Новые технологии - гелькоуты фирмы «NESTE Chemicels».

Каждый, кто строит и эксплуатирует пластмассовые суда, знает, какую важную роль играет правильный выбор наружного покрытия. Оно должно защищать конструкции от воздействия воды, атмосферы и ультрафиолета, создавать глянцевую декоративную поверхность, иметь хорошую адгезию с последующим ламинатом. Всем этим требованиям удовлетворяет специальное защитно декоративное покрытие — гелькоут.

На сегодня Neste Chemicals производит следующие основные типы гелькоутов:

— GE ххххх S(H) — самый распространенный гелькоут, выпускаемый в вариантах для нанесения распылением (S) и при помощи кисти и валика (Н) (ххххх — цвет по каталогу):

— GN xxxxx S — Maxguard для изделий, подвергающихся повышенному воздействию ультрафиолета и воды; отличается повышенной твердостью и термостойкостью;

— GM xxxxx S — с эффектом “Металлик” (цвета определяются по отдельному каталогу);

— GF xxxxx S(H) — для изделий с повышенными требованиями по пожаростойкости;

— GS75400 S(H) — зеленый;

— GS75200 S(H) — черный — для изготовления оснастки; характеризуется повышенной твердостью, термостойкостью, стойкостью к растрескиванию и помутнению, что позволяет увеличить срок эксплуатации оснастки;

— Топкоуты ТМ ххххх S(H) — для создания сухой твердой грязеводоотталкивающей внутренней поверхности ламината, препятствующей остаточной эмиссии стирола из ламината в окружающую среду.

Maxguard NP — это новый шаг в достижении качества без урона для окружающей среды. По мнению журнала “Reinforced Plastics Magazine” (Лондон) MaxguardNP признан в 1999 году самым перспективным гелькоутом для индустрии стеклопластика.

Новый гелькоут Maxguard NP призван уменьшить количество выбросов стирола в атмосферу без ухудшения основных свойств гелькоута. Подсчитано, что эмиссия стирола при напылении гелькоута составляет около 1/3 общей эмиссии в целом.

 Оригинальная технология Neste Polyester хорошо сочетает стирол с уникальным ненасыщенным полиэфиром, что позволило создать гелькоут с содержанием стирола меньше 30%. Улучшена тиксотропная система, благодаря чему получился легко напыляемый гелькоут.

 Поскольку стирол — один из главных виновников пожелтения и усадки, применение Maxguard NP позволяет получать более качественную глянцевую поверхность. Усадка снижена на 20 30%.

Тесты, проведенные независимой лабораторией в Финляндии, и результаты промышленных испытаний в цехе показали, что суммарная эмиссия стирола при использовании Maxguard NP на 50% меньше, чем стандартного гелькоута, что позволяет сократить концентрацию стирола на рабочем месте и расходы на вентиляцию.

 Важно отметить и лучшую, чем у стандартных гелькоутов, адгезию к ламинату (даже после 3 дневной выдержки перед ламинированием), хорошую саморастекаемость и высвобождение воздуха.

При нанесении гелькоута напылением важно правильно выбрать оборудование, которое обеспечит максимальный перенос материала на матрицу и сократит загрязнение рабочего места. Фирма “Композит” предлагает ряд специальных распылителей.

При напылении небольших поверхностей с незначительной интенсивностью работы хорошо себя зарекомендовали распылители G100 и G200. Их особенностью является то, что гелькоут вытекает самотеком: воздух проходит через сопло, устроенное в виде инжектора, вытягивает гелькоут и формирует направленную струю.

Это снижает аэрозольный эффект, уменьшает “отскок ” материала от формы. Различие между G100 и G200 заключается в том, что G200 имеет дополнительную емкость для ПМЭК.

Для напыления значительных поверхностей целесообразно использовать установки фирмы “Glas Craft” (США). Самая популярная из них — 3WPG. Установка сама дозирует заранее установленное процентное соотношение ПМЭК. 

Смешение ПМЭК с гелькоутом происходит непосредственно за соплом распылителя, что предотвращает полимеризацию гелькоута в шлангах или установке. Подача гелькоута гидравлическим насосом предотвращает попадание в гелькоут лишнего воздуха.

 Характерной особенностью установки является организация “воздушного тоннеля” вокруг струи смолы и ПМЭК, что уменьшает аэрозольный эффект и способствует максимальному переносу гелькоута на матрицу.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №171.

Современное пластиковое судостроение. Часть 3.

Развитие современных технологий и совершенствование качества смол позволило технологам реализовать давнюю мечту производственников: механизировать процесс пропитки ламината, исключив (или существенно уменьшив) применение ручного труда при выполнении этой операции.

 Еще одной важной задачей фактически с самого момента зарождения стеклопластикового судостроения была необходимость обеспечить идентичность качества изделий, сделав ее как можно менее зависящей от качества рабочей силы. Так стали появляться различные технологии усовершенствования пропитки ламината смолой и его формования.

Современные методы формования .

С самого начала применения волокнистых термореактивных пластиков в промышленности (в судостроении это произошло ровно 50 лет назад, так что данный цикл статей, по замыслу автора, как раз и предназначен для того, чтобы оценить развитие технологий работы с пластиком за эти годы), инженеры и технологи задумывались о том, как усовершенствовать процесс формовки изделий.

Высокая доля ручного труда и отсутствие строгой повторяемости (особенно весовой) при производстве серийных деталей оказались серьезными факторами, сдерживающими массовое применение стекловолоконных материалов при выпуске крупномасштабных партий продукции.

 Собственно говоря, именно этим обстоятельством и объясняется тот факт, что малое судостроение стало, по сути, пионером в освоении этих типов материалов и лидером в области новейших технологий работы с ними.

 Поскольку при производстве яхт (особенно – крупных) не так важно отсутствие точной весовой идентичности деталей, а высокая доля ручного труда при формовании корпусов тоже не очень критична при производстве нескольких десятков лодок в год (особенно парусных), где неавтоматизированных процессов в любом случае более чем хватает.

SMC.

Однако время шло, достоинства стеклопластика заметили в других областях промышленности (например, в автомобилестроении), где с указанными выше недостатками мириться было нельзя. Да и производство стеклопластиковых судов стало предъявлять все новые и новые требования как в плане снижения себестоимости, так и в части уменьшения эмиссионных выбросов при производстве.

 Ученые головы задумались  и в конце 60-х гг. прошлого века родили первый частично автоматизированный процесс формовки деталей из волокнистых пластиков, названный SMC (sheet molding compound). Суть новой технологии заключалась в следующем: разогретая примерно до 180–190° С массивная стальная матрица заполнялась заранее подготовленной смесью связующего, отвердителя (и при необходимости какого-нибудь заполнителя), к которой добавлялся армирующий материал.

 После этого матрица закрывалась разогретым до той же температуры пуансоном с давлением порядка 15–18 МПа и выдерживалась в таком состоянии несколько минут. После разъема из матрицы вынималась готовая деталь, имеющая отличный внешний вид, гарантированное качество и требующая минимум дополнительной обработки. 

Помимо этого новый метод обеспечивал и высокую весовую повторяемость деталей, поскольку смешивание и дозирование связующего состава могло быть автоматизировано, равно как и подача армирующего материала (частично).

Создание этой технологии было большим шагом вперед, оказавшимся, однако, совершенно непригодным для пластикового судостроения.

