"Sznurkologia", czyli tajemnice lin żeglarskich
Wiedza o linach, ich właściwościach, technologii wytwarzania i sposobach wykorzystania poszerza się z roku na rok. Na rynku pojawiają się coraz nowocześniejsze i doskonalsze, ale nieznane zwykłym śmiertelnikom produkty, przy których doborze do określonych zastosowań jachtowych łatwo jest popełnić błędy. Jak ich – choć częściowo – uniknąć?
Wiedza o linach żeglarskich – ich materiałach, budowie i stosowaniu – jest złożoną dziedziną. Druga połowa XX w. zaoferowała nam nowe materiały (tworzywa sztuczne), których właściwości bywają w praktyce diametralnie różne od tych, które cechowały materiały tradycyjne. Na dawnych żaglowcach, w stoczniach i maszoperiach rybackich istniał specjalnie przeznaczony do doboru lin człowiek zwany takielarzem. Decydował on nie tylko o materiałach, konstrukcji i grubości lin, ale również o ich prowadzeniu (bloki, kipy), mocowaniu (knagi, kołkownice) i zabezpieczaniu końcówek przed rozplataniem, a samych lin przed zniszczeniem. Jego wiedza opierała się na kilku tysiącach lat doświadczeń pokoleń żeglarzy oraz materiałach pochodzenia naturalnego.
Liny żeglarskie: materiały naturalne
Od początku historii żeglugi liny były niezbędnym elementem wyposażenia jachtów żaglowych. Do ich konstrukcji wykorzystywano włókna roślinne dostępne w danym regionie świata lub skóry i ścięgna zwierząt. Od XVII w. rozwój transportu morskiego, związany z odkryciami geograficznymi, zunifikował materiały przeznaczone do produkcji lin okrętowych i na początku XX w. pozostało zaledwie kilka surowców do wytwarzania lin okrętowych.
Oto one:
– Sizal – włókno agawy sizalowej uprawianej w krajach tropikalnych. Jak na liny z włókien naturalnych są one bardzo wytrzymałe, ale sztywnieją i twardnieją pod wpływem wilgoci;
– Manila – wytwarzane z liści bananowca włókno jest surowcem odpornym na działanie wody morskiej, elastyczne i mocne. Liny manilowe nadają się na cumy bądź kable kotwiczne;
– Konopie – to liny wykonane z włókna konopnego, są odporne na działanie czynników atmosferycznych i ścieranie. Wadą jest pęcznienie i sztywnienie pod wpływem wilgoci. Sznury konopne mają sporą masę jednostkową i małą elastyczność, nadają się na fały;
– Bawełna – ten materiał pozwala na wyprodukowanie lin miękkich niesztywniejących pod wpływem wilgoci. To powód, dla którego używa się ich na szoty. Wadą lin bawełnianych jest trudna konserwacja i słaba odporność na butwienie, szczególnie jeśli przechowuje się je w wilgotnych, nieprzewiewnych pomieszczeniach;
– Kokos – z jego włókien produkuje się liny, jest doskonały do wytwarzania sznurów pływających. Jest on elastyczny i odporny na ścieranie, ale butwieje i gnije.
Liny z włókien naturalnych wyparte zostały z rynku przez produkty z włókien sztucznych, wciąż jednak są mile widziane na oldtimerach i replikach dawnych statków, i to pomimo ich trudniejszej eksploatacji związanej z konserwacją.
Liny żeglarskie: włókna z tworzyw sztucznych
W połowie XX w. rozwijające się technologie tworzyw sztucznych spowodowały rewolucję również w budownictwie jachtowym. Wytwarzanie włókien z tworzyw szczególnie odbiło się na właściwościach mechanicznych i użytkowych lin. Oto najczęściej spotykane rodzaje lin tego typu:
– Poliamid to tworzywo popularnie nazywane nylonem. Wynaleziony w 1935 r. w Stanach Zjednoczonych, pierwotnie znalazł zastosowanie w produkcji militarnej. Już w 1940 rozpowszechnił się jako surowiec cywilny, m.in. na damskie pończochy. Włókna poliamidowe wyróżniają się wysoką wytrzymałością i odpornością na ścieranie, a ich główne wady to wrażliwość na UV i kwasy. Cechą lin poliamidowych jest duża elastyczność, co sprawia, że nie nadają się np. na fały;
– Poliester daje włókna o wysokiej wytrzymałości i odporności na UV, ale źle znoszące wodorotlenki i alkalia (uwaga na środki czystości). Liny poliestrowe są mało rozciągliwe i dlatego często używane na jachtach;
– Polipropylen stosuje się do wytwarzania lin wybitnie dużej odporności na chemikalia. Trudnościeralne, nie chłoną wody i pływają. Lina polipropylenowa jest elastyczna i dlatego świetnie nadaje się na cumy i liny kotwiczne;
– Polietylen. Zaletami lin wykonanych z tego tworzywa jest niska cena, odporność na promieniowanie UV i chemikalia. Wady za to – kurczliwość pod wpływem temperatury, słaba ścieralność i ślizganie się po węzłach i knagach – sprawiają, że żeglarze używają ich rzadko;
– Polietylen wysokoprzetworzony. To stosunkowo nowe tworzywo znane w handlu jako dyneema lub spectra. Liny z tego włókna charakteryzują się olbrzymią wytrzymałością i minimalną rozciągliwością. Dlatego, mimo wyższej relatywnie ceny, cieszą się dużym powodzeniem wśród żeglarzy, nadają się na fały, obciągacze bomu itp.;
