Прикосновение к ткани - Документация - Каталог статей - Хмельницька федерація надлегких повітряних апаратів

До сих пор парапланы производились из очень похожих на паруса материалов. Независимо от изготовителя, почти всегда ткань сделана из волокон нейлона. Эти волокна при изготовлении ткани переплетают вместе с волокнами, направленными под углом 90 градусов (основа и уток).
Такая ткань весьма плохо тянется в направлении волокон, но довольно податлива под углом 45 к ним. Жесткость может быть изменена введением пропитки, которая заполняет промежутки между волокнами и склеивает их. Этот пропитывающий материал также уменьшает пористость ткани.
При вытягивании ткани, материал наполнителя может повредится и выпасть, что приводит к продуваемости ткани. Это покрытие - обычно полиуретан (PU), но может быть и на основе кремния (Silicone).
В новейших материалах, высокопрочные волокна с низкой способностью к растягиванию теперь зажаты между гибкими, стойкими к ультафиолету и повреждениям, пленками. Волокна дают ткани прочность, а пленки дают долговечность и все это скрепляется вместе клеем. В процессе изготовления, волокна могут быть расположены в направлении наибольшей ожидаемой нагрузки.
Проектировщики могут управлять волокнами и располагать их в любом желаемом направлении, так что теряется само понятие растяжения ткани. Использование волокон настолько оптимизировано, что сокращает их необходимое количество, давая, следовательно, существенную экономию веса. Поскольку пленки, используемый в таком «сэндвиче», не пропускают воздух, то и вся ткань является полностью герметичной.
В яхтенном спорте как высокотехнологичном, большинство парусов создано из гигантских моноповерхностей, создаваемых компьютером. Они позволяют этим поверхностям быть идеально настроенными для любого проекта. Вся эта технология невероятно дорогая, и комплект парусов для шестидесятифутовой гоночной яхты, опустошит Ваш карман более чем на 140 000 евро или 100 000 фунтов!
Однако, затраты постепенно снижаются, и недавно компания Best Kites выпустила модель водного кайта Yarga-Pro 06, c использованием материала Cuben, а американская фирма ATAIR Aerospace использовала эти материалы в парашюте с заявленным 60% увеличением аэродинамического качества.
Почему же мы до сих пор не видим эти материалы в парапланостроении? Несмотря на очевидность, тому есть много причин. Некоторые дизайнеры считают прогнозы по увеличению аэродинамического качества неоправданно завышенными, базирующимися на сравнении с мягкими парашютами.
Сегодня изготовители парапланов используют компьютерные программы динамические моделирования, позволяющие очень точно рассчитать все аспекты, включая и вытягивание ткани. Эти компьютерные модели показали, что избавление от морщин (складок), найденных в существующих парапланах, даст весьма небольшой эффект, возможно меньше чем 0,5 единицы аэродинамического качества.
Экономия веса при использовании новейших материалов может дать больше выгоды к нашему спорту, но прежде, чем они могут использоваться необходимо преодолеть некоторые проблемы. Эти новые ткани очень плохо сшиваются, так что придется их склеивать. Эти новые технологии еше плохо адаптированы к специфическим требованиям парапланерного спорта и потребуется время для их внедрения.
Несмотря на заявления, что пленки, используемые в их создании, являются очень стойкими к ультрафиолетовому излучению и сворачиванию, мы не знаем точно, как они будут вести себя будучи примененными в параплане. Паруса обычно скатывают, а не сворачивают, и эти высокотехнологичные паруса часто приходят в негодность к концу мировой кругосветной регаты.
Мы должны знать точно, как эти материалы справятся с тем, чтобы быть сложенным и засунутыми в багажник автомобиля. Некоторые изготовители парапланов, тем не менее, проводят испытания этих тканей в полете, на складывание и устойчивость к ультрафиолету.
Вероятно, вначале мы увидим эти материалы, в качестве структурных элементов конструкции параплана, куда они могут быть внедрены, чтобы противостоять определенным нагрузкам. Конструкция параплана и схема сил, действующих на него очень сложна, и нереально вообразить, что однажды мы увидим крылья, изготовленные как паруса из одного огромного куска ткани.

