Современные ткани для парусов и как их выбирать
Теория и практика

Современные ткани для парусов и как их выбирать

Рассказываем, из каких материалов сегодня делают паруса и чем они отличаются друг от друга
Поделиться в соцсетях

Менее чем за столетие человечество решительно отказалось от традиционой парусины в пользу искусственных материалов – более прочных, легких, долговечных и... дорогих. Какие же качества и свойства скрываются за громкими маркетинговыми названиями, которые предлагает нам сегодня всезнающий рынок?

Тканые паруса 

    Как и века тому назад, они состоят из продольных (основа) и поперечных (уток) нитей, тесно переплетенных между собой под прямым углом. 

    Благодаря этому современные материалы такого рода в целом неплохо противостоят нагрузкам на растяжение и изгиб, тем более, что вместо обычных льняных или хлопковых волокон они сотканы из искусственных синтетических нитей, которые обладают целым комплексом новых полезных свойств. Вот например... 

    Полиэстер  

    Более известен под звучным именем «дакрон» (Dacron®), которое дали своему детищу специалисты компании DuPont. 

    Разработанный еще в годы II-й Мировой войны, этот материал первым пришел на смену натуральным тканям, и в наши дни остается наиболее популярным для изготовления парусов. Он обладает достаточно хорошей прочностью, сравнительно небольшим удельным весом, стойкостью к износу и при этом относительно недорог. Впрочем, по мере того как фирменный дакрон дорожает, яхтсмены со скромным бюджетом «одевают» свои лодки в тот же самый полиэстер – с менее громкими названиями, но по более доступной цене. По совокупности своих свойств данный материал является достаточно универсальным, поэтому широко используется для всех типов парусов круизных яхт, а также для изготовления некоторых предметов гардероба гоночных лодок. 

    Нейлон

    По прочности не уступает дакрону и при этом еще более лёгок. По сравнению с полиэстером, он  обладает большей эластичностью, что позволяет демпфировать резкие нагрузки, вызываемые сильными порывами ветра (шквалами). Обычно именно нейлон используется для изготовления парусов для полных курсов (спинакеров и генакеров). 

    Выглядят эти паруса необыкновенно красочно благодаря еще одному преимуществу этого материала – он отлично (и устойчиво) окрашивается в любые цвета. К существенным недостаткам нейлона относят его повышенную чувствительность к бытовым химикалиям. Особенно это касается хлорсодержащих препаратов, воздействие которых даже в малых концентрациях может привести к непоправимой порче паруса.

    Современные тканые паруса вполне надежны и долговечны. При правильном уходе качественно пошитый полиэстеровый комплект можно успешно использовать 10-15, а то и все 20 лет. К тому же при необходимости их достаточно легко починить, а то и перекроить своими руками. Однако важным недостатком тканого паруса является то, что со временем он теряет первоначально приданную ему форму, а с ней и свою эффективность. Это связано с накоплением суммарной «усталости» волокон в результате переменного растяжения (особенно т.н. косых нагрузок – по диагонали к переплетенным волокнам). В результате наиболее глубокая часть паруса (т.н. «пузо») постепенно смещается назад. Как следствие, эффективное тяговое усилие уменьшается: «разношенный» парус непродуктивно расходует часть драгоценной энергии ветра на дополнительный дрейф и раскачивание лодки. 

    Чтобы противостоять развитию подобных негативных явлений, современные полиэстеровые ткани пропитывают различными составами (в основном, синтетическими смолами), а также применяют специальные варианты раскроя парусов и вставки из композитных материалов. Однако все эти меры дают лишь временный эффект, существенно замедляя процесс растягивания паруса, но отнюдь не устраняют его полностью. Особенно болезненными последствия этого могут быть для гоночных лодок, где в погоне за максимальным выжиманием ветра паруса постоянно испытывают большие нагрузки, да и менять их комбинации приходится чаще, чем на круизных яхтах. В таких условиях ни специальная пропитка, ни прочие паллиативные меры уже не представляются эффективными, что и подтолкнуло разработчиков к созданию нового типа парусов – ламинатных.

