|
Как получается профиль паруса
Ранее, нами была опубликована статья, знакомящая с парусными тканями и их свойствами.
Предлагаем вниманию читателей следующую главу, в которой говорится о том, как
эти свойства ткани используются для получения нужного профиля паруса.
После того как определены размеры и общая форма паруса и выбран тип ткани, мастер должен продумать, каким образом он сможет обеспечить требуемый поперечный профиль паруса.
При эксплуатации парус не только должен сохранять заданные размеры, но и получить (при заданных условиях использования) необходимый профиль, или пузо. Речь идет не только о силе ветра, но и о характеристиках рангоута и штага, на которых будет стоять парус. Например, стаксель, сшитый для очень жесткого, почти прямого штага (оптимальный случай), должен кроиться иначе, чем парус, который будет стоять на штаге, получающем под нагрузкой большой прогиб; передняя шкаторина второго паруса должна быть скроена с учетом криволи- нейности штага. То же самое можно сказать и об учете гибкости мачты или гика.
Существуют пять основных способов, при помощи которых можно сшить парус с заданным пузом или контролировать его полноту:
1. Криволинейность (серп) передней и нижней шкаторин.
2. Закладки 1 по швам.
3. Предварительное растяжение ткани.
4. Растяжение шкаторины по ликтросу.
5. Расположение полотнищ в парусе.
Рассмотрим подробно каждый из этих способов.
1. Криволинейность (серп) передней и нижней шкаторин.
Если переднюю и нижнюю шкаторины грота скроить серповидными — с выпуклостью, то при постановке на прямых мачте и гике появляется избыток парусины по этим кромкам, а когда они вытягиваются при помощи фала и шкота, то избыток превращается в пузо на парусе. Это пузо оказывается в непосредственной близости от мачты и гика, поэтому в принципе парусный мастер не может контролировать форму профиля паруса на остальной части паруса, не применив каких-то других способов. Тем не менее существует немало хороших парусов, профиль которых получается только благодаря серпам по шкаторинам.
Чем меньше серп, тем более плоским будет парус. Вблизи фалового угла, где желательно иметь парус особенно плоским, переднюю шкаторину можно скроить даже слегка вогнутой.
Парус для гибкой мачты должен иметь больший серп для того, чтобы шкаторина, приняв форму мачты при максимальном ее изгибе, сохраняла бы в серпе немного лишней ткани, необходимой для образования профиля паруса.
Передняя шкаторина стакселя кроится аналогично сказанному выше для грота. Серп, имеющийся в нижней половине ее длины, обеспечивает нужное пузо. В верхней половине, где парус должен быть плоским, серп сводится на нет. Передней шкаторине стакселя (как и грота при гибкой мачте) придается такая форма, чтобы прогиб штага не влиял на профиль паруса.
Не существует штага, который был бы абсолютно прямым, поэтому мастер должен учесть его прогиб. В отличие от мачты, штаг прогибается назад и в подветренную сторону, в результате ткань перемещается в пузо паруса и делает его полнее. Чтобы это учесть, переднюю шкаторину стакселя нужно делать вогнутой.
Современная тенденция — делать переднюю шкаторину стакселя вогнутой по всей ее длине, особенно, если предусмотрено устройство для регулировки ее натяжения.
2. Закладки по швам, соединяющим полотнища.
Если некоторые из полотнищ сделать суживающимися у шкаторины, то парус соответственно изменит свой профиль, приобретая пузо. Этим и пользуются для того, чтобы контролировать глубину и положение пуза по ширине и высоте паруса.
Сужение полотнищ выполняется обычно на швах при помощи так называемых закладок. Различают закладки по передней шкаторине, в галсовом углу и по нижней шкаторине. Точка максимальной глубины профиля паруса (в разрезе вдоль линии закладки) оказывается в вершине закладки — там, где начинается сужение полотнища. Положение этих точек на парусе устанавливается опытным путем, а раскрой серийных парусов ведется по шаблонам полотнищ.