И ВСЕ ЖЕ, ИЗ ЧЕГО ОН СДЕЛАН, ВАШ ПАРАПЛАН?
Стив Узошукву (Stewe Uzochukwu) дает нам краткий обзор по тканям, присутствующим на рынке.

Парапланерная история хранит некоторые примеры неудач с тканями, и многие пилоты до сих пор возбуждены этой темой, несмотря на зрелость тканевой индустрии. Чтобы знать точно, из чего сделан ваш купол, посмотрите сопроводительный документ к параплану, сходите на веб-сайт изготовителя или вспомните, что огромная база данных содержится на сайте www.para2000.org. Но, что же означают все эти названия? Здесь вы найдете краткий путеводитель - кто есть кто в мире парапланерных материалов:

PORCHER SPORT - NEW SKYTEX

Фирма Porcher Sport находится во Франции, и была одной из первых компаний, начавшей производить ткань специально для парапланов. Двадцать лет работы и большое количество исследований – и они все еще с нами. Их ткань называется New Skytex. Недавно они сосредоточились на создании ткани с очень большим сроком жизни и с экологически чистой пропиткой. В сотрудничестве с компанией Nervures (французский производитель парапланов), они недавно разработали чрезвычайно легкую ткань, весом всего лишь 27 г/м2 - против стандартных 40-44 г/м2.

GELVENOR
Эта южноафриканская компания была в очень выигрышном положение в начале 1990-х, когда фирма APCO, использовавшая их материал, впервые дала 3-х летнюю (или 250 часов) гарантию на пошитые купола. Gelvenor установила промышленный стандарт на ткань с двухсторонним PU-покрытием и дополнительной силиконовой пропиткой, чтобы еще больше защитить волокно. В результате, ткань получилась немного более тяжелой – 49 г/м2, но завоевала завидную репутацию долгожителя и использовалась такими известными брэндами как: APCO, OZONE, NOVA и AIRWAVE. Gelvenor также делает и более легкие варианты своей классической ткани.

TORAY
Toray Industries – самый крупный изготовитель ткани и синтетического волокна в Азии. Она производит ткань на основе нейлона с PU-пропиткой. Некоторые сорта ткани этой фирмы - водоотталкивающие, но не являются полностью водонепроницаемыми. Отдельные сорта ткани Toray популярны из-за их способности не терять прочность несмотря на отверстия, сделанные иглами в процессе шитья.

SOFILEТA - SOFLY
Sofileta находится в той же самой области Франции как и Porcher Sport, только юго-восточнее Лиона. Эта фирма – новичок на парапланерном рынке. Они производят ткань с силиконом и PU-покрытием по эксклюзивному контракту с фирмой SWING. Они также предлагают большой выбор других тканей.

PERSEVERANS MILLS - PERТEX
Pertex больше не производится, но последняя их ткань, предлагавшаяся для парапланов, была нейлоном с силиконовым и PU-покрытием. Эта ткань имела тот же самый вес как другие ткани, обычно используемые в параглайдинге, но не имеющие силиконового покрытия. Эта ткань была разработана за двухлетний период сотрудничества с фирмой SWING, с которой был заключен эксклюзивный контракт на поставку ткани. SWING теперь использует ткань Sofly от Sofileta. До сотрудничества с SWING фирма Perseverans Mills не присутствовала на парапланерном рынке.
CARRINGТON PERFORMANCE FABRIC - CARRINGТON NOVARE
В начале 1990-х Carrington был одним из самых крупных игроков на рынке ткани для парапланов.
В 2001 г. Carrington объявил, что больше не будет заниматься тканями для параглайдинга, в силу экономических причин. Существовашие запасы были израсходованы, и ткани Carrington в настоящее время не используются в изготовлении парапланов.

Перевод Сергея Елизарова из журнала Cross Country #103 за 2006 г.

PORCHER MARINE - ВЕДУЩИЙ МИРОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ТКАНИ ДЛЯ ПАРАПЛАНОВ.
Стив Узушуква был приглашен фирмой для ознакомления с процессом производства ткани.
Вот его репортаж.

