Информация

Поиск универсальных узлов

Небольшой экскурс в новейшую историю
В наших былых лесочных экспериментах (см. "СР" № 4/2007) мы искали оптимальные узлы, которые сохраняли бы максимум от первоначальной прочности лески, но были бы при этом достаточно просты и стабильны. Напомним, что тестируемые узлы тогда были разделены на две группы: предназначенные для привязывания приманок и узлы для соединения двух концов лески между собой.

В группу номер один были включены: "Паломар" (известный в западных источниках как Palomar knot, Swivel knot), "Гриннер" или "Юни" (Grinner knot, Uni knot, Hangman's knot), "Хоумер" (Homer knot), "Усовершенствованный клинч" (Improved clinch knot), "Упрочненный клинч" (Attached clinch knot). Во второй группе проходили испытания четыре не менее известных узла: "Тройной рыбацкий узел" (Three - water knot), "Кровные узы" (Blood knot, Attach knot, Fisherman's bend knot), "Двойной скользящий Гриннер" (Double grinner knot, Double Uni knot) и узловое соединение "Петля в петлю" (Double loop junkction). Итоговый рейтинг по результатам тестирования приведен в таблице 1.

По результатам серии испытаний на разрыв безоговорочным лидером в первой пятерке популярнейших узлов оказался "Паломар" (фото 1-4), сохранивший 94% от первоначальной прочности лески. Во второй группе лучшим стало узловое соединение "Петля в петлю" (фото 5-7) с результатом 95% от первоначальной прочности.

Для всех испытаний была использована леска Salmo Grand Victory диаметром 0,18 мм в новом состоянии. Результаты эти оказались вполне убедительными. Но в прошлый раз мы все же не ответили на один очень важный вопрос: найдены ли те самые "универсальные узлы", которые одинаково хорошо подойдут и карпятнику, применяющему монолеску диаметром 0,3 мм, и спиннингисту - с его 0,25 мм, и доночнику - с леской 0,16 мм, и поплавочнику - с 0,12 мм?

Вот это и есть основной интригующий вопрос, на который мы попытаемся ответить сегодня в этом материале, и снова - при помощи тестирования. Но вначале позволим себе обобщить главные выводы, к которым мы пришли по итогам предыдущего тестирования.

Обобщение и новый проект

Итак, процесс вязки узла любого типа всегда сопровождается различными видами деформации лески. Основные из них - кручение, растяжение, сжатие и изгиб. В результате в отрезке с узлом образуются местные напряжения, которые в конечном итоге снижают прочность образца, а, значит, и показатель максимальной разрывной прочности нашей лески. Девять протестированных в прошлый раз узлов показали себя с этой стороны абсолютно по-разному, потому как отличаются способы их вязания. Впрочем, одна закономерность проявилась четко - основным врагом прочности тестируемых узлов для монофильных лесок оказалась деформация кручения. Мы пришли к выводу, что лучшими по прочности являются довольно незатейливые узлы, при вязке которых элемент кручения лески проявляется меньше всего. Собственно, этим требованиям и отвечают лидеры нашего прошлого теста и участники нынешнего - "Паломар" и узловое соединение "Петля в петлю".

Но, согласитесь, всем нам доводилось иметь дело на рыбалке как с достаточно тонкими лесками, скажем, диаметром 0,08 мм, так и с достаточно толстыми - например, сечением 0,5 мм. То, что они заметно отличаются по своим эксплуатационным характеристикам - очевидно. Собственно, это обстоятельство и заставило задуматься над таким любопытным вопросом: как поведут себя наши лидеры ("Паломар" и "Петля в петлю") при тестировании на лесках разных диаметров?

Для сегодняшних опытов мы взяли все ту же леску Salmo Grand Victory, только на сей раз следующих шести диаметров: 0,35 мм, 0,3 мм, 0,25 мм, 0,16 мм, 0,14 мм и 0,12 мм. Почему именно эти значения? Во-первых, диаметры этой группы, на наш взгляд, оказываются наиболее актуальными, т.е. востребованными рыболовами на сегодняшний день. Во-вторых, протестировав именно лески этих сечений, можно получить достаточно полную общую картину и попытаться вывести кое-какие закономерности, если, разумеется, они будут прослеживаться.

Но сначала несколько слов о подопытной леске, дабы вы могли лучше ориентироваться в ходе дальнейших тестов. Леска Grand Victory - среднежесткая, при этом не сильно помнит деформации и удлиняется при растяжении ниже среднего значения для монофильных лесок. В тоже время, нам она показалась достаточно пластичной, потому как после схода с бобины кольца практически не образовывались. Что касательно калибровки, то визуально она выполнена вполне пристойно. Ну вот, пожалуй, и все, что можно подметить невооруженным глазом, остальное проявится в ходе испытаний.

Оборудование
Тесты было решено провести при помощи механического разрывного пресса. Данная установка уже использовалась нами ранее в предыдущем тестировании, тогда же и зарекомендовала себя удачно. Пресс представляет собой две вертикальные колонны (фото 8). Вверху на них неподвижно закреплена платформа. Ниже расположена еще одна платформа, но на сей раз - подвижная в вертикальном направлении.

разрывное устройство

Она приводится в движение посредством двух вращающихся стержней с резьбой, приводимых от электромоторов. Вся установка управляется с помощью компьютера. К подопытному отрезку лески постепенно прикладывается заданное в определенных пределах нарастающее усилие на растяжение вплоть до критического, после которого неминуемо следует разрыв образца.

Обе платформы пресса оборудованы пьезо-датчиками - специальными приборами, фиксирующими значения, приложенной к образцу силы, и показатели удлинения на всех этапах испытаний вплоть до разрыва. Благодаря датчикам, информация о ходе испытания остается в памяти компьютера, где затем производится анализ результатов посредством построения графиков зависимости относительного удлинения от приложенной силы. Кроме того, формируется машинограмма по результатам опыта (фото 9).

Тест и результаты

Первым делом мы протестировали на разрыв лески всех шести диаметров без узлов, дабы отталкиваться от этих значений в последующих расчетах прочности тестируемых узлов, взяв данный показатель за 100%. В ходе этой серии испытаний отрезки лесок при помощи безузловых соединений крепились в кулачках установки (фото 10). Затем к образцам постепенно прикладывалось нарастающее усилие на растяжение, вплоть до разрыва.

Все испытания производились по 4 раза для лески каждого из диаметров, после чего вычислялось среднее значение, дабы минимизировать влияние фактора случайности. Именно эти средние значения реальных разрывных нагрузок в ньютонах и килограммах вы можете видеть в таблице 2.

Узел "Паломар".

Сначала мы провели тестирование прочности лидера из первой группы - узла "Паломар" - на всех подопытных лесках. Для этого каждый раз к отрезку лески привязывался именно этим тестируемым узлом, мощный, заведомо более прочный карабин, который закреплялся в кулачке верхней платформы установки. Второй конец от- резка закреплялся безузловым соединением в кулачке нижней подвижной платформы разрывного пресса.

Затем подвижная платформа, отдаляясь от верхней стационарной, постепенно прикладывала к образцу нарастающее усилие на разрыв. Леска с узлом растягивалась и фото 6

неизменно рвалась, а пьезодатчики фиксировали точное значение приложенной силы на всех этапах эксперимента, в том числе и в сам момент разрыва.

И на этот раз все испытания производились по 4 раза для каждой лески из тех же соображений. Полученные результаты сопоставлялись с ранее замеренными показателями для лесок без узлов. Так были получены показатели таблицы 3.

Как нам представлялось накануне испытаний, леска большего диаметра должна была в меньшей степени подвергаться пластичной деформации при вязке на ней узлов.

Логика здесь простая: в более толстой леске количество "слоев" молекул будет превосходить оное в более тонком аналоге, тем самым достигается "эффект веника", когда внутренние "слои" оказываются под защитой наружных, и чем больше будет этих наружных "слоев", тем более выносливой окажется леска. На деле это должно было выразиться большей прочностью на узлах в сравнении с более тонкими аналогами.

Каково же было наше удивление, когда по итогам всех двадцати четырех тестов с узлом "Паломар" мы увидели, что результаты испытаний узла на леске диаметром 0,35 мм, оказались скромнее, чем в случае с использованием более тонкой лески диаметром 0,30 мм!