Наиболее эффективно применение закладок на гроте с горизонтальным расположением полотнищ, поскольку все полотнища располагаются относительно передней шкаторины под одинаковым углом. Грот раскраивают так, чтобы один из швов начинался точно из галсового угла, где требуется максимальное пузо. На гроте радиального покроя или с центральным швом для той же цели делают соответствующие вытачки (при этом очень трудно избежать морщин в точках окончания вытачек).
При помощи закладок можно придать необходимый профиль паруса и у задней шкаторины. Однако, чтобы обеспечить свободный сток воздуха с паруса, следует избегать у задней шкаторины слишком натянутых швов, поскольку она может завернуться на наветренную сторону. Желательно, наоборот, иметь в этой области швы слегка свободными (особенно вблизи фалового и шкотового углов), чтобы нейтрализовать эффект сближения указанных точек при изгибе мачты и гика. Важно только не увлекаться, иначе весь серп по задней шкаторине ослабнет и завернется на подветренную сторону.
Подобные же закладки могут применяться и на стакселе, хотя этот парус делается более плоским, и его правильную форму можно обеспечить без вытачек или закладок — только регулировкой натяжения полотнищ при сшивании среднего шва. Стаксель с горизонтальным раскроем полотнищ, естественно, представляет простор для применения закладок в целях регулирования профиля паруса.
Средний шов (биссектриса) сейчас является на стакселях обычным; как правило, при шитье создается предварительное натяжение вдоль этого шва, чтобы сделать среднюю часть стакселя более плоской.
3. Предварительное растяжение полотнищ.
Когда ткань растягивается по диагонали к направлению нитей утка и основы, то вблизи линии растяжения появляется складка. Это легко пронаблюдать на очень простом примере. Возьмите отутюженный носовой платок и сложите его по диагонали пополам так, чтобы образовался треугольник. Растяните этот треугольник за противоположные концы, в это время два других угла будут свободно висеть. Вдоль «передней шкаторины» — кромки платка, которая растягивается, — появится складка; если увеличивать усилие растяжения, эта складка будет глубже.
Подобная же складка появляется вдоль линии растяжения и на парусе. Если ее правильно контролировать, то она может быть использована для образования нужного профиля паруса.
Грот обычно выкраивается по передней и нижней шкаторинам заведомо короче, чем это требуется правилами обмера, поэтому усилие, прикладываемое через фал и шкот, чтобы добрать парус до марок, обуславливает появление пуза вблизи ликтроса. Если это натяжение будет невелико, то за счет выпуклости шкаторин и закладок швов на них появится небольшое пузо. При усилении ветра под влиянием давления и трения воздуха о парус пузо перемещается назад и увеличивается его глубина. Полнота паруса может быть вновь смещена ближе к ее первоначальному положению благодаря дальнейшему увеличению растягивающего усилия по передней и нижней шкаторинам. Это один из основных способов, при помощи которого экипаж яхты может контролировать профиль паруса в процессе его использования.
Если фал и шкот выбраны до конца, пузо проявляется в виде складки вблизи галсового угла и только самый сильный ветер перемещает его назад по ширине паруса до нужного места. Пузо на стакселе может контролироваться аналогичным способом, если сделать переднюю шкаторину регулируемой каким- либо способом: пришив к ликтросу (как грот) либо выполнив ее свободно скользящей по проволочному ликтросу.
4. Растяжение по ликтросу.
Чтобы парус был эффективным, его профиль необходимо соответствующим образом контролировать. Плохо, если парус будет вытягиваться настолько, насколько подается ткань: в результате в смежной к линии растяжения области почти всегда появляется слишком большая складка.
Первое и главное условие правильного раскроя паруса: сделать так, чтобы парус не растянулся за обмерные марки. Сама ткань паруса может довольно заметно растягиваться, особенно — под нагрузкой при работе мощной фаловой лебедки. По передней и нижней шкаторинам обычно ставится ликтрос (мягкий или стальной), воспринимающий растягивающую нагрузку при постановке паруса и ограничивающий степень удлинения ткани по шкаторинам, т. е. величину растяжения паруса. Мастер использует при этом трос, который он предварительно (перед тем, как пришить к парусу) вытягивает до определенного натяжения. Точный расчет предварительного натяжения ликтроса и является одним из секретов правильного раскроя паруса, причем каждый из мастеров имеет свое мнение о том, как лучше использовать этот метод.
