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:

▪ Спиннинг для модели

▪ Бензобак из кроны

▪ Гофрокартон с мотором

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Сладкая смерть для комаров 06.01.2018 Американская компания ISCA Technologies заявила, что разработала три простых недорогих способа борьбы с малярийными комарами с использованием соединений, называемых сигнальными - феромонов и других веществ, выделяемых организмами для управления поведением других организмов. Созданные компанией ISCA "коктейли" из сигнальных соединений, вырабатываемых растениями и животными, приманивают вредных насекомых и убивают их с помощью инсектицидов. Этот метод воздействует на комаров эффективнее и позволяет распылять меньше инсектицидов. Комары не только раздражают - они распространяют возбудителей опустошительных болезней, включая вирусы малярии и лихорадки Зика, которые вызывали пандемии. В одном только 2015 г. малярией переболело 212 млн. человек, из которых, по оценкам, 429 000 умерли - в основном в Африке южнее Сахары. Богатые страны, такие, как США, располагают эффективными средствами борьбы с комарами, но многим развивающимся странам эти средства не по карману. Технологии, основанные на использовании запахов, очень перспективны, но предстоит решить еще множество проблем, в частности, учесть возможность адаптации комаров, которая позволит им не соблазняться этими сигнальными соединениями. Для начала, используется т.н. "знаковая смесь" (signature blend), которую компания иронически назвала "троянской коровой", состоящая из сигнальных соединений, имитирующих запах человека, который, естественно, обожают комары. Этой смесью с ложным человеческим запахом можно опрыскать скот и других домашних животных. Комары, привлеченные запахом, будут пить кровь животных, а не человека. А если этим животным ввести препараты, токсичные для комаров (например, типичные препараты от глистов), кровососы будут гибнуть. Далее, есть еще смесь феромона, привлекающего взрослых самок, и аттрактанта, заманивающего их личинок. Ее можно распылять перед дождем в потенциальных местах размножения комаров. Войдя в контакт с водой, эта смесь выделяет феромоны, побуждающие самок откладывать яйца на обработанной ею территории. Вылупившиеся личинки поедают этот аттрактант, который содержит в себе живые бактерии Bacillus thuringiensis israelensis, а эти бактерии убивают личинки комаров, не причиняя вреда другим насекомым, в частности пчелам и бабочкам. Наконец, третье средство учитывает, что комарам, переносящим заболевания, нужен еще и сахар, помимо крови. Специалисты ISCA исследовали ряд сигнальных соединений растительного происхождения и создали смесь, пахнущую, как нектар. Компания предполагает распылять эту смесь вместе с пестицидами под крыши домов или около оград поселков. Комары, привлеченные этими сладко пахнущими ловушками к трапезе, будут встречать сладкую смерть. Где-то даже романтично.

Другие интересные новости:

▪ Вечный вкус жевательной резинки

▪ Неувязающие сапоги

▪ Процессоры с двойным ядром

▪ Система жидкостного охлаждения Rosewill PB240-RGB

▪ Микросхемы памяти типа RRAM 200 мм2 1 ТБ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инфракрасная техника. Подборка статей

▪ статья Слова, слова, слова. Крылатое выражение

▪ статья Кто первым увидел обратную сторону Луны? Подробный ответ

▪ статья Стирка белья. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Многоканальное усилительное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Телепатический дар. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026