Материалы для парусов
Предлагаем вашему вниманию небольшой обзор парусных материалов.
Современный мир настолько насыщен всевозможными материалами для изготовления парусов, что яхтсмены часто теряются во всем этом многообразии.
Если с Дакроном всё еще более менее ясно, то что делать с Майларом, Кевларом или Пентексом?
Прежде чем перейти к самим материалам, надо разобраться, а какие вообще свойства должны быть у материала для паруса? Почему вообще нельзя использовать «любую ткань»?
Если с Дакроном всё еще более менее ясно, то что делать с Майларом, Кевларом или Пентексом?
Прежде чем перейти к самим материалам, надо разобраться, а какие вообще свойства должны быть у материала для паруса? Почему вообще нельзя использовать «любую ткань»?
Первый очевидный фактор, это воздухонепроницаемость. Это не очень критично в наше время, – почти каждую ткань можно сделать такой. Второй – удельная прочность. Удельная, то есть материал должен быть прочным, но при этом как можно более легким. Третий – удобство в эксплуатации. Например, ткань должна прощать изломы и резкие перегибы, которые непременно случаются во время работы с парусом. Это вполне может произойти если применять слишком жесткий и хрупкий материал. Четвертый, и на сегодня один из самых критичных для всех яхтсменов фактор – большой модуль упругости при растяжении, или грубо говоря, способность сопротивляться растяжению под нагрузкой.
Еще важные сегодня факторы, это невысокая цена, удобство при пошиве и устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Вот примерно так размышляют создатели парусов когда подбирают новый "революционный" материал. И все ниже перечисленные материалы, встречающиеся в парусах, в той или иной степени отвечают этим требованиям. Теперь о самих материалах.
Еще важные сегодня факторы, это невысокая цена, удобство при пошиве и устойчивость к ультрафиолетовым лучам. Вот примерно так размышляют создатели парусов когда подбирают новый "революционный" материал. И все ниже перечисленные материалы, встречающиеся в парусах, в той или иной степени отвечают этим требованиям. Теперь о самих материалах.
Классические ткани для пошива парусов
Полиэстер (Дакрон) / Polyester (Dacron®) Polyester (Dacron®) в промышленных масштабах был введен в начале 50-х годов. Полиэстер – это самое часто встречающееся волокно в парусных тканях. Вообще, Дакрон – это один сортов полиэстера, запатентованный гигантом химической промышленности США, корпорацией DuPont (тефлон тоже они изобрели). Но он стал настолько широко применяться при пошиве парусов, что в принципе, все полиэстеры стали звать Дакроном. Это название дано высокомодульному волокну Тип 52, специально разработанному для парусных тканей в DuPont.
Именно ему по праву принадлежит революция в производстве парусных тканей. Потому что до его появления все паруса были хлопчато-бумажными. Это был далеко не идеальный материал для яхтинга. "Тряпичные" паруса пропускали воздух, они ощутимо растягивались под воздействием ветра и, главное, постоянно меняли форму из-за воздействия влаги и солнца. Было даже понятие "выхаживать паруса". Это специальная процедура, которую проделывали с каждым новым ХБ-парусом. В течении нескольких дней, в хорошую солнечную погоду яхтсмены ходили под новым парусом по среднему ветру в галфинд. Так, парус постепенно вытягивался, расправлялся по швам, и принимал заданную парусным мастером форму. Но стоило попасть под дождь, как парус моментально "садился" и всю работу приходилось проделывать заново. Сегодня нам даже тяжело представить все это, слава богу!
Дакрон стал совершенно другим, принципиально новым материалом для парусов. Он не намокал, и не терял своих свойств под воздействием влаги или солнца. Благодаря специальной пропитке, он совсем не пропускал воздух и, наконец, он практически не растягивался под давлением ветра (по сравнению с ХБ-парусами), что сделало паруса из этого материала на порядок быстрее "тряпок". Это в буквальном смысле перевернуло яхтенный мир с ног на голову. Спортсменам пришлось привыкать к новым более скоростным парусам, парусным мастерам – совершенствовать свои навыки при крое и шитье. И каждый спортсмен в мире старался получить новый, белый, "хрустящий" парус. Дакрон очень быстро заставил всех парусников забыть о "тряпке". Сегодня это самый распространенный материал для парусов в мире. По сей день во многих олимпийских классах он является единственным разрешенным материалом для парусов (Лазер, 470, Звездный).
Позже, кроме Дакрона, были запатентованы такие полиэстеры как Терилен (Terylene®), Теторон (Tetoron®), Тревира (Trevira®) и Диолен (Diolen®). Если сравнивать Дакрон с более современными материалами, то он выделяется относительной дешевизной и хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Итак, с началом применения Дакрона в 1950-х годах, производство парусных тканей ступило на долгий путь синтетических технологий, и уже не имеет пути назад. Сегодня кроме Дакрона в качестве материалов для парусов широко используются нейлоны, всем известные арамиды (Кевлар, Тварон, Текнора), полиэтилены и наконец "уголь" (углеродное волокно).
Нейлон / Nylon. Нейлон впервые был получен в 1938 году. Это вообще, первое произведенное в промышленных масштабах полностью синтетическое волокно. В парусной индустрии он незаменим для пошива спинакеров. На этом волокне разработано огромное количество парусных тканей с отличными свойствами. Он обладает большой удельной прочностью, супербольшой износоустойчивостью и эластичностью.
Слабость нейлона – склонность к растяжению, что не является решающим фактором на полных курсах, но делает его неприменимым для лавировочных парусов. Нейлон больше подвержен ультрафиолетовому и химическому воздействию чем полиэстер, и его никогда нельзя мыть хлоросодержащими растворами.
Преимущество нейлона как материала для парусов: его можно спокойно мять, без боязни потерять его качества
Преимущество нейлона как материала для парусов: его можно спокойно мять, без боязни потерять его качества
Аарамиды (Aramids) – материалы для парусов
Кевлар (Kevlar®). Арамидное волокно было впервые произведено теми же DuPont в 1971-м под торговой маркой "Кевлар". Его легко распознать по характерному желтому цвету. В 1975 году Кевлар был запущен в серийное производство и стал доминировать в гоночном секторе парусной индустрии. Он прочнее стали и модуль упругости у него в пять раз больше чем у Полиэстера. Когда Кевлар был впервые введен в производство, было два его типа: Тип 29 и Тип 49 (высокомодульный). Тип 49 обладал в полтора раза большим сопротивлением к растяжению и был менее эластичным. Другие виды Кевлара (Тип 129, Тип 149 и Тип 159) также были введены, но имели ограниченное применение в производстве парусов, так как большая прочность идет рука об руку с большей жесткостью.
Совсем недавно DuPont выпустили Кевлар Edge, разработанное специально для парусной индустрии волокно, имеет на 25% больше прочность и больший модуль упругости при растяжении, чем Кевлар 49. Тем не менее споры по поводу того, какое именно волокно лучше, Кевлар 49 или Кевлар Edge продолжаются. Недостатком Кевлара является плохая устойчивость к ультрафиолету (Кевлар теряет в прочности в два раза быстрее чем полиэстер под воздействием ультра-фиолетовых лучей и становится коричневым) и плохое отношение к перегибам и сломам. Кроме этого, он плохо переносит контакт с водой – теряет в прочности почти в два раза. Но при высыхании полностью восстанавливает свои свойства. Этот довольно критичный недостаток легко устраняется благодаря применению парусных ламинатов, в которых волокна Кевлара полностью защищены от окружающей среды пленкой.
Текнора (Technora®). Technora® была выпущена в Японии. Текнора обладает схожими характеристиками с Кевлар 29 и немного большей устойчивостью к усталостным нагрузкам. Это волокно хуже переносит ультрафиолет.
Тварон (Twaron®). По химическому составу Тварон очень схож с Кевларом. Высокомодульный Тварон (High modulus Twaron (HMT)) имеет свойства на растяжение, схожие с Кевларом 49, большую прочность и лучшее сопротивление УФ. Поскольку спрос на Кевлар растет в невероятных масштабах, производители парусов все больше обращают внимание на Тварон. Производители Тварона утверждают, что благодаря модификации волокна, им удалось полностью избавить Тварон от боязни влаги.
Тварон (Twaron®). По химическому составу Тварон очень схож с Кевларом. Высокомодульный Тварон (High modulus Twaron (HMT)) имеет свойства на растяжение, схожие с Кевларом 49, большую прочность и лучшее сопротивление УФ. Поскольку спрос на Кевлар растет в невероятных масштабах, производители парусов все больше обращают внимание на Тварон. Производители Тварона утверждают, что благодаря модификации волокна, им удалось полностью избавить Тварон от боязни влаги.
Материалы для парусов из Полиэтилена (Polyethylenes)
Гораздо чаще полиэтилены можно встретить в производстве яхтенных веревок чем парусов (Дайнима, Спектра), и тем не менее, есть паруса с содержанием таких волокон. Особенно известны паруса из Пентекса (PEN волокно).
Цертран (Certran®). Hoechst Celanese рекламируют свое полиэтиленовое волокно как низкомодульную версию Спектры. Оно имеет схожие свойства со Спектра включая суперсопротивление изломам и перегибам, а также УФ и утверждают что полностью устранили усталостные явления в их волокне (свойство постоянно и непрерывно растягиваться под постоянной нагрузкой).
Цертран (Certran®). Hoechst Celanese рекламируют свое полиэтиленовое волокно как низкомодульную версию Спектры. Оно имеет схожие свойства со Спектра включая суперсопротивление изломам и перегибам, а также УФ и утверждают что полностью устранили усталостные явления в их волокне (свойство постоянно и непрерывно растягиваться под постоянной нагрузкой).
