“D4”: новая вершина?

Прошел не один десяток лет с момента, когда компания “SOBSTAD”, производящая паруса для гоночных яхт, запатентовала технологию “Tape Drive”. Этот способ открыл новую технологическую страницу в истории проектирования и производства гоночных парусов, поскольку радикально решал проблемы наилучшего соотношения “прочность/вес” для мягкого крыла, являясь логическим продолжением цепи многочисленных ухищрений парусных мастеров в панельном комбинировании материалов с различными свойствами.

Напомним, что суть его заключалась в следующем. На скроенный из тонкой полимерной пленки парус с минимальным количеством формообразующих швов приклеивались сверху, а затем и прошивались ленты из арамидных волокон. Ленты эти ориентировали по линиям равных напряжений в парусе, полученным в результате компьютерного моделирования. При такой конструкции основные нагрузки воспринимались не самой парусной тканью (в данном случае пленкой), а легкими и практически нетянущимися волокнами лент.

Эту технологию приобрела американская фирма “UK Sailmakers” и продолжила совершенствования метода, оставляя нетронутой саму его суть. Ленты заменили на жгуты, которые затем стали просто приклеивать. Менялись материалы жгутов, совершенствовалась топология, но избавиться от главного недостатка — недолговечности соединения жгута с пленкой не удавалось. Паруса получались прочные и легкие, хорошо держали первоначальную форму, но быстро “сыпались”, как правило, не доживая даже до UV-предела живучести арамидных волокон.

Далее в технологическую гонку вступила знаменитая фирма “North Sails” и предложила “революционную” технологию “3DL”. Главное ее отличие состояло в том, что жгуты наносили на пленку майларовой основы, закрепленную на профильном “болване” паруса, и затем накрывали сверху другой пленкой. Далее этот “пирог” подвергался термической обработке; пленки спекались, фиксируя жгуты, и парус был готов. Проблема вроде бы решалась, но по-американски “в лоб”, с применением огромного количества дорогостоящей оснастки типа “болванов” переменного профиля, над которыми в специальной “люльке” летал оператор, наносящий жгуты, громоздких термоустановок, обеспечивающих спекание, и пр. Кроме того, “UK Sailmakers” подала в суд, который не усмотрел в технологии “3DL” заявленной “революционности”, равно как и патентной чистоты, и постановил, что “North Sails” должна выплатить “роялти”.

Понятно, что стоимость парусов получалась далеко не соответствующей массовому применению, что оставляло нишу для выживания традиционному панельному способу, как, впрочем, и технологии “Tape Drive”. Тем не менее, компании “North Sails” удалось повысить долговечность парусов, произведенных по технологии “3DL”, практически до предела UV-устойчивости арамидов. Но тут появились новые волокна, более устойчивые к воздействию UV, чем ранее применяемые. Компании, производящие ламинаты для панельного раскроя, получили фору, поддерживаемую по-прежнему значительной разницей в стоимости и, главное — долговечностью панельных парусов и “3DL”.

Дело в том, что качество ламината, спекаемого по технологии “3DL”, принципиально не могло достичь качества ламината, получаемого при традиционном горячем ламинировании в валках. К тому же “валковое” ламинирование было значительно дешевле и допускало более гибкую инвариантность ламинатных “пирогов” — практически на любой вкус и кошелек. А тут еще и компания “CUBEN FIBER” со своими вакуумными панелями... Словом, пытливые умы технологов снова увидели нишу, которую было можно и нужно попытаться заполнить, на сей раз не по-американски. Технологию, сочетающую качество парусов “3DL” и долговечность рулонных ламинатов, предложила австралийская компания “FRASER SAILS”. Ее специалистам удалось создать метод изготовления парусов, немногим превышающий по стоимости изготовление паруса из ламинатных панелей, но по качеству превосходящих ламинаты “3DL”.

Суть его в следующем. На компьютере проектируется парус — формируются геометрические характеристики, создается его функциональное описание. Далее САПР дополняет проект паруса топологией линий равного напряжения в соответствии с заданием, описывающим необходимые качества паруса: вес, жесткость, устойчивость к флаттеру, UV и т.д. Потом трехмерная модель паруса преобразуется в плоские панели фиксированной ширины, т.е. парус как бы рассекается горизонтальными (или вертикальными) формообразующими швами с сохранением топологии линий равного напряжения. В соответствии с полученной картинкой специальное устройство, напоминающее плоттер, наносит на основу усилительные жгуты из различных волокон, соответствующих заданной конструкции паруса. Комбинации волокон могут быть любые — от полиэстеровых до углеволоконных нитей, которые, кстати, не подвержены влиянию UV-лучей. Далее основа с “рисунком” проходит валковый ламинатор, придающий ей окончательные свойства парусной панели, которую специалисты фирмы называют “мембраной”. Ламинатор может добавлять один или несколько слоев пленок или тканей, влияющих на окончательные свойства паруса. Понятно, что качество полученной мембраны полностью соответствует качеству “валкового” ламината, но по весу и конструкционным качествам во многом превосходит их. Далее полученные мембраны в соответствии с чертежом и нанесенной разметкой соединяют различными способами — сшивают, склеивают и даже сваривают ультразвуком, и получается парус.

По этой технологии, названной “Дифор” или “D4”, изготавливают также все элементы местных усилений паруса — боуты, рифовые линии и т.д.

Практически сразу после появления технологии “D4” компанию “FRASER SAILS” приобрел гигант производства ламинатных материалов фирма “DIMENSION-POLYANT”. Она отработала технологию формирования заказов на паруса “D4” до такого уровня, что она стала доступна парусным мастерам хорошей квалификации. Теперь, обладая навыками компьютерного проектирования парусов, можно подготовить соответствующий файл и, отослав его в “DP”, спустя некоторое время получить готовые мембраны спроектированного паруса. Процесс оказался настолько доступен, что “North Sails”, очевидно справедливо опасаясь конкурентного движения, решила возглавить его и поспешила приобрести права на технологию “D4”. Однако в данный момент “де-факто” мировым лидером выпуска парусов на основе “D4” является новозеландская компания “DOYLE”, в которой одним из менеджеров по производству стал Боб Фрезер из “FRESER Sails”.

А что же мы? В России, пользуясь давними связями с компанией “DIMENSION-POLYANT”, проводником технологии “D4” стала компания “КОМПАН-МАРИН” (генеральный директор Александр Тараненко — известный яхтенный конструктор и дизайнер гоночных парусов). В содружестве с ним нашей компанией подготовлен процесс проектирования и изготовления “D4”-парусов. Сейчас идет процесс освоения ультразвуковой сварки ламинатов.

Что ж, это как раз может стать тем случаем, когда к будущему сезону российским яхтсменам окажутся доступны самые современные паруса.