– Aramid znany na rynku jako kewlar lub twaron jest tworzywem z grupy poliamidów. Wynaleziony został przez chemiczkę z grupy Du Pont – Stefanię Kwolek (Polkę z pochodzenia). Włókno aramidowe jest około 5,5 razy lżejsze od stali o takiej samej wytrzymałości, nie przewodzi prądu elektrycznego i jest niepalne. Liny z niego wykonane charakteryzują się niezwykle małym wydłużeniem, dzięki czemu skutecznie zastępują liny stalowe. Jednak trudne cechy eksploatacyjne (słabe trzymanie się oplotu, trudność w wykonaniu końcówek – nie dają się zatopić jak inne liny z tworzyw sztucznych) powodują, że są one w żeglarstwie coraz rzadziej stosowane;
– Vectran to sztuczne włókno otrzymywane z ciekłokrystalicznego polimeru, wynalezione przez Celanese Acetate LLC. Jest to aromatyczny poliester, wytrzymałe tworzywo odporne chemicznie, zachowujące trwałość w wyższych temperaturach. Stopniowo traci swoją wytrzymałość dopiero powyżej 220°C, a topnieje dopiero przy 330°C. Włókna z vectranu pokrywa się warstwą poliuretanu, by zwiększyć jego odporność na promieniowanie ultrafioletowe. Podobny w wyglądzie do aramidu, jednak nie tak bardzo żółty (bardziej złoty). Ze względu na dużą gęstość tonie w wodzie;
– PBO, inaczej zylon, to nazwa handlowa włókien z poli (p-fenyleno-2,6-benzobisoksazolu) w skrócie PBO, wprowadzonych do produkcji przez japońską firmę Toyobo Corporation. Technologia produkcji tego syntetycznego polimeru została opracowana przez SRI International (Stanford Research Institute) w Stanach Zjednoczonych w 1980 r. Włókna zylonu mają ponaddwukrotnie lepsze parametry – wytrzymałość na rozciąganie oraz moduł sprężystości przy rozciąganiu – niż włókno kewlar. Materiał ten odznacza się także bardzo wysoką odpornością na działanie ognia w porównaniu do innych włókien polimerowych. Palą się jedynie przy zawartości tlenu powyżej 68 proc., a taka ilość nie jest spotykana w naturalnych warunkach atmosfery ziemskiej. Te właściwości sprawiają, że liny z PBO ostatnio stosuje się jako olinowanie stałe i półstałe w dużych jachtach regatowych. Jeśli kiedyś stanieją, trafią również i na małe turystyczne jednostki.
Konstrukcja lin żeglarskich
Najbardziej tradycyjna jest lina kręcona. Zazwyczaj wykonuje się ją z trzech lub czterech splotek. Liny kręcone najczęściej wykonywane są z materiałów naturalnych, choć wyjątkiem są używane w żeglarstwie liny polipropylenowe. Decyduje o tym ich wyjątkowa elastyczność, amortyzująca obciążenia dynamiczne pochodzące od pracy na fali zacumowanego lub zakotwiczonego jachtu. Cechują je także nienasiąkliwość i pływalność. Ten typ lin jest więc najlepszy na cumy i kabel kotwiczny.
W połowie XX w. opanowano technologię plecenia lin. Zbiegło się to ze zdobyciem umiejętności wytwarzania włókien z tworzyw sztucznych o praktycznie nieskończonej długości. Dało to mnóstwo nowych możliwości w konstruowaniu „sznurków” o bardzo różnych właściwościach, składających się z rdzenia np. plecionego lub pasmowego i plecionych oplotów. Zadaniem oplotu jest ochrona rdzenia przed zniszczeniem (przetarciem, promieniowaniem UV itp.). Kilka oplotów jeden na drugim pozwala na „cieniowanie” grubości liny, aby uczynić ją jak najlżejszą, co znakomicie sprawdza się, gdy używamy ich np. na szoty sztaksli czy spinakera. Liny szotowe muszą spełnić dwa właściwie sprzeczne wymagania: muszą być lekkie (cienkie) i dostatecznie grube, aby można je było chwycić dłonią.
Lina a średnica rolki bloczka
Liny najbardziej się niszczą, współpracując z elementami takielunku, takimi jak bloczki, knagi (nawet szczękowe), kipy itp. Równie niszczące są węzły żeglarskie, a szczególnie gwałtowne załamania powstałe w efekcie ich zawiązania.
Podstawową przyczyną niszczenia liny na rolce bloczka są nierównomierne naprężenia rozciągające w zewnętrznych i wewnętrznych włóknach. Z tej przyczyny ważne jest, aby rolka miała odpowiednią średnicę, a kształt rowka w niej był dobrany do liny. Przyjmuje się, że średnica rolki winna być około 10 razy większa od średnicy liny. W przypadku lin aramidowych nawet 15 razy, co wiąże się z tym, iż oplot na takiej linie słabo trzyma się aramidowego rdzenia.
Błąd polegający na wadliwym doborze kształtu rowka zasadza się na tym, że najczęściej lina jest zbyt cienka, a to powoduje rozpłaszczenie się jej na dnie rowka i szybkie zniszczenie. Dla lin stalowych przekrój rowka ma kształt trójkątny, ale nie wolno go stosować dla lin włókienniczych. Stalówka pracuje inaczej niż lina włókiennicza.
Podane tu wiadomości to zaledwie fragment złożonej "sznurkologii", pozostają jeszcze inne kwestie: eksploatacji, konserwacji, a także węzłów, ale o tym już w innym artykule...
CHCESZ BYĆ NA BIEŻĄCO? POLUB ŻAGLE NA FACEBOOKU
