Поделиться
Загадка сращивания морских концов разрешена
Раскрыт секрет искусства, знакомого морякам на протяжении многих столетий, - так называемого "сращивания" канатов конец к концу посредством их сплетения друг с другом. Консультант компании Technology Tension International Крис Лич (Chris Leech) сумел вычислить математически механические свойства канатов, сращенных тремя различными способами. Это позволило, во-первых, понять, как вообще канатам удается держаться вместе, и, во-вторых, определить характеристики канатов, влияющие на получение оптимальных результатов. В частности, Крис Лич обнаружил, что критическое влияние на прочность узла оказывает угол, под которым канаты перекручиваются друг вокруг друга. Выяснилось, что один из морских узлов, так называемый "Адмиралтейский" узел, выдерживает до 96% предельной нагрузки одиночного каната. Этот факт поразителен тем, что канаты не удерживаются ничем, кроме силы трения. Она же, кстати, и разрушает канаты, приводя к их износу. Современные канаты делаются из прочных синтетических волокон вроде кевлара, молекулы в которых расположены в виде сложной иерархической структуры. Обычно несколько волокон в них закручиваются друг вокруг друга либо вокруг базовой нити.Лич рассмотрел три случая сплетения каната, образованного шестью жилами, обернутыми вокруг центрального ядра, состоящего из двух жил. Центральные жилы во всех трех случаях были образованы путем неодинаковой обрезки их на одной из половинок каната и обертывания ее вокруг ядра другого каната.
Все три случая отличались способом сплетения шести внешних жил. При так называемом "длинном" сплетении жилы просто лежат конец к концу, так что одна продолжает другую с того места, где та кончается. Жилы разных концов чередуются, вся конструкция удерживается хомутами. В этом случае прочное соединение возможно только при очень большой длине сплетения - для канатов в несколько сантиметров толщиной его длина будет составлять многие метры.
Более изощренный способ сплетения - "адмиралтейский" или "ливерпульский" узел – обеспечивает гораздо большую силу трения. Жилы в нем пересекаются друг с другом, образуя узор наподобие "лезвий ножниц". Но и в этом случае наибольший вклад в силу трения образуют продольные участки, в которых жилы проходят примерно параллельно друг другу.
Источник: по материалам New Scientist.
Короткая ссылка
