Полностью электрическая моторная лодка проверяет воду на предмет переработанного углеродного волокна

RS Sailing (Ромси, Великобритания) известна производством парусных лодок мирового класса и утверждает, что в их производстве используется как можно больше перерабатываемых материалов. Три года назад компания создала дочерний бренд RS Electric Boats, который специализируется на разработке и производстве жестких надувных лодок с аккумуляторным питанием (RIB) - легких моторных лодок с жестким корпусом и надутыми воздушными трубками высокого давления по бокам лодки. для дополнительной плавучести. РИБы используются в рекреационных целях и часто используются службами быстрого реагирования, военными операторами или тренерским штабом для участия в гонках на лодках.

Алекс Ньютон-Саутон, генеральный директор по дизайну и технологиям RS Sailing, объясняет, что по мере того, как автопроизводители стремятся стать более электрифицированными и задумываются об экологически безопасном производстве и материалах, RS Electric Boats хочет сделать то же самое на морском рынке. «Для нас очевидно, что рынок собирается развить электрические лодки. В действительности, обычный подвесной мотор примерно в 50 раз больше загрязняет окружающую среду, чем современные автомобили. Мы хотим внести свой вклад в защиту планеты », - говорит он.

Стимулирование рынка к более экологичным двигательным установкам, материалам и вариантам производства было целью последних трех лет, поскольку RS Electric Boats работает над разработкой и коммерциализацией своей первой надстройки с аккумуляторным электрическим приводом. В 2019 году компания RS Electric Boats представила модель Pulse 58 . концепт RIB на Международной выставке яхт в Дюссельдорфе в Германии. Эта демонстрационная лодка состояла из нескольких компонентов из льняного волокна и биоэпоксидной смолы, включая корпус, палубу и консоли.

С тех пор решения по материалам и общий дизайн подвергались повторению как минимум три раза - «плюс значительное количество доработок по всей лодке», - признает Ньютон-Саутон, - в конечном итоге в результате получился Pulse 63 , поступит в продажу в начале 2022 года.

Первая итерация композитного материала из льняного волокна: Pulse 58

Большинство RIB приводится в движение стандартными двигателями, работающими на топливе, за некоторыми исключениями для небольших (на одного-двух человек) конструкций с батарейным питанием. RS Electric Boats заявляет о себе Pulse 63 , рассчитанный на перевозку до восьми человек, является первым в отрасли, использующим полностью электрическую силовую установку для лодки такого размера.

Корпус и общая форма лодки должны были быть спроектированы специально для использования в качестве силовой установки с электроприводом. «Одна вещь, которая становится очень очевидной, когда вы начинаете проектировать надстройку с аккумуляторным электрическим приводом, - это то, что вы не можете просто добавить систему электропривода на обычную лодку. Придется начинать с нуля, потому что конструкция должна позволять лодке быть суперэффективной, и отчасти это связано с весом. «Очень важно, чтобы лодка была как можно более прочной и жесткой, чтобы она была как можно легче», - объясняет Ньютон-Саутон.

Батарейная консоль - это «основная конструкция для всего», - добавляет он. Корпус лодки представляет собой прочную монолитную конструкцию с соединенной палубой, на которой также размещаются батареи. Никаких поперечных переборок и рам не требуется.

5,8-метровый Pulse 58 RIB, который RS Electric Boats запустила в 2019 году, включает корпус, палубу, консоль, аккумуляторный отсек и молдинги сидений, изготовленные методом инфузии местным производителем Norco (Пул, Великобритания) из эпоксидной смолы на биологической основе, натурального льняного волокна и переработанного сердечника из ПЭТ, где это необходимо.

В 2019 и 2020 годах компания RS Electric Boats намеревалась увеличить производство Pulse 58 . и начать продавать клиентам. Однако неудачи, вызванные пандемией COVID-19, а также проблемы с поставщиками биоматериалов привели к небольшой задержке и некоторым изменениям в дизайне.

Изменения дизайна и переработанное углеродное волокно: Pulse 63

В мае 2021 года компания RS Electric Boats решила обновить свой бренд в соответствии с конструктивными изменениями и решениями по материалам, принятыми при подготовке к наращиванию производства. Составные компоненты для переименованного 6,3-метрового Pulse 63 производятся компанией MTAG Composites Ltd. (Конингсби, Великобритания), производителем, который много лет работал с RS Sailing над разработкой инструментов и производством лодок. На рынке Pulse 63 RIB может развивать максимальную скорость 23 узла и иметь максимальную дальность полета 100 морских миль. Его также можно настроить с помощью множества дополнительных функций, таких как буксирные стойки, одноточечные подъемники, навесы и различные конфигурации сидений.

Композитные компоненты лодки включают корпус, палубу, внутренний пол, консоли, моторный отсек и люки. Однако найти льняное волокно и эпоксидную смолу на биологической основе, использованных в первоначальной конструкции, оказалось труднее, чем ожидалось, на уровнях, необходимых для серийного производства лодок.

«Решения о материалах обязательно изменятся в течение следующих нескольких лет, поскольку натуральные волокна и смолы на биологической основе станут более доступными», - говорит Ньютон-Саутон. В настоящее время монолитный корпус лодки сочетает в себе ткани из стекловолокна и углеродного волокна, пропитанные винилэфиром. Для уменьшения веса корпус не имеет сердцевины, а вместо этого усилен слоями углеродного волокна. Все остальные композитные компоненты лодки - внутренняя палуба, пол, консоли, моторный отсек и люки - изготовлены из переработанного углеродного волокна и винилового эфира с переработанным сердечником из ПЭТ (поставляется 3A Composites Core Materials, Sins, Швейцария) по мере необходимости. «В настоящее время корпус не сделан из переработанных материалов, просто чтобы дать нам больше времени на разработку и тестирование», - отмечает он.