    Ламинатные паруса

    В отличие от тканых, они имеют комбинированную структуру. Внешний слой, формирующий тело и профиль паруса, выполняется из более прочного и при этом гибкого материала (собственно ламината), в то время как внутренний состоит из более эластичных волокон, способных противостоять продолжительным нагрузкам. Иногда с обеих сторон на этот парусный сэндвич наносится специальный слой из легкого волокна, который дополнительно защищает его от механических повреждений, влаги и ультрафиолетового излучения. 

    Все эти особенности и определяют основные преимущества ламинатных парусов по сравнению с ткаными: они не теряют своей эффективности со временем и лучше противостоят негативным воздействиям внешней среды – ветра, волн и солнца. Аналогия с широко известным ламинатом для настилки полов напрашивается сама собой, тем более что свои уникальные свойства и доска, и парус сохраняют лишь до тех пор, пока цел слой ламината. Наряду с уже знакомым нам полиэстером, для изготовления ламинатных парусов используются также другие специально разработанные материалы, которые и определяют индивидуальные свойства каждой из тканей. Рассмотрим основные достоинства и недостатки различных их видов.

     Арамиды (или ароматические полиамиды) 

    Синтетические волокна, созданные в середине 1970-х.  Они обладают высокой прочностью при растяжении и значительным (2,5%-4%) удлиннением, предшествующим разрыву. В дополнение к этому арамиды исключительно устойчивы к воздейстивю сильных химических реагентов (включая соляную и азотную кислоту), а также к высоким температурам (до 400°). Однако при всех своих преимуществах, волокна обладают и существенным для яхтинга недостатком: они достаточно быстро теряют прочность при воздействии ультра-фиолетового излучения. Для минимизации негативного эффекта, арамиды в парусном деле используют в виде плетеных или скрученных нитей, а также покрывают специальными защитными составами.

    Наиболее известными арамидными тканями в настоящее время являются:

    • Kevlar® – производитель компания DuPont (США).
    • Twaron® и  Technora® – Teijin (Япония).

    Паруса, выполненные из этих тканей существенно легче традиционных полиэстеровых, гораздо меньше «разнашиваются», а значит – дольше сохраняют свою эффективность. При этом они, к сожалению, больше подвержены разрушительному влиянию солнечного света, а еще не любят складок и заломов, которые могут привести к повреждениям волокон и разрушению полотна.

     Арамидные парусные ткани выпускаются с различным сочетанием характеристик (эластичность, степень растяжения, вес), которые определяют область их применения и цену. Как правило, для комплектов гоночных парусов используют ткани с повышенным модулем начальной упругости типа Kevlar 49 и Twaron 2200. Technora же по своим химическим свойствам сходна с волокнами Kevlar средней степени упругости, однако обладает чуть большей прочностью. Впрочем, при активном воздействии УФ-излучения она быстро теряет это свое преимущество, поэтому и паруса из нее обычно покрывают темным светозащитным слоем. 

    Ultra PE (или сверхвысокомолекулярный полиэтилен) 

    Был разработан еще в середине 1950-х, однако в яхтинг пришел сравнительно недавно. Волокна Ultra PE заметно легче арамидных, практически не впитывают воду и успешно противостоят не только большинству кислот и щелочей, но и ультра-фиолетовым лучам. При соспоставимых модулях упругости, Ultra PE на 30-40% прочнее соответствующих марок арамидов типа кевлара и еще меньше ихподвержен растяжению. Основными поставщиками парусных тканей типа Ultra PE на рынок являются американская Allied Signal и ее европейская «дочка» Dyneema. 

    Полиэтиленовые волокна Spectra®/Dyneema® обладают  сходными характеристиками и часто используются комбинированно в одном и том же парусе. Ultra PE -паруса превосходят кевларовые по степени прочности на изгиб и не боятся ультрафиолета, но более чувствительны к высоким температурам и сильнее подвержены растяжению при длительных нагрузках, что делает их малопригодными для гоночных гардеробов.