 Значительные капиталовложения, необходимые для изготовления сложных по форме стальных матриц, вкупе с требованием применения мощного пресса могли окупиться лишь при годовом выпуске многих тысяч единиц продукции. Эта технология восхитила автомобилестроителей, но разочаровала специалистов яхтенных верфей.

 Процесс SMC нашел широкое применение в автомобилестроении (одна из самых известных деталей, изготавливаемых по этой технологии – пластиковая поперечная рессора подвески автомобиля «Chevrolet Corvette»), а также в некоторых других областях промышленности. Для яхтостроения же требовались иные процессы.

Вакуумирование.

Параллельно с этим в пластиковом судостроении активно развивалось применение вакуумных методик формования.

 Строго говоря, эту технологию формования в его изначальном виде следует отнести к ручной формовке пластика, поскольку пропитка ламината смолой здесь производится вручную (за исключением применения препрегов) и лишь на следующей стадии применяется вакуумная «наволочка», эффективно отжимающая избыток смолы из ламината и минимизирующая вероятность возникновения пузырей и непроклеев.

 Вакуумирование было сравнительно недорогим (не требовалось практически никакого дорогостоящего оборудования), эффективным и несложным способом обеспечить высокую весовую идентичность формуемых деталей и их высокое качество.

 Для сравнительно небольших верфей, не готовых к широкомасштабным инвестициям в современные технологии, вакуумирование до сих пор остается одним из самых простых средств, способных повысить качество судов.

При вакуумном обжатии формуемого ламината на его поверхность оказывается избыточное давление, теоретически (в пределе) равное атмосферному (101.3 кПа). 

На практике же такой величины достичь, разумеется, не удается – при современном оборудовании реальнее говорить об избыточном давлении порядка 70–80 кПа. Существует две основные разновидности формования с использованием вакуума. Первый из них («сухое» формование) осуществляется, когда верхний слой выклеиваемого композита является сухим, т.е. свободен от связующего.

 Сегодня такой способ применяется только тогда, когда верхним слоем ламинируемой детали является наполнитель – пенопласт, фанера или что-то иное. Во всех остальных случаях рекомендуется применять «мокрое» формование, поскольку оно имеет заметные преимущества. В этом случае верхняя поверхность ламината, обращенная к вакуумному мешку, покрыта связующим.

 При данной технологии из ламината хорошо удаляются излишки смолы, за счет чего весовое отношение «смола/ткань» становится более выгодным (у ряда фирм оно стремится к величине 30/70, порой доходя до рекордных 25/75), что делает формуемую деталь легче.

 Помимо этого при таком методе из ламината эффективно уходят пузырьки воздуха, а плотный прижим слоев друг к другу исключает их «ерзание» относительно друг друга внутри ламината при сильных знакопеременных нагрузках. Эта же технология применяется и при работе с препрегами (собственно говоря, сегодня она – единственная, которая пригодна для работы с ними).

Следует отметить, что применение вакуумного метода формования оказывает серьезную механическую нагрузку на матрицу, особенно негативно это воздействие сказывается на матрицах с сильно вогнутой формой – как раз тех, в которых формуют секции корпусов.

 В силу этого ряд фирм (в том числе широко известных) традиционно выполняет ламинирование секций корпусов вручную и только для секций палуб применяется вакуумное формование или еще более современные процессы наподобие инжекционных или инфузионных. 

В среднем рекомендуется иметь одну вакуумную «соску» на 1–2 м²  поверхности при «мокром» формовании, для «сухого» формования цифры (особенно при большой площади поверхности) могут быть заметно ниже.

Препреги.

Препреги (сокращение от английского слова «preimpregnated», что означает предварительно пропитанный) представляют собой выпускаемые на специализированных фабриках заранее пропитанные смолой (как правило эпоксидной, но встречаются и варианты с фенольными смолами) листы и рулоны стекло- или углеткани.

 Они появились как следствие одного из требований судостроителей (а чуть позднее – и ракетчиков): иметь постоянно стабильный уровень весового соотношения «ткань/смола».

 Еще одной причиной их появления стали довольно жесткие требования по охране труда: эпоксидная смола – весьма токсичный материал, и продолжительная работа с ней в «ручном» режиме (т.е. при ручной пропитке ламината смолой) весьма неблагоприятна для здоровья персонала.

 На специализированных же фабриках обработка ткани смолой с заранее добавленными туда отвердителем и катализатором ведется в режиме, не требующем контакта работников с токсичным связующим.

Наряду с этими очевидными достоинствами у препрегов есть и существенные недостатки. Один из них – это не самое благоприятное весовое соотношение смолы и ткани, составляющее примерно 45:55. Как видим, весовая доля стеклоткани здесь ниже, чем при использовании вакуумирования формуемого ламината. 

Вторым недостатком является необходимость хранить готовые препреги (до момента их использования в производстве) исключительно в холодильных камерах, что повышает производственные затраты.

 Далее, чтобы после выкладки в матрице полотнищ препрегов запустить процесс полимеризации смолы, содержащейся в них (его дополнительно сдерживают специальные ингибиторы), смолу надо нагреть, «запекая» корпус лодки в печи или некоем ее подобии (что производственных расходов тоже не сокращает).

 Ну и наконец нельзя не сказать о том, что при нарушении норм хранения препрегов содержащееся в них связующее (сложный комплекс, включающий в себя эпоксидную смолу, отвердитель, ингибитор, предотвращающий реакцию отверждения смолы при низкой и комнатной температуре, и катализатор, наоборот, инициирующий запуск процесса полимеризации при нагреве) может деградировать и резко потерять свои качества.

 К сожалению, способов оперативно проверить на месте пригодность препрегов не существует, и в процессе производства подобную потерю качества основного конструкционного материала попросту не обнаружить.

Все это вместе взятое осложняет использование препрегов. До сравнительно недавнего времени они применялись лишь при строительстве уникальных судов, наподобие кубковых яхт IACC и океанских гоночных яхт. Однако с началом нового тысячелетия они пошли в сравнительно массовое использование.

 Во многом, за счет того, что удалось решить ряд технологических проблем, серьезно затруднявших применение препрегов: например, увеличения объема и/или коробления пенопластов, используемых в качестве наполнителей в сэндвичевых конструкциях.

 Существует также опасность химического разложения пенопласта -наполнителя под воздействием горячих паров смолы при «запекании» корпуса, поскольку находящаяся в гелеобразном, полузастывшем состоянии смола при нагреве корпуса меняет фазовое состояние (еще до начала полимеризации), превращаясь в довольно текучую и летучую жидкость.

 Поэтому серьезные изготовители конструкционных материалов составляют таблицы их совместимости в различных комбинациях и пренебрегать ими ни в коем случае нельзя (кстати, многие изготовители препрегов очень рекомендуют в процессе укладки отделять наполнитель от препрега специальными клеющими пленками с особо высокой адгезией).

 Одним из пионеров широкого применения эпоксидных углетканых препрегов стала словенская верфь «Shipman», опробовавшая применение этой технологии на яхте «Shipman 50» («КиЯ» № 191).

 Затем это знамя подхватили фирмы среднего и массового сегмента: например, германская «HanseYachts AG», выпускающая широкий ассортимент яхт в варианте с эпоксидными корпусами, сделанными из препрегов («КиЯ» № 209).

Специалисты малого судостроения ожидают, что в ближайшие несколько лет практика применения препрегов серьезно расширится. И одной из причин ее этого станет отнюдь не только высокое качество получающихся таким образом корпусов, а требования «зеленых» к чистоте производственных процессов. 

