УСТРОЙСТВО ПАРАШЮТА ТИПА «КРЫЛО»

В отличие от круглых куполов, «крыло» имеет вы­тянутую форму — прямоугольную или эллиптическую, которая по конструкции принципиально мало отли­чается от жесткого крыла самолета. Обычно крыло не

Рис. 14. Конструкция крыла: 1— верхняя оболочка; 2 — нижняя оболочка; 3 — нервюра; 4 — лонже­роны, стрингеры: h — высота профиля; l'— размах, d — хорда

является монолитным, а состоит из двух оболочек, не­рвюр (вертикальных силовых элементов) и лонжеро­нов (продольных силовых элементов). Роль оболочек очевидна. Форма нервюр определяет профиль крыла, лонжероны (или стрингеры) обеспечивают продоль­ную прочность (рис. 14).

Составные части купола-«крыло»: две оболочки, нервюры, «уши», стропы, слайдер.

Оболочки — основные несущие поверхности купо­ла. Они изготавливаются из ткани с низкой или нуле­вой воздухопроницаемостью. В качестве лонжеронов выступают силовые ленты. Материал оболочки влияет на некоторые характеристики купола: ткань с нулевой воздухопроницаемостью (ZP-0) позволяет достигать максимально возможных летных характеристик (ско­рость, аэродинамическое качество), ткань с низкой воз­духопроницаемостью типа F-111 дает более стабильное и предсказуемое раскрытие парашюта, позволяет ис­пользовать купол большой площади при небольшой массе парашютиста и лучше подходит для планирова­ния на низких скоростях (например, при работе на точ­ность приземления). В задней части купола оболочки сшиты друг с другом, в передней части между ними есть промежуток (сопло), через который при планировании внутрь купола поступает воздух. На основных куполах-«крыло» посередине верхней оболочки имеется креп­ление для стренги вытяжного парашюта.

Нервюры— это вертикальные (иногда — наклон­ные) перемычки между оболочками. От формы нер­вюр зависит профиль крыла и его форма (рис. 15). На прямоугольных куполах все нервюры одинаковые, на эллиптических — одна или несколько нервюр по краям имеют меньшие размеры, чем центральная. Нервюры делятся на силовые и промежуточные. К си­ловым нервюрам крепятся стропы,

 

 

Рис. 15. Нервюра парашюта типа «крыло»

 

промежуточные всего лишь поддерживают форму профиля. Силовые нервюры делят купол на секции. При некоторых ре­жимах в разные секции купола поступает разное ко­личество воздуха, и, чтобы обеспечить равномерное распределение давления воздуха внутри купола, нервю­ры шьют из менее плотной, чем на оболочках, ткани' либо в них делают конструктивные отверстия.

Так как купол изготовлен из мягкого материала, внаполненном состоянии под напором воздуха его форма не может строго соответствовать чертежам, ис­кажения неизбежны. Можно только попытаться сде­лать их не очень значительными. Для того чтобы купол сохранял более правильный профиль, на тонкопро­фильных скоростных моделях парашютов используют косые (диагональные) нервюры. Чаще всего они пред­ставляют собой треугольные косынки, соединяющие верхнюю оболочку с нижней частью силовых нервюр, вместах крепления строп. Дополнительные косые нер­вюры, а также большее количество промежуточных нервюр, как несложно догадаться, увеличивают укла­дочный объем купола, то есть его размеры в уложен­ном виде.

Секция— части купола между двумя силовыми нер­вюрами. На большинстве куполов секция имеет одну промежуточную нервюру. На куполах с косыми нервю­рами структура секции чаще всего содержит две про­межуточные и две косые нервюры. Количество секцийзависит от удлинения купола. Современные парашю­ты с относительно небольшим удлинением делают семисекционными, с большим — девятисекционными. Существуют отдельные экземпляры, имеющие один­надцать секций. Некоторые старые образцы куполов имели 5 секций, из-за низкого аэродинамического ка­чества в настоящее время такие модели не изготавлива­ются. Косонервюрники, секции которых отличаются от обычных, называют 21- или 27-секционными, в таком обозначении секцией считают часть купола между дву­мя соседними вертикальными нервюрами, не разли­чая силовые и промежуточные.

На рис. 16 показаны варианты структуры секций. В левом столбце изображена общая схема данного клас­са куполов, в среднем — поперечный разрез, показы­вающий расположение нервюр, в правом — вид купола спереди с учетом формы сопел, частично прикрытых тканью верхней оболочки. Классический семисекци-онный купол имеет толстый профиль и большие, от­крытые сопла (рис. 16, схема а). У скоростного купола Icarus Safire (рис. 16, схема б) более тонкий профиль, его сопла частично прикрыты для улучшения аэроди­намики, оставшейся площади отверстий достаточно для забора необходимого количества воздуха. У эллип­тических скоростных куполов высшего класса Icarus Crossfire и Atair Competition Cobalt (рис. 16, схемы в, г, рис. 17) та же структура секций, но их сопла сильно закрыты для уменьшения лобового сопротивления. Еще более тонкий профиль и особую структуру сек­ций имеют косонервюрники. В традиционном опре­делении Icarus Extreme FX (рис. 16, схема д) можно назвать семисекционным, но, так как каждая секция его делится на три части, его принято называть 21-сек­ционным. Аналогично 9-секционный Atair Onyx (рис. 16, схема ё) называют 36-секционным. Купола с косыми нервюрами имеют самую совершенную аэро­динамику, тонкий и правильный профиль, очень не­большие сопла.