Иногда мы, пилоты, принимаем вещи совсем без доказательств и, только оглянувшись, понимаем, сколь огромны технические достижения, которые задевают за живое. Летательный аппарат без какой-либо жесткой структуры, весящий меньше одной десятой веса пилота, поднимается в небеса. Несущая поверхность целиком выполнена из материала, который весит менее 50 г/м2. Этот материал способен выдерживать перегрузки в 12 G [на параплане, подобном Gin Gangster], если понадобится, без повреждений, и сделан из гораздо более тонкого волокна, чем средняя футболка. В наши дни материал обеспечивает полет в течение многих сотен часов, несмотря на то, что в небольших районах Великобритании 15 лет назад время нахождения в воздухе таких машин измерялось минутами или несколькими часами. Срок их службы в настоящее время достигает 5-6 лет, а не два сезона, как ожидалось в 1989 г.

Мы говорим о таком удивительном технологическом достижении, как ткань для парапланов. Мы обычно игнорируем это техническое достижение, и оно становится предметом обсуждения лишь в негативном плане, когда, например, становится известной неожиданная гибель параплана, вызванная, обычно, проницаемостью ткани. Последние два года один из крупнейших производителей ткани для парапланов, NCV [Nebon Carle-Vassoilles], часть французской группы Porcher Industries, предпринимала попытки оказать помощь в обучении пилотов тому, как ткань, используемая в их парапланах, изготавливается, испытывается, разрабатывается и какой уход за ней требуется. NCV делает ткань, в просторечии называемую «Porcher Marine», известную в технической текстильной промышленности под названием Skytex. NCV использует название Skytex для любой изготавливаемой ими ткани, которая спроектирована специально для использования в парапланах. Корреспондент Стив Узочукву (Steve Uzochukwu) был приглашен посмотреть весь производственный цикл на предприятии NCV в области между Лионом, Шамбери и Греноблем во Франции.

Требования к ткани для парапланов растут. Она должна быть легкой и способной выдерживать очень большие перегрузки. Она не должна пропускать воздух, поскольку именно его избыточное давление держит параплан в надутом состоянии и вызывает подъем. Она должна длительное время сохранять свои качества, красиво выглядеть и, по возможности, быть дешевой. Когда все это сказано и сделано, нам нравится плотно складывать ткань, без каких-либо отметок на ней или вмятин, которые на нее влияют. Эти требования развивались наряду с парпланеризмом как таковым, начиная с первых параглайдеров с изменяемой балансировкой, изготовленных из непроницаемого (с нулевой пористостью) нейлона, уже тогда производимого NCV. Первые производители парапланов также пытались использовать парусную ткань, производимую также NCV. Ни одна из этих тканей не отвечала требованиям парапланеризма, поэтому эти производители обратились к NCV с просьбой произвести ткань, специально разработанную для парапланов. NCV обязалась изготовить такую ткань, и с тех пор началась разработка материалов, специально предназначенных для парапланов. Разработка этого вида специальной технической ткани находится в центре внимания NCV, поскольку они выпускают ткань для широкого круга применений, главным образом, связанных с безопасностью. Продукция, использующая ткани NCV, включает подушки безопасности для машин, пулестойкие бронежилеты, парашюты и паруса (спинакеры) для яхт.

Полное участие NCV в работе над тканью для парапланов может быть разделено на разработку, производство и контроль качества. На рынке технических тканей высокий уровень НИОКР (Научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ), поскольку между участниками рынками имеется жесткая конкуренция. Прошедшие этап НИОКР ткани должны быть приспособлены к массовому производству и доставке в сжатые сроки в условиях промышленности с достаточно выраженной сезонной периодичностью потребления. Контроль качества нужен, чтобы убедиться, что продукция соответствует требованиям определенного стандарта, и чтобы по любому готовому рулону или ткани можно было проследить весь процесс их изготовления, включая каждую машину, используемую на производстве, и каждый компонент продукции.

