Яхты и проекты
Регаты

Осень 2010-28
Главная Статьи Бегучему такелажу - хороший блок

Бегучему такелажу - хороший блок

Статья опубликована в журнале "Люди ветра" в 2010 году

 

Со времени изобретения паруса – около пяти тысяч лет – схема управления бегущим такелажем остается неизменной: гибкий трос парус поднимает, он же его разворачивает, придает ему правильную форму и служит для установки угла относительно воздушного потока. Так ходили египетские папирусные лодки по Нилу, так вышли в море дракары викингов и португальские каравеллы, так стригли верхушки волн лиселя клиперов. Так ходят и сегодня – изменилась только технология, да и скорости  существенно выросли.

Появились новые материалы, сделавшие бегучий такелаж легким, гибким и практически нерастяжимым, способным воспринимать и удерживать огромные нагрузки, создаваемые десятками, а порой и сотнями квадратных метров парусов, наполненных ветром. Для  управления этой парусной мощью используются известные с древности механизмы: рычаг, таль, лебедку и винтовую тягу. О лебедках разговор был в одном из прошлых номеров журнала (№1 2006). О рычаге, и винтовой тяге, используемых для натяжения вант, ахтерштага или оттяжки гика, возможно, зайдет речь позже, а сейчас пришло время поговорить о талях и их составной части –  блоках.  

 

Первые блоки

Блоки, самая многочисленная часть палубного оборудования, издавна применяются для изменения направления движения троса, а также для уменьшения нагрузки на его ходовом конце. Первые блоки не имели движущихся частей и представляли собой кольцо, а позже – диск из твердых пород дерева с желобом по ободу, в который укладывалась проволочная или веревочная петля, удерживающая блок, и с тремя сквозными отверстиями в форме треугольника, через которые пропускался линь, позволявший натягивать эту простейшую таль. Такой деревянный блок, называвшийся «юферсом», (фотография с сайта http://fotki.yandex.ru/users/augustina06/view/14362)  исправно работал на больших военных фрегатах и  рыбацких ботах. Юферсы и сейчас еще можно увидеть на современных копиях старинных парусников.

Почему же при изготовлении юферсов ограничивались всего тремя отверстиями, а не делали более мощную таль с большим количеством лопарей? (Лопарем принято называть часть снасти, проходящую между блоками, включая ту часть, которая коренным концом закреплена к подвижной опоре, т.е. количество лопарей равняется количеству снастей, поддерживающих груз). На это есть причина: любой одиночный блок, закрепленный к неподвижной опоре (в ординар), только изменяет направление тяги, но не дает выигрыша в силе (рис. 1). Именно так происходит подъем парусов на фалах, возвращающихся вниз после прохождения блока, закрепленного в верхней части мачты. Если блок закрепить к подвижной опоре, находящейся под нагрузкой (в два лопаря), появится почти двойной выигрыш в силе, прилагаемой к ходовому концу троса. Почти – потому что при перегибе появляются потери на трение, уменьшающие к.п.д. тали. Чем больше перегибов – тем больше потери. Поэтому современные конструкторы применяют всяческие ухищрения для того, чтобы снизить потери на трение и увеличить к.п.д. такой тали. Потери на каждом обычном блоке, имеющем ролик, крутящийся на шкиве, оцениваются примерно в 10%.

 

 

 

 

 

При изготовлении современных блоков используются новейшие материалы, выдерживающие огромные нагрузки и позволяющие снизить потери на трении – снизить, но не ликвидировать: на пяти лопарях к.п.д. оказывается около 60%, т.е. почти половина усилий теряется на преодоление трения.

 

Трение, прочность и размер

Первое, на что нужно обращать внимание при выборе блока, это – возможность потерь на трении его движущихся частей. Все современные блоки, основанные на применении шариковых, а в отдельных случаях роликовых подшипников, весьма недешевы. Поэтому их нужно применять там, где есть большие нагрузки. Там же, где нужно только изменить направление тяги слабонагруженной снасти, можно сэкономить и использовать более простую и дешевую конструкцию, в которой шкив по старинке крутится на оси без всяких подшипников. Если вы все же пришли к выводу, что затраты оправданы и решились на покупку подшипниковых блоков, обратите внимание на то, как долго работает блок без снасти. Изделия солидных и известных фирм дают возможность долго наслаждаться мерным жужжанием свободно  вращающегося шкива.

