Материалы, применяемые при
изготовлении двухслойных катамаранов
Двухслойные катамараны имеют гондолы,
состоящие из двух слоев ткани, прочного наружного слоя (силовой оболочки) и
внутреннего воздухонепроницаемого слоя (внутренних баллонов). Прочная упругая
рама объединяет между собой две гондолы в одну конструкцию - катамаран.
Форма гондол задается избыточным давлением воздуха во внутренних баллонах, которые прижимаются к силовой оболочке и придают им необходимую форму.
Назначение силовой оболочки – удерживать заданную форму
гондолам катамарана.
Назначение внутренних баллонов – удерживать воздух внутри
баллонов при заданном давлении.
Назначение рамы – соединить две гондолы в одну конструкцию
– катамаран.
Силовая оболочка должна сохранять заданную форму гондол при воздействии влаги в диапазоне максимальных рабочих давлений воздуха (при температуре 0 – +60 0 ), не разрушаться (не терять своих прочностных характеристик) при воздействии предельных температур и ультрафиолетового излучения, успешно противостоять внешним силам, пытающимся ее разрушить. Дно силовой оболочки должно быть стойким к истиранию, иметь минимальный коэффициент трения и не терять свою прочность при надрезе – иметь большую прочность ткани на раздирание . При изготовлении силовых оболочек производители катамаранов применяют материалы, которые имеют различные прочностные и другие характеристики, определяющие качественные свойства гондол и в целом всего катамарана.
Достоинства и недостатки некоторых материалов, применяемых при изготовлении силовых оболочек:
Капроновые ткани (Авизент)
- Достоинства – легкий вес. Применяются при изготовлении верхней части силовой оболочки.
- Недостатки - растягиваются при намокании (силовая оболочка теряет упругость), на солнце теряют свою прочность в несколько раз, со временем легко рвутся. Имеют небольшую цветовую гамму.
Тентовые ткани ПВХ
Имеют один слой основы и два слоя ПВХ – один лицевой, один внутренний.
- Достоинства – имеют достаточно высокую прочность на разрыв, не теряют своих силовых и других свойств на солнце и при намокании. Имеют широкую цветовую гамму. Хороший материал для изготовления верхней части силовых оболочек.
- Недостатки – имеют небольшую прочность на раздирание (при надрезе легко рвутся в продольном или поперечном направлении). Наружный и внутренний слои имеют избыточную толщину ПВХ, что увеличивает вес оболочки без увеличения ее прочности.
Лодочные ткани PU
Имеют один слой основы и два слоя полиуретана – наружный слой, стойкий к истиранию, внутренний, воздухонепроницаемый.
- Достоинства – имеют достаточно высокую прочность на разрыв, не теряют своих силовых и других свойств на солнце и при намокании, в холодную погоду (при температуре близкой к 0) остаются эластичными. Наружный слой стоек к истиранию и имеет небольшой коэффициент трения с водой. Неплохой материал для изготовления нижней части силовых оболочек.
- Недостатки – имеют недостаточную прочность на раздирание. Внутренний слой PU является балластом и увеличивает вес оболочки без увеличения ее прочности. Имеют ограниченную цветовую гамму.
Специальные многослойные ткани ПВХ
Имеют несколько слоев основы и обладают отличными прочностными характеристиками. Изготавливаются только под заказ.
- ПВХ 700 – четырехслойная ткань ПВХ, два слоя основы и два слоя ПВХ, 700гр/м.кв.
- ПВХ 950 – четырехслойная ткань ПВХ, два слоя основы и два слоя ПВХ, 950гр/м.кв.
- ПВХ 1100 – пятислойная ткань ПВХ, два слоя основы и три слоя ПВХ, 1100гр/м.кв.
- ПВХ 1400 – шестислойная ткань ПВХ, три слоя основы и три слоя ПВХ, 1400гр/м.кв.
