格比聚苯乙烯贵,所以街上基本买不到聚氨酯泡沫的板材。但从使用者角度看,很有可能聚氨酯更便宜。
当然也有铺设板材,然后局部填发泡剂的混合做法,显然这样是为了省钱。工厂为了追求利润的最大化有时会这么搞。你自己做个这么小的船折腾半天也顶多省了个百来块。另外一个原因是为了控制发泡剂的膨胀因素。总的来说这和水泥里面为啥要放砂石是一个道理。
2023-1-29 13:23
2023-1-30 10:30
关于船的复杂曲面,我已经进行了调整,使其变得更简单了,曲面部分,我的想法是用切割成窄条的挤塑板拼接,毕竟,它只用作玻璃钢成型的框架,对强度没太大贡献。关于浮体,我想使用更便宜的EPs泡沫填充。  详情 回复
结构上讲,越小的船越容易做得坚固。几十万吨的巨轮看着很牛逼对吧,可它脆弱得连货物放错位置都会断成两截。

这牵涉到一个基本的物理尺度问题:
现实的物体都是依赖自身结构断面面积去对抗自身重量。很明显重量是按物体尺度的立方变化,而断面面积是按平方变化。
所以一只蚂蚁的腿相对身体才那么纤细,而大象则需要大粗腿才能支撑。至于鲸鱼。。。往地上一放内脏都会被其重量压破。你不能指望把一只蚂蚁放大到大象那么大,却依然只需要那么纤细的腿。

很多人都无法认识到这个非常基础的物理常识。他们满脑子都是我10万吨巨轮撞上你1吨小破船肯定你碎之类画面。
2023-1-29 13:38
1
如果重量下不来,就无法进入滑水状态,我确实欠考虑了,如果不安装辅助动力,重量就可以下降不少了,饮用水也不需要全部携带,我可以使用手动海水淡化装置,这样一来只需要携带事物和少量备用水,关于寒带海域的取暖,我还得思考
2023-1-30 10:19
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