Catamaran - Mô hình linh kiện thuyền buồm hai thân

Đây là các bản thiết kế cho những bộ phận của chiếc thuyền buồm hai thân (catamaran) TEK-45 (hay còn gọi là Tektron 44), được đóng bởi TEK-Composites vào năm 1998. Nội dung này được công bố chủ yếu để làm tài liệu tham khảo, giúp các chủ thuyền khác có thể học hỏi ý tưởng và thiết kế.

Seagull Striker

Ban đầu được làm bằng nhôm, sau đó được kỹ sư thiết kế ngược và chế tạo lại từ sợi carbon prepreg và G-10 bởi GMT Composites.

Bracket (Giá đỡ)

Ban đầu được chế tạo từ G-10 bởi GMT Composites. Cần 2 ốc vít cỡ ¼"-20 x ¾" để cố định.

Tham khảo

• https://www.caeses.com/blog/2019/aerodynamic-shape-optimization-a-practical-guide/

Hệ thống lái (Steering)

Thuyền được trang bị hai bánh lái. Các thành phần bao gồm: vô lăng (helms), xích lăn, dây cáp thép không gỉ, ròng rọc, trục quay (radiants), bạc đạn (bushings) và bánh lái (rudders). Hệ thống khá đơn giản nhưng rất bền và dễ bảo trì.

Vô lăng (Helms)

Hai vô lăng bằng thép không gỉ của Edson Marine. Mỗi bánh lái có một đĩa xích và xích lăn ANSI 520 giúp chuyển chuyển động quay thành lực đẩy/kéo cho dây cáp.

Trục quay (Radials)

Gồm hai trục quay, đường kính 400mm, dày 24mm. Có một lỗ cắt vuông ở giữa cho cột bánh lái, rộng 50mm. Mỗi trục có các chốt chặn, được gắn bằng bu-lông xuyên qua thân. Có rãnh chạy dây cáp thép không gỉ xung quanh và các góc kim loại ở nơi dây cáp uốn cong. Các giá đỡ dành cho cảm biến góc lái và bộ truyền động thủy lực nằm ở mạn phải. Các trục quay này tích hợp hình học lái Ackermann, giúp tạo ra sự chênh lệch góc quay giữa hai bánh lái khi đánh lái.

Bánh lái (Rudders)

Hai bánh lái giống hệt nhau, không chìm, làm bằng lõi xốp sợi carbon. Cột hình tròn, trục gắn bằng thép không gỉ hình vuông (50mm). Có một vòng đệm PTFE giữa bạc đạn trên cùng và trục quay.

Bạc đạn (Bushings)

Mỗi cột có hai bạc đạn, tổng cộng bốn cái cho toàn bộ hệ thống. Chúng ôm sát các xi-lanh thép không gỉ trên cột và được dán cố định vào ổ cắm trên thân thuyền.

Tham khảo

• https://jefa.dk/products/rudder-blades/

Hệ thống đẩy (Propulsion)

Các thiết kế và mô hình để lắp đặt (các) động cơ điện vào thân thuyền. Trước đây, tàu sử dụng hai động cơ thủy lực nối với hai bơm thủy lực, tất cả cùng kết nối với một động cơ diesel 55hp. Các động cơ thủy lực được nối với trục chân vịt bằng khớp nối thép không gỉ “Big Boy” của Frontline Industries.

Hệ thống cũ đã được thay thế bằng hai động cơ BLDC 10kW, các khớp nối được đổi sang loại từ tính của Mgt Solar. Các bản thiết kế cho việc gắn khớp nối vào động cơ mới và trục chân vịt cũ có tại đây:

Một tệp thiết kế tạm thời “Catamaran - Propulsion - Jointed Coupling” đã được thiết kế và in trong quá trình lỗi khớp nối thép cứng mà nhà sản xuất động cơ điện cung cấp. Sự cố xảy ra ở vùng Vịnh Florida trong các cuộc chạy thử vào cuối năm 2023.

Động cơ

1 × 10kW, 48V, BLDC (sản phẩm tệ, nên không nêu tên thương hiệu)

Chân máy động cơ (Engine Mounts)

4 × AMC Mecanocaucho, cỡ nhỏ

Thanh ray (Rails)

2 × 2.5"x2.5"x2', dày ¼", nhôm 6061

Giá đỡ (Supports)

4 × giá đỡ in 3D

Bát đỡ (Holding Brackets)

4 × bát chữ L bằng nhôm hoặc in 3D

Ốc vít

• 8 × bu-lông 3/8" (dài ¾") cho chân máy động cơ
• 8 × bu-lông 5/16" (dài 1") để gắn bát đỡ vào thanh ray
• 4 × bu-lông 5/16" (dài 2-½") để gắn bát đỡ vào giá đỡ

Bệ điều khiển ga (Throttle Platform)

Việc gắn tay ga mới thay thế hệ thống cáp cũ gặp khó khăn, vì vậy "Catamaran - Propulsion - Dual Joystick Mounting Platform" đã được thiết kế làm bộ chuyển đổi để gắn tay ga đôi mà không cần sửa đổi thân thuyền.

Cần bốn ốc vít 10-24. Để gắn bộ điều khiển, cần hai bu-lông hoặc ốc vít M6-1.0 ngắn.

Mẹo

• Hãy chừa dư không gian cho các khớp nối, tốt nhất là nên biết trước kích thước của loại khớp nối mà bạn định sử dụng.

Dàn dây buồm (Rigging)

Các tấm mấu, tấm vá và nhiều bộ phận khác liên quan đến hệ thống dây buồm cố định và dây buồm điều khiển của thuyền buồm hai thân.