Многослойные ткани ПВХ производятся на оборудовании компании «ISOTEX» (Италия) с применением высококачественного европейского сырья. Основа – полотно суровое основовязальное (ПСО) из полиэфирных нитей 1140 dTex с малым количеством кручений, благодаря чему, удлинение материала в продольном и поперечном направлениях незначительно и одинакова в обоих направлениях. Это свойство многослойных тканей позволяет сохранять первоначальную форму надувных изделий при больших нагрузках.
Определение некоторых понятий
Прочность на разрыв – усилие, требуемое для разрыва полоски ткани 50х200мм (или полоски ткани 20х100мм) в продольном /поперечном направлении, указывается в ньютонах (Н) (или в даН. 1даН=10Н). Чтобы перевести числовое значение разрывной нагрузки из даН в ньютоны, необходимо учесть, что полоска 20мм в 2,5 раза уже полоски 50мм и числовое значение даН необходимо умножить на 25.
Прочность на раздирание – сопротивление ткани разрыву при надрезе, указывается в ньютонах (Н) или даН. Чтобы перевести числовое значение из даН в ньютоны, его необходимо умножить на 10;
Основа – ткань полиэстер или полиэфир, полотняного или другого переплетения.
Адгезия - сцепление разнородных тел в местах контакта их поверхностей. В нашем случае, это усилие, которое необходимо приложить, чтобы оторвать покрытие от тканевой основы, указывается в ньютонах (Н).
Светостойкость – устойчивость цвета ткани к ультрафиолетовому излучению солнца. Указывается в баллах от 1 до 8.
Температурный режим использования. Обычно в пределах -30 С / +70 С
Изготовители тентовых тканей
Россия – «Александровискож» г. Александров, «ИСКОЖ» г. Котовск, «Ивановоискож» г. Иваново.
Беларусь – ИП «ТехноТекс». Тентовая ткань изготавливается на полиэфирной основе.
Франция – «FERRARI», Бельгия – «SIOEN», http://www.helvetica-t.ru/catalog-35.html Германия – «Verseidag», Финляндия – «Scantarp», Южная Корея – «UNISOL». Тентовая ткань изготавливается на основе полиэстера.
Ткани на основе полиэфирных нитей имеют больший коэффициент растяжения (более упруги), чем ткани на основе нитей из полиэстера.
Технические характеристики некоторых тканей.
Для наглядности, чтобы разорвать полоску ткани прочностью 1000 Н необходимо на нее повесить груз массой 1000/9,81 = 102 кг
| Наименование ткани |
Вес ткани г/м.кв |
Вес основы г/м.кв |
Кол-во слоев основы |
Прочность на разрыв Н |
Прочность на раздир Н |
Адгезия Н |
Свето-стойкость, баллы |
| «Александровискож» |
700 |
|
1 |
2500/2000 |
30 0 /300 |
55 |
4 |
| «Ивановоискож» |
|
|
|
|
|
|
|
| Автотент 650 |
650 |
|
1 |
2500/2000 |
30 0 /300 |
55 |
4 |
| Автотент 850 |
850 |
|
1 |
2500/2000 |
30 0 /300 |
60 |
4 |
| ТМП-2У «Теза» |
850 |
|
1 |
2500/2000 |
30 0 /300 |
40 |
4 |
| «Skantarp» |
|
|
|
|
|
|
|
| Арт. 4429 |
300 |
|
1 |
1000/1000 |
110/110 |
60 |
7 |
| Арт. 4545 |
550 |
|
1 |
1000/1000 |
110/110 |
60 |
7 |
| Арт. 6445 |
700 |
195 |
1 |
3000/3000 |
300/300 |
100 |
7 |
| Арт. 6372 |
850 |
265 |
1 |
4000/4000 |
550/550 |
100 |
7 |
| Арт. 6594 |
1300 |
|
1 |
7500/7500 |