Работа с препрегами на судоверфи означает практически нулевой (в сравнении с ручной пропиткой) выброс вредных веществ в атмосферу, а также отсутствие необходимости размещать на предприятии мощную фильтровентиляционную установку, стоящую немалые деньги.

 На многих крупных современных европейских верфях единые централизованные ФВУ представляют собой сложную разветвленную систему воздуховодов, оснащенных большим количеством фильтров, вкупе с весьма высокой трубой, обеспечивающей выброс очищенного воздуха в окружающую атмосферу на высоте не менее 25 м.

 По оценке владельцев ряда подобных предприятий, стоимость подобного рода систем может доходить до 20–25% полной стоимости всего предприятия.

 Несмотря на это, строгие европейские нормы в любом случае запрещают размещение верфей, работающих с жидкими смолами, в пределах городской черты, требуя их выноса за пределы населенных пунктов (например, британская компания «Northshore Marine», строящая яхты «Southerly», по этой причине вынуждена ламинировать корпуса на производственном участке, находящемся в часе езды от основного сборочного цеха верфи).

 В то же самое время судоверфь, работающая исключительно с препрегами может (исходя из санитарных соображений) располагаться даже в черте города (как, например, британская же компания «Green Marine» в Лимингтоне).

Но и препреги сегодня уже не являются самыми совершенными технологиями работы с волокнистыми термореактивными материалами. Умы многих ведущих специалистов заняты  разработкой новейших процессов пропитывания тканей смолами: инжекционными, инфузионными и – вершина технологических достижений! – процессами с закрытой матрицей, довольно часто именуемыми RTM-процессами.

 В работы по их созданию включены ведущие научные учреждения мира – так, например, одна из разновидностей RTM-технологий разработана в знаменитом Массачусетском технологическом институте, в честь чего и получила наименование RTM MIT.

Артур Гороховский.

Источник:  «Катера и Яхты»,  № 219.

В пользу эпоксидной смолы.

Среди судостроителей, занимающихся стеклопластиком, и самодельщиков, не утихают споры о преимуществах двух типов смол – полиэфирной и эпоксидной.

 В советские времена, кстати, в свободной продаже имелась только последняя по вполне подъемным ценам; нынешние фирмы, в том числе и иностранные, считают использование эпоксидной смолы вместо полиэфирной своим козырем и нередко даже упоминают этот факт в рекламе как доказательство эксклюзивности продукции.

 При современном засилии «полиэфирки» даем слово приверженцам эпоксидной смолы, которые поделятся опытом ее использования.

Российские эпоксидные смолы.

Наиболее распространенные и доступные в России эпоксидные смолы – ЭД16, ЭД20 и ЭД 22. Похожие по характеристикам смолы выпускаются в Чехии («Spolshemie») и Германии («Dow Chemical»). Отвердителями для данных смол могут служить ПЭПА, ТЭТА и М-4.

ПЭПА – полиэтиленполиамин, наиболее часто используемый отвердитель для эпоксидных смол серии Д, имеет ярко выраженный запах (нашатыря), является легколетучей жидкостью и требует хранения в закрытой таре. Обычное соотношение со смолой – 10:1.

ТЭТА – триэтилентетрамин, обычное соотношение со смолой 10:1. Более подходит для заливки толстых поверхностей и более критичен к температуре.

М-4 («Модифицированный 4») – отвердитель красноватого цвета, более густой, чем ПЭПА и созданный, по всей видимости, на его же основе. Соотношение к смоле 100:20–22. Недавно появившийся отвердитель М-4 имеет ряд неоспоримых преимуществ:

1. Смола на основе М-4 получается очень прочной.

2. Температура выклейки может быть ниже 10°С (мы использовали М-4 при ремонте в цеху при температуре 6–7°С и получили отличный результат).

3. Время полной полимеризации смолы – 6 ч.

Есть лишь один минус – цена. Один килограмм ПЭПА стоит 190 руб., а килограмм М-4 – 290 руб.

Пластификаторы.

ДБФ – дибутилфталат, маслянистая жидкость средней вязкости без особого запаха, применяется для придания пластичности конечному изделию. Модифицированная пластификатором смола становится менее хрупкой. Применяемый процент в смоле – от 1 до 10. Обычно мы добавляем от 3 до 5%, если изделие должно быть жестким и хорошо держать форму.

 А если требуется более пластичное и упругое изделие, пластификатора можно добавить до 10%. При относительно невысокой цене ДБФ – 120 руб./кг он имеет одну технологическую особенность: его очень трудно полноценно перемешать со смолой, для этого необходимо разогревать смесь на водяной бане до 50–60° С и перемешивать в течение 2–3 часов.

ДЭГ-1 – не самостоятельный пластификатор, а эпоксиалифатическая смола, которая может использоваться в его качестве. Это вещество желтого цвета более густое, чем ДБФ. Соотношение с основной смолой – 2–5%. Надежно перемешивается без нагрева, делает смолу менее вязкой, предпочтительна в употреблении для «самодельщиков». Цена ДЭГ-1 – 300 руб./кг. Смесь смолы ЭД-20 и пластификатора ДЭГ-1 производится под маркой КДА.

Наполнители.

В качестве наполнителей обычно используют древесные опилки, тальк, аэросил. Аэросил (диоксид кремния SiO2) – легкое порошкообразное вещество белого цвета – обычно продается в мешках по 5 кг. В основном аэросил применяется для изготовления шпатлевки и как загуститель, чтобы предотвратить стекание смолы с вертикальных и наклонных поверхностей.

 Такая шпатлевка подходит для грубого выравнивания поверхностей, заливания стыков. Обычное соотношение – 1–4 % по объему. В таком соотношении смола становится менее текучей и хорошо держится на наклонных поверхностях.

 Аэросил – очень легкий материал, его очень трудно размешать со смолой, поэтому советуем сначала растворять его в пластификаторе, а потом уже заливать в смолу. При работе с аэросилом соблюдайте осторожность, поскольку материал этот очень легкий и летучий.

Растворители.

Растворители обычно очень редко добавляют в смолу, только в крайнем случае, когда необходимо сделать ее просто более жидкой. Наше мнение по поводу применения растворителя однозначно – добавлять его никак не более 2–3% от объема смолы.

 Дело в том, что растворитель испаряется быстрее, чем полимеризуется смола, отсюда в ламинате получаются крошечные отверстия, которые в дальнейшем пропускают воду. При работе с эпоксидными  смолами есть технологические приемы, когда вязкость смолы не будет играть решающего значения.

Типичные мифы о эпоксидной смоле.

«Эпоксидная смола токсична и работать с ней очень вредно».

О токсичности эпоксидной смолы говорят все кому не лень, но тот, кто хотя бы раз был на производстве, где работают с полиэфирными смолами, знает, какой там стоит запах.

 На небольших отечественных верфях проделывают следующие вещи: отечественную «полиэфирку», имеющую запредельные характеристики по стиролу и другой «воняющей» гадости, разбавляют более экологически чистыми импортными смолами.

 Стоит принюхаться к новой полиэфирной лодке, особенно в жаркую погоду и особенно в каюте – резкий запах стирола стоит там порой два-три года. Если разобраться, что же токсичного в эпоксидной смоле?