Что касается смолы, RS Electric Boats предпочла более традиционный виниловый эфир эпоксидной смоле на биологической основе по нескольким причинам. Один из них - доступность. По словам Ньютона-Саутона, стремление к производству действительно экологически безопасных смол - в коммерческих количествах - идет медленнее, чем ему хотелось бы. «Дело не только в ценах, - говорит он, - а в том, чтобы верить в продукты в долгосрочной перспективе. Что будет с этими продуктами через 10 лет? Материал выдержит? Они настолько новы, что мы еще не знаем. Спрос есть, и мы готовы потратить немного больше на более экологичные материалы, но нам нужно верить в жизнь продукта ».

Эпоксидную смолу на биологической основе также трудно использовать с настоем смолы. «Когда вы используете какой-либо вид эпоксидной смолы в процессе инфузии, вы не можете использовать многоразовые силиконовые вакуумные пакеты», - объясняет Ньютон-Саутон. Эпоксидная смола вступает в реакцию с силиконом, и силиконовые пакеты, рассчитанные на 100–150 циклов, могут прослужить только пять. «В результате производственного процесса образуется огромное количество мусора на свалках», - говорит он. Сложный виниловый эфир был выбран как лучший вариант для использования с силиконовыми пакетами.

Он добавляет:«На данный момент, если вы проведете анализ жизненного цикла материалов, мы почувствуем, что сокращение инфузионных отходов на свалке является гораздо большим шагом в правильном направлении, чем попытка использовать немного более устойчивую смолу. Этот процесс максимально экологичен и требует минимального количества отходов ».

Тим Кинг, технический менеджер по продажам и маркетингу и руководитель проектов в MTAG Composites, отмечает:«Биоэфиры винила появляются в продаже, но они пока не являются коммерчески жизнеспособными для продуктов такого размера. Они производятся в относительно небольших количествах ».

В качестве волокна переработанное углеродное волокно для лодок - это повторно используемый лом после работы MTAG Composites над сиденьями самолетов из углеродного волокна. «Это прямой возврат к использованию через стороннего производителя Gen 2 Carbon [ранее ELG Carbon Fiber, Козли, Великобритания]», - говорит Кинг.

Вместо того, чтобы измельчать волокна или превращать их в препрег, MTAG напрямую наполняет сухой переработанный нетканый материал из углеродного волокна. «Это особенно сложно сделать, учитывая плотность вторичного волокна. Он не любит заливаться смолой, но мы придумали, как это сделать успешно », - говорит Кинг.

Впервые этот процесс был продемонстрирован в 2019 году на носовой палубе RS Neo, где компании MTAG Composites и RS Sailing заменили традиционную арматуру из стекловолокна на переработанное углеродное волокно. «Это происходит уже несколько лет, но я знаю, что мы в MTAG и Gen 2 рады видеть, как этот продукт и процесс развиваются», - говорит Кинг.

Что касается эстетического вида переработанного волокна, он добавляет:«Вы, конечно, можете покрыть его гелькоутом, но лично мне очень нравится внешний вид переработанного продукта. Приятно видеть, что идентифицируемый исходный материал используется повторно ».

В конце концов, «около 60% композитных компонентов лодки сделаны из переработанных материалов, будь то сердцевина из ПЭТ или углеродное волокно», - говорит Кинг. Все композитные детали пропитываются под вакуумом, за исключением нескольких небольших деталей, которые укладываются вручную из сухих материалов.

Отправляемся в 2022 году. Около 60% компонентов Pulse 63 изготовлены из переработанных материалов, согласно заявлению производителя MTAG. Фото:RS Sailing

Инструменты для Pulse 58 послужила основой для нового Pulse 63 инструменты, которые компания MTAG Composites изменила в соответствии со спецификациями RS Electric. Все инструменты - всего 22, состоящие из четырех твердых инфузионных инструментов, шести инструментов для ручной укладки и 12 инструментов в силиконовых пакетах - являются композитными и изготавливаются на собственных предприятиях Norco или MTAG. Чтобы учесть конструктивные изменения корпуса, некоторые инструменты необходимо было повторно обработать, а для некоторых были сделаны специальные вставки, чтобы вернуть форму форме.

«У нас есть очень активный собственный цех пресс-форм и несколько очень опытных ребят, которые смогли взять исходный прототип инструмента и в некоторых случаях внести в него довольно радикальные изменения», - объясняет Кинг. Команда приступила к работе с инструментами в феврале 2021 года, а окончательные инструменты были доставлены в августе.

Первые четыре Pulse 63 Производство лодок запланировано на конец года и они будут готовы к показу на Международной выставке лодок в Дюссельдорфе в январе 2022 года. В дальнейшем Ньютон-Саутон добавляет, что для Pulse 63 использовались композитные материалы. и будущие модели RS Electric Boats, вероятно, будут меняться по мере появления новых материалов и рыночного спроса. «Мы делаем это шаг за шагом, но я думаю, что в одном мы стали неплохо разбираться в том, чтобы помочь цепочке поставок понять, какие продукты нужны рынку».