Технологии производства Парусов

С середины 80-х годов, с развитием вычислительной техники и программного обеспечения, фирмы по производству парусов постепенно компьютеризировались и к началу 2000-х уже все уважающие себя фирмы перешли на компьютерное моделирование и раскрой парусов на плоттере. Это позволило, с одной стороны, упростить и ускорить процесс производства парусов, с другой стороны, систематизировать наработки и значительно улучшить качество выпускаемой продукции.

Самое сложное в «ручном производстве» парусов было то, что парус практически невозможно было повторить. Нет-нет да выложится рейка слегка по-другому, и парус получится не совсем таким, как предыдущий. С применением компьютера и плоттера эта проблема ушла в прошлое.

На данный момент гоночные паруса разделяются на 2-е большие группы: Дакроновые и Ламинатные. Крылья Кубка Америки пока к парусам относить не будем.

Дакроновые паруса с годами практически не изменились; несколько изменились только сами дакроны – они стали более качественные, то есть, при одинаковом весе они стали несколько прочнее и менее растягивающимися. Сейчас паруса из гоночного дакрона в основном используют только на небольших яхтах и на яхтах, где Правилами Класса разрешены только тканые материалы.

На остальных яхтах всё чаще и чаще используют ламинаты, и это связано с тем, что главное для гоночного паруса – это вес и способность держать форму, и ламинаты решают поставленные задачи. 

Ламинаты могут быть сделаны по разным технологиям и из разных материалов, но принцип у них всегда один — основа (плёнка, тафета, может быть, даже просто дакрон), усиленная армирующими нитями. Армирующие нити могут быть как из простого полиэстера или из дайнимы, так и из арамидных волокон (Kevlar, Twaron, Technora и т.д.) или из угля. Также ламинатный парус может быть изготовлен из обыкновенного «рулонного» ламината или из «нерулонного» ламината по технологиям D4, Tape-Drive или 3DL/3Di.

«Рулонный» ламинат, по сути, тоже, что и рулонный дакрон, только прочнее и легче, и технология изготовления парусов из него выглядит примерно так же, как и технология изготовления обыкновенного дакронового паруса – те же панели, боуты, швы и т.д.  

Значительно интереснее выглядят паруса из «нерулонного» ламината. Сейчас на рынке есть 3-и основных направления (или технологии) по производству таких парусов:
• 3Di – только North Sails;
• D4 – Elvstrom, Quantum, Doyle, OneSails, BankSails и многие др;
• Tape-Drive – UK-Hasley и Doyle.

Технология 3Di — является развитием технологии 3DL, то есть «выпекание» паруса целиком на болване изменяемой формы. 3DL появился в 1992 году, и это был прорыв в технологическом развитии производства парусов. Об 3DL уже много писали, в том числе и в журнале «Катера и Яхты» №2 (160) 1996 г (скан этой статьи можно скачать здесь), поэтому скажем только, что придумала эту технологию и запатентовала её – компания North Sails и, на данный момент, только она производит (и имеет право производить) паруса по технологии 3DL/3Di.  Видео процесса формирования и производства 3DL — здесь. Как уже говорилось 3Di  – это развитие технологии 3DL. С одной стороны принципиально в ней нет ничего нового – 3Di паруса «выпекается» на том же болване изменяемой формы, что и 3DL паруса. Но, с другой стороны, 3Di паруса собираются не из плёнок и непрерывных нитей, а послойно из специально изготовленных лент. Видео про производство 3Di — здесь и здесь.

Технология D4 появилась в 1996 году, в качестве ответа технологии North 3DL, благодаря усилиям австралийской компании Fraser Sails. История создания этой технологии – здесь, и на русском языке — здесь.
Основная идея паруса изготовленного по технологии D4 – это парус, изготовленный из нескольких ламинированных плоских панелей, где в каждой панели армирующие нити расположены примерно по главным напряжениям, возникающим в парусе под нагрузкой.

Процесс производства панелей D4 и парусов из этих панелей выглядит следующим образом:
1. При проектировании паруса, на нём сразу проектируют (располагают) силовые армирующие и стабилизирующие нити в том количестве, в котором они будут затем выложены на панелях.
2. Далее парус ещё на компьютере разделяют на панели, ширина панелей зависит от «станка» на котором они будут изготовлены. 
3. Затем панели расчётно разворачивают на плоскость и отправляют в изготовление на «станок». «Станок» по изготовлению D4 панелей представляет из себя смесь огромного плоттера и пресса. 
4. После того, как каждая панель паруса индивидуально будет изготовлена, парус собирают по обыкновенной панельной технологии. (или ультрозвуковая сварка, или обыкновенное сшивание и т.д.). 

 

 

 

 

Как уже говорилось, количество панелей паруса определяется «станком» и/или технологией «станка», на котором эти панели были изготовлены. Обычно небольшие паруса (примерно до тонника/полутонника) изготавливаются из 5-6 панелей, и, соответственно, форма в них задается 4-ю/5-ю швами и серпами по шкаторинам. Большие паруса, изготовленные по технологии D4, чтобы не получать огромные закладки в швах и большую «гранёность» паруса в целом, дробят на более мелкие панели, примерно с шагом 1,5 метра.

