Парапланы и Кайты в Сибири

или :

MGalleryItem

Cтропы параплана - важное техническое достижение. Непосвященному человеку может показаться, что Ваша жизнь висит на волоске: "Они выглядят тоньше, чем леска!" – восклицают они. Все люди, далекие от парапланеризма, видят что-то очень тонкое, похожее на нить для чистки зубов, но надежность параплана очень высока в наши дни. Некоторые крылья достигают значений перегрузок в 16G на тестах на разрушение DHV и AeroTests, и реально имеют еще больший запас прочности для ткани крыла и стропной системы. В последние несколько лет парапланеристы много говорили о тканях, из которых сделаны крылья, но едва ли о стропах вообще.MGalleryItem

У Современного параплана от 300 м. и 450 м. строп, в нескольких рядах, подходящих к крылу. У параплана нет никакой твердой структуры, таким образом, проблема для проектировщика состоит в том, чтобы равномерно распределить давление на крыло, а также минимизировать количество строп, чтобы сократить сопротивление. Раньше у крыла обычно было по одной стропе на секцию, ниже стропы соединялись вместе каскадами, чтобы сократить расход строп и сопротивление в полете, но после появления косонервюрных крыльев в середине 1990-х стало возможным сократить количество строп до одной на две или три секции. Сокращение количества строп от 5 к 2-м или 3-м означало, что стропы должны быть намного более крепкими, чем ранее. Количество стропы, используемой в косонервюрных крыльях сократилось почти вдвое, это явилось для производителей строп большим парадоксом: рынок требовал намного более прочную, более тонкую стропу, изготовление которой было более затратным, но при этом производители парапланов купят намного меньше стропы на тоже самое число производимых ими парапланов.

MGalleryItem

Понимание процесса изготовления строп параплана поможет нам в уходе за ними. Стоимость замены стропной может подвергнуть сомнению дальнейшую жизнь крыла, поскольку это может оказаться экономически нецелесообразно.
Мы были приглашены на фабрику  Cousin Trestec, это один из крупнейших производителей строп для парапланов в мире. На фабрике в северной части Франции около Лилля, смежного с каналом, который отмечает бельгийскую границу, изготавливают высококачественные стропы и веревки разной специфики, это семейный бизнес со 150-летней историей. Они производят парусные веревки, альпинисткие веревки, различные веревки и репшнуры для горных спасателей и других аварийных служб, помимо строп для парапланов. Здесь самый большой парк оплеточных машин в  Европе, с более чем 60 000 шпинделей, работающих постоянно! У Cousin Trestec оборот около десяти миллионов евро, и они яляются частью Cousingroup, принадлежащей Cousin brothers и Jacques Ferrant.

Стропы параплана по своей конструкции похожи на веревку (канат). Самая основная методика конструкции каната представляет собой кручение стекловолокон вместе, чтобы сформировать скрутку. Затем в механизированном процессе эта скрутка оплетается одиночными нитями, чтобы сформировать канат как показано на рис. 1(справа). Стропы параплана изготавливаются так же посредством кручения и оплетания. Таким образом незачехленная стропа представляет собой единый шнур. Если стропы оплеточные, то следующим этапом происходит их зачехление. Кручение и плетение увеличивают прочность и износостойкость.
Существует большое количество брэндов высокотехнологичных стекловолокон, используемых в стропах, и поэтому важно понять, какие их виды похожи и сравнить с другими наименованиями того же самого основного полимера. Оплетка сделана из полиэстера, а в ранних крыльях вся стропа была сделана из плетеного полиэстера. Со временем другие, более современные материалы вытеснили полиэстер из-за его более низкой прочности, а так же высокого коэффициента растяжения при большой нагрузке. Он используется для оплетки, поскольку оплетка берет на себя лишь 10 % от общей нагрузки на стропу. Сейчас существует два базовых материала, из которых изготавливают стропы, это -Дайнема (Dyneema), высокомодульный полиэтилен, и Технора (Technora), Кевлар (Kevlar) или Тварон (Twaron), разные брэнды ароматического полиамида или арамида. С этого момента, мы будем именовать два главных стекловолокна просто Дайнема и Технора, поскольку Технора – это та марка, которую использует Cousin в их конечных продуктах. Увидеть разницу между ними довольно просто, поскольку у стропы дайнема (Dyneema) есть белая жила, тогда как у стропы Технора (Technora) будет коричневато-желтый центр. Другие возможные материалы -  Вектран (Vectran) и Ксилон. Вектран - жидкокристаллический полимер с очень низкими характеристиками растяжения, но высоким весом по сравнению с дайнема. Он все еще используется несколькими компаниями-производителями парапланов сегодня. Другое стекловолокно, ПБО(PBO) или Ксилон уже не используют из-за чрезвычайно слабого сопротивления утрафиолету.

