Moderní plachty |Co znamená, když se řekne Code Zero, Reacher a Runner

Technika

Ty tam jsou doby, kdy jachtaři stačilo vědět, co je hlavní plachta, kosatka, gena a spinakr. Především ze spinakru se vyvinula celá řada pomocných plachet na plné kurzy, které se označují číselným kódem, aby se v nich posádky závodních jachet lépe orientovaly. To však neznamená, že se nezměnily hlavní plachty a kosatky, které se musely přizpůsobit novým způsobům rolování a refování. Celou tuto evoluci podnítily moderní kompozitní materiály, z nichž se dnes plachty spíše pečou, než šijí.

Historie plachty je skoro stejně tak stará jako historie lodě a při její výrobě se uplatnily různé přírodní materiály. Vi­kingové si pomáhali plachtami tkanými z vlny a zesílenými koženými pruhy, kdežto Číňané a Polynésané používali rostlinné rohože. V Evropě nosily lodě od středověku lněné nebo konopné plachty. Byly pevné, ale těžké, takže špatně pracovaly za slabého větru. Navíc sály vodu, a když se nesušily, začaly plesnivět. Přesto se lněná plachtovina stala v éře plachet strategickým materiálem. Nový materiál přinesli koncem 18. století Američané. Byla to bavlna, z níž se daly ušít mnohem lehčí a výkonnější plachty. Americké fregaty měly za války v roce 1812 dvě sady plachet – jednu lněnou a jednu bavlněnou – a nejméně v jednom případě lehké bavlněné plachty pomohly americké válečné plachetnici uniknout převažujícím britským silám.

Jachty opisovaly vývoj plachet velkých lodí. Až do roku 1851 používaly evropské plachetnice standardně lněné plachty. Avšak v tomto roce připlul do Anglie na Pohár jednoho sta guinejí, což byl závod kolem ostrova Wight, americký škuner AMERICA, který měl plachty bavlněné. Soudí se, že právě tyto plachty přispěly k vítězství amerického škuneru, který anglické soupeře s těžkými lněnými plachtami naprosto deklasoval. Ukořistěný pohár pak Američané přezvali na Pohár Ameriky, který je nejstarší, stále vypisovanou, sportovní soutěží na světě. Jeho 34. ročník startuje pohárem vyzyvatelů již 4. července.

Po vítězství AMERIKY se v jachtingu ujaly vlády bavlněné plachty a držely ji sto let. Plachtovinu tvořilo velmi hustě tkané plátno, aby byla co nejméně prodyšná a co nejméně se deformovala při namáhání smykovými silami, to je silami působícími úhlopříčně na osnovu a útek. Je úžasné, jak obrovské plachty dokázali plachtáři z bavlněné plachtoviny ušít pro velké škunery Belle Époque a pro kutry tříd K a J, které bojovaly o Pohár Ameriky ve třicátých letech minulého století.

Éra bavlny skončila až po druhé světové válce, kdy rozvoj chemického průmyslu přinesl syntetická vlákna. V roce 1950 vyvinul americký chemický koncern DuPont vlákno z teraftalátu polyetylénu, které dostalo obchodní název Dacron. Bylo nejen pevnější než bavlna, ale tkanina utkaná z Dacronu se dala tepelně upravovat – kalandrovat. Tím došlo k částečnému natavení materiálu, takže struktura plátna se slila a vytvořil jakýsi přechod k fólii, a tím se odolnost dakronu na smyk zvýšila vůči bavlně o řád, takže tato úprava poskytla jachtingu téměř ideální materiál na plachty. Dacronové plachty nenasákaly a neplesnivěly jako bavlněné, neztrácely tvar, když zvlhly, byly prakticky neprodyšné, měly hladký povrch, který snižoval tření, vyznačovaly se nebývalou pevností a tudíž i životností. Za všechny tyto výhody se platilo jediným nedostatkem – dacron poměrně rychle degeneruje vlivem UV záření slunce. Avšak nepochybně to byl tento materiál, který otevřel jachtingu cestu na oceány a umožnil pořádat regaty kolem zeměkoule.

Ještě před druhou světovou válkou dal koncern DuPont na trh jiné syntetické vlákno, které se stalo známým pod obchodním názvem nylon. Nicméně do jachtingu vstoupil nylon později, současně s dacronem. Ukázalo se, že nylon je vhodným materiálem na spinakry.