Вторым условием достойного выбора будет применение прочных материалов и надежных конструкций. Зрительно, в первую очередь, здесь можно оценить прочность соединения вертлюга или обушка с телом блока. В остальном приходится полагаться на обещания производителей по рабочей и разрывной нагрузке, обязательно приводимым в технических описаниях продукции и на отзывы грамотных экспертов или опытных знакомых, уже применявших такую продукцию. Цена при таком выборе не должна быть определяющей. Так как цены основных производителей отличаются не принципиально, стоит в первую очередь обращать внимание на качество блока и его соответствие задачам, которые ему предстоит решать.

Дальнейший выбор определяется размером, точнее, диаметром снасти, с которой предстоит работать. Если вы пролистаете фирменные каталоги, то обратите внимание на то, что среди сотен блоков различных форм и конструкций с завидным постоянством повторяются одинаковые картинки. Но мы-то с вами искушенные яхтсмены, поэтому обратим внимание не только на картинки, но и на таблицы технических данных: в них приводятся допустимые нагрузки (рабочие и разрушающие), которые не должны быть меньше нагрузки, которую допускает снасть или несет таль.  Кроме того, в таблицах есть две характеристики шкива блока: диаметр и толщина.  Цитирую: при прочих равных условиях к.п.д. блока тем больше, чем больше отношение диаметра шкива к диаметру троса. Практика показала, что диаметр шкива не должен быть меньше четырех-пяти диаметров троса, а толщина шкива не менее 1,4 – 1,5 диаметра троса (Школа яхтенного рулевого/Под ред. Е.П.Леонтьева; Изд. 3-е, испр. и доп. – М.: Физкультура и спорт, 1987, с. 68).

В современных каталогах чаще вместо толщины шкива указывается максимальная толщина троса, для которого можно применять одиночный блок или серию блоков. Если вы не хотите превратить бегучий такелаж в такелаж ползучий, то обязательно учтите эту величину: не советую применять огромные блоки для тоненьких снастей, так как они могут перекрутиться, запутаться или застрять, провалившись в щель между шкивом и щечкой блока, предназначенного для работы с существенно более толстой веревкой.

В данном случае речь идет именно о подборе правильного размера блока, так как слишком маленький затормозит снасть, а в слишком большом она запутается. При таком сокращении получается иной смысл (как будто не подходят только излишне большие блоки).

 

Рисуем снасть

Ну вот. С размером определились. Листаем дальше: глаза разбегаются от множества разнообразных блоков одного размера. Тут есть блоки одинарные (их обычно называют одношкивными) и двойные (двушкивные), встречаются трех, а иногда и четырехшкивные! Для большего разнообразия к каждому из них прилагаются варианты с вертлюгом, с дополнительным ухом (с обушком), с площадками, на которых расположены стопора, с пьедесталами для крепления на плоскость. Есть блоки, которые можно закрепить на поверхности боковой плоскостью, есть такие, которые можно и вовсе врезать в поверхность так, чтобы снасть выходила из-под палубы или из мачты… Прежде чем блуждать по каталогу, прорисуйте свою снасть на бумаге. Определите, сколько лопарей вам понадобится, где будет крепиться коренной конец тали. Так вы сможете определить необходимое количество шкивов и обушков. Далее посмотрите, сколько есть мест для крепления блоков и где они расположены. На ноке гика, а на маленьких яхтах нередко и на середине может быть расположен единственный обушок. В таком случае все шкивы, которые вы планируете расположить на гике, нужно выбрать в варианте, скомпонованном в одном блоке. Иногда конструктивно бывает выгоднее разнести нагрузку на две или три точки крепления. Тогда можно приобрести соответствующее количество шкивов в одношкивных блоках. Если у вас есть отдельная кипочка для крепления коренного конца, то можно ограничиться обычными блоками, но часто удобнее бывает закрепить коренной конец на специальном блоке с обушком. Тогда он окажется внутри тали и не будет создавать ненужного сопротивления, пересекаясь с движущимися лопарями. Этого же принципа следует придерживаться, определяя вид и количество блоков на противоположном конце тали – количество шкивов определяется требуемым числом лопарей, а распределение их по блокам – местами крепления. Отсутствие отдельного стопора для ходового конца может заставить обратить внимание на блок с площадкой для такого стопора. Здесь еще можно обратить внимание на то, что двушкивные блоки могут быть двух типов: в одном случае шкивы расположены рядом на одной оси, как у трех и четырехшкивных, а в другом расположены один над другим. В последнем случае таль получается более компактной, с меньшим риском трения, но требует большего свободного пространства в длину. Кроме того, стоит обратить внимание на то, что шкивы в таких блоках обычно бывают разными по диаметру, чтобы развести внутренние и внешние лопари в стороны друг от друга, а мы говорили, что с уменьшением диаметра увеличиваются потери на трение.