Это поначалу заставило усомниться в чистоте экспериментов, но графики, построенные компьютером, не подтвердили этого. Но о них чуть позже. После некоторых раздумий объяснение нашлось. Не секрет ведь, что при прочих неизменных условиях с увеличением диаметра монофильной лески наблюдается увеличение ее продольной упругости и, соответственно, жесткости.

Именно эти обстоятельства на каком-то этапе начинают влиять на прочность узлового соединения, причем довольно ощутимо. В таблица 2

нашем случае, этим этапом явились испытания узла "Паломар" с использованием самой толстой тестовой лески - 0,35 мм. Леска же диаметром 0,30 мм даже по нашим ощущениям выглядела мягче и податливее. Но как жесткость лески может повлиять на прочность узла?

Это влияние, на наш взгляд, проявляется больше всего на важнейшем завершающем этапе создания узла - при затягивании. Вот здесь, возросшие упругость и жесткость более толстой лески, начинают ощутимо препятствовать созданию узла. Действительно, ведь при вязке узлов на толстых лесках требуется больше усилий для аккуратного затягивания, чем в случае с более тонкими аналогами. Попробуйте завязать простой узел на леске диаметром 0,08 мм, а затем проделать то же самое, но уже с использованием лески 0,5 мм - и вы поймете, о чем идет речь.

В ходе тестов мы пришли к выводу о том, что этап окончательного затягивания узла очень важен. Так при проведении испытаний узла "Паломар" в среднем в 9% случаев нам приходилось повторять эксперимент из-за некачественной затяжки узла.

Это было видно на графиках, когда кривая по ходу теста строилась с провалами-горбами, которые свидетельствовали о резких аномальных скачках в абсолютном удлинении отрезка, а также на сильном проявлении эффекта "пожеванной" лески по окончании опыта.

Примечательно, что, если вышеупомянутые признаки имели место быть, прочность испытуемого узла ощутимо снижалась! Речь идет о снижении на 5 - 10%, а это, согласитесь, существенно.

Итак, с точки зрения простоты исполнения "Паломар" зарекомендовал себя вполне неплохо, а это, по нашему мнению, далеко не последний показатель классности узла. Точных цифр у нас, к сожалению, нет, но, помнится, при прошлом тестировании узлов типа "Клинч" процент брака при затягивании подходил вплотную к 20-ти!

Кстати говоря, процент брака, который выходил у нас при вязке этих узлов, вполне можно проецировать на среднестатистического рыболова, потому как до бойскаутов в деле вязания узлов нам, конечно, далеко, но все же "наковали" мы их приличное количество (даже в ходе настоящего и предыдущих тестов). Так что эта цифра, думается, стандартна для многих, и вы вполне можете на нее ориентироваться.

В данном тесте максимальный показатель прочности узла "Паломара" не превысил 89%. У пытливого читателя вполне может возникнуть вопрос, а куда же подевалась первоначальная прочность в 94% для "Паломара", полученная в ходе предыдущих тестов с использованием монофильных лесок? Мы, естественно, озадачились этим же вопросом. Честно сказать, однозначного и исчерпывающего ответа у нас нет, но, думается, на появление этой разбежки повлиял целый ряд факторов. Естественно, первое, что приходит на ум, это - влияние погрешностей испытаний. Мы их тогда оговаривали - это порядка 4%, плюс погрешность нынешних опытов - около тех же 4%. Второе - это влияние диаметра лески, на которой проводилось тестирование. Напомним, что в нашей статье "Тест: узлы для монофильных лесок" ("СР" № 4/2007) мы использовали мононить диаметром 0,18 мм. В нынешний тестона не попала по вполне прозаичным причинам - временным рамкам. Ну и, в-третьих, не исключен вариант с отличиями в первоначальных характеристиках самих подопытных лесок - ведь любая леска отличается от партии к партии, причем, иногда весьма ощутимо.

"Петля в петлю".

При тестировании лучшего узла из второй группы - "Петля в петлю" - технология была той же на всех этапах, с той лишь разницей, что для каждого из 24-х опытов (снова по четыре повторения для всех шести диаметров) брались два отрезка подопытной лески, после чего они связывались именно способом "петля в петлю". А уж потом концы полученного составного куска закреплялись в кулачках установки при помощи безузловых соединений. И только после этого мы имели возможность "поиздеваться" над этими образцами. Результаты этой серии испытаний приведены в таблице 4.