Для передней и нижней шкаторин грота (особенно на парусах малой площади) некоторые мастера предпочитают использовать предварительно натянутый трос из полистера, мало изменяющий свою длину под нагрузкой. Шкаторины при этом вообще утрачивают податливость, можно кроить парус прямо по его точным размерам — без учета растяжения ткани по диагонали и вызванного этим изменения профиля; нужно только соответственно натянуть парусину до предельных размеров паруса и следить, чтобы во время пришивания ликтроса на ней не появлялись морщины.
В качестве варианта при использовании тросов из других материалов можно предложить пришивать парус лишь слегка натянутым, в то время как трос вытягивается до его прямого состояния. Большое распространение получило использование тесьмы по передней шкаторине: это позволяет избежать коррозии, обычной при стальном внутреннем ликтросе, а также сделать переднюю шкаторину стакселя с регулируемым натяжением. Важно использовать тесьму, тип и качества которой соответствуют данному весу ткани, чтобы под нагрузкой ткань смогла растянуться на предусмотренную мастером величину.
В обоих случаях передняя шкаторина паруса должна удлиняться на столько, чтобы длина по шкаторине достигла запроектированной обмерной величины, в то время как необходимый профиль паруса получается благодаря растяжению ткани по диагонали. (В дальнейшем мы увидим, как можно регулировать профиль, меньше набивая фал и шкот грота в слабый ветер и больше — в сильный.) Если по передней шкаторине стакселя ставится обычный стальной ликтрос, мастер делает длину шкаторины несколько меньше, чем длину троса. Эта разность длин зависит от типа паруса и определяется каждым мастером по-своему; обычно она составляет 2—3%.
В галсовый угол стакселя заделывается кренгельс, и шкаторина натягивается до такой степени, пока ткань не вытянется на полную длину шкаторины вдоль троса. Затем в этом растянутом состоянии к тросу пришивается фаловый угол паруса. Пузо образуется в виде складки, расположенной вдоль ликтроса.
Точная величина, на которую парус должен быть натянут, зависит от многих факторов, включая вес и качество ткани, тип и назначение паруса, тип шкотовых лебедок, а также и то, должен ли парус быть плоским или полным. Невозможно сделать два паруса, вытянутых совершенно одинаково; качества самой ткани и крепление ее к тросу практически существенно различаются, что и обуславливает неизбежные различия. Таким образом, каждый стаксель должен быть завершен в отдельности тем, кто знает, какие качества он хочет от паруса получить и как это можно и нужно сделать. Стаксель может быть пришит к ликтросу с интервалами по его длине так, чтобы трос лежал на кромке усиливающей полосы передней шкаторины; иногда трос оставляют лежащим свободно внутри шкаторины. В любом случае, когда парус расстелен на полу и ликтрос туго не натянут, последний образует серию S-образных кривых. Это является результатом того, что ткань свободно расправлена только до определенного размера, а трос, длина которого несколько больше, должен располагаться зигзагом, чтобы разместиться в пределах длины незакрепленной шкаторины. Пока трос не вытянут туго, передняя шкаторина паруса пришивается до ее запроектированной длины. А когда парус поставлен на место и растянут при помощи фала или оттяжки, на нем образуется складка, которая затем превращается под действием ветра в пузо.
5. Расположение полотнищ в парусе.
Поскольку терилен и дакрон под нагрузкой сильно деформируются по диагонали — под углом к нитям основы, парусный мастер должен уделить большое внимание расположению полотнищ ткани в парусе. Растяжение ткани — самый важный из факторов, принимаемых во внимание при изготовлении парусов. Манипулируя с полотнищами так, чтобы растяжение ткани происходило или вдоль нитей или под углом к ним, мастер может контролировать, насколько парус удлинится в данном месте. Неправильная укладка полотнищ с ошибкой всего лишь в 1—2° может сильно исказить форму паруса. Этим объясняется, почему вблизи задней шкаторины, где растяжение ткани нежелательно, полотнища стараются расположить под прямым углом к ней, а нити в ткани ориентируют по линии действия наибольших растягивающих нагрузок. Нередко делают так, чтобы нити утка следовали выпуклой кривой задней шкаторины грота или вогнутой кривой задней шкаторины стакселя, т. е. разворачивают полотнища одно относительно другого, ставя кромки полотнищ под небольшим углом.