MGalleryItem

Дайнема имеет высокую прочность, небольшой вес, малую вытяжку, очень устойчива к действию ультрафиолетовых лучей и  к повреждениям на изгибе. Дайнема легче чем вода, что очень важно при занятиях водным кайтингом, поскольку стропы не будут тонуть. Но она не отличается очень высокой теплоустойчивостью, (размягчается при 144ºC и плавится при 165ºC) и растягивается сильнее, чем Технора, хотя Cousin во время изготовления стропы комбинируют процесс кручения и оплетки с высоким нагревом, благодаря чему растяжение значительно уменьшается. Этот процесс, детали которого засекречены, должен происходить при определенных условиях, чтобы иметь положительный эффект.

Технора очень прочна, прочнее Дайнемы, имеет очень хорошую теплостойкость (не горит и не плавится), у нее очень низкая вытяжка, в чем она опять превосходит Дайнемо. Технора в пять раз легче, чем сталь при идентичной прочности. Но есть свои минусы: она тяжелее, чем Дайнема, менее устойчива к ультрафиолету и хуже показатели прочности сопротивления изгибу. В настоящее время ведутся разработки Дайнема, чтобы искоренить ее недостатки по сравнению с Технора.

Однако, точно так же как при выборе материала для крыла, заводы - изготовители парапланов не используют одно волокно для строп, есть тенденция использовать разнообразные материалы при изготовлении крыльев. Мы можем выбирать между оплеточными Технора, оплеточными Дайнемо и безоплеточными Дайнемо в типичном DHV2 или 2-3 крыле.
Теперь мы знаем, что представляет собой волокно, давайте бегло рассмотрим процессы, которые применяются на Cousin Trestec.

Волокна стекловолокна наматываются на бобины, и в этой фазе они проверяются на прочность и отсутствие разрывов. Бобины загружаются в оплеточные машины. Там производится жила или, другими словами, начисто обработанная стропа, в случае безоплеточных строп. Чтобы произвести оплеточную стропу, требуется   второй процесс оплетки, в котором эту жилу зачехляют. Оба процесса непрерывны, в результате получается стропа длинной равная стекловолокну намотанному на бобины на первом этапе.

Новейшие  безоплеточные стропы окрашены и покрыты составом полиуритана, который улучшает устойчивость к воздействию ультрафиолетовых лучей и уменьшает шероховатость поверхности стропы, благодаря чему уменьшается вероятность запутывания. Это совершенно новый конечный продукт.
Далее  для безоплеточных строп Дайнема применяется процесс вытяжки при тщательно контролируемых условиях, при высокой температуре. В результате этого процесса увеличивается прочность, снижается вытяжка, а также уменьшается диаметр стропы.

Вот некоторые интересные результаты:
-Растяжение стропы  под 12-килограммовой нагрузкой уменьшено на 78 %
-Предел прочности на разрыв увеличился на 19 %
-Износостойкость увеличилась на 10 %
-Стойкость к повреждениям на изгибе увеличилась на 9 %
-Диаметр уменьшен на 5 %

MGalleryItem

Оплеточные дайнема также проходят через этот процесс, но уже после того как их зачехлят.

У обработанной начисто стропы берут часть для испытаний, чтобы гарантировать качество изделия. Тесты включают проверку на брак, испытания на разрыв и испытание на изгиб DHV, где стропа 5000 раз подвергается изгибам под 150 разными углами прежде, чем быть испытанной на нагрузочное сопротивление снова.
Затем стропы со всей необходимой информацией о производителе, тестах и партии покидают фабрику и доставляются производителю парапланов. Этот тщательный контроль качества - часть процесса, обязательного по требованию Международной Организации по Стандартизации, он неукоснительно исполняется на Cousin.

Законченные стропы поразительны. Безоплеточная стропа из Дайнема с диаметром 0.66 мм (да, чуть более половины миллиметра!) имеет прочность на разрыв приблизительно 56 кг, и даже после 5 000 циклов на тесте DHV (имитирующем износ) ее прочность снижается всего до 54 кг. Если диаметр около 1 мм (1.12 мм), прочность на разрыв увеличивается до 172 кг, а после теста DHV все еще остается 153 кг. Показатели оплеточных строп тоже поражают, но у них менее прочное покрытие из полиэстера, таким образом их показатели ниже. Прочность на разрыв у оплеточной стропы Дайнема диаметром 1,1 мм приблизительно 128 кг. В процессе изготовления парапланов над стропами проводятся дополнительные манипуляции, в результате которых показатели прочности стропы несколько снижаются, таким образом прочность стропы будет определена изготовителем парапланов с учетом этого. Например, крыло Airwave Magic 3 выдержало на тестах нагрузку в  +16G, т е показатели прочности, заявленные производителем параплана верны.

 

Автор этой статьи, Стив Узочукву (Steve Uzochukwu ) (Великобритания), является Внештатным сотрудником Broadcast Technician, свободным летчиком различных самолетов и автором статей для журналов Skywings и Cross Country .

MGalleryItemMGalleryItem


Fig.1. Reprinted with permission


Стропы параплана – дополнения.

Что дало сокращение числа строп и уменьшение их диаметра?