1100/1100 |
120 |
7 |
| «SIOEN» |
|
|
|
|
|
|
|
| В7000 |
550 |
160 |
1 |
2200/1800 |
250/250 |
90 |
7-8 |
| В7119 |
630 |
160 |
1 |
2200/1800 |
250/250 |
90 |
7-8 |
| В6000 |
900 |
260 |
1 |
4000/3500 |
600/500 |
100 |
7-8 |
| «Verseidag» |
|
|
|
|
|
|
|
| В1065 |
620 |
180 |
1 |
2800/2500 |
250/250 |
|
7 |
| В1293 |
670 |
210 |
1 |
3000/3000 |
300/300 |
|
7 |
| В1071 |
900 |
275 |
1 |
4300/4000 |
600/530 |
|
7 |
| «FERRARI» |
|
|
|
|
|
|
|
| 905 |
900 |
265 |
1 |
4000/4000 |
600/550 |
120 |
7 |
| 705 |
670 |
195 |
1 |
3000/3000 |
300/300 |
90 |
7 |
| «Технотекс» |
|
|
|
|
|
|
|
| ТТ630 |
630 |
175 |
1 |
2550/2800 |
260/250 |
70 |
7-8 |
| ТТ400 |
400 |
175 |
1 |
2550/2800 |
260/250 |
70 |
7-8 |
| Многослойные ткани |
|
|
|
|
|
|
|
| ПВХ700 |
700 |
350 |
2 |
5100/5600 |
700/800 |
70 |
7-8 |
| ПВХ950 |
950 |
350 |
2 |
5100/5600 |
700/800 |
70 |
7-8 |
| ПВХ1100 |
1100 |
350 |
2 |
5100/5600 |
800/900 |
70 |
7-8 |
| ПВХ1400 |
1400 |
525 |
3 |
7700/8400 |
1100/1250 |
70 |
7-8 |
| Лодочная PU950 |
950 |
245 |
1 |
3800/3800 |
600/500 |
60 |
6 |
При изготовлении силовых оболочек мы применяем следующие материалы:
- Ткани. Технотекс 630 – верхняя часть силовой оболочки, ПВХ 1100, ПВХ 950– дно и бок силовой оболочки. ПВХ 700 –верхняя часть силовой оболочки, ПВХ 14000 – дно силовой оболочки (по просьбе Заказчика).
- Не армированная полоска ПВХ шириной 30 мм и 20 мм, применяется для защиты швов от стирания.
- Фурнитура. Оцинкованные металлические люверсы , диаметром 10 мм , покрыты слоем цинка для защиты от коррозии. Защитный слой цинка, при установке люверса, не растрескивается (в отличие от никеля и хрома) и долго защищает люверс от ржавчины. Пряжки металлические , трехщелевые, двухщелевые , покрыты защитным слоем никеля. Металлические полукольца из проволоки O5 мм, сварные, покрыты никелем. Нитки лавсановые, Л170, Л250 имеют высокую прочность на разрыв и не теряют своей прочности под воздействием ультрафиолетового облучения солнца. Например, капроновые нитки под воздействием солнца уменьшают свою прочность в несколько раз.
Внутренние баллоны должны иметь минимальный вес и максимальную воздухонепроницаемость, быть достаточно эластичными и прочными, удерживать свои характеристики в диапазоне климатических температур.
Изготовители двухслойных катамаранов при изготовлении внутренних баллонов применяют следующие материалы:
- Полиуретановые пленки.
- Трехслойные полиуретановые ткани (ткани ПВХ с содержанием полиуретана). « Skantarp » Арт. 4429, Арт. 4545.
- Трехслойные прорезиненные ткани. Изготовители прорезиненных тканей: г. Ярославль , г. Уфа, г. Барнаул.
Капроновая ткань с двухсторонним резиновым покрытием 51-183-2 (Народное название «Чернуха»).
Основа: капрон 47 гр/м.кв.;
Вес ткани: 220 – 250 гр/м.кв:
Ширина ткани: 81 – 85 см;
Рабочий диапазон температур: -30 0 - +70 0 С, непродолжительно + 100 0 С;
Разрывная нагрузка полоски 50 на 200мм по основе/утку: 66/55 кгс;
Капроновая ткань с двухсторонним резиновым покрытием 8-295 (Народное название «Рыжуха», «Уфимка»).