Сопло — отверстие в передней части секции для по-ступания воздуха внутрь купола (рис. 18). На низких скоростях планирования при небольшом встречном на­поре в купол поступает относительно немного воздуха, и парашюты, предназначенные для работы в таких ре­жимах (например, классические), имеют большие от­крытые сопла. На больших скоростях для поддержания высокого давления вполне достаточно небольших от­верстий, при этом желательно улучшить обтекаемость передней части купола, поэтому на скоростных купо­лах сопла, как правило, частично закрывают тканью верхней оболочки или дополнительными косынками из того же материала, что и оболочки (рис. 16, схемы в—е)

Рис. 16. Структура секций различных куполов: и — Parafoil (классический); б — Safire (скоростной); в — Crossfire (эллипс пысшсго класса); г — Competition Cobalt (свуперский эллипс); д — Extreme FX (21-секционный косонервюрник); е — Опух (36-секционный косонервюрник)

Рис. 17. Competition Cobalt

 

Рис. 18. Нервюры разных куполов:

и — классический (точностной) купол; б — скоростной тонкопрофильный купол; в — параплан (приведен для сравнения). Размерными линиями показаны размеры и расположение сопел

Для поддержания давления в скоростном куполе на низких скоростях были придуманы воздушные клапа­ны: (airlocks) (рис. 19). Они впускают воздух внутрь и ограничивают его выход наружу. Купол с клапанами труднее ввести в свал, он сохраняет устойчивость на низких скоростях и менее восприимчив к турбулент­ности встречного воздуха. Правда, такой купол слож­нее укладывать и он не сдувается после приземления, что может вызвать проблемы при сильном ветре. К тому же если купол отцепили в воздухе, он не складывается, как другие купола, и может улететь далеко. Наличие клапанов несколько увеличивает укладочный объем. И настоящее время отношение к такой доработке не­однозначно и существует лишь несколько моделей ку­полов с клапанами.

 

Рис. 19. Схема купола с клапанами (airlocks)

Стропы.Для поддержания необходимого профиля парашюту-«крыло» недостаточно строп только по кон­туру купола, как на круглых парашютах, поэтому его стропы равномерно распределены по всей площади купола. На рис. 20 приведена схема одного из вариан­тов крепления строп. Стропы на данной схеме при­креплены в местах пересечения линий, кроме задней кромки. К задней кромке крепятся только лучи строп управления, они показаны на схеме. К середине зад­ней кромки строп не прикрепляют. Цифрами на схеме обозначены ряды строп. Первый ряд расположен на передней кромке купола, остальные ряды равномерно распределены от «носа» до «хвоста». Большинство современных парашютов имеют четыре ряда строп. На эллиптических куполах боковые секции короче центральной, поэтому одна-две крайние нервюры, как правило, имеют только три ряда строп. По иностран­ной классификации 1-й, 2-й, 3-й, 4-й ряды строп обо­значают соответственно: каскад А, В, С, D.

Рис. 20. Схема расположения строп на куполе (один из вариантов). 11ифрами обозначены ряды строп, жирными точками (а) — места креп­ления строп; б — лучи стропы управления; в — стропа управления

Парашют-«крыло» двигается, вниз за счет силы тя­жести. Сопротивление воздуха обеспечивает ему по­стоянную скорость снижения. За счет того, что купол наклонен к горизонту и отклоняет встречный воздух, возникает движение купола по горизонтали. Наклон купола обеспечивается разницей длин строп разных рядов: стропы первого ряда самые короткие, каждый последующий ряд длиннее предыдущего (рис. 21).

 

Рис. 21. Схема парашюта-«крыло». Цифрами обозначены ряды строп

Перепадом называют разницу по высоте разных ря­дов строп. С небольшой погрешностью за данную ве­личину можно принимать разницу длин строп двух рядов. На современных куполах-«крыло» для уменьше­ния сопротивления воздуха и укладочного объема стро­пы объединяют каскадно — в так называемые вилки. Исключение составляют купольные парашюты, где первый ряд строп делается отдельно от второго, чтобы спортсмены-куполыцики, перемещаясь по стропам, не могли случайно застрять в вилках.

Для управления куполом используются стропы уп­равления. Стропа управления с нижней стороны про­дета в кольцо на свободном конце и может двигаться. На конце стропы прикреплена бобышка, или петля уп­равления, за которую удобно браться рукой и которая препятствует выскальзыванию стропы управления из кольца. С другой стороны стропа управления расходится на несколько (обычно четыре) лучей, которые при­крепляются к краям задней кромки купола. Таким образом, стропы управления воздействуют на заднюю кромку купола. Их длина должна быть отрегулирована тик, чтобы полностью отпущенные стропы управления (когда бобышки упираются в кольца) не деформировали заднюю кромку. Если сравнивать купол с крылом самолета, то воздействие строп управления на заднюю кромку аналогично работе закрылков.