Несколько слов о вертлюжных блоках. Такой блок имеет специальное приспособление для крепления, способное вращаться вокруг собственной оси и автоматически принимать положение, определяемое направлением движения снасти. Зачастую такая особенность блока жизненно необходима, например, когда таль значительно меняет направление (речь идет не об изменении направления троса на блоке, а о повороте всей тали в сборе, например, при смене галса, что приводит к повороту блока вокруг точки крепления. На мой взгляд, этот смысл исчез) или направлена под углом, выдержать который обычный блок не позволяет. Но вертлюжный блок имеет и недостатки: он длиннее обычного и требует больше места, особенно при попытке закрепить его за небольшое отверстие, где потребуется дополнительная мочка. Узел вертлюга в некоторых конструкциях менее надежен по сравнению с обычным креплением. А самое главное: под нагрузкой снасть, раскручиваясь, закручивает вашу таль вокруг вертлюга так, что та может вовсе перестать травиться. Хорошие фирменные вертлюжные блоки обычно имеют тот или иной  механизм, позволяющий застопорить вращение, когда оно мешает.

 

Стопорные блоки   

И на сладкое: особая группа блоков. До сих пор мы говорили о том, как уменьшить трение на блоке, но трение не всегда вредно. В тех случаях, когда вам приходится удерживать нагруженную снасть в руках, именно трение способно вам помочь. Как же быть, если с трением трудно тянуть, а без него тяжело держать? Инженеры и здесь нашли выход: стопорные блоки. Под нагрузкой эти блоки работают по принципу лебедки, когда в одну сторону они вращаются легко, не препятствуя тяге, а в другую вращению препятствует специальный механизм, помогая вам удерживать снасть в руках. Как быть, если ветер слабый, веревку в руках держать легко, а травить ее мешает трение? Здесь есть два решения: существуют блоки с выключателем, который помогает в нужный момент принудительно включить или выключить трещотку, а есть блоки, в которых трещотка автоматически включается под нагрузкой и выключается, позволяя блоку свободно вращаться в любую сторону, когда нагрузка снята.

Здесь, пожалуй, будет уместно коснуться еще одного момента, влияющего на степень трения на блоке: чем больше (ближе к 180°) изменение направления снасти на блоке, тем трение больше и напротив: чем меньше изменение направления, тем трение меньше. Этой особенностью можно воспользоваться для увеличения эффективности стопорного блока. Если вы предполагаете включить его в проводку снасти, несколько раз изменяющей направление своего движения, например, спинакер-шкота, выберите для него такое положение, где шкот меняет свое направление на обратное (обычно, в районе кормового релинга).

И последнее замечание, возможно не слишком существенное для тяжелых круизных яхт, но актуальное для гоночных лодок: материал, из которого изготовлены блоки. Большинство блоков рассчитано на работу с мягкими синтетическими тросами. Такие блоки изготовлены из алюминиевых сплавов или из нержавеющей стали и пластмассы. Современные легкие и прочные блоки делают из пластиков на основе углеродов (угля речь идет об углеволокне в квчестве наполнителя пластмассы. Такие блоки принято называть карбоновыми), но и они предназначены для работы с синтетическими снастями. Если вы хотите изменить направление тяги стального троса, следует выбирать только те блоки, которые специально предназначены для этой цели. Как правило, они имеют щечки из нержавеющей стали и металлический (стальной или бронзовый) шкив, хотя некоторые из зарубежных производителей поставляют блоки со шкивом на шариковых подшипниках, изготовленным из особой пластмассы, специально предназначенные для работы со стальными тросами, что специально оговаривается в технической документации.

 

И для штиля, и для шквала

Немного об экзотике: для изменчивой погодной ситуации, когда штиль сменяется шквалом, есть свой тип блоков, обиходно называемых «канифас-блоками» (от голл. kinnebaks-block). Эти хитрые продукты инженерной мысли позволяют снимать и надевать блок прямо на натянутую снасть. В него не нужно продергивать кончик и затем протягивать через шкив метры перекручивающейся веревки. Достаточно просто расстегнуть стопор и развернуть в сторону или, в зависимости от конструкции, отогнуть одну из щечек, а затем, надев блок на снасть, защелкнуть ее обратно. Такие блоки очень удобны для брасоловок или оттяжек Барбера, когда в сильный ветер под большой нагрузкой требуется изогнуть снасть, а при ослаблении снять с нее тяжесть, гасящую парус. Раньше такие блоки изготавливали только для больших (больше полутонника) яхт. В последние годы на нашем рынке появились маленькие и изящные  канифас-блоки в том числе для 6-8 миллиметровых снастей, что позволяет применять их на швертботах и яхтах микро- мини- и четвертьтонного класса.