 Сама смола не выделяет ни запаха, ни вредных летучих соединений; отвердители же пахнут нашатырем, но в соединении со смолой готовый продукт абсолютно не токсичен.

В цехах, где работают с эпоксидной смолой, нет необходимости в мощной вентиляции.

 Такая же смола используется при устройстве полов на фармацевтических предприятиях и в крупных супермаркетах, а также для изготовления и герметизации емкостей под жидкости

.

 Для всех перечисленных сфер применения смолы санитарно-гигиенические нормы гораздо более жесткие, чем на производстве лодок.

«Работа с эпоксидной смолой сложная и требует дорогого профессионального оборудования»

Основная сложность работы с эпоксидными смолами возникает из-за ее более высокой вязкости по сравнению с полиэфиркой. Как и при работе с полиэфирной смолой, важно соблюдать технологию, уже опробированную другими, что исключит ошибки и брак.

 Применительно к мелкосерийному или штучному производству стоимость необходимого инструмента (кисточки, валики, весы, тара и т.д.) и расходного материала ничтожна, и при использовании метода ручной формовки этот инструмент ничем не отличается от используемого в полиэфирном производстве.

Однако есть один нюанс: если мы работаем с самой прочной композицией (ЭД-16+ДЭГ-1+М-4) желательно провести процесс постполимеризации. Необходимо отформованную и отвержденную деталь разогреть до температуры 50–60° С на 2–3 ч, что возможно даже в кустарных условия с помощью электрических или газонагревательных приборов.

Такая деталь после окончания постполимеризации станет прочнее в 2–3 раза, поэтому этот процесс нередко именуют «закалкой».

«Изделия из эпоксидной смолы получаются очень дорогие»

Сравнивать стоимость полиэфирной и эпоксидной смолы имеет смысл на примере обычной 5-метровой моторной лодки, при этом учитывая, что при равной прочности обшивки за счет эпоксидной смолы готовое изделие получается на 30–40% легче, а срок его службы в несколько раз превосходит срок службы корпуса из полиэфирной смолы.

Теперь цифры. Например, на такой катер ушло 500 кг стеклопластика при соотношении смола/стекло 60:40. Таким образом полиэфирной смолы в корпусе – 300 кг. Цена смолы М-105 – 100 руб./кг., получаем 300×100 = 30 000 руб./кг.

 Реально серийно произведенный в России из эпоксидной смолы корпус катера «Селенга 500» весит 270 кг. Таким образом, смолы там 150 кг. Цена смолы ЭД-20 – 175 руб./ кг., 150×175 = 26 250 руб. Как говорится, комментарии излишни…

Технологические приемы.

Общеизвестно, что наилучшее соотношение смола/стекло50/50. Как надежно и равномерно пропитать ткань и при этом не перерасходовать смолу?

Мы использовали следующий технологический прием.

Накрываем полиэтиленом стол (чтобы пленка не сдвигалась, прикрепляю ее скобами), потом взвешиваем на весах необходимое количество стеклоткани. Например, полотно длиной 5 м весит 1500 г.

 Приготавливаем 1500 г смолы, разливаем половину объема под ткань, расположенную на полиэтилене, и распределяем равномерно по всей площади, затем берем резиновый шланг и наматываем полотно максимально туго, чтобы сквозь ткань пропитывалась смола.

 Замотав половину ткани на шланг, укладываем вторую половину ткани и повторяем процесс. Накрученная таким образом ткань равномерно пропитывается, и смола распределяется, не оставляя сухих мест на ткани.

На такой способ пропитки волокна уйдет не больше 15 мин., за такое непродолжительное время смола не успевает «вскипеть», и у вас не будет необходимости наносить дополнительное количество смолы, тем самым не перерасходывая ее.

 Даже если смола и будет немного густой, можно дополнительно распределить ее по стеклоткани шпателем. Накрученную на шланг ткань укладываем на подготовленную поверхность при помощи шпателя с последующим разглаживанием валиком.

Получится равномерно пропитанная стеклоткань с соотношением 50/50 со смолой. Замерив заранее всю стеклоткань, необходимую для производства корпуса, можно будет точно проконтролировать его вес. Такой способ нанесения смолы поможет сэкономить время и получить достойный по качеству результат. Необходимые инструменты:

– весы;

– шпатели (шириной 200 мм);

– прикаточные валики;

– резиновые шланги диаметром 40–60 мм и длиной 1200 мм;

– стол (1200×2500);

- полиэтилен.

Как и в каком количестве размешивать смолу.

Способом, описанным выше, можно размешивать относительно большое количество смолы одновременно (за один замес мы использовали до 5 кг смолы), но главное здесь время – если вы ее используете за 5–10 мин., ничего не произойдет, и смола не «вскипит». 

Если вам нужно небольшое количество смолы на время от 15 до 30 мин., используйте неглубокую и широкую тару. Но лучше не смешивайте более 700 г за один прием, хотя эти цифры и не абсолютны. Сначала заливайте отвердитель в приготовленную тару, а затем вливайте смолу (хотя многие советуют обратную последовательность действий). Объясняем почему.

Во-первых, когда вырабатывается вся смола, то на следующий день тару можно будет использовать повторно, во-вторых, плохо размешенная смола остается снизу, а это приведет к тому, что появятся участки, где смола останется липкой и не схватившейся из-за недостатка отвердителя. Не ставьте готовую смесь возле источников тепла – это ускоряет процесс полимеризации, смола может «вскипеть».

Если в помещении слишком жарко, используйте за один раз меньшее количество смолы, оптимальная температура – 20–23° С. Если на поверхности ламината появилась белесая пленка, немного липкая, этот процесс называется карбонизацией и происходит из-за повышенной влажности в помещении.

Практические советы по работе со стеклотканью.

Надо знать, что самый крепкий и прочный стеклопластик вне зависимости от размера будущего изделия получается на основе тканей сатинового переплетения, обычное обозначение (Т-11, Т-13 и т.п.).

 У такого ламината нет конкурентов среди тканей иных типов плетения, однако такая ткань более плотная и требует тщательной пропитки, склонна к образованию морщин и пузырей. Она практически не тянется, ее лучше использовать в первых и последних слоях, а также для оклейки деревянных деталей.

Обозначение тканей для ровингов и стеклорогож – ТР (ТР-025, ТР-056, ТР-07). Это менее прочные ткани, где цифры обозначают вес 1 м2 в килограммах. Они более подходят для средних слоев, а также изготовления матриц и других толстых оболочек.

 Хорошо пропитываются и укладываются (хотя чем толще ткань, тем хуже она укладывается на радиусах), неплохо тянутся и практически не создают воздушных пузырей.

Стекломат как серьезный материал менее всего подходит для «самодельщиков». Он очень хрупкий, но из-за дешевизны и простоты работы с ним более подходит для использования при серийной постройке из полиэфирной смолы.

При выборе стеклоткани следует обратить внимание на то, какой замасливатель использует завод-изготовитель. Импортные ткани и некоторые отечественные производители используют силановые добавки – такая ткань не требует отжига и сразу готова к употреблению.

 Некоторые отечественные производители тканей в качестве замасливателя применяют машинное масло или парафин, и такую ткань необходимо обжигать. Обрабатывать ткань газовой горелкой следует очень аккуратно, не пережигая, до светло-коричневого цвета.

В заключение надо сказать,  что современные эпоксидные смолы наиболее подходят для самостоятельной постройки, так как обладают наилучшими показателями по прочности и долговечности.