Гроты.
Существуют в основном две линии действия напряжений в задней шкаторине грота: одна — по прямой, соединяющей фаловый и шкотовый углы, другая — вдоль периметра самой шкаторины. Невозможно ориентировать нити утка в полотнищах так, чтобы они располагались одновременно вдоль обеих этих линий — особенно в верхней и нижней частях паруса, где угол между этими линиями около 20°. Только в средней части паруса эти линии действия напряжений могут быть параллельными.
Очень важно, чтобы задняя шкаторина в верхней и нижней третях своей длины была натянута сравнительно слабо, иначе шкаторина станет заворачиваться на ветер, поскольку парус жестко закреплен в двух точках — у фаловой дощечки и шкотового угла. Если нити ткани параллельны кривой линии задней шкаторины по всей ее длине, ткань будет растягиваться вдоль линии, соединяющей фаловый и шкотовый углы — по диагонали к нитям, особенно в верхней и нижней третях паруса. Это означает, что грот будет ненатянутым в области серпа, особенно между шкотовым углом и нижней латой, фаловым углом и верхней латой.
Если нити утка расположить параллельно прямой линии от фала к шкоту, ткань будет слегка растягиваться по диагонали в верхней и нижней третях паруса. Эго растяжение невелико. Вблизи шкотового угла и фала оно необходимо для того, чтобы в этих местах парус не загибался на ветер. При этом уменьшатся напряжения в средней трети, где серп будет стремиться больше отвалиться под ветер, поскольку кромка шкаторины и направление нитей ткани совпадают в большей степени.
Это еще не полная и не точная картина, поскольку даже небольшие вариации в расположении нитей ткани дают большую разность в степени ее растяжения. Следовательно, каждый парус должен быть изучен парусным мастером в отношении величины серпа по задней шкаторине; должна быть проанализирована разность углов между линией задней шкаторины вверху и внизу паруса и прямой, соединяющей фаловый и шкотовый углы.
Каждый мастер имеет свои секреты относительно того, какое растяжение ткани по диагонали можно допустить в различных частях паруса.
Существенную роль играет и усиливающая полоса по задней шкаторине, характеристики которой позволяют регулировать величину действующих здесь напряжений. Некоторые мастера предпочитают избавиться от растяжения ткани по диагонали, делая очень легкую полосу, которая не воспринимает большого усилия и тянется вместе с парусом. Другие—предпочитают более жесткую полосу в сочетании с расположением ткани по диагонали (около 5°), благодаря этому можно снизить напряжения в ткани паруса и контролировать их, выполняя один или два шва более тугими.
На гроте с обычным горизонтальным расположением полотнищ они пересекают нижнюю и заднюю шкаторину под углом, здесь оказывается довольно много материала с диагональным расположением нити. Таким образом, профиль паруса может быть задан полностью за счет растяжения ткани. Если бы с передней и нижней шкаторинами полотнища образовывали прямой угол, то в результате натяжения складка не получилась бы вообще или получилась слишком маленькой. Это — один из недостатков грота, скроенного наподобие стакселя со средним швом по биссектрисе галсового угла, у такого грота полотнища в нижней части паруса располагаются с тем расчетом, чтобы линия напряжений не совпадала с направлением утка, если, конечно, здесь необходимо придать парусу соответствующий профиль.
Радиальный покрой.
У грота с радиальным расположением полотнищ ткань в серпе по задней шкаторине пересекается кромкой паруса под различными углами между направлением действия напряжений и нитей утка. Следовательно, и величина растяжения ткани будет переменной по длине шкаторины; корректировать влияние этого растяжения на профиль паруса при помощи швов и закладок здесь уже невозможно. У передней шкаторины полотнища располагаются также под различными углами с соответствующими вариациями в растяжении ткани. Попытка получить нужный профиль паруса вблизи задней шкаторины изготовлением района серпа из нескольких коротких полотнищ, перпендикулярных линии напряжений, является полумерой. Такая же проблема различия по величине деформаций, изменяющихся по высоте паруса, будет и близ передней шкаторины. Удачный грот этого типа может быть создан только опытными мастерами, специализирующимися на радиальном покрое парусов.