Уши (зарубежное обозначение — stabilizers) — верти­кальные косынки, являющиеся продолжением крайних (внешних) нервюр и опускающиеся ниже нижней обо­лочки (см. рис. 21). Предназначены для уменьшения перетекания воздуха с нижней оболочки на верхнюю, так как этот процесс вызывает увеличение индуктивного сопротивления воздуха и ухудшает аэродинамичес­кие свойства купола.

Слайдер — это устройство рифления, предназна­ченное для замедления раскрытия купола и представ­ляющее собой прямоугольную косынку с кольцами по углам. В кольца продеты все стропы, таким образом, слайдер делит стропы на четыре группы соответствен­но четырем свободным концам. Он может беспрепят­ственно скользить (отсюда его название) по стропам or купола до свободных концов, иногда и по свобод­ным концам. В уложенном виде слайдер расположен пилотную к куполу, а при раскрытии соскальзывает 11низ по стропам, не давая куполу наполниться воздухом моментально. Торможение происходит за счет трения колец слайдера о стропы и за счет сопротив­ления воздуха движению слайдера. Разновидность слайдера — крестовина, представляющая собой две сшитые крест-накрест силовые ленты, соединяющие четыре кольца. Она не тормозится о воздух и позволя­ет куполу наполняться несколько быстрее, чем при использовании обычного слайдера. Используется крестовина на купольных и BASE-парашютах.

 

ПАРАШЮТ И ПАРАПЛАН

Мы наблюдаем в небе вытянутый купол, перемещаю­щийся поступательно и вниз. Под куполом на стропах висит человек. Парашют это или параплан? Непосвящен­ный человек может подумать, что это одно и то же. Но это не так. Давайте рассмотрим их сходства и различия.

Параплан и современный парашют-«крыло» похо­жи по конструкции, принципам полета и управления. Тот и другой имеют две оболочки, нервюры с профи­лем крыла, сопла, стропы, подвесную систему, купол прямоугольной или эллиптической формы, перемеща­ются за счет силы тяжести и управляются с помощью строп управления. Это все, что объединяет парашют и параплан.

Использование парашюта выглядит обычно так: ук­ладка в ранец, набор высоты, прыжок с летательного аппарата (или с достаточно высокого стационарного объекта), раскрытие из свободного падения (скорость около 50 м/с, перегрузка при раскрытии порядка 10 G), планирование под куполом в желаемое место призем­ления, приземление. Теперь смотрим на параплан: его расстилают на земле, поднимают в воздух, взлетают с помощью лебедки или со склона, дальше возможен на­бор высоты в восходящих потоках и перемещение на значительные расстояния, подобно планерам. Такое приспособление, как парамотор (двигатель с воздуш­ным винтом за спиной), позволяет парапланеристу са­мостоятельно взлетать и набирать высоту. Прочность строп параплана не рассчитана на большие перегрузки, его удлинение не позволяет куполу наполняться в воз­духе из сложенного вида.

. Подвесная система парашюта позволяет спортсме­ну свободно двигаться при выполнении акробатики в свободном падении, но при этом не дает ему выпасть и процессе раскрытия парашюта. Лямки и швы долж­ны выдерживать возникающие при раскрытии пере­грузки и не создавать дискомфорта при снижении под куполом в течение нескольких минут. Полет под пара­планом происходит намного дольше, и его подвесная система больше похожа на кресло.

Купола парашютов шьют из ткани ZP-0 и F-111 (или аналогичных). Эти ткани рассчитаны на многократные раскрытия, сопровождающиеся резкими перепадами давления. Прочность ткани параплана несколько мень­ше. За счет этого ткань может быть тоньше и легче.

Отличия по геометрии: параплан имеет намного большее удлинение (4,9—5,8), более тонкий профиль. Правильность профиля обеспечивается большим ко­личеством строп меньшей, по сравнению с парашют­ными, прочности. Стропы парашюта гораздо прочнее, они рассчитаны на частые перегрузки. Удлинение ку­пола парашюта не превышает тройки, при больших значениях возникают проблемы стабильного раскры­тия — купол наполняется, но с большой вероятностью возникновения какого-либо перехлеста.

Площади современных парашютов, кроме тандемов, находятся в диапазоне 39—300 кв. футов (3,5—27 м²), а парапланов — 19—36 м².

Величина такого показателя, как аэродинамическое качество парашютов, характеризующая отношение го­ризонтальной и вертикальной составляющей переме­щения, составляет от 2 до 3 единиц, у парапланов же достигает 8.

Таким образом, можно сделать вывод, что пара­шют — это средство спуска с высоты, предоставляю­щее достаточно большой выбор места приземления. Параплан — летательный аппарат, сходный по конст­рукции с парашютом, но по летным возможностям приближающийся к планерам.