Свойства параплана очень улучшились с тех пор как был совершен первый полет на модернизированных парашютах во Франзузских Альпах в середине 1980 гг. Многие из этих усовершенствований крыла и коэфициента снижения были достигнуты с сокращением сопротивления. По сравнению с началом 1990-ых потребление стропы снижается примерно до 40 %. Толщина стропы снизилась от 4 мм на первых моделях прародителях парапална, где за основу бралась конструкция парашюта до 2.1/1.6mm у промежуточных моделей крыльев. Срок службы увеличился от десятков часов полета до сотен или даже тысяч, что доказывают испытания некоторых крыльев производителем.

Основы анатомии стропы.

Для крыльев большинства пилотов используются оплеточные стропы: у стропы есть две явных части, внешняя оболочка (оплетка), прежде всего для защиты, и внутренняя жила (непосредственно сама стропа), берущая на себя основную часть нагрузки. Для компетишнов или иногда еще в верхней части каскадов строп, завод - изготовитель может определить безоплеточные стропы, чтобы уменьшить лобовое сопротивление. К минусам безоплеточных строп относятся: меньшая устойчивость к ультрафиолету и снижение износостойкости, но износ обычно не проблема для строп в верхней части каскада, поскольку они реже касаются земли и защищены от ультрафиолета в полете плоскостью крыла.

Немного химии

Таблица материалов.
Имя брэнда
Тип материала
Владелец брэнда
Дайнема
Высокомодульный полиэтилен
DSM High Performance Fibres
Спектра
Высокомодульный полиэтилен
Honeywell Performance Fibers
Технора
Ароматический полиамид/арамид
Teijin Ltd
Кевлар
Ароматический полиамид/арамид
DuPont
Тварон
Ароматический полиамид/арамид
Teijin Ltd

Вектрам
Жидкокристаллический Полиэфир
Celanese Acetate LLC

Арамиды относятся к полиамидам органических соединений, которые также включают Нейлон. Они состоят из полимеров, которые представляют собой очень длинные цепочки повторяющихся органических модулей, названных мономеры.

Полиэтилен. Молекулы в составе, используемом, чтобы сделать Dyneema, являются намного более длинными цепочками, чем у привычного нам полиэтилена, который используется для изготовления пакетов, в которых мы приносим покупки домой. Полиэтиленовые пакеты имеют в своих молекулах больше связей, однако их молекулярные цепочки более коротки. В результате этого более низки силы межмолекулярного взаимодействия, и следовательно более низок предел прочности.

Полиэфир (полиестер) - другое длинное органическое соединение с длинной молекулярной цепью, но со сложным эфиром в основе. Широко применяется в тканях для одежды, так же полиэфиру нашлось применение в свободном полете: Дакрон и Милар- материалы поверхности дельтаплана и Teijin Tetoron, ткань широко используемая в ранних моделях параплана.

Полиуритан [PU], , покрытие, используемое для новейших безоплеточных строп, относится к классу пластмасс, и защищает стропу от ультрафиолета, повреждений и износа.

MGalleryItem


MGalleryItem

Стропы создаются при помощи высоких технологий, но они нуждаются в заботе, чтобы сохранять прочность как можно дольше.

Советы по уходу за стропами:

  • Не оставляйте свой параплан возле источников тепла - зимой это может быть обогреватель или батарея, летом не стоит оставлять в машине на солнце.
  • Никогда не храните влажное крыло и избегайте влаги, запаковывая Ваше крыло. Не сушите крыло на прямом солнечном свете.
  • Не волоките свое крыло по земле.
  • Не оставляйте свое крыло открытым надолго перед взлетом.
  • Избегайте спутывания Ваших строп и связывайте узлом для хранения.
  • Маневры (уши, спирали, б-свал и любые виды аэробатики) ускоряют процесс старения и ослабляют стропы. Частое применение этих маневров требует более частой замены стропной системы.
  • После сильного динамического удара (например: большой коллапс) необходима проверка стропной.
  • У любого недавно приобретенного б/у параплана нужно проверить стропную.
  • Если вы произвели проверку стропной на уменьшение прочности, стропы, которые выборочно проверялись, необходимо заменить, потому что эта проверка приводит к повреждению и усталости проверяемых строп.
  • Параплан, который долгое время хранился, но совсем не использовался, уже не значит новый.
  • Будьте осторожны с очень тонкими и безоплеточными стропами особенно на компетишнах. Они требуют большей заботы о себе и легко повреждаются.

MGalleryItem

Оригинал статьи на www.ojovolador.com. Перевод - KoritZZa (c)

При использовании материалов с нашего сайта ссылка на www.paraplanoff.net обязательна.

Статьи в « Теория и Снаряга »

Комментарии *

Комментирование для данной статьи отключено.


При использовании любых материалов с сайта, ссылка на сайт http://www.paraplanoff.net обязательна! (с)
Партнеры:

Экстремальный портал VVV.RU Рейтинг@Mail.ru
links: