8 (800) 333-03-76

Интернет-магазин

+7 (495) 775-13-13

Оптовый отдел

Туристическая палатка. Взгляд разработчика. Часть 4. Элементы конструкции палатки

"…Почтенный замок был построен,
Как замки строиться должны:
Отменно прочен и спокоен
Во вкусе умной старины..."

     Современное решение конструкции маломестной мобильной палатки – это использование комбинации гибких упругих стержней в качестве каркаса и тканных полостей из синтетических тканей.
     Такая система позволяет задать палатке все требуемые свойства – компактные транспортировочные размеры, небольшой вес, большие объёмы в рабочем положении, высокая сопротивляемость ветровым и снеговым нагрузкам, быстрота сборки, ремонтопригодность, надёжная гидроизоляция.
     Основой палатки является каркас. Используя замечательное свойство гибких упругих стержней - достигать значительных, сопоставимых с длиной стержня упругих (т.е. обратимых) деформаций - возможно создавать самые разнообразные пространственные схемы каркасов. И очень важно, что приоритетным здесь является именно достижение удобной геометрии помещений палатки, а не достижение собственно прочности каркаса.
     Однако у всего есть предел – чтобы согнуть гибкий упругий стержень (стойку каркаса палатки) и удерживать его в рабочем положении необходимо к нему приложить нагрузки, которые неизбежно вызовут в нём внутренние напряжения. Величины этих напряжений зависят от формы палатки и характеризуются тем, насколько малые радиусы имеет стойка в рабочем положении. Когда на палатку подействует ветер (или ляжет снег), действующие в стойках напряжения от формообразующих нагрузок сложатся с напряжениями от действия ветра/снега. Поэтому во многих современных палатках широко используются пространственные каркасы, образованные с применением соединительных элементов. Стойки в таких каркасах менее нагружены именно формообразующими нагрузками, так как длины стоек меньше, а соединяемые ими точки - ближе. В этом случае стойки в рабочем положении имеют больший радиус. При этом такие каркасы более пригодны для формирования максимально удобных помещений палатки. Проиллюстрируем данные соображения на примере использования упрощённой, но вполне наглядной методики.
     Для оценки формообразующих нагрузок, возникающих в стойке каркаса при установки палатки в рабочее положение, можно воспользоваться следующей формулой для определения "предельного радиуса изгиба" - местного радиуса того сечения, в котором напряжения достигнут предела текучести (или прочности), т.е. стойка каркаса получит необратимые пластические деформации (или разрушится) :

R=(E*D)/(2*σт)

, где      R : местный радиус искривлённой оси стойки, метры
E : модуль упругости материалы стойки, Па
D : внешний диаметр трубки, метры
σт : предел текучести материала стойки, Па (для неметаллических стоек нужно использовать предел прочности).
     Например, для стойки, изготовленной фирмой DAC по технологии Featherlite (сплав 7001-Т6, Е=72 ГПа, σт=580 МПа, наружный диаметр D=8,84 мм, толщина стенки 0,62 мм) "предельный радиус изгиба" составит :

R = ( 72*109*0,00884 )/( 2*580*106 ) = 0,55 м = 55 см.

     Для наглядности, такой радиус имеет свёрнутая в кольцо стойка каркаса длиной 345 см.
     Однако, полностью использовать запас стойки по текучести, только на установку палатки в рабочее положение, нельзя – каркас палатки должен ещё сопротивляться эксплуатационным нагрузкам. Поэтому разработчику необходимо добиваться такой пространственной схемы каркаса, когда напряжения в стойках от формообразующих нагрузок гораздо меньше предела текучести материала (или предела прочности для неметаллических стоек).
     Для примера вычислим минимальный допустимый радиус изгиба нашей стойки, при которой напряжения от формообразующих нагрузок будут, например, не более 50% от предела текучести :

R = ( 72*109*0,00884 )/( 2* (580*106/2) ) = 1,1 м = 110 см.

     Если, всё же, по каким-либо причинам необходимо задать такую геометрию палатки, что стойки каркаса принимают под формообразующими нагрузками искривлённое положение, характеризующееся радиусом изгиба довольно близким к оцененному "предельному", то нужно либо использовать предварительно изогнутые колена стоек каркаса, либо использовать соединительные элементы.
     Так как палатка это комбинация тканных полостей и гибких упругих стержней в качестве каркаса, то конструкцию сопряжения этих составляющих необходимо тщательно подбирать. Именно от того, как будет выполнено это сопряжение, зависят прочность и жёсткость всей палатки.
     Очень хорошее, равномерное сопряжение образуется карманами на тканной части, куда стойка входит значительной частью своей длины.
     Для удобства установки палатки, такие карманы должны быть высотой 4..6 см.      Однако такое сопряжение может быть неприемлемым для палаток, применяемых в условиях очень сильных ветров – такие карманы могут заметно увеличивать парусность палатки.
     Этого недостатка лишёно замечательное сопряжение в виде эластичного шнура во всю длину стойки, который с малым шагом перекидывается через стойку и фиксируются на тенте. При этом у палатки появляется (в известных пределах) ещё одно замечательное свойство – при ветровых нагрузках большие местные искажения тента меньше передаются на каркас вследствие эластичности шнура. Однако и у этого метода есть недостаток – сравнительно низкая скорость сборки и возможные неудобства с запутыванием длинных шнуров.
     Сопряжение крючками, стоящими с большим шагом (40…60 см) неравномерно, точечно нагружает тонкостенные трубки каркаса, зато обеспечивают простую и удобную установку палатки в рабочее положение.
     Хорошее, равномерное соединение получается и в случае, когда тент накидывается на каркас и плотно прижимается к каркасу растяжением тента – тогда каркас работает как некая пружина сжатия. Однако в этом случае необходимо либо тент делать в виде многогранного объёмного тела, что бы стойки каркаса совпадали с рёбрами тента и не могли смещаться на грань, либо делать несколько точек удобного соединения каркаса и тента, предотвращающих смещение тента относительно каркаса.
     Конструкция узлов фиксации концов стоек каркаса и узлов натяжения тента должна быть такой, чтобы обеспечивать удобство и скорость установки палатки. Причём особое внимание необходимо уделять возможности значительно - на 5…10 см - изменять положение точек фиксации концов стоек, так как некоторые применяемые для палаток ткани в мороз становятся менее растяжимыми, что значительно осложняет установку палатки.

Продолжение. Часть 5. Вентиляция внутреннего пространства
Оглавление:
Часть 1. Общие положения
Часть 2. Человек в палатке
Часть 3. Внешние факторы воздействия на палатку
Часть 4. Элементы конструкции палатки
Часть 5. Вентиляция внутреннего пространства
Часть 6. Водонепроницаемость палатки
Часть 7. Выбор палатки по условиям использования
Часть 8. Расчёт комфортных условий в палатке.
Часть 9. Общие пожелания покупателям палаток

Комментарии:


Комментариев пока никто не написал... Станьте первым!