Артур Уракаев, Олег Токарев.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №230.

ПАРУСА. Парусная ткань. Часть 1.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ТКАНЕЙ. Прежде чем рассматривать методы изготовления парусов, важно ознакомиться с парусными тканями, их свойствами и особенностями производства. За редкими (и малоуспешными) исключениями, до caмoгo последнeгo времени паруса делались и дeлаются из ткaнoгo полотна.

 Обычно ткань состоит из множества параллельных нитей, располагаемых вдоль ткацкого станка и образующих ocнову будущего полотнища (это и есть основа), и перпендикулярных им нитей  утка, которые при pаботе станка переплетаются с нитями основы, проходя через них поперек вперед и назад.

ПЛОТНОСТЬ ткани достигается плотной укладкой нитей утка в полотнище, Очевидно, что ткань oднoгo и тoгo же веса может быть получена переплетением либо относительно толстых нитей в крупную сетку, либо большего числа тонких нитей в частую сетку.

Толщина нити характеризуется ее номером  (count) или показателем линейной плотности децитекс (decitex) в метрических мерах (чем тоньше нитка, тем меньше дeцитекс, поскольку 1 dtex = 10^-7 кг/м).

Плотность ткани, которая достигается благодаря сближению нитей основы и степени натяжения нитей утка, характеризуется поверхностным  коэффициентом. 

Теоретически самым высоким значением этого коэффициента может быть величина, равная 28; при этом между нитями ткани нет никакого зазора, На практике, однако, была зарегистрирована ткань с поверхностным коэффициентом, равным 32: в ней соседние нити располагаются слегка одна над другой.

Ткань из толстой нити с низким поверхностным коэффициентом имеет меньшее число нитей на единицу площади, большее расстояние между нитями утка и, следовательно, обладает большей «пористостью» - воздухопроницаемостью, чем ткань тaкoгo же веса, но из более тонких нитей, уложенных плотнее.

 Перечислим основные качества, которым должна удовлетворять парусная ткань:

1. Сопротивление вытяжке под нагрузкой.  Это качество характеризуется модулем растяжения, дающим представление о податливости мaтeриала в зависимости от усилия, с которым eгo пытаются растянуть. Высокий модуль растяжения означает, что ткань хорошо сопротивляется вытяжке под нагрузкой.

2. Устойчивость формы. Если ткань под  действием усилия растянута, она должна либо coxpaнять свою новую форму так долго, как только это возможно, либо восстанавливать первоначальную форму, как только нагрузка будет снята, В любом случае при раскрое парусов важно знать, как именно будет вести себя ткань.

3. Прочность на разрыв и эластичность. Ткань, eстeствeнно, должна быть достаточно прочной, чтобы противостоять нагрузкам, возможным в расчетных условиях эксплуатации паруса.

 Нити ocновы и утка должны иметь высокую эластичность, которая характеризуется относительным удлинением в момент разрыва (минимальное значение этой характеристики составляет 10%), Можно скaзать, что нить должна иметь достaточную «емкость» для поглощения энергии; она должна выдерживать ударные нагрузки, неизбежные при выработке плотных тканей на coвременных быстроходных ткацких станках.

4. Воздухоепроницаемость.  Пористая -  воздухопроницаемая - парусная ткань позволяет воздуху проникать с одной стороны паруса на другую, вследствие чего снижается разность давлений на eгo поверхностях и падает тяга паруса. Особенно большие потери от пористости несут спинакера, которые  шьются из самых тонких тканей.

5. Влагопоглощаемость.  Вода несет с собой грязь и микроорганизмы, вызывающие гниль и грибковую плесень. Кроме тoгo, вода, содержащаяся в парусах, увеличивает их вес и таким образом снижает их эффективность. Хорошая парусная ткань не должна поглощать воду ни через поры, ни через нитки. Следовательно, важно, чтобы парусная ткань обладала низким влагопоглощением.

6. Гладкость.  Большое влияние на эффективность паруса оказывает сила трения их о поток воздуха: чем более гладкой будет поверхность паруса, тем ниже eгo сопротивление трения.

7. Сопротивляемость  химическим  реакциям.  Помимо гнили, промышленного дыма, лучей солнца, жары или даже низких температур, которые в большей или меньшей степени действуют на парусную ткань, в контакт с нею могут случайно войти те или иные из распространенных химических веществ.  Сопротивляемость им также является фактором, который следует учитывать при выборе ткани.

Поскольку ткань состоит из переплетения нитей основы и утка, образующих сетку, она неизбежно обладает определенной пористостью. Пористость готовой ткани зависит не только от толщины и плотности укладки нитей, определяемой технологией производства, но и от  введения в ткань заполнителей (смол) при ее отделке.

Важной характеристикой парусной ткани, кроме перечисленных, является ее способность вытягиваться при нагрузке, действующей не вдоль основы, а по диагонали к ней, скажем, под углом 45⁰; мини-квадраты, образованные пересекающимися нитями, при этом будут деформироваться в ромбы из-за их относительного перемещения. 

Ткань получает также определенное линейное удлинение вдоль нитей, величина котopoгo зависит от свойств волокон и степени их скрутки при изготовлении из них нитей. Под действием нагрузки нити стремятся раскручиваться.

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТКАНИ. Прочность парусной ткани зависит от прочности отдельных образующих ее нитей. Если нити изготовляются из отдельных волокон (например, хлопка или льна), прочность нити определяется в первую очередь качествами их волокон.

 Так, от длины волокон и степени их шероховатости зависят и разрывная нагрузка нити и ее удлинение в момент разрыва.  Если нити сделаны из длинных волокон одноpоднoгo состава, как это имеет мeсто при изготовлении синтетических тканей, то прочность отдельной нити имеет большее значение для прочности ткани в целом, чем, скажем, при изготовлении хлопчатобумажной ткани из нитей, свитых из коротких волокон.

Лен. Льняная ткань  традиционный материал для изготовления парусов. Волокна, получаемые из льна - плотные, длинные (до 100 мм и более), волокнистые сами по себе; из-за этих качеств получить тонкую нить из льна труднее, чем из хлопчатобумажной пряжи. Льняная парусина прочнее хлопчатобумажной ткани.

 В мокром coстоянии льняная нить оказывается на 20% прочнее, чем в сухом; поэтому, несмотря на то, что под нагрузкой льняная ткань сильно деформируется, искажая форму паруса она особенно подходит для самых  тяжелых условий эксплуатации. 

 В нaши дни лен иногда применяют для шитья штормовых парусов еще и потому, что в сыром состоянии ткань сохраняет мягкость и удобна для работы руками. От штормовых парусов не требуется, чтобы они были особенно плоскими, так что можно примириться с небольшой дoполнительной вытяжкой в качестве платы за большую прочность и легкость в обращении.

Правда, если нa долгое время оставпять льняной парус мокрым, он поражается гнилью, так что мягкая и прочная синтетическая ткань и в этих случаях в принципе остается предпочтительней,

Хлопок.  На сегодня при   изготовпении парусных тканей особенно высоко ценится египетский и суданский хлопок; хорошие сорта eгo хлопчатобумажной пряжи вырабатываются и в США. Волокна хлопка тоньше и короче, чем у льна; они редко бывают длиннее 25 мм.

 Oднако благодаря тому, что они вьются подобно шерсти и, будучи свитыми в нить, оказываются в xopoшем сцеплении, ткань получается достаточно прочной и однородной.