В дополнение к сказанному можно добавить, что еще одна особенность отличает грот радиального покроя от такого же радиального стакселя. Одна или обе кромки каждого полотнища грота оказываются обрезанными по диагонали к направлению нитей основы ткани. По этой причине кромки смежных полотнищ получают под нагрузкой неравное растяжение по швам, появляются морщины и складки поперек всего паруса.
Стакселя.
Те же основные принципы применимы и к стакселям, при раскрое которых требуется обратить особое внимание на заднюю шкаторину, чтобы обеспечивался сток воздуха с паруса без завихрений, а шкаторина не загибалась на ветер. Гоночный парус с легкой усиливающей лентой по задней шкаторине может не иметь диагонального расположения полотнищ по всей длине паруса. Для стакселя крейсерской яхты с прочной усиливающей полосой-накладкой по задней шкаторине (а возможно — и с ликтросом) можно допустить расположение полотнищ под углом 1—2°, чтобы противодействовать жесткости усиливающей полосы. Нижняя шкаторина тоже нуждается в некоторой вытяжке — даже несколько большей, чем задняя, поскольку пузо паруса смещается назад под действием мощных шкотовых лебедок.
Полотнища могут составлять угол 7—8° с нижней шкаториной, так что вся ткань в парусе смещается назад, делая площадь у задней шкаторины более плоской.
Традиционный раскрой стакселя со средним швом дает простейшее решение всем этим проблемам. Его главным недостатком является то, что полотнища пересекают переднюю шкаторину под разными углами по отношению к нитям ткани в верхней и нижней частях паруса. Однако по нижней и задней шкаторинам можно свободно манипулировать расположением полотнищ с тем, чтобы получить растяжение ткани под нужным углом к основе.
Раскрой с горизонтальными полотнищами. Из-за дублирования толщины ткани по центральному шву ограничивается развитие глубины профиля паруса под нагрузкой; появляется тенденция к образованию жесткой линии вдоль среднего шва и опасность, что нижняя часть паруса будет слишком плоской. В США впервые начали раскраивать стакселя со всеми полотнищами, расположенными под прямым углом к задней шкаторине и пересекающими нижнюю под произвольным углом. Это позволяет оттянуть шкотовый угол сильнее назад, тем самым делая часть паруса близ задней шкаторины более плоской. Сейчас этот раскрой широко используется для стакселей всех размеров. Чтобы не было чрезмерного растяжения нижней шкаторины, необходимо пришивать к ней соответствующую усиливающую полосу.
Паутина — покрой стакселя с несколькими лучевыми швами, исходящими из шкотового угла, и с полотнищами, нити утка которых располагаются параллельно задней и нижней шкаторинам. Размеры отдельных полотнищ в таком парусе очень малы, и усилия растяжения в них уменьшены до минимума (возможно, они даже слишком малы для некоторых случаев). Этот покрой хорош для очень больших парусов, в которых действуют большие усилия, например, для парусов 12-метрозиков. Здесь опасность заключается в том, что один или несколько лучевых швов окажутся более тугими, чем остальные, а угол, составляемый нитями утка с передней шкаториной, значительно изменяется по ее длине. Это обуславливает неравномерность растяжения ткани в парусе и соответствующее искажение его профиля. Радиальный покрой стакселя («солнечный луч») обладает теми же недостатками, что и аналогичный покрой грота. Попытки избежать дефектов профиля близ задней и нижней шкаторин, выполняя их из множества небольших полотнищ (как это показано на эскизе радиального грота), дают лишь частичный результат: передняя шкаторина растягивается неравномерно из-за различия в углах, составляемых нитями утка с линией наибольших напряжений, в зависимости от высоты паруса. Время от времени подобные паруса появляются на гоночной сцене, но случаев убедиться в их преимуществе перед парусами, пошитыми традиционными методами, было мало.
|