Чтобы понять, что такое производство ткани, проще всего проследовать за нитью с момента поступления ее на фабрику до ее выхода в мир свободного полета в качестве ткани, предназначенной для производителя парапланов. В каждый момент можно видеть, что происходит, и какой вклад вносит данная стадия процесса в качество конечной продукции. Сначала мы рассмотрим производственную сторону действий, затем посмотрим, как разработка привела к продукции, которую мы имеем сегодня, и устремления к продукции будущего. После этого будет дано краткое описание контроля качества с некоторыми советами от NCV по вопросам сохранения ваших парапланов в хорошем состоянии за счет продления срока службы материала, из которого они сделаны.
Ткань для парапланов начинает свою жизнь в NCV, входя в завод как 6,6 полиамидная нить, изготовленная всемирно известной компанией «Дюпон» («Du Pont») (также известной как «Invista») и поставляемая на катушках, каждая из которых содержит 550 км непрерывной нити. Компания «Дюпон»/«Invista» изобрела синтетическую нить и назвала ее "нейлон" почти 70 лет назад. Это ее торговая марка вплоть до наших дней. 10 км этой удивительной нити весят только 33 г. Каждая нить составлена из десяти отдельных нитей (филаментов) нейлона. Нить уже содержит добавки, защищающие от разрушения под действием ультрафиолета, одного из главных факторов долговечности готовой ткани.

Плетение ткани – процесс, насчитывающий столетия, который включает создание ткани путем переплетения нитей. Первоначально осуществляемое вручную, после механизации в 18-м и 19-м столетиях, которая произвела революцию в ткацкой промышленности, плетение позволяет изготовливать огромные количества материала в очень сжатые временные сроки, с очень небольшой ошибкой или искажением в готовом изделии.

Примечание: Для параплана площадью около 30 кв.м требуется приблизительно 100 кв.м ткани с учетом внутренних элементов конструкции (нервюр, поддерживающих лент и т.д.)

Процесс плетения начинается с создания главного навоя из 10 000 широких нитей, поперек которых ткацкие станки будут пронизывать уточную пряжу, чтобы произвести готовую ткань.
Давайте обсудим здесь некоторые термины, необходимые для дальнейшего объяснения процесса. Направление нитей в навое, совпадающее с направлением готового рулона ткани (по длине), называется направлением основы. Наполняющая нить, которая проходит поперек готового рулона ткани (по ширине), называется направлением утка. Производители ткани приводят прочность/эластичность ткани в обоих этих направлениях. Они также приводят прочность и растяжимость в другом направлении, по диагонали, под углом 45 градусов к направлениям основы и утка.

Чтобы создать главный навой, сначала изготавливают сновальные навои шириной 1000 нитей. 1000 катушек расположены на раме, и сновальный навой наматывается на них, и именно на этой стадии процесса нить проверяется лазером на предмет целостности и для выявления поломки (разрывов) отдельных филаментов.
Вначале изготавливается специальная партия ткани: все нити (всего 10000) вручную вставляются в иглы на ткацком станке. Это та стадия, на которой фактические детали плетения встраиваются в ткань. Ripstop – это фактически модель плетения, создаваемая путем расщепления чередующейся нити: одна нить проходит под уточной пряжей, а другая над ней. Это приводит к формированию двойной или тройной нити с правильными интервалами, вызывая образование пучков или «кружева» ткани, как только какой-либо предмет попытается порезать или разорвать ткань, и предотвращая распространение разрыва. Ripstop предлагает повышенную устойчивость к задиранию (разрыву) и лишен недостатков, свойственных более тяжелым тканям.
Ткацкие станки могут использовать обычную иглу (челнок) для прохождения уточной пряжи через навой, или более поздние технологии с использованием струи воздуха или воды, чтобы продеть (направить) уточную пряжу.

Ткань наматывается на главный рулон в конце процесса плетения. В этот момент «сырая» ткань, известная как суровье, не окрашена и пропускает воздух. Она требует окраски. Её требует даже белый материал, и он прежде должен быть отмыт, чтобы удалить остатки от процесса плетения. Затем она подвергается окраске, после чего краска должна быть зафиксирована. Цвета выбираются изготовителем с учетом их устойчивости к ультрафиолету. Потребовались длительные интенсивные исследования в этой области: некоторые цвета, такие как черный и ряд оттенков красного, десять лет назад были необычными для парапланов. Сейчас они стали как пригодными для использования, так и одними из наиболее устойчивых тканей к действию ультрафиолета. Процесс окрашивания повышает стойкость ткани и придает ей постоянство размеров.