Благодаря меньшей толщине нитей хлопчатобумажная ткань может быть сделана более плотной, чем льняная, поэтому применение хлопка для выработки парусной ткани означало значительный пpoгpecc в истории паруса.

 В Европе хлопчатобумажные паруса впервые стали известны в 1851 г. , кoгдa оснащенная ими шхуна «Америка» одержала победу над английскими соперниками, оснащенными льняными «мешками»: более плоские паруса позволли «Америке» идти круче к ветру.

 Нейлон (найлон). Это полиамидное синтетическое волокно, вырабатываемое из кaмeннoгo угля, появилось в США в результате длительных экспериментов, начатых в 1932 г. Ткань из нейлона впервые была использована для парусов по окончании II мировой войны.

 Благодаря своей неизбежной эластичности нейлон наиболее пригоден для пошива спинакеров, но иногда используется также для изготовления других легких парусов, предназначенных для несения на полных курсах (таких  как спинакер - стаксели или апсели).  Материал не подвергается гниению, обладает малой влагопоглощаемостью, но теряет прочность при длительном воздействии солнца.

Полистер (дакрон, терилен).  В 1941 г, в Англии из продуктов крекинга нефти был синтезирован полимер  -  полиэтилентерефталат; формуемое из расплава этогo материала волокно и получило название терилен. В 1947 г, лицензия на производство полистера была закуплена рядом стран (концерн Дюпона в США приобрел ее еще раньше).

В различных странах этот мaтeриал получил свои тopгoвыe названия: во Франции -  тергаль,  в Германии -  тревира, в Японии -  тетерон, в США -  дакрон , в СССР -  лавсан, в Италии -  теритал и т. п.  Технологические процессы их производства основаны на одной и той же химической формуле, но физико - химические свойства получаемых материалов несколько различаются.

Первые паруса из терилена были сделаны в Англии в 1951 г. Нити, используемые для изготсвления парусных тканей, свиваются из длинных экструдированных волокон.

 Нить, поступающая с фабрики волокон, имеет слабую свивку -  один виток примерно на 25 мм длины. Перед запуском в ткацкое призводство нить дополнительно свивают, чтобы избежать ее разделения на волокна в процессе выделки ткани.

Парусная ткань из полистерных волокон часто вырабатывается из ниток различной толщины: нити основы толще, чем утка.  Физико-механические характеристики волокон из различных мaтeриалов приведены в табл, 1.

ОТДЕЛКА И КАЧЕСТВО ТКАНИ.  Единственным процессом отделки льняных и хлопковых тканей было каландрование  -  своеобразное глажение между горячими вальцами.

Ткани из полистерных волокон очищают от замасливателей, необходимых при ткацких процессах; cyшат; если нужно - пропитывают различными смолами - заполнителями для улучшения устойчивости и уменьшения деформации при растяжении по диагонали; затем нагревают, чтобы разгладить морщины, помочь нитям сомкнуться.  Эти процессы отделки синтетических тканей называются финишем.

Правильная технология финиша имеет oгpoмнoe значение. Слабая ткань обязательно должна иметь химическую пропитку для придания ей хотя бы нeкoтopoгo подобия устойчивости. В то же время хорошо сделанная ткань на конечной стадии финиша легко может быть превращена в грубую и хрупкую парусину, которую можно порвать подобно бумаге.

 Парусная ткань после финиша может быть грубой и жесткой (как это было одно время популярно в Америке) или мягкой и податливой, из которой трудно будет сшить парус без складок, которая имеет тенденцию к большому растяжению по диагонали.

 Финиш может скрыть недостатки плохой ткани так, что она некоторое время будет выглядеть превосхорной, особенно если она перенасыщена смолой; в процессе же эксплуатации заполнитель будет ломаться и отделяться от ткани вместе с дождевой водой или солеными брызгами  в виде молокоподобной жидкости; постепенно ткань покроется трещинами, так как заполнитель будет получать изломы при складывании паруса.

Необходима ткань, сделанная из лучшего волокна и сотканная очень плотно, Промежутки между волокнами должны быть столь малыми, чтобы требовалось лишь минимальное количество заполнителя, который делал бы ткань после термической обработки устойчивой и удобной в обращении. В идеале ткань должна быть сделана так, чтобы не требовалось химической обработки при финише, если, конечно, не стaвятся специальные цели.

 Долгое время фирмы, изготовляющие паруса, не могли получить от изготовителей синтетических тканей общего применения материал, который полностью удовлетворял бы всем поставленным требованиям. Количество же ткани, идущей на шитье парусов, настолько мизерно в общем объеме производства синтетики, что практически невозможно ни осуществить необходимый контроль, ни применить для этого специальные ткацкие машины.

 Однако применение синтетики для парусов сыграло столь значительную роль в повышении ходовых качеств современных яхт, что Тэд Худ -  известный американский парусный мастер  в 1950 г. первым решил выделывать парусную ткань самостоятельно с тем, чтобы получать в точности то, что необходимо для пошива парусов. Eгo примеру последовали Ратсей и Лапторн в Англии в 1964 г.

Эти парусные фирмы смогли получить синтетическую парусную ткань выcoкoгo качества, не имея, однако, целью производство ее в действительно коммерческих масштабах.  Каждый ткач обслуживает у них вceгo 2 - 3 ткацких станка вместо 40 в обычном текстильном производстве.  Естественно, особую тщательность выработки ткани оплачивают покупатели парусов!

 

Ратсей назвал свою ткань «вектис» -  по древнеримскому названию                        о - вa Уайт. У нeгo работали тяжелые тихоходные станки, обеспечивающие сильное натяжение нитей утка, что способствовало получению очень плотной ткани.

 Вначале старались получить требуемые свойства ткани с минимальным количеством заполнителя или вообще без нeгo; единственным процессом финиша тoгдa была термическая обработка. В результате получалась ткань, мягкая и удобная в обращении; паруса можно было укладывать в более компактные свертки.

Естественно, чтобы обеспечить высокое качество ткани, потребовались тщательный контроль производства и проведение комплекса испытаний физико-механических свойств вырабатываемой продукции. Одно из таких испытаний заключается в измерении вытяжки ткани под нагрузкой по диагонали.

В простейшем виде груз весом 2,5 кг (5 фунтов) подвешивается на полоске ткани шириной 50 мм, вырезанной под углом 45⁰ к основе, и измеряются ее линейное удлинеие под нагрузкой и после снятия нагрузки (остаточная деформация). В других случаях для измерений используются довольно сложные машины с электронными системами.

Типичные результаты испытаний представлены на приводимом рисунке в виде кривых гистерезиса для трех сортов ткани сравнимого веса. Можно заметить, что ткань «А» вытягивается в большей степени и после снятия нагрузки получает большое остаточное удлинение; при повторных же действиях нагрузки остаточная деформация образца увеличивается.

Ткань «В» вытяrивается меньше и имеет меньшее остаточное удлинение, хорошо восстанавливая свои первоначальные свойства при каждом цикле нагружения.

И, наконец, ткань «С», получив вытяжку при первом нагружении почти такую же, как ткань «В», при последующих действиях нагрузки вытягивается на очень незначительную величину; однажды вытянувшись, парус из такой ткани сохраняет стабильной полученную форму.

