Дерево

Самое легкое дерево бальза

Деревья удивительны. Одни поражают невероятным рисунком, другие — твердостью, третьи — малым весом. Например, самое легкое дерево человек может запросто унести самостоятельно — даже если оно выглядит как толстое бревно длиной до 5 метров.

Как называется самое легкое дерево?

Это Бальса, наименование которого происходит от испанского слова «плот». Является представителем семейства мальвовых и подсемейства бомбаксовых. Формирует единственный вид Охрома Пирамидале (Ochroma pyramidale).

Оно также носит названия «Бальза», «Охрома» и «Бальзовое дерево». Относится к монотипному роду растений. Обладает редчайшей древесиной. В свежесрубленном виде содержит до 95% воды, что придает ему тяжесть, а в высушенном становится необычайно легким и мягким, но сохраняет прочность.

Где растет?

Ареал их распространения охватывает экваториальный регион южноамериканского континента, Бирму и Тринидад. Растут они довольно быстро, однако к 5 годам все же не успевают достичь полной зрелости.

Бальса — самое легкое дерево в мире (8 фото)

Выглядят как отдельно стоящие высокие растения с широкой, раскидистой кроной.

Физико-механические свойства

Это самое легкое прочное дерево, которое после валки весит достаточно много, однако при сушке быстро теряет влагу, достигая плотности максимум 150-160 кг на кубометр. Для сравнения: у северной ели данный показатель составляет 400 кг на кубометр, у сухой березы — 600 кг на кубометр.

В ядре и в зоне комля древесина у него достаточно крепкая, легче всего молодая заболонь. Волокна моментально набухают от воды, поскольку обладают высокой впитываемостью. В то же время они невероятно слабы и быстро мнутся.

Бальза — дерево с самой легкой древесиной

Его чрезвычайно просто обрабатывать любым из знакомых способов: оно прекрасно режется, рубится, пилится, гвоздится. В то же время плохо окрашивается лакокрасочными препаратами. Но приемлемо поддается влиянию спиртовых протрав и тонировке водными красителями. Для лучшего результата нуждается в особом инструменте с тонким лезвием и малым углом заострения. Отсюда — удивительная и самая легкая резьба по дереву, какая только возможна.

Где используется?

Оно имеет немалое хозяйственное значение. Чаще всего применяется в моделировании планеров и самолетов. Из него также производят бруски различных размеров, ракетки для настольного тенниса, серфинговые доски, макеты, любые декорации, рыболовные приманки, бакены, поплавки и всевозможные спасательные приспособления (на воде).

Кроме того, древесина высоко востребована в:

  • отделочных работах;
  • строительстве;
  • авиации;
  • дизайне;
  • вибро-, шумо- и теплоизоляции.

Сердцевина дерева задействована в производстве композитных стеклопластиковых корпусов яхт и кораблей. А волокна идут на изготовление грубых тканей и набивку матрасов или подушек.

Из истории применения Бальсы

Уникальные свойства данного растения известны еще с древних времен. Например, инки делали из него плоты и каноэ для совершения продолжительных походов.

Из этого же дерева был сделан Кон-Тики — знаменитый плот норвежца-путешественника Тура Хейердала, приплывшего к Полинезийским островам через Тихий океан.

Его древесина использовалась и при конструировании Москито — известного скоростного бомбардировщика времен Второй мировой. Панели из Бальсы, которыми он был отделан, существенно снижали необходимость применения дефицитных на тот период металлических деталей.

А еще это растение послужило началом производства слоистых сэндвич-панелей, в которых бальсу постепенно заменили на другие конструктивные компоненты — современные углепластиковые и алюминиевые соты.

Какое дерево самое легкое в мире?

КАК РАБОТАТЬ С БАЛЬЗОЙ

Многие авиамоделисты в конструкциях моделей используют бальзу. Это очень легкая, пористая и рыхлая древесина, уступающая по плотности сосне примерно в два раза. Хранить ее следует в сухом помещении, поскольку бальза очень быстро впитывает влагу.

Бальзовый кругляк можно распилить на одинаковые по размерам бруски, но масса и прочность их будут разными. Если рассматривать ствол по длине, то ближе к комлю древесина темно-коричневого цвета, она прочнее и, следовательно, тяжелее, у вершины — более легкая и мягкая, светло-кремового оттенка.

Таким образом, даже по цвету можно определить степень пригодности бальзы для изготовления тех или иных деталей модели. На поперечном распиле у бальзы, как и у других деревьев, видны годичные кольца.

Их расположение на бальзовых деталях модели существенно влияет на прочность конструкции. Так, крыло из бальзы может получиться гораздо слабее, если при изготовлении лонжеронов и кромок неправильно ориентировать годичные кольца.