Белая ткань составляет около 50% общего объема продаж. Ткани белого и других цветов изготавливаются серийно, за процессом промывки следуют окрашивание и фиксация. После процесса фиксации и проверки цвета на стойкость материал пропускается через сушильный шкаф для последующей фиксации и сушки ткани. Рулоны ткани, теперь требуемого цвета, но без покрытия, подвергаются тотальному контролю качества как на наличие дефектов в самом материале, так и на устойчивость окраски. Большая часть действий по контролю качества осуществляется вручную, поскольку процессы автоматического сканирования не выполняются должным образом на материале Ripstop. Образцы материала, подвергаемого испытанию в лаборатории, исследуются в среде с тщательно контролируемой температурой и влажностью (24/7), причем отбираемые образцы помещаются в эту среду как минимум за 24 часа до начала проведения испытаний.

Теперь рулоны ткани оставляют для Griffendux, другой компании Porcher, расположенной через дорогу от NCV. Griffendux – также часть отдела технических тканей NCV (NCV Technical Textiles), роль которой сводится к пропитке ткани. Пропитка (покрытие) придает ткани многие нужные качества, которые меняют ее существенным образом.

Ткань очень прочна в направлениях основы и утка, поскольку в растяжении в любом из этих направлений участвуют нити, идущие поперек или вдоль ткани. В обоих направлениях нити непосредственно сопротивляются любой деформации. Однако, если потянуть под углом, результирующее натяжение больше зависит от типа плетения, чем непосредственно от самих нитей и оно стремится к большей деформации в этом направлении. К тому же, ткань относительно легко пропускает воздух, что делает ее бесполезной для парапланеризма. Добавление пропитки к ткани дает два основных преимущества: оно делает ткань куда более устойчивой к наклонному вытягиванию и деформации и обеспечивает воздухонепроницаемость ткани. Покрытие ткани также придает ей способность к уменьшению старения, позволяя сохранять прочность на разрыв и устойчивость к растяжению, несмотря на выставление на солнце и воздействие тысяч циклов нагрузки и разгрузки. Для различных сфер применения NCV установлены различные виды пропитки. В ткани для парапланов, используются четыре основных вида: твердое, среднее, водоотталкивающее и среднее марки 2.

Твердая (мощная) пропитка (E29A)
Приоритетами для данного вида пропитки являются жесткость и малое вытягивание, поэтому такая ткань используется для нервюр. Эти качества могут быть оптимизированы с учетом проницаемости и стойкости к трению, поскольку нервюры никогда не контактируют с землей и не отвечают за удержание воздуха.
Средняя пропитка (E38A, E68A)
Ткань с такой пропиткой предназначена как для верхних, так и для нижних поверхностей параплана, и также используется в некоторых нервюрах, обычно в легких косых (поддерживающих) нервюрах. Это покрытие с успехом применяется во всех областях, с учетом подверженности ультрафиолету и возможности контакта ткани с землей. Покрытие E68A несколько легче, чем E38A (36 г/м2 против 40 г/м2) из-за дополнительной обработки ткани. Отсюда окончательный выбор покрытия E68A для ткани 9017 для горного параплана, такого как «Gin Yeti».
Водоотталкивающая пропитка (E77A)
Еще один вид пропитки для общего применения на верхних и нижних поверхностях параплана, с дополнительным водоотталкивающим свойством.

