Мачта.

Новая мачта…Какие мысли возникают у Вас при прочтении этого словосочетания? «О, я бы сделал ее тонкой, гибкой и легкой, чтобы можно было настроить паруса на любой курс!» или «Не мешало бы выбрать профиль понадежнее и покрепче, чтобы быть полностью уверенным в надежности рангоута…», «А что, можно купить профиль?», «А выдержит???» Какая мачта лучше- дорогая или дешевая? импортная или отечественная? толстая или тонкая? Диапазон выбора широк и разнообразен, а фантазия яхтсмена неистощима.

Мы успели убедиться в этом за более чем 8-летний период производства мачт. «-Алло! Сколько у вас стоит погонный метр мачты? -Это зависит от того, сколько весит каждый погонный метр вашей яхты и который из них самый тяжелый…» Отбрасывая шутки в сторону хотелось бы сказать самое главное. За все время нашей работы мы успели сделать для себя несколько важных выводов:

1. Мачта- довольно сложная инженерная конструкция, требующая к себе соответствующего осознанного отношения.
2. Самое кошмарное в импортной мачте- ее доставка.
3. Анодированный алюминий лучше неанодированного и живет дольше.
4. Модернизация бывшей в употреблении мачты частенько оказывается дороже изготовления новой, а иногда просто недопустима.

Мачты из углепластика.

Почему карбон?

Статья – перевод по материалам Selden mast

1. Легкий рангоут. Экономия веса на профиле- 50%, экономия веса на готовой мачте без такелажа – 40%. Общий вес вооруженной карбоновой мачты меньше на 25-30% аналогичной алюминиевой.
2. Легче рангоут = Легче лодка = Больше скорость (особенно улучшаются динамические характеристики)
3. Легче рангоут = Меньше кренящий момент = Появляется потенциальная возможность облегчения киля = Опять же уменьшается вес яхты = Еще больше скорость
4. Уменьшенный момент инерции судна = Больше скорость на волнении.
5. Возможность подбора жесткости профиля под специфические требования (Ужесточение профиля между форштагом и ахтерштагом для лучшей набивки штага, например)
6. Профиля обладают более высокой жесткостью. Выдерживают повышенные нагрузки от такелажа и позволяют лучше контролировать натяжение форштага.
7. В большинстве гандикапных правил штраф за использование карбонового вооружения меньше, чем потенциальный выигрыш в скорости. Яхта – победитель стоит дороже!

Преимущества карбоновых мачт производства Selden.

1. Производитель использует процесс CNC намотки препрегового карбонового жгута. Процесс укладки жгута контролируется компьютером. Содержание связующего в жгуте варьируется в пределах всего 2%. Процесс отверждения в автоклаве проходит под давлением до 7 бар.
2. Самое низкое возможное содержание смолы в готовом изделии – чем больше угольных волокон и меньше смолы в мачте, тем легче и жестче мачта.
3. Нить укладывается под натяжением.
4. Современные профиля оптимизированы с точки зрения продольной жесткости для максимально эффективного использования в конструкциях современного дробного типа вооружения.
5. Хорошая возможность взаимозаменяемости с алюминиевыми профилями Selden. Не придется менять степсы и пяртнерсы при замене мачты.
6. Оптимизирован угол укладки жгута для обеспечения наилучшего баланса между продольной прочностью, прочностью на скручивание и устойчивостью стенок.
7. Производство индивидуальных конструкций ламинатов.
8. Изготовление из углепластика вертлюгов гиков и топов мачт.
9. Стандартный лаковый финиш с добавкой УФ – фильтров плюс УФ – ингибиторы, добавляемые в смолу, обеспечивают отличную изоляцию и защиту.

Отчего ломаются мачты?

Отчего ломаются мачты? Однозначного ответа, к сожалению, дать не возможно. Это может произойти как по причине конкретной проектной ошибки, так и по совокупности ряда факторов, учесть которые трудно, а порой и не возможно. Основными проблемами являются следующие: потеря устойчивости мачты или краспицы; потеря прочности мачты или какого либо ее элемента; усталостное разрушение материала рангоута или стоячего такелажа, опрессовок, талрепов, наконечников.

Потеря устойчивости — это переход системы в целом, или какого-либо ее элемента, в новое состояние равновесия, которое, в большинстве случаев ведет к большим перемещениям, пластическим деформациям или полному разрушению. Устойчивость мачты зависит от ее материала, геометрии поперечного сечения и геометрической схемы подкрепления ее такелажем, при заданных на нее нагрузках. К вопросу о внешних нагрузках мы еще вернемся.

Потеря прочности — разрушение материала, ведущее к невозможности дальнейшей работы конструкции.

Усталостные разрушения возникают под воздействием напряжений, переменных во времени. Если уровень переменных напряжений превосходит определенный предел, то в материале детали происходит постепенное накопление усталостных повреждений структуры материала. Со временем эти повреждения приводят к образованию микротрещин, их объединению и росту, и в конечном итоге к разрушению детали. Очень сильно на возникновение усталостных разрушений влияют свойства материала и наличие концентраторов напряжений. Абсолютно надежной мачты, к сожалению, спроектировать не возможно, но снизить риск потери мачты до некоторого разумного, обоснованного предела можно.

Итого, при расчетном проектировании мачты необходимо оценить влияние всей совокупности перечисленных факторов на надежность мачты. В реальных задачах могут появиться дополнительные требования/ограничения. К примеру, мачта должна обладать определенной гибкостью, заданной наперед. Или иметь вес не более заранее назначенного. В общем, круг ограничений может быть весьма широк.