PEN волокно (полиэтилен нафталат, Пентекс) / PEN Fiber (polyethylene naphthalate, Pentex®). Модифицированное полиэстеровое волокно разработанное в Honeywell, Пентекс имеет примерно в 2.5 раза меньшее растяжение чем стандартный полиэстер (между полиэстером и Кевлар 29). Так как Пентекс не дает такой большой усадки как волокна Дакрона (5% против 15%), он не может быть соткан так плотно как Дакрон. Соответственно, ткани Pentex должны быть очень обильно пропитаны и требуют большой осторожности, чтобы сохранить форму и продлить срок службы паруса. Поэтому вы вряд ли встретите тканые паруса из Пентекса. Гораздо лучше подходит для ламинированных парусов, в которых волокна располагаются прямо вдоль напряжений и зажаты между двумя слоями пленки, которая удерживает эту конструкцию, уменьшает сопротивление трения и исключает "воздухопроницаемость". Pentex ламинаты – более дешевый вариант для гонщика, который ищет чуть более высокую производительность паруса, но не хочет тратить деньги на кевлар или другие экзотические волокна.
Спектра (Spectra®). Спектра производиться на Honeywell и имеет на 40% большую удельную прочность чем арамидные волокна (в 15 раз прочнее стали). Спектра обладает хорошей устойчивостью к ультрафиолету, очень высокий модуль упругости (второе место после высокомодульного Карбона) и очень большую эластичность. Более детальные тесты, правда, показывают, что и Спектра подвержена "текучести", что влечет изменение формы паруса по мере его старения. "Текучесть" делает Спектру непригодной для тканей гоночных яхт и предполагает ее использование на круизных яхтах, где это не имеет столь большой роли. Сама по себе Спектра белая, но по мере старения эти волокна принимают различные оттенки, как правило, голубоватый.
Дайнима (Dyneema®). Эквивалент Спектры, Дайнима – продукт немецкой компании DSM. Он часто используется европейскими производителями тканей. Как мы уже говорили, эти волокна можно чаще встретить у производителей яхтенных веревок, чем парусов.
Паруса из Карбона (Углерод) / Carbon Fiber
Карбоновое волокно это самое модное что можно встретить сегодня на современной гоночной яхте. Из него делают мачты, гики, корпуса, рули, штурвалы, и наконец, паруса. Углерод это высокомодульное синтетическое волокно которое производится из акрила, содержащего атомы углерода, водорода и азота. Акрил поддают специально термической обработке, с целью исключить все атомы кроме углерода.
Углерод легко узнать – он черный. Впервые это волокно было успешно применено на парусах для Кубка Америки. Сегодня, оно применяется во всех топовых гонках (где только нет ограничений по приминению материала). Паруса всех яхт Кубка Америки, TP52, RC44, VO70 сделаны из углерода. Как правило, по технологии 3DL или 3Di, запатентованными North Sails.
Из какого материала выбрать паруса?
Среди такого большого разнообразия материалов, бывает трудно выбрать какой-то один. Но на самом деле задача довольно простая. Все основное внимание сегодня уделяется сопротивлению волокна к расстяжению. Чем более упругое волокно, тем лучше, и тем оно дороже. Дакроновый парус может служить десять лет. Но он ощутимо тянется и уже через сезон-два (у олимпийцев это происходит гораздо быстрее) он значительно потеряет в форме. Хотя по-прежнему будет оставаться прочным. Если вы только начинаете ходить под парусами – дакрон, то что нужно. Он спокойно отслужит свои несколько сезонов, пока вы будете учиться.
Пентекс – самый дешевый вариант из ламинатов. Он находиться между Дакроном и Кевларом как по цене, так и по своим характеристикам. Далее следуют, Кевлар, Текнора, Спектра, и наконец, уголь. Чем парус дороже, тем лучше он держит форму, но и в тоже время, срок службы у него меньше. North Sails дают гарантию на их 3DL грот для X-35 всего 400 рабочих часов. После этого парус заметно теряет в своих гоночных качествах. Но первые 400 часов вы будете быстры как никто.
Заметьте, что мы не говорили пока о том, на какой ветер, какой материал выбирать. Особых рекомендаций мы здесь дать не можем (разве что штормовые паруса, все же стоит делать из очень прочного дакрона). От ветра выбор зависит в основном в том, какую плотность материала брать. Но при любой равной удельной прочности, уголь всегда будет иметь больший модуль упругости чем Кевлар.
На полных курсах доминируют нейлоны. Лидером считается голландский производитель Contender Sailcloth. Их нейлоны Superlite и Superkote применяются на всех яхтах участвующих в Кубке Америки.
12 марта 2020 года в стенах нашей яхт-школы "Навигатор" пройдёт мастер-класс "Всё о парусах". Ведущие: Андрей Маслов и Андрей Асташев.
На полных курсах доминируют нейлоны. Лидером считается голландский производитель Contender Sailcloth. Их нейлоны Superlite и Superkote применяются на всех яхтах участвующих в Кубке Америки.
12 марта 2020 года в стенах нашей яхт-школы "Навигатор" пройдёт мастер-класс "Всё о парусах". Ведущие: Андрей Маслов и Андрей Асташев.
До встречи под парусами с нами!
© Яхт-клуб "Навигатор"