    PEN (или полиэтилен нафтолат) 

    Дальнейшее развитие традиционного (PET) пластика. Волокна обладают повышенной устойчивостью к самым сильным окислителям и несколько менее уязвимы для УФ-излучения, чем арамидные. По своей прочности и способности противостоять растяжению они несколько превосходят обычный полиэстер, но значительно уступают арамидам. При такой комбинации характеристик, основным преимуществом PEN парусов является цена: владелец лодки может приобрести комплект парусов, превосходящих по своим качествам полиэстеровые, и не тратясь на слишком дорогие из арамидного волокна.

    Широко распространённая PEN-ткань Pentex® производится уже известной нам Allied Signal (США) и преимущественно применяется для изготовления парусов для участия в гонках на лодках строго установленного типа (например, One Design), если правилами класса не разрешается использование парусов из арамидных волокон.

     LCP (или жидкокристаллические полимеры) 

    Разработаны в начале 1980-х и обладают повышенной прочностью, а также практически полным иммунитетом к высоким температурам и всем агрессивным реактивам, однако требуют надежной дополнительной защиты от ультрафиолетовых лучей.

    Например, паруса из ткани Vectran германской компании Hoechst по своей прочности и способности противостоять растяжениям практически не уступают кевларовым (среднего модуля), обладают большей прочностью на разрыв и при этом гораздо меньше боятся изломов. 

    Mylar 

    Синтетическая пленка на основе полиэфирного волокна/лавсана. Был разработан в начале 1950-х американской компанией DuPont и первоначально предназначался для замены упаковочной полиэтиленовой пленки. Однако уже летом 1955-го майлар дебютировал в качестве парусного материала.

    Майларовый парус отлично сохранял профиль, был абсолютно не подвержен растяжению и обеспечивал отличный обзор на любом курсе и галсе, совершенно не боялся ни воды, ни ультрафиолетовых лучей. Однако не обошлось и без серьезных минусов: он оглушающе хлопал при смене галса, а в солнечный день превращал плавание в пытку, буквально «поджаривая» рулевого в экстремально тепличных условиях. К тому же размеры парусов из майлара существенно ограничивались технологическими возможностями склейки его отдельных частей, а его прочность напрямую зависела от толщины пленки, которую нельзя было увеличивать бесконечно.

    В наши дни чисто майларовые паруса можно встретить лишь на сравнительно небольших лодках, зато майларовая пленка широко используется в качестве основы для ламинатных парусов для крейсерских яхт, в комбинациях с дакроном, различными арамидами и PEN-волокном. Нити майлара укладываются по направлениям ожидаемых нагрузок и делают парус практически неразнашиваемым. Такие паруса отлично сохраняют свою форму, но стоят довольно дорого и поэтому, в основном, востребованы профессиональными гонщиками. Однако чтобы избежать преждевременной деламинации (чреватой повреждениями и полным выходом из строя) следует тщательно предостерегать их от трения о рангоут и такелаж.  

    Карбон (или углеродное волокно) состоит из нитей, сформированных кристаллами из атомов углерода. Материал появился на свет еще в конце XIX века, однако в яхтинг пришел лишь в конце XX-го, когда его научились скручивать в гибкие нити. Паруса с ламинатом из углеродных волокон неплохо зарекомендовали себя на Кубке Америки 1992 года. При существенно меньшем весе, они оказались менее подверженными растяжениям, нежели арамидные и абсолютно индифферентными к воздействию солнечных лучей. 

    Расплачиваться за эти преимущества приходится в буквальном смысле: стоили карбоновые паруса на 20-40% дороже арамидных аналогов, и к том уже отличались гораздо большей чувствительностью к механическим повреждениям. Тем не менее, в последующие годы эксперименты с углеродным волокном были продолжены и в настоящее время оно считается одним из самых перспективных материалов для гоночных парусных гардеробов. При этом для ламината карбон используется как в своем чистом виде, так и в комбинации с арамидными волокнами.

    Параметры парусов: учесть и взвесить

    Как видим, в общем случае возможности паруса определяются свойствами тканей, применяемых для его изготовления. Исходя из практических соображений, особое внимание целесообразно уделить следующим их основным характеристикам: 

    1. Эластичность – зависит от модуля начальной упругости, т.е. способности материала восстанавливать свою форму после воздействия нагрузок.
    2. Прочность на разрыв – нагрузка, необходимая для разрушения волокон.
    3. Коэффицент потери прочности – обычно измеряется в % к первоначальной, после осуществления 50 последовательных полных изгибов образца на 180°.
    4. Стойкость к УФ-излучению –  время использования до потери 50% исходной прочности под действием солнечных лучей.
    5. Цена.

