На протяжении 100 лет при производстве парусов люди эффективно пользуются искусственными материалами. Они более износостойкие, дорогостоящие, и весят гораздо меньше, чем их предок – парус из материала. Известные бренды предлагают материалы с рядом качеств. Рассмотрим их более подробно.
Нити ткани для паруса пересекаются между собой вдоль и поперек под углом 900. Переплетение достаточно плотное. Такие ткани хорошо переносят нагрузки в виде растяжки и сгибов. Современное производство заменило лен и холопок на искусственные нити, что придало материалу дополнительные полезные качества. К примеру…
Фирма DuPont изобрела ткань под названием «дакрон» (Dacron®).
Этот материал самый популярный на сегодня для изготовления парусов. Его изобрели еще вовремя II-й Мировой войны и заменили им натуральные льняные и хлопковые ткани. Материал достаточно легкий, износостойкий, прочный и недорогой. Хотя в настоящее время фирменный «дакрон» достаточно дорогой, многие яхтсмены, приобретают для своих яхт менее известные и не дорогие марки полиэстера. Универсальный материал используют для многих типов парусов яхт для круизов. Кроме того, из такого полиэстера шьют гардероб для моторных лодок.
Более легкий материал по сравнению с дакроном, но такой же прочный. Нейлон более эластичный, поэтому легко амортизирует перегрузки, вызываемые шквалистым ветром. Этот материал широко используется в изготовлении спинакеров и генакеров.
Такой материал очень эффектно смотрится, так как его можно покрасить в различные цвета, при этом окрашивание очень устойчивое.
Нейлон обладает одним существенным недостатком – очень чувствителен к бытовой химии и препаратам, содержащим хлор. Малейшее воздействие этих веществ приведет к порче паруса. И восстановить ткань уже будет невозможно.
Благодаря своим свойствам от 10 до 20 лет может служить парус из современной ткани, если он правильно и качественно сшит. Перекроить или починить такие паруса собственноручно не составит особого труда. К сожалению, с годами парус теряет изначально преданную форму, что ведет к снижению эффективности. Это является существенным недостатком таких парусов. В волокнах накапливается «усталость» из-за переменчивого натяжения и растяжения ткани (особенно из-за косых нагрузок, падающих диагонально к переплетенным волокнам). Как следствие, постепенное смещение назад «пуза» (более глубокой части паруса) ведет к неэффективному расходу энергии ветра, лодка раскачивается, снижается тяговое усилие.
В настоящее время технология производства парусов из полиэстера предусматривает обработку ткани разными составами, преимущественно различными смолами синтетического происхождения, раскрой по определенным технологиям, комбинируя полиэстер с разными композитными тканями. К сожалению, это не предотвращает растягивание паруса, хоть и замедляет его. Больше всего страдают из-за растягивания паруса гоночные лодки, так как парус здесь терпит более высокие нагрузки. Комбинацию паруса на гоночных лодках приходится менять более часто, чем на яхтах для отдыха, что делает не эффективными все ухищрения для сохранения качества парусов. В связи с этим был изобретён новый тип паруса – ламинатный.
Такие паруса имеют составную структуру. Внутренний слой ткани создан из эластичных волокон, что позволяет терпеть сильные и долгие нагрузки, а внешняя часть ткани гибкая и очень прочная (ламинат), из нее шьется тело и профиль паруса. Для защиты от ультрафиолета, механических повреждений и влажности на такой парус иногда наносят слой эластичных волокон.
Такая особенность строения ткани, позволяет парусу не терять свою эффективность в течение долгих лет использования. Снизить негативные последствия от воздействия ветра, солнца и соленой воды. Пока слой ламината остается целым – остаются целыми и уникальные свойства паруса. Так же ламинатный парус можно сравнить с ламинатной доской для застилки пола.
При изготовлении ламинатного паруса, кроме полиэстера используют так же другие материалы. От выбранной основы к тому же зависят и отличительные характеристики материалов, у которых есть свои плюсы и минусы.
В начале 1970-х годов были изобретены синтетические волокна, которые достаточно прочны, и растягиваются на 2,5%-4% перед разрывом. Арамиды устойчивы к воздействию высоких температур до 4000, а также к химическим воздействиям различных веществ, даже соляная и азотная кислоты им ни почём. Но есть большой недостаток - арамиды слабы перед воздействием ультрафиолета. Парус с такими волокнами быстро становиться непрочным. В парусном деле арамиды закручивают в нитяные волокна и покрывают различными специальными составами.
Самые популярные арамидные ткани в настоящее время:
Twaron® и Technora® – производит компания Teijin (Япония).