(Это относится и к древесине других пород, например, липы и сосны.) Ствол бальзы распиливают на бруски, имеющие в поперечнике прямоугольное сечение. Учитывая круговое расположение годичных колец, бальзовые бруски можно разделить на три группы: первая — бруски с продольным расположением дуг колец в сечении, вторая — с диагональным, третья — с поперечным.

В первом случае брусок имеет желтоватую поверхность с длинными и редкими коричневыми прожилками; во втором — поверхность такого же цвета, но с более частыми и менее широкими коричневыми прожилками; и в третьем случае, кроме обычных коричневых прожилок, на бруске виден оттенок, напоминающий цвет мрамора.

Изучив рисунок поверхности бальзы, можно безошибочно определять расположение годичных слоев даже на самых тонких пластинах и рейках. При изготовлении деталей модели нужно учитывать основное свойство бальзы — упругость и гибкость в зависимости от размещения годичных колец.

Например, если две бальзовые рейки одинакового сечения и длины закрепить одним концом, а к другому у каждой подвесить одинаковые грузы, то рейка с вертикальным рисунком годичных колец останется почти прямой, а рейка с горизонтальным рисунком прогнется.

Это говорит о том, что вертикально ориентированные годичные кольца играют роль ребер жесткости, причем они повышают сопротивление рейки изгибу почти в два раза. Возьмем две тонкие широкие пластины с разным расположением годичных колец (рис. 4).

Когда кольца идут вдоль пластины (если смотреть с торца), то она будет хорошо гнуться и в зависимости от толщины и ширины ее можно даже свернуть в трубку. Если же годичные кольца направлены поперек, согнуть такую пластину невозможно, она непременно сломается.

При изготовлении крыла модели годичные кольца лучше располагать, как указано на рисунке 5, иначе после обтяжки задняя кромка непременно покоробится и форма профиля будет нарушена. Основной инструмент, без которого немыслима правильная обработка бальзы, — циркулярная пила с набором дисков (фрез).

Распиливать бальзу вдоль лучше на больших оборотах диска (3000—10 000 об/мин). Крупные бруски обрабатывают на большой стационарной циркулярной пиле. Тонкие диски толщиной 0,8—1 мм применяют для распиловки реек и пластин малых размеров.

Более чистые поверхности получаются при обработке материала строгающим диском. Его легко сделать самому из фрезы по металлу толщиной не более 1 мм. Для этого в диске тонким наждачным камнем нужно проточить несколько выемок.

Бальза хорошо обрабатывается шкуркой (наждачной бумагой). На рисунке 7 показано несколько приспособлений, которые несложно изготовить. Для ручного резания бальзы понадобится нож с острым концом, который изготавливают из заточенного на наждаке старого ножовочного полотна.

Рукоятка такого ножа — две деревянные пластины, обмотанные изоляционной лентой. Применяется также хирургический скальпель, а для резки мелких деталей — лезвие безопасной бритвы. Но наиболее удобен универсальный нож.

Им хорошо обрабатывать воздушные винты, вырезать нервюры, прорезать выемки в шпангоутах, стыковать «на ус» стрингеры и выполнять самые разнообразные работы. Универсальным этот нож делает набор сменных лезвий. Такой нож состоит из рукоятки, пружинящего зажима, зажимной муфты, держателя и лезвия.

Рукоятка —это стальная или алюминиевая трубка диаметром 10—12 мм (А) с внутренним диаметром С, равным ширине лезвия. Из такой же трубки делается муфта, внешняя поверхность которой имеет накатку.

В рукоятку прочно загоняется держатель с внутренней резьбой М6. Диаметр В пружинящего зажима несколько больше диаметра С муфты, что позволяет прочно зафиксировать лезвие ножа. Чтобы исключить люфт лезвия во время работы, его ширина должна соответствовать диаметру С по всей длине нерабочей части.

Для поперечной распиловки бальзы можно пользоваться обычными пилами небольших размеров с мелкими зубьями, а толстые бруски хорошо режутся ножовкой или хирургической пилой. Для мелких пропилов пригодна шлицевая пилка, которую легко изготовить самому из ножовочного полотна. Ножом обычно вырезают нервюры крыла и другие мелкие детали модели. Нервюры лучше вырезать по шаблону, сделанному из тонкой фанеры.

На рисунке 11 показан прием обработки шкуркой задней кромки крыла. Меняя сечение рейки, прибитой к доске, можно обрабатывать кромки любых размеров. Бальзовые детали соединяются различными клеями.

