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:

▪ Гоночный автомобиль Ленинград-2

▪ Секреты резиномотора

▪ Торпедный катер

Смотрите другие статьи раздела Моделирование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Короткофокусный проектор LG PH450UG-GL 03.02.2017 Компания LG Electronics представила короткофокусный проектор LG PH450UG-GL, основными отличительными особенностями которого являются беспроводное подключение, передача звука по Bluetooth, встроенный аккумулятор на 2,5 часа работы, размер экрана до 80 дюймов и быстрый запуск файлов с USB. Проектору MiniBeam PH450UG достаточно всего 33 см от стены для того, чтобы показать картинку размером 80 дюймов и 7,5 см для картинки размером 40 дюймов. Новый проектор имеет широкие возможности беспроводного подключения: можно передавать изображения и звук по Bluetooth с мобильных устройств. Встроенный аккумулятор обеспечивает 2,5 часа работы, что позволяет использовать проектор как мобильный кинотеатр, а легкий вес проектора позволяет переносить его одной рукой. Запуск видео, изображения и любые офисные приложения через USB расширяет возможности проектора. Для поклонников трехмерного изображения есть возможность наслаждаться объемным видео, 3D формат воспроизводится даже с USB флэш-носителя. Кроме того, проектор будет долго радовать своих хозяев: LED-лампы отображают натуральные и насыщенные цвета и работают до 30 000 часов. Это означает, что они будут работать не менее 10 лет, даже если проектор будет работать по 8 часов каждый день.

Другие интересные новости:

▪ Загадка паука-хамелеона

▪ Аэростаты с ГЛОНАСС

▪ Физический эталон килограмма заменят квантовой формулой

▪ Новая серия wet-танталовых конденсаторов максимальной емкости

▪ Corning Gorilla Glass для в автомобилей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья И только что в газетах осталось: выехал в Ростов. Крылатое выражение

▪ статья Кто такой Гомер? Подробный ответ

▪ статья Воспитатель детского сада. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Походный светодиодный светильник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой блок питания, 5 вольт 0,5 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025