Kevlar® – производит компания DuPont (США).
Вес парусов из таких тканей гораздо меньше простых полиэстеровых. Они меньше изнашиваются и сохраняют свои полезные качества. При этом, ткани восприимчивы к заломам и складкам, а также подвержены разрушительному воздействию солнечного света. Наличие этих негативных факторов приведет к потере свойств волокон ткани, и она разрушится.
От ряда показателей (масса, растяжение, упругость) зависит цена на ткань, а также то, где она будет применяться. Например, для скоростных яхт применяется ткань с повышенным показателем изначальной эластичности типа Kevlar 49 и Twaron 2200. Более прочная по сравнению с тканью Kevlar ткань Technora, хотя по своим химическим компонентам очень на нее похожа. Однако, при действии УФ-лучей, это свойство все равно теряется. Парус из такой ткани покрывают черным составом для защиты от солнца.
Недавно начал использоваться в яхтинге, хотя и был разработан в середине 50-х годов прошлого столетия. Такое волокно легко переносит УФ-лучи, влагонепроницаемо, а так же с легкостью переносит воздействие большинства кислот в сравнении с арамидными материалами, к тому же более легкое по весу. Ultra PE на 30-40% прочнее арамидных волокон и Kevlar, и менее растяжим. В основном поставляется эта ткань американской компанией Allied Signal и ее дочерней компанией Dyneema в Европе.
Материалы Spectra®/Dyneema® часто используют совместно с другими волокнами в одном парусе и очень похожи своими свойствами с предыдущим материалом. Ultra PE более прочные в заломах и складках, чем Kevlar, не боятся уф-лучей, но менее устойчивые к высоким температурам, а также сильнее растягиваются. Поэтому они не пригодны для гоночных лодок.
Усовершенствование обычного (PET) пластика. Ткань из такого волокна намного лучше традиционного полиэстера. Она прочнее и наиболее растяжима, а также очень устойчива во взаимодействии с кислотами и химикатами. В сравнении с арамидами меньше подвержена негативному влиянию УФ-лучей, но менее растяжима и прочна. Большим преимуществом является цена на PEN паруса. Владелец яхты приобретает паруса с хорошим набором характеристик, лучшим чем у полиэстеровых парусов, но выгоднее по цене, чем парус из арамидной ткани.
PEN-ткань Pentex® поставляется из США, производство компании Allied Signal, широко применяется в определенных моделях гоночных лодок (к примеру, One Design), если запрещено использовать паруса из арамидных волокон по правилам класса.
Изобретены в 1980-х годах. Очень устойчивы к повышенным температурам, кислотам, реактивам, химикатам. Но так же требуется дополнительно защитить ткань от УФ-лучей.
К примеру, парус немецкой фирмы Hoechst созданный из ткани Vectran почти такой же прочный как кевларовый (среднего модуля), так же противостоит растяжениям, очень хорошо переносит изломы и менее подвержен разрывам.
В недалеких 1950-х годах американская компания DuPont изобрела синтетическую пленку из полиэфирных волокон/лавсана, на замену упаковочной полиэтиленовой пленке. В 1955-м году майлар стали применять при пошиве парусов.
Парус из майлара не терял профиля. При любом движении судна относительно ветра, давал полный обзор, не растягивался теряя форму, не портился при воздействии с уф-лучами и водой. Огромным минусом стало оглушающее хлопанье, при смене положения судна. В жаркий день так сказать «поджаривал» рулевого, превращая в пытку плавание, создавал эффект теплицы на палубе. А так же технологические возможности склеить такой парус из различных частей сильно ограничивали его размер. На прочность майларового паруса очень сильно влияет толщина пленки, увеличение до бесконечности которой не возможно.
В наши дни майларовый парус применяют на небольших яхтах, но пленка из майлара применяется так же в основе при производстве ламинатного паруса для использования на парусных яхтах дальнего плавания, в сочетании с разными арамидными волокнами, PEN-волокнами и с тканью из дакрона. Почти не изнашиваемым делает паруса особая укладка майларовых нитей в направлении ожидаемых нагрузок. Парус почти не теряет своей формы и обычно используется профессионалами-гонщиками, так стоит достаточно дорого. Следует избегать различных трений о части корпуса лодки, так как это может повредить парсу и полностью вывести его из строя.
Его нити состоят из кристаллов, образованных из атомов углерода. В яхтинге такой материал стал применяться в конце 20-го века, хотя изобрели его в 19-м веке. Изобретатели скручивали его в гибкие нити, что и стало применяться в изготовлении паруса. На кубке Америки в 1992-м году хорошо зарекомендовали себя паруса, ламинированные углеродным волокном. Их вес оказался достаточно небольшим, при этом они меньше растягивались, чем арамидные, и были менее подвержены действию уф-излучениям.
