Бесплатная техническая библиотека

Три секрета мачты. Советы моделисту

Справочник / Аппаратура радиоуправления

 Комментарии к статье

Мачта - "фундамент" парусного вооружения судна, главный его узел. Роль мачты многофункциональна, от ее устройства и расположения на судне зависят площадь, конфигурация и аэродинамика парусов, возможность регулирования их тяги, расположение шверта и многое другое. Так что выбор типа и конструкции мачты предопределяет и особенности конструкции судна, и уровень эффективности его парусов.

Выбор этот усложняется при создании малого разборного судна, когда приходится "мирить" такие противоречивые требования, как прочность и надежность деталей с их минимальным весом и компактностью упаковки разобранного судна. Особенно при конструировании мачты. Основные задачи, которые при этом решают, следующие: выбор типа мачты и материалов для ее изготовления, выбор варианта ее конструктивного выполнения (в том числе способа крепления грота) и, наконец, выбор конструкции степса.

Секрет первый: выбор типа мачты

Меньшая, чем у "цельного" судна, прочность корпуса малого парусника заставляет повышать прочность мачты. Задача свести при этом ее вес к минимуму сужает ассортимент подходящих материалов. Так, деревянные мачты слишком тяжелы, коробятся и гниют от влаги, сложны в изготовлении, да и качественную древесину для них достать непросто. То же, кроме "водобоязни", можно сказать и о самодельных стеклопластиковых мачтах. Поэтому самым подходящим материалом стали тонкостенные дюралюминиевые трубы. Особенно после освоения любителями малого паруса двух операций: сборки накладного ликпаза и превращения мачты в ферму. Последнее существенно улучшает соотношение " прочность/вес ".

На судно мачту ставят либо с боковыми и носовой растяжками - вантами и форштагом (рис. 1а), либо с боковыми раскосами (рис. 1б), либо свободно (рис.1в) и крепят в двух точках. Расположение нижней точки (степса) не зависит от типа мачты, верхней - зависит: для свободной - это пяртнерс - отверстие в поперечной балке; для раскрепленной - точки крепления раскосов или вант со штагом, находящиеся выше пяртнерса. Ванты заметно уменьшают нагрузки на мачту и корпус судна (но усложняют их конструкцию). Угол между каждой вантой и вертикалью должен составлять не менее 11°.

Рис.1. Виды мачт (нажмите для увеличения): а- раскрепленная растяжками, б- раскрепленная подкосами, в- свободная; 1 - степс, 2- ванты, 3- форштаг, 4- раскосы боковые, 5- пяртнерс

Превратить обычные мачты в ферменные (рис.2) можно с помощью трех растяжек из стального троса диаметром 2-3 мм - ромбовант и поперечных распорок - краспиц. (Жесткость фермы повысится, если установить два ряда краспиц.) Угол между ромбовантами и мачтой должен быть не менее 8°.

Рис.2. Мачта ферменной конструкции: а - общий вид, б - вариант узла краспиц; 1 - мачта, 2 - ромбованты задние, 3 - краспицы (Д16Т, трубы 12x1), 4 - ликпаз, 5 - ромбованта передняя, 6 - форштаг, 7 - талреп винтовой, 8 - шпор, 9 - прорезь для ромбованты, 10 - тяга (Д16Т труба, 12x1), 1Т- хомут (полоса X18Н10Т s 1,5-2)

Ромбовантами можно регулировать изгиб мачты, тем самым изменяя профиль грота и, как следствие, его тягу. Делают это с помощью винтового талрепа. Поворачивая корпус талрепа, его укорачивают или удлиняют, а прикрепленная к нему ромбованта одновременно меняет давление на краспицу и тем самым - изгиб мачты.

Накладной ликпаз собирают из тонкостенного П-образного алюминиевого профиля, применяемого в строительстве для крепления оконных стекол. Ему придают нужную форму молотком и оправками (рис.4) либо способом волочения между двух роликов с канавками соответствующих очертаний. Готовые отрезки обработанного профиля крепят к мачте винтами или шурупами-саморезами диаметром 3-4 мм. Отверстия для шурупов сверлят до начала деформации профиля.