Парусный мастер должен еще до выкраивания паруса решить, хочет ли он, чтобы парус сохранял свою форму после первоначальной вытяжки (ткань «С») или же нужно, чтобы ткань слегка вытягивалась под нагрузкой, вновь восстанавливая форму паруса в слабый ветер (ткань "В»).

Английская компания ICI (ImperiaI ChemicaI Iпdustriеs Ltd)  ведущий в стране производитель терилена, провела сложные испытания натурных парусов, чтобы оценить напряжения и деформации ткани в реальных условиях в различных точках паруса. 

На открытом месте была установлена мачта с обычными яхтенными парусами.  При испытаниях регистрировались скорость и направление ветра, а также усилие, развиваемое парусом: в гика- шкот был встроен датчик тяги.

На парусах через каждые 305 мм были нанесены вертикальные и  гoризонтальные линии, дающие возможность при помощи фотометрических методов замерять величины и направления деформаций паруса, возникающих при ветре различной силы.

 Использовалась система двойных стереокамер (применяемая в производстве карт с помощью аэрофотосъемки): это не требовало прямoгo контакта с парусом, так что в воздушный поток не вносилось каких-либо возмущений.

 Условия испытаний и результаты замеров вводились в компьютер, который позволил произвести анализ cтepeoгpaфической диаграммы, построенной в трехмерных координатах совместно с контуром паруса.

Результаты показали, что величины напряжения в различных частях паруса не вceгдa совпадают с тем, что ожидалось. Например, в полотнищах гpoтa, расположенных перпендикулярно задней шкаторине, ткань в верхней части паруса вытягивается только вдоль основы, если материал хорошо выткан; ткань плоxoгo качества получает здесь вытяжку по диагонали.

 В нижней половине паруса ткань повсюду вытягивается по диагонали. Таким образом, есть смысл использовать для шитья паруса два типа ткани: один для верхней eгo части, гдe нужно воспринять сильные растягивающие усилия в направлении основы, и другой  в нижней, гдe важно иметь минимальное растяжение по диагонали.

Непропитанные смолой синтетические парусные ткани имеют большие преимущества, так как они легче и мягче, чем те же ткани с заполнителем. Непропитанные ткани  обычно имеют определенную эластичность, которая неизбежна, но не является большим недостатком.

 Во - первых, податливость ткани выдерживается в определенных границах, а во-вторых,  ткань хорошо восстанавливает первоначальную форму паруса. Под действием ветра «пузо» паруса обычно смещается назад, так как ширина паруса несколько увеличивается вследствие растяжения ткани.

 Очевидно, это смещение не должно быть чрезмерным; оно не должно достигать такой величины, при которой парус не будет восстанавливать свою форму, кoгдa давление ветра уменьшится. 

На практике эту вытяжку удается компенсировать правильным использованием гибкого paнгoутa; стаксель, однако, так просто поглощать вариации формыI не может, особенно если он не снабжен регулируемой передней шкаториной.

Там, гдe форма паруса не должна изменяться при плавании, целесообразно использовать сильно пропитанную ткань. Парус в этом случае шьют с расчетом на использование в каких-либо определенных условиях.

 Использование заполнителя обеспечивает большую устойчивость материала в начале жизни паруса (ткань типа «С») и помогает сохранить eгo форму, заданную при раскрое, а не вызванную растяжением ткани под действием ветра.

 Долговечность таких парусов, зависящая от целостности заполнителя, может быть достаточно большой, если парус не подвергается чрезмерным нагрузкам и тщательно укладывается для хранения. Это oгpaничивает область их применения паруса из сильно пропитанных тканей используются в основном на крупных яхтах.

ДРУГИЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ ТКАНИ.  С момента появления синтетической ткани начались и не прекращаются поиски наилучших материалов для изготовления парусов.

Для спинакеров требовалось получить особо легкую ткань; был применен нейлон весом менее 40 г/м² .  В последние годы внимание обращено на полипропилен  благодаря eгo высокой плотности, низкому влагопоглощению и малому объемному весу.

 В Англии этот материал был назван  улстроном.

 Малый вес материала позволяет вырабатывать ткань с высокой воздухонепроницаемостью (толщина нитки для получения ткани тoгo же веса может 6ыть взята 60льше, чем у нейлона).

 Одним из главных препятствий на пути применения улстрона является то, что ткань при вeсе менее 40 г/м² оказывается очень тонкой и 6ыстро портится на солнце.

 Полипропилен более чувствителен к действию лучей солнца, чем нейлон, но при использовании ста6илизирующего aгeнтa, который нейтрализовал 6ы разрушающее действие ультрафиолетовых лучей, можно несколько снизить этот эффект.

Для шитья парусов испытывались и другие синтетические ткани. Некоторые из них имели ряд преимуществ перед териленом, но неизменно проигрывали ему по дpyгим показателям, таким, как модуль линейного удлинения (мелинекс), или сильнее разрушались при сги6е (кевлар, волокно В).

 ПРОСТЕЙШИЕ ИСПЫТАНИЯ ТКАНИ.  Уже упоминались испытания ткани на растяжение по диагонали, про водимые изготовителями парусов. Простейшие испытания может проделать и каждый яхтсмен.

Например, растяните руками ткань в направлении 45⁰ к основе. Bытяжка должна 6ыть небольшой. Появившаяся складка не должна остaваться слишком долго после тoгo, как натяжение осла6лено.

Если есть подозрение, что синтетическая ткань перенасыщена смолой, нужно помять ее руками и у6едиться, что на поверхности нет трещин, которые образуются в смоле. Если есть время, стоит на сутки при6ить полоску ткани за середину к мачте.

 Осмотрите концы полоски. Ткань плохого качества с избытком заполнителя окажется с выкрошенной смолой, 6удет иметь большую вытяжку по диагонали и значительную остаточную деформацию (если ее после этого растянуть).

Там, гдe используется смола, она должна 6ыть впитана в ткань под давлением вальцев и затем сглажена под нaгpeвoм. Обновить старый синтетический парус обработкой  ткани какими-либо составами, как это делается с хлопчатобумажными парусами, в настоящее время невозможно.

Нейлон испытывают главным образом на пористость. Можно cдeлать заключение о воздухопроницаемости ткани, поднеся ее к гy6aм и попытавшись продувать. Парусные мастера используют для этого более точный метод. 

Открытый с обоих концов цилиндр сверху закрывают, закрепляя образец испытываемой  ткани, и ставят в другой цилиндр, наполненный водой. Время, в течение котopoгo закрытый сверху цилиндр погрузится на определенную величину в воду, и является xapaктеристикой воздухонепроницаемости ткани.

Разумеется, эти простые испытания годны только для при6лизительной оценки ткани. Полное же суждение о ее качествах может сделать лишь квалифицированный парусный мастер.

ВЕС  ТКАНИ. Терилен и дакрон достаточно прочны, чтобы выдерживать соответствующие нагрузки на паруса, но, как показывает опыт, одной из наиболее часто повторяемых ошибок является выбор слишком легкой ткани. 

Часто яхтсмены забывают о факторе растяжения ткани под нагрузкой. Вот что говoрит по этому поводу Джон Иллингворт: "Для стакселей следует использовать самую легкую ткань, которая в состоянии держать форму паруса в тот ветер, на который данный парус рассчитан.

 Нужно позаботиться, чтобы и ткань для гpoтa полностью соответствовала этому тpeбованию, но не 6ыла 6ы тяжелее, чем нужно». Легкая ткань, конечно, более удобна для укладки и хранения, но парус из нее вытягивается сильнее и постоянно теряет свою форму при усилении ветра.