Все перечисленные выше пропитки применяются к тканям в процессах, где используются органические растворители.
Средняя пропитка марки 2 (E85A)
Эта новая пропитка, разработанная NCV за последние четыре года. Сочетает требования длительного срока службы и устойчивости ко всем формам разрушающего воздействия с природоохранными требованиями (поручением Европейского Союза, по которому все производственные процессы должны быть в большей степени направлены на сохранение окружающей среды). Чтобы удовлетворять природоохранным требованиям, это покрытие больше использует технологию, основанную на воде, чем обработку органическими растворителями. Это новое покрытие существенно продлевает срок службы ткани, в которой оно применяется. Устойчивость к разрушительному действию ультрафиолета и испытания на продуваемость показали, что эта пропитка – крупный шаг вперед. Сравнение новой пропитки со старыми видами приведено в графе «Испытания на флаттер и испытания на очистку/опрокидывание (барабанный тест) слева. Ткань с этой пропиткой используется в парапланах фирм «Aerodyne», «UP», «Gin Gliders» и «FreeX».
В процессе нанесения пропитки применяются емкости с материалом пропитки, растворенном в растворителе. Покрытие наносится по мере прохождения ткани через острую кромку, в результате чего получается слой пропитки толщиной в несколько микрон. Затем ткань с пропиткой обдувают, чтобы высушить ее и удалить остатки растворителя, и ткань для параплана готова. Две последние проверки включают использование стола для ткани (для проверки плоскости и однородности ткани) и последующую визуальную проверку на наличие дефектов.
Ткань для парапланов, производимая NCV, не достигла бы нынешнего уровня без большого объема НИОКР. Изготовители постоянно повышают требования к ткани, которая должна быть долговечнее, легче, прочнее и дешевле. Это приводит к постоянному усовершенствованию нитей, методов плетения и пропитки, которые подвергаются стандартным испытаниям, включая измерение эластичности, вытягивания и стойкости к истиранию. Другие испытания, более характерные для тканей для парапланов, включают такие "жесткие" меры, как длительное воздействие ультрафиолета высокой интенсивности, повторное мытье в стиральной машине, чистка и тест на флаттер, где ткань искусственно "изнуряют" обработкой на маленькой ветряной мельнице при 90 км/ч.
Даже когда новая пропитка имеет преимущества перед уже существующими, она должна быть интегрирована в производственный процесс таким образом, чтобы ткань могла быть произведена надежно и экономно, на уровне существующих стандартов качества или выше. В настоящее время обычно только предлагается новое покрытие E85A для ткани 45 г/м2 [9092] , но при этом продолжается обширная программа испытаний, чтобы завершить крупномасштабное производство более легких тканей 9017 с новым покрытием. Одним из заказчиков запуска ткани на основе 40 г/м2/E85A была Nova, которая использовала ее для внутренней поверхности параплана Syntax, и собирается использовать для целого изделия горной версии того же параплана. Новые ткани постоянно разрабатываются инженерами NCV в ходе НИОКР. Прослеживается определенная тенденция к изготовлению все более легких и легких тканей. В этом году впервые за 5 лет, начиная с выпуска ткани 40 г/м2, NCV продал больше Skytex 40, чем Skytex 45.
Контроль качества также интегрирован в производственный процесс. Непосредственное исследование продукции на ключевых стадиях производства сочетается с отбором проб для проведения испытаний на устойчивость к разрушающим факторам в лаборатории. На каждой стадии серии образцов продукта позволяют проследить всю производственную цепочку, начиная с каждого участвующего в процессе производства компонента, работника или машины. Образец каждой ткани, произведенной на фабрике, помещается в архив. NCV указывает, что так как около 80% их материалов используются для обеспечения безопасности, высокое качество продукции необходимо для длительного поддержания репутации лидера рынка в области технических тканей.

Рекомендации фирмы PORCHER MARINE по мерам для повышения сохранности ткани:

• Без необходимости избегайте выставления на солнечный свет – уберите Ваш параплан, когда он не используется.
• Не перетаскивайте параплан по земле и не наступайте на него.
• Не складывайте параплан слишком плотно и убедитесь, что его передняя кромка сложена согласно инструкции (см. ссылку по складыванию параплана - )
• При складывании крыла проверьте его на наличие насекомых и других посторонних предметов и не оставляйте их внутри крыла.
• Нельзя оставлять параплан запертым в багажнике автомобиля при сильном солнечном свете, так как это может привести к его перегреву, что существенно сокращает срок службы параплана.
• Складывайте параплан только полностью сухим и храните его в сухом прохладном месте в открытой сумке.
• Чтобы очистить параплан, расстелите его на чистой сухой поверхности и используйте мыло Savon de Marseille (или другое подобное натуральное мыло на основе оливкового масла) и влажную губку. Не используйте абразивные материалы и растворители.

Перевод по материалам, размещенным в Интернете в 2005 г. осуществлен бюро переводов "БЕРГ" (www.slowo.ru)