Kompozitní (laminované) plachty
Tyto plachty jsou dnes nezbytným standardem u závodních plachetnic, neboť se tlakem větru prakticky nedeformují, nevytahují se a zachovávají i při zatížení původní profil, takže vyvíjejí maximální vztlakovou sílu. Do povědomí jachtařů se zapsaly jako kevlarové a jejich původ je třeba hledat v kosmonautice. Pro konstrukci družic byly zapotřebí různé izolační a odrazné materiály a tato potřeba byla mocným popudem pro chemický průmysl, který vytvořil celou škálu syntetických vláken a fólií. Původně tvořily kompozitní plachtu tři vrstvy – dvě vnější z mylaru a vnitřní nosná kevlarová. Mylar je jemná fólie PET, která byla vyvinuta pro izolaci družic a u kompozitní plachty tvoří vnější povrch – ideálně hladký, vzducho- a vodotěsný. Je to vlastně plastová membrána, která kryje vnitřní konstrukci plachty. Mylarová fólie je totiž příliš průtažná, takže musí být nesena tuhým a nedeformovatelným roštem. Ten je vytvořen z kevlarového vlákna a slouží jako kostra plachty. Jedná se o aramidové vlákno, též známé pod obchodními názvy Nomex a Technora, které vyvinul koncern DuPont v roce 1965 a poprvé bylo použito počátkem 70. let na pneumatiky závodních automobilů, kde nahradilo ocelovou výztuž. Když totiž vezmeme v úvahu poměr pevnost/hmotnost, je kevlar pětkrát pevnější než ocel.

První kevlarová plachta vznikla ručně. Její tvůrci nanášeli potřebné vrstvy na kopyto umístěné v hangáru tak, že byli nad ním zavěšeni ve speciálních postrojích jako pavouci. Dnes je výroba mechanizovaná, nicméně i tak jsou kompozitní plachty podstatně dražší než dacronové. Pro kevlarové plachty je typická světle hnědá až nazlátlá barva, která vlivem UV záření tmavne a hnědne. Větší citlivost na UV záření než u dakronu je pak hlavním nedostatkem kevlarových plachet.

Nicméně vývoj se u kevlarových plachet nezastavil. V roce 1963 byl ve Velké Británii vyvinut postup pro výrobu uhlíkového vlákna, které mělo atomy uhlíku sestaveno do hexagonální krystalové mřížky a vyznačovalo se mnohonásobně vyšší pevností než ocel. Ve druhé polovině 20. století našlo uplatnění v leteckém a kosmickém průmyslu, kde posloužilo ke zpevnění a odlehčení dílů vyráběných ze skelného laminátu. Začalo se též používat pro výrobu karosérií a přítlačných křídel závodních automobilů F1 a posléze proniklo do jachtingu, kde se uplatnilo v konstrukci nejvyspělejších závodních plachetnic (karbonový laminát). Odtud byl jenom krůček použít uhlíkové vlákno k posílení kompozitních plachet. Zjednodušeně řečeno, na dnešních kompozitních plachtách se podílejí tři prvky – vnější plastová membrána (mylar), základní nosný rošt (kevlar) a výztužné pásky z karbonu, které jsou do plachty vloženy v osách působení největších sil. Nicméně podíl uhlíkového vlákna roste a karbon postupně přebírá roli základního nosného roštu. Tím se mění i zabarvení, karbonové plachty jsou stříbřitě šedé až do černa.

Mnozí jachtaři se nesprávně domnívají, že kevlar je jenom jiné označení pro uhlíkové vlákno, nicméně jsou to rozdílné materiály, které mají v některých ohledech odlišné vlastnosti. Například uhlíkové vlákno je odolné vůči UV záření. Karbonové plachty tvoří v současnosti špičkové vybavení, které se uplatňuje na závodních plachetnicích, ale rychle proniká i do turistického jachtingu.  
 
Jako příklad skutečné konstrukce moderních kompozitních plachet pro širší okruh uživatelů i z řad majitelů cruiserů může posloužit systém 3Di firmy North Sails. Používá laminovaný materiál, který se tvaruje a spojuje za tepla, takže výsledkem je plachta s neměnným profilem, který se svou tuhostí blíží profilu pevnému. Klíčovým prvkem systému 3Di jsou vícenásobné vrstvy vláknových pásků SFT (Spread Filament Tape), které jsou v ploše plachty orientovány do různých směrů. Na začátku se pásky kladou vedle sebe a nanáší se na ně 35 mikronů silná vrstva termosetového lepidla. Skladba pásků SFT odpovídá budoucímu určení plachty a je tvořena různými kombinacemi aramidových a karbonových vláken a vláken z Dyneemy (vysokomolekulární polyetylén). Tím se vyvažují záporné a násobí kladné vlastnosti jednotlivých vláken. Aramid (kevlar) je velmi pevný a odolný proti tahu a tlaku, ale rychle degraduje vlivem UV záření, karbon je také odolný vůči tahu a tlaku, avšak je tuhý a křehký. Dyneema je pak odolná proti tahu, nikoli však vůči tlaku, nicméně netrpí únavou a je pružná. North Sails produkuje 20 rozdílných typů pásku SFT s různými poměry aramidu, karbonu a Dyneemy. Zvláštní počítačový program pak řídí ukládání pásků do plochy budoucí plachty, a jakmile jsou uloženy mezi vrstvy netkaného polyesteru, celá plachta, respektive termosetové lepidlo spojující jednotlivé pásky, se za tepla vytvrzuje na prostorovém kopytě. Výsledkem je téměř izotropický tvar (odolný vůči působení sil různých směrů), který se nemění v širokém rozmezí rychlostí větru.