 Это проявляется в том, что «пузо» паруса перемещается назад  в неэффективное  положение; необходимо возвращать eгo на место, на6ивая фал или оттяжку Кэнингхэма.

Кроме размеров и функций паруса при выборе веса ткани надо учитывать размеры и тип яхты и силу ветра, на которую рассчитывается данный парус. Так, широкой крейсерской яхте нужны более тяжелые паруса, чем стройному гоночному судну той же длины.

Для любой яхты верно правило: чем больше площадь стакселя, тем легче должна 6ыть ткань для нeгo, тем раньше при усилении ветра нужно 6удет заменять eгo стaкceлем меньших размеров.

 Самая тяжелая парусина, следовательно, используется для штормовых стакселей (на практике обычно такая же, как и для основных или рабочих парусов); для промежуточной генуи и для самой большой генуи используются все более легкие ткани.

Кливер на тендере делают обычно из более легкой ткани, чем стaксель, поскольку при усилении ветра eгo у6ирают первым. Однако следует иметь в виду, что некоторые капитаны кечей и иолов предпочитают в штормовую пoгoдy плавать под кливером и бизанью, а не под  стакселем и 6изанью; они считают, что яхта в первом случае лучше сбалансирована.

 Это зависит также и от тoгo, где крепится галс кливера: если на конце 6ушприта, то управлять им в сильный ветер опасно. Если же кливер является последним парусом перед заменой на штормовые, вес eгo ткани должен 6ыть достаточным, чтобы поддерживать форму паруса при всех ветрах вплоть до этого момента.

 Наоборот, если кливер ставится на конце 6ушприта, ero убирают раньше и в этом случае нежелательно иметь слишком тяжелым парус, с которым придется управляться, находясь далеко в нос от форштевня яхты.

Перед тем как перейти к конкретным цифрам, нужно сказать кое - что о способах обозначения веса парусной ткани. В США обычно из меряют вес (в унциях -  oz) отрезка ткани длиной в 1 ярд и шириной 2З ½  дюйма, в то время как в Aнглии измеряют вес квадратногo ярда (36 Х 36 дюймов).

 Таким образом, существует разница в 20% между этими характеристиками веса ткани. Так что американский дакрон весом 3 1/2 oz -  то же самое, что aнглийский терилен весом 4 1/2 oz и т, д. В странах с метрической системой мер вес тканей выражают в гpaммax на квадратный метр, так что вес упомянутого выше дакрона будет выглядеть как 155 г/м².

 При водим диаграмму для сравнения веса тканей в различных системах, упрощающую ориентацию в них.

ВЫБОР ТКАНИ ДЛЯ РАБОЧИХ ПАРУСОВ.  При проектировании парусов конкретно для определенной яхты следует начинать с выбора веса ткани для основных или рабочих парусов. Целесообразно увязать этот выбор с длиной яхты по КВЛ.

 Длина яхты - прямая характеристика ее размерений, допускающая, в отличие от тоннажа, только одну интерпретацию данной цифры и являющаяся своеобразным масштабом площади парусности.

 Можно было 6ы считать, что лучшим критерием служит площадь парусности, но, как это ни удивительно, многие капитаны даже не знают фактической площади парусности своих яхт.

 Кроме тoгo, размеры передних парусов мoгут существенно различаться даже у яхт с одинаковой общей площадью парусности;  топовая  гeнуя оказывается мнoгo больше, чем самый большой парус, который можно поставить на яхте с оснасткой типа 3/4. В довершение вceго  легко спутать обмерную и фактическую площади парусности.

В табл, 2 приводятся рекомендуемые веса тканей для парусов яхт с различной длиной по КВЛ. Цифры могут варьироваться в зависимости от того, легкую или тяжелую для своих размеров конструкцию имеет яхта, будет ли она плавать в основном в слабые ветра или в штормовой Атлантике.

 Приведены соответствующие рекомендации и для гeнуи.  В этой связи нужно заметить, что в наши дни яхтсмены стремятся нести геную в гораздо более сильный ветер, чем это считалось возможным десять лет назад.

 Oгpомная тяга  развиваемая  генуей, получила признание:  стало общей практикой, что продолжают нести гeнyэзский стаксель даже тогда, когда на гроте уже берут рифы. В этом случае генуя выступает в роли paбочего паруса и ткань для нее подбирается соответственно.

Приближенно вес ткани для изготовления основных парусов можно рассчитать по формуле:

                                             w =  33L,

где w -  вес ткани, г/м²;  L -  длина яхты по КВЛ, м.

Ткань для трота на иолах или кечах может быть несколько легче, чем указано в табл, 2, поскольку при вооружении этих типов парус оказывается меньше по площади, чем на шлюпах или тендерах; eстeственно, на него действует меньшее давление (при той же силе ветра).

 С другой стороны, следует предостеречь от применения чрезмерно легких парусов, чтобы не приходилось брать рифы слишком часто.

Для бизани, несмотря на ее cyщественно меньшую площадь, должна применяться ткань, имеющая вес лишь на 50 - 80 г/м² ниже, чем для грота.

Можно заметить, что вес ткани, указанный для имеющей значительную площадь легкой генуи, не больше, чем для других парусов, а на много меньше. Это объясняется тем, что такая генуя никогда не используется при ветре свыше 3 баллов, усилия в парусе, независимо от его площади, не будут слишком велики.

 Мы должны здесь сделать первое из ряда предупреждений относительно использования таких парусов, а также дрифтеров и блупперов, при ветрах, слишком сильных для них.  Естественно искушение нести парус, который хорошо тянет, даже если ветер заметно усилился. Oднако всегда следует помнить, что при этом парус может быть испорчен навсегда, так как потеряет свою форму. Капитан должен подумать, стоит ли этого гонка.

ТКАНЬ БРЮСА БЭНКСА. Заканчивая раздел о парусных тканях, упомянем еще одното английского производителя парусов  Брюса Бэнкса. Начиная с 1966 г., он провел интересную серию исследований по разработке высококачественных ткaней.

Ткани с маркой «Брюс Бэнкс» благодаря улучшению технологии их производства на модернизированных станках обладают настолько высокой плотностью (большим поверхностным коэффициентом), что не нуждаются в применении заполнителей для обеспечения устойчивости. Из них шьют паруса для крупных океанских гоночных яхт.

Для небольших гоночных яхт Брюс Бэнкс шьет паруса из тканей, слегка пропитанных смолой, благодаря чему они обладают более гладкой поверхностью и оказываются более эффективными.

 

ТРИ АКСИАЛЬНАЯ ТКАНЬ.  В cepeдине 70 - x гг. известный изготовитель парусов в США Норт начал разработку триаксиальной ткани, которая ныне производится им по патентованному процессу.

 На схеме можно видеть, что две нити утка переплетаются с основой под углом 60⁰ вместо 90⁰ при обычном способе выделки тканей. Это дает возможность получить равномерное растяжение по всем направлениям и высокое сопротивление разрыву; ткань одного веса можно использовать в широком диапазоне силы ветра.

Материал намного дороже, чем традиционная ткань, однако возможность уменьшить общее число парусов в комплекте позволяет оправдать расходы на приобретение парусов из триаксиальной ткани.

Дальнейшие исследования направлены на получение высококачественной триаксиальной ткани без заполнителя.

 Джереми Говард – Вильямс. Англия.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №78.