Рис.3. Характер обтекания грота потоком воздуха в зависимости от способа крепления его к мачте: а- кольцами (сегарсами), б - ликпазом, в - карманом на передней шкаторине грота

Рис.4. Этапы изготовления ликпаза с помощью оправок: а - формирование цилиндрического дна профиля, б - подгибание полок профиля: 1 - молоток, 2 - профиль ликпаза, 3 - оправка плоская (дерево или текстолит), 4 - оправка цилиндрическая (металл), 5 - оправка фигурная (половина оконной петли)

Рис.5. Характер обтекания грота потоком воздуха в зависимости от вида мачты и способа крепления вант: а - неповоротная мачта, б - поворотная мачта; 1,2 - точки крепления вант, 3 - ликпаз

Тяга грота зависит от способа соединения его с мачтой. Поскольку у малого судна площадь парусности мала, а лобовое сопротивление корпуса и экипажа относительно велико, то такое невыгодное соотношение (по сравнению с большой яхтой) ухудшает способность малого судна двигаться против ветра. Поэтому важно соблюдать два "не".

Во-первых, не допускать щелей между мачтой и гротом, ибо прорывающийся в них с наветренной стороны паруса воздух существенно уменьшает тягу, особенно на острых курсах. Это происходит, если грот крепят на кольцах (рис.3а), петлях-сегарсах, шнуровке или ползунах, скользящих по прикрепленному к мачте рельсу. "Дырок" не будет, если грот крепить в ликпазе - продольной щели на задней стороне мачты (рис.3б).

Во-вторых, не создавать уступ между мачтой и гротом, ведь нарушение плавности профиля паруса, особенно в его начале, также ухудшает тягу. Эта проблема решается поэтапно. Улучшить плавность профиля помогает мачта каплевидного сечения, достать которую или изготовить сложно. Но можно сделать мачту поворотной, тогда ступенька между нею и гротом окажется ниже. А если использовать карман, то профиль паруса станет совсем плавным (рис.3в).

Конечно, проще всего заставить поворачиваться свободную мачту. А как быть с раскрепленной? На первый взгляд здесь мешают штаг и ванты. Но если крепление вант перенести в одну точку (рис.5б), то мачта сможет разворачиваться влево-вправо на 15-20°, чего вполне достаточно.

С карманным креплением грота тоже не все просто, поскольку оно порождает целый букет проблем. Известно, что мачта лучше сопротивляется нагрузкам, в том числе от стакселя, если ее ванты и штаг крепить не к топу, а ниже его на расстоянии, равном 0,12-0,25 длины мачты. Штаг желательно располагать ниже вант, в крайнем случае - на одном уровне.

Так вот, карман на гроте вынуждает крепить ванты и штаг только к топу и применять только топовый стаксель, который максимально нагружает мачту. Тот же карман не дает оборудовать мачту и ромбовантами, поэтому приходится существенно повышать ее прочность и жесткость, а тем самым - и вес.

Секрет второй: выбор конструкции мачты

Сочленение колен мачты (рис.6) зависит от способа крепления к ней грота. Вариант "а" - универсальный; "б" применяется, как правило, для свободной мачты; вариант "в" - для раскрепленной с ликпазом. Звенья ликпаза должны правильно стыковаться, поэтому соседние колена при сборке нужно фиксировать в строго определенном положении. Простейший вариант- с помощью головки винта или заклепки, входящей в прорезь на нижнем торце верхнего колена (рис.6, поз.6).

Рис.6. Способы соединения колен мачты: а - телескопический (D-d=0,2...0,5), б - на наружной втулке (D-d=0,15...0,2), в - на внутренней втулке с ликпазом (D- d=0,2...0,3); 1 - колено нижнее, 2 - опорный штырь съемный (можно заклепку), 3 - колено верхнее, 4 - втулка наружная, 5 - втулка внутренняя, 6 - фиксатор (винт или заклепка), 7 - звенья ликпаза

На прочность мачты влияет и способ крепления к ней гика. В частности, тонкостенная мачта "не любит", чтобы ее дырявили. Это учтено в представленном варианте (рис.7). Гик крепится к мачте охватывающим хомутом, который легко фиксировать на нужной высоте.

