CZY NA MASZTACH BOJERÓW POTRZEBNE SĄ SALINGI???

 Witold Kurski  -- były zawodnik bojerowy

                                   

O  CELOWOŚCI  USZTYWNIANIA KONSTRUKCJI MASZTÓW ŚLIZGÓW LODOWYCH

 Prezentowane kadrze bojerowej na spotkaniu środowiskowym  w Kiekrzu  18 – 19  X  2008 r.

1. Wstęp

 Małe ślizgi są wyposażone w maszty nie posiadające salingów, i jak pokazuje praktyka mają one wystarczającą wytrzymałość w czasie jazdy, a przy tym mają wspaniałą właściwość jaką jest przyjmowanie pod obciążeniem postaci wygiętej, co poprawia aerodynamikę żagla.

Maszty większych ślizgów są usztywniane wantami opartymi o salingi. Stosuje się jedną lub dwie pary salingów. Ślizg L-8 ma jedną parę salingów, a Monotyp XV dwie pary salingów.

Nowoczesne systemy obliczeniowe takie jak np. FEMAP-NASTRAN lub też ANSYS stwarzają możliwość wykonywania szybko dokładnych obliczeń wytrzymałości masztów. Aby mieć jasny pogląd na celowość i skuteczność stosowania do masztów ślizgów lodowych want opartych o salingi wykonano dziesiątki przeliczeń masztów. Część obliczeń w ramach ćwiczeń studenckich wykonali studenci żeglarze.

2. Obciążenia robocze masztów ślizgów lodowych

Największe obciążenia masztów i olinowania w ślizgu lodowym w czasie jego ruchu, mają miejsce w chwili gdy nawietrzna płoza chce oderwać się od lodu. Mniej więcej dwie trzecie siły obciążającej maszt pochodzi od siły na żaglu wywracającej ślizg a jedna trzecia jest skutkiem naciągu szotów. Wyniki dokładnych przeliczeń obciążeń roboczych dla Monotypu~XV z dwoma członkami załogi oraz ślizgów L-8 i DN po zaokrągleniach zestawiono w Tabeli 1

                                                           Tabela 1: Obciążenia robocze masztów i want

	MONOTYP XV	WEILAND   L-8	DN60
SZTAG                                    daN	1000	325	510
WANTA  NAWIETRZNA      daN	650	315	125
KOLUMNA  MASZTU          daN	1700	654	660

 

Ponadto dochodzą przypadki obciążeń przy uderzeniu masztem o lód podczas wywrotki. To obciążenie jest znacznie trudniej ocenić niż obciążenie od żagla. Działając na maszt skutkuje ono nie tylko siłą osiową lecz nietypowym dla masztu obciążeniem poprzecznym przyłożonym na topie i wywołującym zginanie.

3. Obliczenia porównawcze dla masztu Monotypu XV

 Dla masztu Monotypu XV wykonano następujące obliczenia porównawcze:

a. Maszt Monotypu  pozbawiony salingów.

b. Maszt Monotypu z parą górnych want salingowych i linkami d=4 mm.

c. Maszt Monotypu z parą dolnych want salingowych i linkami d=4 mm.

d. Maszt Monotypu z dwiema parami want salingowych i linkami d=4 mm.

e. Maszt Monotypu z dwiema parami want salingowych i linkami d=3 mm.

We wszystkich przypadkach uwzględniono napięcie wstępne w istniejących wantach na poziomie sześciu procent siły zrywającej linę. Wyniki przedstawiono na rysunkach rys.1, rys.2, rys.3, rys.4  oraz na rysunku 5.

4.      Obliczenia porównawcze dla masztu ślizgu L-8

Dla ślizgu  Weilanda L-8 wykonano obliczenie dla masztu  pozbawionego  salingów a wyniki

przedstawiono na rysunku  6.

5.      Wnioski

Samonastawne maszty niewielkich ślizgów lodowych można z łatwością skonstruować tak,

aby nie musiały być dosztywniane wantami opartymi o salingi. Jedynie w dużych ślizgach problemem może być uderzenie topem masztu o lód.

Przy stosowaniu na maszty dużych ślizgów,  mało odpornego na gięcie drewna

w porównaniu z laminatem, celowe jest dosztywnianie masztu wantami opartymi o salingi,

 przy czym należy pamiętać o następujących prawidłowościach:

1. Celem zwiększenia odporności na wyboczenie kolumny masztu celowym jest jedynie dosztywnianie kolumny, a więc stosować należy  dolne salingi i wanty na nich oparte. Wprowadzanie górnych salingów zmienia nieznacznie wartość siły krytycznej.

2. Stosowanie górnych salingów i want ma sens jedynie wtedy, gdy chcemy zwiększyć odporność masztu na siłę udaru o lód przy wywrotce a nie ma jakiegokolwiek sensu jeśli celem jest powiększenie siły wybaczającej.

3. Wprowadzanie salingów i want na nich opartych likwiduje możliwość wykorzystania efektu gięcia masztu do poprawy aerodynamiki żagla.

Według przepisów klasowych minimalna średnica stosowanych w Monotypie XV

want opartych o salingi wynosi 3 mm. Linki o nieco większej średnicy byłyby przewymiarowane, natomiast cieńsze byłyby za słabe. Konstruktor Erik von Holst, nie dysponujący komputerami  znalazł rozwiązanie optymalne. Zapewnił stateczność kolumnie

masztu stosując dolne salingi i wytrzymałość na uderzenie masztem o lód przy wywrotce stosując górne salingi, używając przy tym na wanty najcieńszych linek stalowych.

Problem dostatecznej wytrzymałości masztu przy uderzeniu topem o lód przy wywrotce da  się rozwiązać bardzo łatwo bez stosowania górnych salingów i want jeśli zmniejszymy siłę udaru. Można to osiągnąć rezygnując z drewna jako materiału konstrukcyjnego masztów i budując elastyczny maszt  z laminatu, który przy wywrotce zamortyzuje uderzenie.  Nowoczesny  Skeeter ma właśnie tak skonstruowany maszt.

Z kolei odejście od dosztywniania kolumny masztu z pomocą dolnej pary want salingowych pozwala na wykorzystanie efektu gięcia masztu do polepszenia właściwości aerodynamicznych żagla.

                                                                                             Skorygowano 30 maja 2017 roku.

Opracował na blogu 

Paweł Kurski - fan żeglarstwa lodowego