Так как в панелях D4 практически нет «лишних» ниток и лишнего материала (всю нагрузку воспринимают основные несущие волокна, которые расположены примерно по главным напряжениям паруса), то такой парус получается легче и прочнее, чем парус из простого «рулонного» ламината и тем более дакрона. Со стороны, если такой парус очень хорошо сделан, швов можно не заметить и решить, что D4 это тоже самое, что 3DL, однако, как мы рассмотрели выше – это принципиально разные вещи: 3DL – это бесшовный парус, целиком собранный из непрерывных нитей на болване – он весь форма, в то время как D4 – это парус из плоских панелей, где вся форма определяется количеством швов и размером закладок в них. 
Технологией и брендом D4 долгое время владела фирма Dimension-Poliant – гигант по производству парусных тканей и ламинатов. Теперь по слухам ею владеет компания Incidence Sails. Однако уже почти у всех больших производителей парусов эта технология (можно сказать «станок») теперь тоже имеется, но под своими названиями, например «Stratis» у Doyle, «Fusion M» у Quantum, «Membrane» у BanksSails и т. д. 
 
Технология Tape-Drive – это собственность и основная идея парусов от UK-Halsey. Эта технология появилась примерно в одно время с технологией 3DL. Говорят, в создании технологии Tape-Drive участвовала компания Elvstrom Sobstad, но сейчас практически невозможно найти этому подтверждения. Недавно, технологию Tape-Drive начала применять также и компания Doyle для производства своих парусов. 
Основной смысл этой технологии в том, чтобы нанести на готовый панельный парус непрерывные армирующие силовые ленты. Это так же, как и D4 позволяет сделать парус легче и прочнее.
 
 
Принцип технологии Tape-Drive в следующем: «болванка» паруса (сшитые, собранные панели без ликтросов, боутов и усилений) изготавливается из лёгкого панельного материала, будь-то лёгкий дакрон, лёгкий ламинат и т.д., а затем на неё сверху наклеиваются непрерывные силовые ленты расположенные примерно по главным напряжениям паруса. Сейчас UK-Halsey развили и усовершенствовали технологию Tape-Drive и назвали её «MatriX Titanium». Идея та же, только вместо приклеенных широких лент используются пакетом приклеенные на парус непрерывные тонкие нити. Таким образом, парус получается ещё стабильнее и легче.
Самым тёмным местом в технологии Tape-Drive остаётся способ нанесения армирующего материала (нитей, лент и т.д.) на парус. В 3DL – это делается «машиной», когда парус растянут на болване, в D4 нити укладываются «станком» (мега плоттером) на каждую панель в момент её изготовления. Но как непрерывные нити наносятся на уже готовый парус, который очевидно, что не плоский? Раньше это наверняка делали в ручную, сейчас вероятно с применением компьютеров и специальных приспособлений, к сожалению данных в открытых источниках об этом нет. В любом случае, так или иначе, технологии Tape-Drive уже больше 20-и лет и свою надёжность она подтвердила временем.
 
 
Главное отличие технологии Tape-Drive от D4 – это то, что армирующие ленты/нити, во-первых, непрерывные, а во вторых находятся не внутри ламината, а снаружи.
Но, в итоге, и Tape-Drive и D4 – это технологии по производству парусов из плоских панелей – где вся форма, как и в традиционных парусах, определяется количеством швов и размером закладок в них.
 
В принципе, за последние 5-7 лет в производстве и в технологии производства парусов значительных революций не происходило. Постепенно улучшаются ткани, плёнки и другие материалы для производства парусов, оптимизируются способы сборки парусов, дизайн. Все, кто владеет той или иной технологией (North, UK и т.д.), постепенно её дорабатывают и совершенствуют c целью повышения качества выпускаемой продукции. 
 
Одним из таких усовершенствований стала разработка компанией Q-Bond приспособления для сборки парусов без швейной машинки. Условно, это приспособление можно назвать Ультразвуковой Сварочный Аппарат. 
 
 
Суть приспособления достаточно проста – с помощью генерируемого ультразвука прибор нагревает специальную клейкую ленту прямо внутри шва, и эта лента под воздействием температуры полимеризируется и обеспечивает шву прочность. Сейчас почти каждая уважающая себя фирма имеет у себя на производстве такой аппарат. У нас такой аппарат есть, на фото именно он.
 
В общем и целом, если рассматривать существующие технологии производства парусов, то перспектива развития гоночных парусов станет очевидна: гоночные паруса, если их не будут ограничивать какие-либо Правила, будут ещё быстрее, легче, прочнее и стабильнее. Да, есть мнение, что и существующие на сегодняшний день технологии и наработки позволяют создать парус близкий к идеалу. Но, с очень большой вероятностью, можно с уверенностью сказать – это не предел.