Здесь уже, как вы можете видеть, все с ходу представляется логичным - прочность узлового соединения "Петля в петлю" падает вместе с уменьшением диаметра подопытной лески. Это свидетельствует о еще большей неприхотливости и классности данного узла даже в сравнении с "Паломаром", и не может не радовать. В подтверждение вышесказанного имеем вдвое меньший процент брака при затягивании этого узла в сравнении с первым испытуемым (4,5%).

Обещанные графики
Думается, для полноты картины нам совсем не повредит рассмотреть несколько графиков, полученных в ходе тестирования. Ниже приводим три графика, которые построила машина по результатам испытаний лески 0,16 мм, поскольку они наглядны и показательны. Итак, график зависимости относительного удлинения лески от приложенной нагрузки при проверке реального разрывного усилия без узла (фото 11).

По горизонтали отложено относительное удлинение отрезка лески (L) в мм, по горизонтали - значение, приложенной к образцу силы (F) в Н. Форма графика - возрастающая кривая, и это понятно, поскольку вместе с увеличением силы, прилагаемой к отрезку, возрастает и показатель абсолютного удлинения образца.

График представляет собой монотонную (без больших скачков) функцию, что свидетельствует об отсутствии значительных погрешностей при выполнении безузловых соединений и калибровки лески. Разрыв наступил в точке со значением приложенной силы в 21,3 Н (приблизительно 2,17 кг), которому соответствовал показатель относительного удлинения в 43 мм.

И вновь, как и в случае с тестированием узлов на плетеных лесках ("СР" № 9/2007), наблюдается очень любопытный момент - максимальная нагрузка на образец в ходе эксперимента достигла значения в 24 Н, а разрыв наступил при показателе приложенной силы в 21,3 Н! Это еще раз подтверждает тот факт, что монолески анизотропны в своем строении. Стало быть, на отрезке лески будут иметь место как своего рода "максимумы" (наиболее прочные места), так и "минимумы" (самые уязвимые при растяжении).

При приложении силы отрезок монолески будет непременно удлиняться неравномерно по всей длине, именно из-за анизотропии. Это характерная особенность всех без исключения современных монолесок, даже самых дорогостоящих. Вопрос лишь в том, в какой мере это проявляется.

Теперь давайте рассмотрим график, построенный при тестировании узла "Паломар" на все той же монолеске диаметром 0,16 мм (фото 12). Структуру графика мы уже знаем - она идентична вышеприведенной. Но есть и отличия. Сразу замечаем, что показатель относительного удлинение отрезка, соответствующий разрывному усилию, здесь выше, чем в первом случае: 48 мм с "Паломаром" против 43 мм без оного.

Объясняется это продолжающимся затягиванием узла в процессе тестирования. Обратите внимание - на графике хорошо виден микропровал, который произошел при относительном удлинении отрезка, равном примерно 23 мм. Именно в этот момент, надо полагать, узел дал свою окончательную усадку.

Отметим, что момент этот - типичный для всех узлов, с которыми нам приходилось иметь дело. А вот, если величина этого самого провала на графике становится значительной, это означает, что эксперимент придется повторять, потому как имел место брак при вязке узла.

Ну, и совсем уж "на закуску" рассмотрим график тестирования узлового соединения "Петля в петлю" (фото 13). Ситуация здесь в корне не меняется, только вот значение относительного удлинения отрезка при приложении разрывной нагрузки гораздо выше, чем при тестировании "Паломара" - порядка 81 мм. Оно, в общем-то, и логично, ведь в этом случае усадку при приложении силы дают уже два узла и две петли, вместе взятые. Но при всем при этом, значительной пластичной деформации лески не происходит, потому как эффект кручения слабо выражен.

Что же в итоге можно сказать? А то, что исследуемые узлы вполне можно рекомендовать, как универсальные для монолесок разных диаметров, поскольку их параметры оказались высоки и, что не менее важно, стабильны. Так что, господа карпятники, спиннингисты, доночники и поплавочники - мотайте на ус!

О. Ляльковский, Д. Самесов

"Спортивное рыболовство № 3 - 2008г."

леска, прочность, паломар