Но стоили такие паруса достаточно дорого. За их плюсы приходилось расплачиваться буквально. Цена превышала до 40% стоимости арамидных парусов. При этом такие паруса были более чувствительны к механическим воздействиям. Несмотря на это, в наши дни изобретатели продолжают усовершенствование таких волокон, так как материал из них наиболее подходит гоночным парусным лодкам. При ламинировании парусов применяют чистый карбон, а так же его сочетают с арамидными волокнами.
От свойств тканей, из которых изготовлен парус зависят и его возможности. Основные характеристики тканей, которым следует уделить особое внимание:
В таблице показаны характеристики материалов для удобства сравнения:
К сожалению, все отличные качества современных тканей не гарантируют успешного использования энергии ветра. Правильный раскрой паруса тоже играет не малую роль.
Обычно тело паруса составляется из панелей (отрезков) ткани, определенных составов. Отрезки имеют разные формы и размеры, расположение их на ткани относительно друг друга тоже разное. Наиболее популярные варианты раскроя:
Основные плюсы линейного раскроя – легкие подсчеты, лёгкость при разработке и сшивании, мало отходов и мало швов, как следствие – цена пошива тоже уменьшается.
Соотношение между ценой паруса и эффективностью его использования более длительное время остается оптимальным. В связи с этим владельцы круизных яхт используют в раскрое именно горизонтальный метод, он наиболее популярен в наши дни. К сожалению этот метод раскроя нельзя применять на ламинатных парусах. Для такого вида ткани используют радиальный метод раскроя. Отрезы ткани в основном имеют вытянутую форму треугольников, их вершины сгруппированы по углам паруса, швы при этом расходятся по радиусу.
Виды кроя различаются по количеству углов, используемых в раскрое:
Отрезы расходятся из одного (шкотового) угла. Такой раскрой подходит для небольших лодок, используемых в прибрежном плавании. Отлично подойдет при закручивании парусов в мачты, а также при обычных методах зарифливания.
Отрезки ткани вершинами сходятся в углах с наиболее весомыми нагрузками. Лицевая сторона паруса кроится из более крепких тканей. Хорошо применять такой вид кроя при отношении высоты к ширине 2,5:1, используемых при больших скоростях ветров и больших углах наклона. Чаще всего это задний парус.
Отдельно раскроенные панели соединяются швами, выходящими из 3-х углов. Поэтому появляется возможность использования более прочных материалов там, где напряжение наиболее сильное, таким образом нагрузка распределяется равномерно по всему парусу. Это лучший раскрой паруса из ламинатных тканей, так как есть возможность применения комбинаций различных видов волокон, при этом общая эффективность паруса повышается, без увеличения его массы. При соотношении высоты к основанию больше чем 2,5:1 этот вид раскроя наиболее оптимален и рекомендован для гоночных лодок.
Основными плюсами парусов с подобными видами раскроя считаются: способность сохранять профиль более длительное время и эффективно его использовать, нагрузки распределяются более равномерно, есть возможность использовать сразу несколько материалов с разными свойствами. Но имеются и отрицательные моменты: в сравнении с другими способами раскроя, такие отрезы более сложно разметить и собрать, преимущественно много швов, и они более длинные. Расход материала становится более неэкономичным. По цене трирадиальный парус к примеру, на 30-35% выше, чем паруса с простыми видами кроя, а бирадиальный на 10-15% при одной и той же площади.
Не стоит гнаться за новинками и модными видами парусных тканей, их очень много. Для круизной яхты подойдет отлично раскроенный горизонтальным способом комплект хороших парусов из полиэстера, даже для дальних плаваний вам хватит их на многие годы.
В дальнейшем, для усовершенствования гардероба, к примеру, дакроновые паруса можно с успехом заменить на PEN-паруса, что не существенно отразится на вашем бюджете. И к тому же, вполне нормально иметь два комплекта парусов и более. Например, один для гонок, а второй для семейных круизов.
Вы набираетесь успешного опыта в морских и океанских переходах, и хочется увеличить скорость? Время задуматься о парусах из ламината бирадиального или трирадиального кроя, из арамидных тканей или углеводородных материалов. А может быть на рынке уже появились новые виды тканей и волокон? Частота выхода новинок почти ежегодная.
Главное помните, что успех зависит от освоенных навыков и умелых трудолюбивых рук. Это позволит эффективно применять энергию ветра, используя самый обычный парус. А новейшие технологии помогут вам в этом.