Tvary a výztuhy plachet
Nejen materiály, ale i tvary plachet a jejich výztuhy prošly změnami, i když v některých případech se jedná o návrat ke starým pravdám. Platí to především pro hlavní plachty, které mají dnes tvar lichoběžníku, když je do jejich hlavy vsazena výztuha, jež vytváří na vrcholu plachty krátké rameno, čímž se zvětšuje její plocha v horní části. Každý profil musí mít minimální hloubku, aby vyvinul vztlak. To znamená, že klasická vysokostěžňová hlavní plachta, která vybíhá do špičky, je v posledním metru neúčinná. Tohoto faktu si byli již po první světové válce vědomi konstruktéři jezerních závodních jol v Německu a opatřovali je stěžni – berlemi, které měly zahnutou špičku, čímž docílili zvětšení hloubky profilu v horní části, a tudíž účinnosti celé plachty.

K výstroji hlavní plachty patří výztuhy neboli spíry. Dříve se dělaly z jasanového dřeva, dnes se používá laminátový pásek nebo pruty. Nejlepší tvar mají plachty s průběžnými spírami, které vedou napříč plachtou od stěžně až k zadnímu lemu. Zaručují největší stálost profilu a u rychlých plachetnic, katamaranů a trimaranů se jiné plachty než s průběžnými spírami nepoužívají. U velkých katamaranů jsou pak do plachty všity jako výztuhy laminátové pruty. Nejhůře jsou na tom bezespírové plachty, které se navinují do stěžně. Aby si udržely alespoň nějaký profil, jsou jejich zadní lemy projmuté a nikoli klenuté, takže pro danou výšku stěžně a délku ráhna mají tyto plachty asi o pětinu menší plochu, než by měla celospírová plachta. Nicméně pro jednoduchost obsluhy se uplatňují na cestovních a hlavně charterových plachetnicích.

Dnešní námořní plachetnice jsou nejčastěji vystrojeny jako šalupy, takže kromě hlavní plachty disponují ještě přední stěhovou plachtou – kosatkou nebo genou (z původního názvu Genoa jib = janovská kosatka). I tato plachta prošla změnou spíše konstrukční, neboť se dnes tvaruje a doplňuje u předního lemu výztuhami tak, aby i po částečném navinutí na rolfok měla plochý profil a dalo se s ní křižovat proti větru. O geně hovoříme v případě, že stěhovka přesahuje za stěžeň, kosatkou pak nazýváme plachtu, která jen vyplňuje příďový trojúhelník, to je plochu mezi stěžněm, předním stěhem a palubou. Kosatky a geny se dnes specifikují procenty, které udávají, nakolik plachta vyplňuje, či přesahuje příďový trojúhelník. Například 95% kosatka končí maličko před stěžněm a dá se používat jako samopřehazovací, kdežto údaj 150 % označuje genu, která sahá daleko za stěžeň.

Spinakry a moderní plachty na plné kurzy
Téměř alchymistické míchání směsí syntetických vláken pro konkrétní plachty a síly větru vedlo ke vzniku velkého množství pomocných plachet používaných při větru vanoucím ze zadních kvadrantů. Dělí se do dvou hlavních kategorií, které se liší nejen tvarem, ale také ovládáním. Asymetrické spinakry mají jeden z bočních lemů méně klenutý, který se pokládá za přední a svým spodním koncem se pevně připíná k lodi, obvykle na výsuvný čelen, jenž vlastně slouží jako přímo dopředu vyložený spinakrový peň. Spodní konec druhého, zadního lemu je opatřen otěží, která se ovládá jako otěž kosatky nebo geny. Odpadá tedy manipulace s volným spinakrovým pněm, který je však nutný pro ovládání symetrických spinakrů. Nicméně předkem všech těchto kulových a klenutých plachet byl klasický spinakr, avšak ve změti svých dnešních příbuzných se úplně ztrácí a dokonce se objevuje pod novým jménem runner.