Основа: капрон 95 гр/м.кв.;
Вес ткани: 330 – 340 гр/м.кв:
Ширина ткани: 102-105 см;
Рабочий диапазон температур: -30 0 - +70 0 С;
Разрывная нагрузка полоски 50 на 200мм по основе/утку: 125/110 кгс;
Капроновая ткань с двухсторонним резиновым покрытием 1542 (Народное название «БЦК», «БЦЦ»).
Основа: капрон 85 гр/м.кв.;
Вес ткани: 550 – 590 гр/м.кв:
Ширина ткани: 95-100 см;
Рабочий диапазон температур: -40 0 - +50 0 С;
Разрывная нагрузка полоски 50 на 200мм по основе/утку 120/100 кгс;
При изготовлении внутренних баллонов мы применяем следующие материалы:
- ткань 8-295,
- трубки надува с внутренним диаметром 20 мм и 10 мм.
- Полихлоропреновый водостойкий клей «Луч ПХК» (Прочность клеевого соединения на отслоение – более 27Н/см.)
Рама катамарана. При изготовлении рам катамаранов применяются дюралевые, закаленные трубы марки Д16т с отличными прочностными характеристиками. Поставщики дюралевых труб: г. Москва
http://www.gefestmetal.ru/alumprocat.htm.
Прочностные характеристики некоторых сплавов:
| Марка сплава |
Тип |
Сопротивление, КГС/мм2 |
| Амц |
н |
135 |
| Амг |
н |
165 |
| АД31 |
н |
155 |
| |
тн |
265 |
| АД35 |
т |
200 |
| |
т1 |
270 |
| АВ |
т |
210 |
| |
т1 |
310 |
| АК6 |
т |
285 |
| |
т1 |
355 |
| Д1 |
т |
335 |
| Д16 |
м |
375 |
| |
т |
420 |
| В95 |
т1 |
490 |
Вес погонного метра дюралевых труб Д16т и округленное значение выдерживаемого ими изгибающего момента. Удельный вес Д16т = 2,78 г/см.кв
| Диаметр – стенка, мм |
Вес 1п.м, кгс |
Изгибающий момент Ми, кгс.м |
| 14 - 1 |
0,11 |
3,1 |
| 16 - 1 |
0,13 |
4,2 |
| 30 - 1 |
0,26 |
15,2 |
| 32 - 1 |
0,27 |
1 7,4 |
| 32 - 1,5 |
0,40 |
27,5 |
| 36 - 1,5 |
0,46 |
34,5 |
| 40 - 1,5 |
0,51 |
43 |
| 40 - 2 |
0,68 |
56 |
| 42 - 1,5 |
0,53 |
47,5 |
| 45 - 1,5 |
0,57 |
53 |
| 45 - 2 |
0,76 |
72 |
| 48 - 1,5 |
0,61 |
62 |
| 50 - 1,5 |
0,64 |
65 |
| 50 - 2 |
0,85 |
90 |
Изгибающий момент Ми = P * L /4
Рамы катамаранов изготавливаются из труб Д16т:
| Наименование
катамарана |
Продольные трубы
Диаметр, не
менее |
Поперечные трубы
Диаметр, не
менее |
| «Сож 2» |
40х1,5 мм |
42х1,5 мм |
| «Белрафт 2т» |
4х1,5 мм |
42х1,5 мм |
| «Белрафт 2тт» |
42х1,5 мм |
42х1,5 мм |
| «Сож 4» |
42х1,5 мм |
42х1,5 мм |
| «Белрафт 4т» |
42х1,5 мм |
48х1,5 мм |
| «Белрафт 4тт» |
45х1,5 мм |
48х1,5 мм |
При соединении труб, используются наружные муфты из Д16т бОльшего диаметра и внутренние муфты из нержавейки.
Особенностью разборных труб рам катамаранов «Белрафт», является то, что соединительные муфты не имеют болтовых соединений, благодаря чему прочность разборных труб не уступает прочности цельных!