    Наглядно оценить возможности того или иного материала можно по данным следующей таблицы:

    Табл.1. Основные характеристики парусных тканей 

    Вид волокна

    Модуль упругости, г/ден*

    Прочность на разрыв, г/ден*

    Потеря прочности, %

    Устойчивость к УФ-излучению, месяцев

    Ср. стоимость евро/кг

    Дакрон

    80

    5-8

    0

    6

    5-7

    Нейлон

    20

    7-9

    0

    3

    7-8

    Pentex

    250

    9

    0

    4

    24-40

    Kevlar 29

    460

    24

    25

    3

    48-75

    Kevlar 49

    520

    24

    30

    3

    60-100

    Technora

    574

    27

    20

    2

    50-80

    Spectra 900

    1400

    32

    0

    12

    50-80

    Spectra 1000

    2200

    35

    0

    12

    60-90

    Dyneema

    1200

    35-43

    0

    12

    50-80

    Vectran

    600

    25

    0

    13 (с защитной пленкой)

    >100

    Карбон

    1500-3000

    10-24

    35-100

    Практически невосприимчив

    >120

    *Ден (сокр. «денье») – единица измерения линейной плотности материала или отношение массы волокна к его длине. Кол-во ден соответствует весу 9000 м волокна.

    Исключительно важным (особенно для гоночных лодок) является также и собственный вес парусов. Подавляющее большинство современных синтетических материалов заметно легче льна и хлопка: 

    Табл.2 Удельный вес волокон, применяемых для изготовления парусов, кг/м3

    Лен

    1600+

    Хлопок

    1500+

    Полиэстер

    1300-1400

    Нейлон

    1010-1140

    Арамиды

    1400-1450

    Ultra PE 

    930-960

    Карбон

    1700-1900 

    Об остальных же преимуществах тех или иных волокон в чистом виде можно говорить лишь в случае тканых парусов, поскольку ламинатные, как правило, предусматривают комбинированное применение различных материалов. При выборе тканей следует учитывать не только размеры лодки, но и то, какие именно детали парусного гардероба из них предполагается пошить. 

    Табл.3 Оптимальный вес ткани для парусов крейсерской яхты, г/м2

    Длина по КВЛ, м

    Грот и основной стаксель

    Малая (легкая) генуя (№3)

    Промежуточная генуя (№2)

    Большая генуя (№1)

    До 6

    185–230

    100–150

    160–260

    6,3–7,6

    230–260

    100–160

    230–315

    200–315

    7,8–9,2

    260–300

    100–185

    285–340

    200–340

    9,3–10,6

    300–340

    130–200

    315–400

    245–400

    11–12,2

    340–400

    130–200

    360–430

    260–430

    12,5–13,8

    400–440

    160–215

    400–485

    315–485

    14–15

    440–485

    Однако даже все чудесные свойства современных материалов вместе взятые еще не гарантируют эффективного укрощения ветра: чтобы они могли проявить себя в полной мере, парус должен быть правильно скроен. Итак...

    Крой паруса: возможны варианты

    В общем случае, тело паруса формируется из отдельных кусков (панелей) той или иной ткани соответствующих форм и размеров, которые располагаются различным образом по отношению друг к другу. Основными вариантами кроя при этом являются:

    1. Горизонтальный: большинство панелей имеют форму вытянутых прямоугольников или усеченных трапеций, основания которых параллельны другу, а направления швов близки к горизонтали.
    2. Вертикальный: характеризуется более длинными полотнами и заметно большим углом их наклона к горизонтальной плоскости. Заметим, что в силу меньшей конструктивной прочности этот вариант гораздо менее популярен, чем горизонтальный, и преимущественно используется для небольших яхт.

    Преимуществами парусов линейного кроя являются не слишком сложные расчеты, простота разработки и сборки, минимальное количество швов и отходов, а следовательно – и стоимость изготовления. Таким образом достигается разумный компромисс между возможностями долговременного сохранения эффективности паруса и его ценой.  Благодаря этому паруса горизонтального кроя пользуются самой широкой популярностью и сегодня составляют основу гардероба большинства круизных яхт. Однако линейный крой практически неприменим для современных ламинатных парусов. Для них используется радиальный крой. Составляющие полотнища имеют преимущественно форму вытянутых треугольников, вершины которых группируются в углах паруса, а швы расходятся из них как бы по радиусам. 

    В зависимости от количества задействованных для этого углов различают следующие разновидности этого кроя:

    • Полнорадиальный

    Панели сходятся в одном (шкотовом) угле. Такая компоновка в основном используются для сравнительно малых лодок, ориентированных на прибрежное плавание и хорошо подходит как для парусов с закруткой в мачту, так и с традиционными способами зарифливания.

    • Бирадиальный

    Вершины полотен сгруппированы в верхнем (фаловом) и шкотовом углах, при этом более прочные материалы используются в передней части паруса. Подобный крой широко применяется для парусов с соотношением высоты к ширине менее 2,5:1, предназначенных к использованию в широком диапазоне курсовых углов и скорости ветра. Обычно это основной (рабочий) грот и универсальный стаксель на лодках со сравнительно невысоким рангоутом. 

    •  Трирадиальный

    Швы, соединяющие отдельные панели, выходят из всех трех углов. Благодаря этому достигается оптимальное распределение нагрузки по всей площади паруса и возможность использовать наиболее прочный материал на участках, испытывающем максимальное напряжение. Подобный крой заслуженно считается лучшим для ламинатных конструкций, поскольку позволяет наиболее эффективно использовать возможности волокон различного типа без увеличения общего веса паруса. Особо рекомендуется для комплектов длинных и узких гоночных парусов, с соотношением высоты к основанию значительно большим чем 2,5:1. 

    Важными преимуществами парусов с радиальным кроем являются: более равномерное распределение нагрузок, лучшая эффективность профиля и способность дольше его сохранять, а также одновременное использование различных материалов. Однако есть и весомые минусы: по сравнению с горизонтальными и вертикальными, они гораздо сложнее в разметке и сборке, характеризуются большим количеством и длиной швов, а также существенно более значительным расходом материала. Все это сильно отражается на цене – например, при одинаковой площади бирадиальный парус в среднем стоит на 10-15%, а трирадиальный – и на все 30-35% дороже, чем парус с горизонтальным или вертикальным кроем.

    Вовремя делаем правильные выводы

    При всем многообразии вариантов парусных тканей, вряд ли стоит гнаться за самыми модными их образцами. Для круизной лодки, даже если вы собираетесь собираетесь совершать на ней дальние плавания, вполне достаточным будет хорошо скроенный (в горизонтальном варианте) комплект качественных полиэстеровых парусов, которого хватит вам на долгие годы. 

    Если захотите впоследствии усовершенствовать гардероб своей яхты, то в вашем распоряжении PEN-паруса, которыми вы сможете заменить дакроновые без особых потерь для своего бюджета. В конце-концов, кто запретит знающему яхтсмену иметь как минимум два комплекта парусов – один для неспешных круизов, а второй – для гонок?

    Ваш опыт успешных океанских переходов растет, а вместе с ним – и тяга к большим скоростям? Значит пришла пора задуматься о новых, уже ламинатных парусах би- или же трирадиального профиля, которые будут изготовлены из арамидных или уже сразу углеводородных волокон, а то и с применением еще более современных материалов. Соответствующие новинки появляются на рынке едва ли не каждый год.

    Главное при этом помнить, что сами по себе достижения современных технологий мало что значат без твердых навыков и умелых рук, благодаря которым любой ветер можно успешно укротить при помощи даже самого простого паруса. 

    Поделиться в соцсетях
    Нашли ошибку в тексте?

    Выделите нужный фрагмент
    и нажмите ctrl+enter,
    либо нажмите здесь.

    Сообщите нам об ошибке.