(Автор: Б.КИСЕЛЕВ, мастер спорта международного класса)

Рис. 1. Сечение ствола бальзового дерева

Рис. 2. Схема распиловки ствола (справа — вид на бруски сверху)

Рис. 3. Определение упругости бальзовой рейки

Рис. 4. Гибкость бальзовых пластин в зависимости от ориентации годовых колец

Рис. S. Применение бальзы в конструкции крыла

Рис. 6. Диск для обработки бальзовых пластин

Рис. 7. Приспособления с наждачной бумагой

Рис. 8. Инструмент для ручной резки бальзы

Рис.

9. Универсальный нож авиамоделиста: 1 — сменное лезвие; 2 — пружинящий зажим; 3 — муфта; 4 — держатель; 5 — рукоятка

Рис.10. Применение шаблона при вырезании бальзовых нервюр

Рис. 11. Технология обработки задней кромки крыла

Бальза. Описание, свойства древесины.

Дерево номер два из баобабовых — охрома-лагопус. Голубовато-серыми колоннами толпятся они в сырых дождевых лесах Эквадора. Крупные лапчатые листья немного напоминают баобаб. Плоды же совсем иные. В зрелом состоянии они растрескиваются и тогда поразительно похожи на заячьи лапки, потому что внутри выстланы бурым пухом. Раньше охрому называли заячьим деревом, теперь бальзой.

Широко распространена в тропической Америке, ее природный ареал простирается от Кубы до Тринидада, на континенте — от южной части Мексики, захватывая Центральную Америку и южнее Бразилию, Боливию, Перу, Эквадор и Венесуэлу. В Центральной Америке эта порода произрастает в Белизе, Гватемале, Гондурасе, Никарагуа, Коста-Рике и Панаме. Порода интродуцирована также в Индии и Индонезии.

Бальза — быстрорастущая порода с очень коротким жизненным циклом. Нередко деревья достигают высоты 21 м и диаметра 0,5 м за 7 лет. После 8 лет ядро обычно приобретает розовый цвет и по качеству уступает заболонной древесине. Деревья достигают зрелости в 12—15 лет, после чего они быстро деградируют, медленно растут, ядровая зона становится водянистой и гнилой, а вновь прирастающая часть — твердая и тяжелая.


Бальзовое дерево.

Фото: Jami Dwyer

В переводе с испанского «бальза» — плот. Увлечение бальсовыми бревнами не прихоть смельчаков, у бальсы одна из самых легких в мире древесин. Весит в два раза меньше пробки. Сто килограммов — один кубометр. Обычное дерево в семь раз тяжелее. Растет в высоту быстро: четыре метра в год. Зато и древесина рыхлая, как пчелиные соты. За десять лет вытягивается в высоту на 30 метров, в толщину почти на метр.

Срубить такую махину довольно сложно. Не потому, что дерево толстое, а потому, что мягкое. Топор отскакивает от ствола, как от автомобильной шины. Брошенный на несколько дней в лесу ствол сгнивает в труху. Даже на корню дерево долго не живет. Подгнивая, рушится, не достигнув старости. Зато высушенное как следует, приобретает твердость дуба.

Огромное бревно может легко поднять и нести на плече один человек.

Одна из самых легких древесин у бальзового дерева, или охромы. Удельный вес древесины 0,12, то есть кубический дециметр ее весит всего 120граммов, она почти в два раза легче пробки, в 7 раз легче древесины обычных деревьев и в 9 раз легче воды. Однако такие свойства древесина бальзы приобретает после высушивания.

У живого дерева древесина состоит из крупных клетчатковых клеток, заполненных клеточным соком, и ствол свежесрубленного дерева очень тяжелый. Для того чтобы бревно не сгнило, его ставят вертикально или сушат в специальных сушилках (оставленное на земле оно может сгнить за двое суток). Сухая древесина приобретает высокую прочность (близкую к прочности дуба), но она мягкая и губчатая, не имеет годичных колец, так как дерево растет непрерывно.

Уникальные свойства древесины бальзы были известны еще инкам, которые выдалбливали из нее каноэ и делали плоты, на которых совершали длительные походы. Когда испанцы увидели эти замечательные плоты, они были поражены, но материала, из которого они были сделаны, не знали, они дали ему имя «бальза» или «бальса», что на испанском языке означает «плот».

С течением времени древесина бальзы приобрела важное хозяйственное значение. Ее используют в строительстве и особенно самолетостроении, при отделочных работах. Для придания красивого внешнего вида ее предварительно фанеруют, т. е. обклеивают фанерой из ценных пород деревьев. В этом случае изделия имеют массу вдвое легче еловой древесины, однако особой прочностью не отличаются.

Растет бальза от Мексики до Боливии и культивируется в Индии, Венесуэле, Коста-Рике. Это необыкновенно быстрорастущее дерево, к 7 годам достигающее высоты 22метра и диаметра 60 сантиметров, а к 10 годам соответственно 30 и 1метр. В благоприятных условиях в год вырастает на 4метра.