Рис. 7. Узел крепления гика: 1 - пятка гика, 2- проушины, 3 - винты крепления, 4 - "крестовина" шарнира, 5 - хомут мачты

Крепить к гику нижнюю шкаторину грота можно либо ликпазом, либо карманом (здесь проще последний - он не создает никаких затруднений). В кармане делают вырез для прохода оттяжки гика, необходимой для бермудского, гафельного (в том числе гуари), шпринтового и иногда рейкового (если нижняя шкаторина крепится на гике, а не на рейке) гротов.

Натягивать штаг, ванты и оттяжку гика лучше всего с помощью мягкого талрепа - капронового конца диаметром 3,5-5 мм, несколько раз пропущенного между двумя кольцами; при площади парусности более 10 м2 могут применяться винтовые талрепы.

Секрет третий: выбор конструкции степса

Если мачта не должна поворачиваться, как у рейкового и латинского гротов, отверстия в степсах делают прямоугольными или квадратными (рис.8а). Шпоры в эти отверстия могут входить либо плотно, либо с зазором 3-5 мм на сторону.

Степсы, устанавливаемые на поперечные или продольные балки надувных лодок и плотов, катамаранов и тримаранов, позволяют при необходимости укладывать мачту горизонтально в любом направлении (рис.8в).

Рис.8. Виды степсов: а - деревянный и металлический (фигурный и трубчатый) - для гребных деревянных и шпоновых лодок, б- плоский металлический - для установки на кильсон байдарки, в - сложные- для установки на балку судна-многокорпусника; 1 - шпоры мачт, 2 - степсы-хомуты, 3- штырь поворотный, 4 - хомут поворотный, 5 - винты-ограничители

Коротко о применении рассмотренных конструкций.

Для мачт обычно используют трубы из сплавов Д16 или Д16Т диаметром 35-70 мм и толщиной стенки 1,5-2 мм, реже - 2,5 мм.

При площади грота менее 4,5 м2 ромбованты невыгодны: некоторая экономия веса не оправдывает затрат труда, материалов и, главное, времени на их сборку-разборку.

Г рот крепят карманом прежде всего в вооружении КЭТ (мачта плюс грот) со свободной мачтой, особенно при парусности до 4 м2. Такое решение дает максимальный эффект: плюсы конструкции работают, а минусам проявиться негде - нет стакселя и вант.

Кроме того, карман на гротах есть смысл применять в типах вооружения с короткой мачтой: гафельном, шпринтовом, латинском и рейковом. Плюсы такого решения заметно перевешивают минусы: топовый стаксель, хотя и имеет максимально возможную площадь, не слишком нагружает корпус. Мачта при этом чаще всего свободная, поскольку разница в весе с раскрепленной сравнительно невелика. Ее легко снимать и ставить, надевать на нее грот.

Свободную мачту часто применяют и в промежуточном варианте, когда основную парусность - вооружение КЭТ - дополняют при слабом ветре легким стакселем (то есть превращают в вооружение ШЛЮП). При этом стаксель больших нагрузок не создает и мачта оказывается относительно легкой.

Несколько слов о снастях

Стоячий такелаж (ванты и штаг, ромбованты) используют стальной - он не вытягивается, достаточно тонок, а значит, имеет малую паразитную парусность. Обычно это тросики из оцинкованной или нержавеющей стали диаметром 2-3 мм. На худой конец - просто проволока диаметром 2-2,5 мм. Она прочнее, но может внезапно сломаться (обычно около огона - очка на конце снасти).

Тросик же о разрушении "предупреждает": вначале ломаются отдельные его проволочки.

Бегучий такелаж - фалы (снасти для подъема парусов), шкоты (для управления парусами), галсы и оттяжки изготавливают из растительных или синтетических (чаще всего капроновых) тросов. Последние предпочтительнее, они более прочные и не боятся влаги. Фалы делают из плетеного троса типа репшнура, так как крученый (обычно из трех прядей) тянется под нагрузкой и паруса "проседают", теряя форму. Допускается трос с сердцевиной из пучка нитей в толстой и прочной оплетке, такой, чтобы при растяжении фала под нагрузкой и последующем его сжатии без нагрузки нити сердцевины не пробивались сквозь оплетку. Диаметр фалов- 6-10 мм (при площади грота более 7 м2 фал иногда делают из стального тросика). Шкоты имеют диаметр 8-12 мм. Изготавливать их, особенно при небольшой площади парусности, можно и из крученого троса, вытяжка тут не столь важна, а держать в руках удобнее. Неплохие стаксель-шкоты получаются из полипропиленового троса, он заметно легче других, что улучшает управление стакселем в слабый ветер.

Площадь парусности однокорпусного судна можно ориентировочно определить по формуле:

Smax=kLB,

где Smax - допустимая площадь парусности; к - коэффициент остойчивости (зависит от конструкции судна: для байдарок к=0,6...0,7, для надувных лодок к=0,7...1, для гребных к= 1...1,2); L и В- длина и ширина судна по ватерлинии.

В зависимости от особенностей судна полученный результат может корректироваться. Но "раздувать" парусность небезопасно. Лучше, разделив ее на основную и дополнительную, расширить парусный "гардероб", применяя основные паруса в средний ветер, дополнительные- в слабый, штормовые- в свежую погоду (в первую очередь грот, площадь которого должна быть в 2-3 раза меньше, чем у основного).

Иногда вместо штормового грота используют стаксель, если подходит его площадь и достаточна прочность. В качестве дополнительных парусов применяют прежде всего стаксели увеличенной площади и из более легкой (чем у основных) ткани. При площади основной парусности до 6 м2 можно увеличить "гардероб" без ощутимых финансовых расходов и при сравнительно небольших затратах труда - за счет стакселей из обычной полиэтиленовой пленки.

Автор: Ю.Кужель

 Рекомендуем интересные статьи раздела Моделирование:

▪ Радиоуправляемая пилотажная модель

▪ Гидростат управляет погружением

▪ Авиамодель Орленок

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Случайная новость из Архива Сердцу не прикажешь 05.11.2016 Несколько лет назад так называемые "органы на чипе" - миниатюрные технологические платформы и соответствующее программное обеспечение, позволяющие моделировать механические и молекулярные характеристики человеческих органов - стали реальностью. Ученые Гарвардского университета создали устройство, где в двух разделенных пористой мембраной каналах с культуральной жидкостью, имитирующей окружающую среду человеческого организма, находились живые клетки и ткани человека, которые подвергались анализу в реальном времени. Весной этого года биоинженеры университета Торонто показали уже гораздо более сложную платформу под названием AngioChip, которая представляет собой трехмерную структуру для выращивания ткани, имитирующей функции здорового человеческого организма. AngioChip сделан из тонких слоев полимера, создающих 3D-структуру, и каждый слой покрыт рисунком из каналов, ширина которых составляет всего 50-100 микрометров. Новое устройство, хотя и явилось значительным шагом на пути полностью функциональных "органов на чипе", не решило проблему высокой себестоимости их производства, а также сложности извлечения данных в связи с использованием микроскопов и высокоскоростных камер. За дело опять взялись специалисты Гарвардского университета. Им удалось разработать жидкие материалы для 3D-печати, которые позволили автоматизировать процесс производства довольно сложных устройств. В частности ученые создали шесть видов материалов, которые в состоянии заменить структуру ткани сердца человека. Внутрь материалов встраиваются мягкие датчики, реагирующие на сокращения тканей и помогающие определить их реакцию на стресс и на долгосрочное воздействие токсинов. Печать устройств из этих материалов происходит посредством непрерывного автоматизированного процесса, что существенно сокращает расходы. Устройства помогут ученым лучше понять постепенные изменения, происходящие в сердечной ткани в процессе развития и созревания, которые до сих пор остаются неизученными из-за отсутствия неинвазивных методов изучения работы ткани.

Другие интересные новости:

▪ Геномы дешевеют

▪ Миниатюрные антенные переключатели для мобильных телефонов

▪ Гибкая перезаписываемая память

▪ Микроскопический 3D-принтер от IBM

▪ Робот строит робота

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Спички. История изобретения и производства

▪ статья Что такое голубая кровь? Подробный ответ

▪ статья Работа на картонорубилке. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Водонепроницаемый клей. Простые рецепты и советы

▪ статья Автоматика и телемеханика. Автоматическое ограничение повышения напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026