 

Покупаем

И, наконец, несколько слов о том, где все это брать. К своему глубочайшему сожалению я вынуждена констатировать, что в этом сегменте рынка отставание российских производителей является катастрофическим. Попытка новосибирского НИИ в 80-е годы прошлого века скопировать с американских и начать производить отечественные блоки сначала обеспечила отечественный рынок весьма неплохой продукцией. Но позже использование пластмасс низкого качества существенно ухудшило свойства и снизило  продолжительность жизни поздних новосибирских блоков, а затем перестройка и вовсе смела их с рынка. Ничего нового взамен наши производители так и не предложили. Слишком узкий российский рынок не обеспечивал достаточного спроса, чтобы развернуть рентабельное производство. Зато на освободившееся место пришла продукция известных зарубежных фирм. Первыми фирменными дельными вещами, с которыми нас познакомила еще московская олимпиада, были блоки и стопора известной американской компании Harken (http://www.harken.com/), поставлявшиеся с таллиннскими «финнами» и «семидесятками». Они заметно отличались от всего, что советские яхтсмены привыкли считать блоками и стопорами, и главное – они работали! У многих бережливых и аккуратных хозяев продукция этой фирмы благополучно перекочевала в новое тысячелетие, зачастую пережив меняющиеся корпуса яхт. Но Harken не стоит на месте: за прошедшие годы компания существенно обновила линейку своего оборудования за счет новых технологий и применения новейших легких материалов на основе углеродов (см. замечание на стр. 4). Именно эта фирма выпускает специальные блоки для стального троса, оснащенные шкивами из сверхпрочной пластмассы, вращающиеся на подшипниках. Кроме того, хочется особо отметить каталог Harken, предельно доступный и ориентированный на покупателя. В этом каталоге не только распечатаны фотографии, картинки и таблицы с техническими данными многочисленных блоков, но приведены примеры разнообразных проводок и конструкции талей, доступно объяснены способы выбора продукции конкретно для вашего судна и задач. Инженеры компании не пожалели времени и места для того, чтобы разъяснить вдумчивому читателю, внимательно оснащающему свою яхту, как работает то или иное оборудование, где и для чего оно применяется, на какие особенности нагрузки и установки следует обращать внимание, чтобы избежать ненужных проблем.

Наряду с продукцией компании Harken, пожалуй, не меньшим спросом сейчас пользуются подшипниковые блоки Ronstan (http://www.ronstan.com/marine/). Эта известная австралийская фирма, знакома  российским яхтсменам легкими и изящными блоками – шкив ронстановского блока достаточно крутануть, чтобы потом в течение десятка секунд наслаждаться равномерным жужжанием. Австралийцы в промышленных масштабах производят всю линейку блоков от крохотных швертботных до громадных (представьте только блок со шкивом диаметром 250 мм!), предназначенных для океанских мега-яхт. В последние годы находит своих приверженцев и английская фирма Lewmar (www.lewmar.com). Еще один английский бренд, представленный на российском рынке – фирма Barton (www.bartonmarine.com).  Эта фирма  производит разнообразные блоки со шкивами от 30 до 70 мм, предназначенные для использования на яхтах от небольших швертботов до 16-ти метровых крейсеров. Именно эта фирма первой представила у нас канифас-блоки. Есть у нее и блоки для стального троса с бронзовыми шкивами. Приятной особенностью оборудования Barton может оказаться его сравнительно невысокая цена. Правда, нельзя не отметить, что на деле и выглядят эти блоки победнее и отдельные узлы (по крайней мере, внешне) производят впечатление менее надежных. Те, кто пару лет назад посещал магазин яхтенного оборудования в Санкт-Петербурге, могут напомнить о подшипниковых блоках итальянской фирмы Viadana. У этой фирмы тоже есть достаточно полная линейка блоков на шариковых подшипниках, но, к сожалению, что-то, видимо, не сложилось, и эта продукция исчезла с рынка. Хочу упомянуть и о двух шведских фирмах-производителях  Rutgerson (www.rutgerson.se) и Selden (www.seldenmast.com/firstpage.cfm) и одной английской Holt (www.holt.eu). Они сравнительно мало известны на российском рынке, хотя и незаслуженно, поскольку поддерживают и расширяют всю разнообразную линейку блоков от самых маленьких до блоков для мега-яхт.  А еще… Впрочем, здесь стоит остановиться, поскольку в мире производством палубного оборудования и дельных вещей занимаются очень многие, но, к сожалению, не все это разнообразие доходит до России.