Материалы, применяемые для изготовления оболочек аэростата
Создание синтетических тканей во многом определило появление современных монгольфьеров именно в том виде, в котором мы их видим в настоящее время. Наиболее часто в оболочках тепловых аэростатов применяются полиамидные или полиэфирные ткани, которым в России, как правило, присваивают торговые названия капрон и лавсан соответственно. Однако в других странах эти же материалы имеют другие торговые названия, так, например, капрон во Франции и Англии называется селон, в Германии - дорлон, в США - нейлон, соответственно лавсан во Франции называется тергаль, в Германии - диолен, в США - дакрон, в Англии - терилен. Поэтому, если где-нибудь на фиесте во Франции спросят, из какого материала сделана ваша оболочка, а вы ответите: из лавсана, вас скорее всего не поймут.
При изготоатении нижней части оболочки - юбки и воздухозаборника - применяются ткани из негорючих материалов, таких как СВМ или фенилон, на Западе чаще используется материал, называемый номекс. Номексом на жаргоне воздухоплавателей, иногда не совсем корректно, называется вся нижняя часть оболочки теплового аэростата.
Ленты и шнуры чаще всего применяются капроновые или лавсановые, реже из высокопрочного материала, который имеет название СВМ (на Западе он известен под названием кевлар).
Основа всех тканых материалов - нить, одной из ее характеристик является линейная плотность, выраженная в тексах. Один текс равен массе в граммах одного километра нити. Швейные нитки, которые состоят из отдельных нитей, также характеризуются тексами или условным номером, который определяется выражением:
где Т - линейная плотность нити в тексах.
Поэтому, когда говорят, что при изготовлении оболочки используется нитка 111 текс, это значит, что один километр ее весит 111 грамм, что соответствует 9-му номеру. Чаше при пошиве оболочек тепловых аэростатов применяются капроновые или лавсановые нитки с номером 7 или 9, эти же нитки необходимо применять и при ремонте оболочки. Воздухозаборник как наиболее теплонагруженный элемент сшивается нитями СВМ или другими нитями, устойчивыми к температуре, применять при изготовлении и ремонте капроновые или лавсановые нитки нельзя.
После того как ткань будет соткана на ткацком станке, на нее наносится пленочное покрытие из акриловых смол или полиуретана, которое обеспечивает необходимую герметичность. Полиуретановое покрытие обладает большей стойкостью к истиранию, чем акриловое, но ткань получается более жесткая и могут возникнуть неудобства при укладке оболочки в мешок. Герметичность тканей для тепловых аэростатов определяется показателем воздухопроницаемости, который численно равен утечке воздуха в литрах через один квадратный метр ткани за одну секунду при перепаде давления 5 мм вод. ст. Приемлемой для аэростатных тканей можно считать воздухопроницаемость менее 0,5х10-2 л/м2·с, как правило, специализированные аэростатные ткани имеют показатель воздухопроницаемости в пределах 10-3...10-4л/м2·с.
Важной характеристикой ткани для аэростатов является ее прочность, которая отдельно замеряется по направлению утка и основы. В соответствии с принятой практикой, а в России в соответствии со стандартом, прочность тканей замеряется на образцах шириной 50 мм, реже на образцах 25 мм. Поэтому прочность ткани иногда определяют в килограммах, подразумевая, что это значение относится к полоске 50 мм. Для изготовления оболочек наиболее часто применяются ткани с прочностью 45...65 кг на 50 мм, что соответствует 900... 1300 кг/м. Поверхностная плотность аэростатных тканей обычно находится в пределах 55...80 г/м2.
Как было сказано выше, при изготовлении оболочек используются как полиамидные (капроновые), так и полиэфирные (лавсановые) ткани. По прочностным свойствам они достаточно близки друг к другу, однако лавсановые ткани более стойкие к воздействию солнечной радиации и могут работать при более высоких температурах, чем капроновые, но они не так эластичны, поэтому хуже перераспределяют приложенную нагрузку. Применение специальных приемов обработки сырья позволяет существенно повысить стойкость тканей к воздействию солнечной радиации, поэтому в Англии и Германии чаще применяются полиамидные ткани, в России и США чаще используются полиэфирные (лавсановые) ткани. На рисунке 6.9 показаны результаты испытаний различных видов аэростатных тканей на воздействие естественной солнечной радиации.
Воздействие солнечной радиации является основной причиной уменьшения прочности оболочек в процессе эксплуатации. Температура, если она не превышала предельные значения, оказывает существенно меньшее влияние на процессы старения ткани, чем солнечная радиация. Часто приходится наблюдать, как некоторые воздухоплаватели, разложив оболочку на лужайке, загорают на солнышке, дожидаясь разрешения на взлет. Им совершенно невдомек, что красивая оболочка теряет свою прочность с такой же скоростью, как если бы она находилась в полете.
Скорость старения ткани зависит от интенсивности солнечной радиации, которая неодинакова в разных климатических тонах, условное время в часах на рис. 6.9 соответствует южным областям России, для средней полосы темны снижения прочности ткани будут ниже.
Рис. 6.9. Воздействие солнечной радиации на изменение прочностных свойств
тканей