Плод у бальзы — коробочка примерно 30-сантиметровой длины. В коробочке располагаются семена, как у хлопка, окруженные массой тонких красновато-коричневых шелковистых волокон.

При созревании коробочки раскрываются и из них во все стороны торчат бурые волоски. В этот момент они похожи на заячьи лапки, за что в Гаити бальзу прозвали заячье дерево. На Кубе ее назвали шерстяное дерево, в Сальвадоре — хлопчатником. Как видно, такие названия даны не без основания; раньше бальза и хлопчатник объединяли в одно семейство.

Волоски с плодов обирают и используют как набивочный материал для подушек и матрацев, изготавливают грубую ткань.

Из-за своих удивительных свойств бальза подвергалась беспощадному уничтожению, и сейчас эти деревья можно встретить только в труднодоступных местах.

Ее можно видеть в оранжереях Главного ботанического сада в Москве.

Применение бальзы

В свежесрубленном состоянии бальса очень трудно поддается атмосферной сушке. В Эквадоре лесоматериалы толщиной 100 мм высушиваются до влажности ниже 20% за 2-3 недели. Сообщалось о случаях сильного ухудшения качества в результате такой быстрой сушки. В Пуэрто-Рико лесоматериалы толщиной до 25 мм высушивались на воздухе до 17%-ной влажности под навесом в штабелях с прокладками за 4,5 месяца. При этом качество лесоматериалов снижалось не сильно. Оно проявлялось в форме покоробленности разных видов и очень слабого растрескивания боковых поверхностей. Камерная сушка требует большой осторожности для предотвращения коробления, растрескивания, образования напряжений и подрумянивания (подгорания). Высушенная древесина стабильна в эксплуатации. Изменения атмосферных условий вызывают лишь незначительную усушку или разбухание. Сырая, свежесрубленная бальса обычно имеет влажность 200—400%. Образцы древесины после вымачивания в воде содержали 792% влаги. Для предупреждения склонности бальсы к водопоглощению древесину нередко обрабатывают парафином, водоотталкивающими химикатами, антисептиками, лаком или малярными красками.

Прочность. Для своей плотности бальса — прочная древесина, но по сравнению с сосной обыкновенной она имеет примерно в 2 раза меньшую прочность при изгибе и жесткость и приблизительно на 70% меньшее сопротивление сжатию вдоль волокон. Бальса примерно на 40% уступает древесине абаши (трнплохитона твердосмолого) по прочности на изгиб и на 20% по жесткости. Ядровая зона древесины бальсы по показатели механических свойств в 2 раза уступает заболони.

Большая губчатость древесины бальзы делает ее прекрасным термо-, шумо- и виброизоляционным материалом. Был проделан такой опыт: кусок замороженного сливочного масла поместили в бальзовый толстостенный ящик и выдерживали в нем в течение 8 суток при температуре воздуха плюс 28° С. Масло не растаяло. Поэтому досками из бальзы обшивают внутренние стенки рефрижераторов. Подушки из бальзы подкладывают под тяжелые вибрирующие машины. Интересно, что человек может без особого труда удерживать на плечах бальзовое бревно длиной 4,5метра и диаметром 50сантиметров. Благодаря этим свойствам древесины, материалы из бальзы кроме малого веса обладают еще отличными звуко и вибро поглощающими свойствами. В промышленности бальса используется в машиностроении в производстве подушек, поглощающих вибрацию; в самолетостроении в качестве звукоизолирующего материала.

Бальзу очень любят авиамоделисты. По сравнению с тем же углепластиком бальза обладает рядом преимуществ: легкость обработки, сравнительно низкая цена, ремонтопригодность. Хорошо склеенные конструкции из правильно распиленной бальзы очень прочны. Это эффект достигается еще и за счет того, что при ударах, создающиеся нагрузки поглощаются самим материалом.

Очень легко обрабатывается механическими и ручными инструментами с острыми, тонкими режущими кромками, которые почти не затупляет. Древесина бальсы легко принимает гвозди и шурупы, но из-за своей мягкости плохо их удерживает. Склеивание — самый удовлетворительный метод скрепления или удержания древесины на месте при эксплуатации. Протравливается красителями и полируется, но поглощает при этом много отделочных составов.

Бальзу также применяют для изготовления водно-спасательного снаряжения и рыболовных снастей. Элитные доски для сёрфинга также изготавливают из бальзы.

Напомним, что известный норвежский исследователь Тур Хейердал изготовил свой плот «Кон-Тики» из 9 бревен бальзы, скрепленных веревкой, и переплыл на нем Тихий океан — от берегов Перу до Полинезии.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *