Safran продолжает совершенствоваться

Мы уже писали о французской яхте Safran класса Open 60, подготавливаемой для участия в кругосветной одиночной гонке Vendee Globe. Эта яхта выделяется среди своих собратьев по классу рядом необычных конструкторских решений: в частности, титановым плавником балластного фальшкиля и необычайно развитым радиоэлектронным оборудованием, в состав которого входит полноценная инерциальная навигационная система (ИНС), пока еще — огромная редкость на парусных (да и не только) яхтах. 

По мере того, как Safran дооснащают для участия в гонке, приходят все новые и новые подробности ее конструкции, которые позволяют уверенно сказать: сегодня Safran — самая передовая по оснащенности оборудованием и одновременно по изощренности технических решений гоночная яхта вообще. Настало время рассказать еще о нескольких необычных деталях этой яхты, каковая — в этом можно уже и не сомневаться — войдет в историю парусного спорта (и яхтостроения вообще) в качестве своеобразного демонстратора технологий. Вне зависимости от того, как выступят в трудной гонке эта лодка и ее капитан, прямо сейчас можно сказать одно: эта лодка уже привнесла в яхтостроение очень много нового. Пусть многие из ее «кунштюков» сами по себе известны, в  спортивном судостроении доселе они не применялись.
Например, детали из так называемого 3D-углеволокна. Что это такое? В сегодняшней практике используются два варианта применения карбоновых волокон: углеткани различного переплетения и однонаправленные нити или жгуты. Конструкции, изготовленные из этих материалов, имеют одну неотъемлемую проблему — опасность деламинации. Под воздействием знакопеременных нагрузок и ударов отдельные слои углеткани могут начать отслаиваться друг от друга — все дело в том, что соединяющая их смола, во-первых, имеет иной модуль упругости, нежели углеткань (и, как следствие, деформируется под нагрузкой по-иному — в результате, в конструкции возникают усилия, стремящиеся оторвать нити углеткани от смолы). Во-вторых, адгезия (иными словами, прилипание) смолы к углеткани далеко не идеально (далее смотри пункт 1). И опасность эта — отнюдь не чисто теоретическая: недавние события на дистанции нынешней гонки Volvo Ocean Race весьма наглядно это подтверждают. 

Чтобы избежать этого, разработаны объемные (3D) тканые конструкции из стекло- и углетканей. При их изготовлении из волокон ткется не плоский лист ткани, а объемная конструкция, имеющая заметную толщину (десятки миллиметров и более). Если изначально создатели таких конструкций ткали, по сути, обычные маты (или «коврики»), то по мере совершенствования технологии появилась возможность ткать (а отчасти — и вывязывать) и известные конструкционные профили — например, уголковый, тавровый и двутавровый. Более того, технологи ткацкого дела научились и «вшивать» в объемные угле- и стекломаты даже легкие наполнители — например, панели из бальсы. 

Результатом стали конструкции, неподверженные деламинаци  и даже теоретически — здесь возможно только полное разрушение, поскольку теперь деталь не состоит из отдельных слоев, пропитанных связующим (смолой), а на всю свою высоту представляет собой единую неразрывную конструкцию. Разорвать объемный углетканевый «коврик» невероятно трудно. Беда одна — достаточно большая сложность (и высокая дороговизна) изготовления тканых 3D-панелей большого размера резко ограничивает применение подобных конструкций. До недавнего времени углетканевые композиции такого рода находили применение почти исключительно в авиации (стрингеры планеров и элементы шасси), авиационном двигателестроении (лопатки вентиляторов) и изготовлении лопастей ветроэлектростанций. Ну, а поскольку Safran Group является одним из ведущих поставщиков авиационных комплектующих и готовых изделий, то ей здесь и карты в руки. Компания Snecma, входящая в состав Safran, уже изготавливает карбоновые 3D-композиции для конструкции узла шасси новейшего Boeing 787 Dreamliner, поэтому выбор изготовителя был очевиден. Safran стала первой компанией, применившей угольные 3D-композиции в яхтостроении (надо отметить, что стеклотканевые композиции такого рода на флоте уже в ходу), причем сразу в двух важнейших деталях: в мачте и в рулях. Новая мачта Safran (уже третья по счету для этой яхты) представляет собой разумный гибрид старой и новой технологий: основная конструкция мачты («труба») сделана классическим образом, но вот основа ползуна для кареток грота изготовлена именно по 3D-технологии. Результат — мачта стала прочнее, много жестче и заметно легче. Насколько именно? Это, увы, неизвестно — менеджер проекта Safran Open 60 Жан-Мари-де ла Порт говорит лишь об «огромной» экономии веса. 

Иное дело с рулями. Они на гоночных яхтах подвергаются очень большим нагрузкам, кроме того, порой на скорости сталкиваются с различными плавающими предметами. Поэтому для каждого из обоих рулей Safran по трехмерной технологии вытканы три элемента: наружная и кормовая кромки, а также центральная часть. Рули сохранили оригинальный вес, но их ударная прочность стала намного выше.
Тем самым Safran Group сделала большой шаг вперед в повышении долговечности самых ответственных деталей парусной яхты: титановый киль и трехмерные композиции в мачте и рулевом устройстве ставят яхту особняком от прочих Open 60. И если эксперимент французов оправдает себя, возможно, мы станем свидетелями того, как со временем объемные угольные и стеклотканевые «коврики» придут и в массовое яхтостроение.

P. S. Наряду с этим в конструкции Safran есть еще немало интересных изюминок, со временем мы познакомим читателей и с ними.