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), 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, хороший материал для изготовления нижней части силовых оболочек.
• Недостатки – 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.

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 тканей с покрытием ПВХ и PU.

Россия – «Александровискож» г. Александров, «ИСКОЖ» г. Котовск, «Ивановоискож» г. Иваново. Беларусь – ИП «ТехноТекс». Ткань основы - полиэфир.

Франция – «FERRARI»; Бельгия – «SIOEN»; Германия – "Mexler Texnologies"; Финляндия – «Scantarp»; Южная Корея – "MIRASOL". Ткань основы - полиэстер.

Оптовый поставщик лодочных, тентовых и др. технических тканёй - "ВАЛМАТЕКС", г. С.Петербург.

Пример, чтобы разорвать полоску ткани, прочностью 1000 Н, необходимо на неё повесить груз массой 1000/9,81 = 102 кг.

Характеристики некоторых тканей ПВХ и PU различных производителей.

Наименование ткани	Вес ткани г/м.кв	Вес основы г/м.кв	Плетение основы	Прочность на разрыв Н
«Александровискож»	700		Р1	2500/2000
«Ивановоискож»
Автотент 650	650		Р1	2500/2000
Автотент 850	850		Р1	2500/2000
ТМП-2У «Теза»	850		Р1	2500/2000
«Skantarp»
Арт. 4545	550		Р1	1000/1000
Арт. 6445	700	195	Р1	3000/3000
Арт. 6372	850	265	Р1	4000/4000
«FERRARI»
905	900	265	Р1	4000/4000
705	670	195	Р1	3000/3000
"Mexler Texnologies"
Plastel panama TE95	950	280гр (12х12 нитей 1100 текс)	Р2/2	4500х4500
Plastel panama TE115	1150	280гр (12х12 нитей 1100 текс)	Р2/2	4500х4500
Plastel panama TE130	1300	280гр (12х12 нитей 1100 текс)	Р2/2	4500х4500
Plastel TE80	800
Plastel TE62	620
"MIRASOL"
IBF 850	850	260гр (12х11 нитей 1100 текс)	P1	3800х3500
IBF 1050	1050	260гр (12х11 нитей 1100 текс)	P1	3800х3500
IBF 1350	1350	260гр (12х11 нитей 1100 текс)	P1	3800х3500
«Технотекс»
МТ 850	850	210гр (8Х8 нитей 1400 текс)	Р1	3000/3200
МТ 630	630	175гр (8х8 нитей 1100 текс)	Р1	2400/2500
МТ 500	500	180гр (8х8 нитей 1140 текс)	С1	2400/2500
Специальные ткани (изготавливаются под заказ)
ПВХ Y350	350	210гр (8х8 нитей 1400 текс)	Р1	3000/3200
ПВХ P700	700	420гр (16х16 нитей 1400 текс)	Р1+Р1	6000/6600
ПВХ H1050	1050	630гр (24х24 нити 1400 текс)	Р1+Р1+Р1	9000/9900
ПВХ D1250	1250	420гр (16х16 нитей 1400 текс)	Р1+Р1	6000/6600

*Основа: Р2/2 - двухслойная основа полотняного двухниточного плетения; Р1 - однослойная основа полотняного плетения нитей,

                 Р1+Р1 - два слоя основы полотняного плетения; Р1+Р1+Р1 - три слоя основы полотняного плетения.

 

Структура ткани полотняного плетения нитей - "Р1".

Структура ткани плетения нитей - Р2/2 (PANAMA).

(объёмная и плотная основа - прочная на разрыв и раздир)

Структура ткани Y350 в разрезе.

Используется для изготовления верхней части силовой оболочки катамаранов 2м, 2ТБ (облегчённый вариант).

При намокании - ткань не тянется (замена ткани "Авизент")

Структура ткани Р700 в разрезе.

Используется для изготовления съёмных палуб "Трамплин".

Структура ткани Н1050 в разрезе.

Используется для изготовления лент с люверсами (к ним крепится рама катамарана с помощью шнуровки).

Структура ткани D1250 в разрезе.

Применяется для изготовления донного клина силовой оболочки катамаранов.

Структура тентовой ткани МТ630 в разрезе.

Применяется для изготовления верхней части катамаранов и надувных сидений.

Структура ткани МТ850 в разрезе.

Применяется для изготовления бокового клина силовой оболочки катамаранов: 2м, 2ТБ, 2тт.

Структура полиуретановой ткани PANAMA TE95 в разрезе.

Применяется для изготовления бокового клина силовой оболочки катамаранов: 2т, 4т, 4тт, 6тт.

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, 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.

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: 91 – 93 см; (г.Уфа).
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; (г.Уфа).
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; (г.Ярославль).
Рабочий диапазон температур: -40 0 - +50 0 С; 
Разрывная нагрузка полоски 50 на 200мм по основе/утку 120/100 кгс;

При изготовлении внутренних баллонов "Белрафт" используются следующие материалы:

• ткань Арт. 51-183-2; Арт. 8-295 (г.Уфа),
• 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  "Гефест Металл"

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 Белрафт изготавливаются из дюралевых труб Д16т диаметром 42(40)х1,5(2); 45х1,5 и 48х1,5 мм,

кницы изготавливаются из ударопрочного и упругого пластика ABS:

Особенностью разборных труб рам катамаранов «Белрафт», является то, что соединительные муфты не имеют болтовых соединений, благодаря чему прочность разборных труб не уступает прочности цельных!