Моторизованный парашют , часто сокращенно PPC , также называемый моторизованным парашютом или парапланом , представляет собой тип летательного аппарата, который состоит из парашютного крыла с двигателем и колесами.
FAA определяет парашют с электроприводом как самолет с электроприводом, состоящий из гибкого или полужесткого крыла, соединенного с фюзеляжем таким образом, что крыло не находится в положении для полета, пока самолет не находится в движении. Фюзеляж парашюта с электроприводом содержит двигатель самолета, сиденье для каждого пассажира и прикреплен к шасси самолета. [1]
Во время полета, и из-за конструкции параплана, PPCs эффективно движутся с фиксированной скоростью воздуха , как правило, около 25–35 миль в час (40–56 км/ч). PPC безопасно работают на высоте от нескольких футов от земли (например, скольжение, пролет) до высот до 10 000+ футов (3+ км), но типичные рабочие высоты составляют от 500 до 1500 футов (150 и 460 метров) над уровнем земли ( AGL ). Оснащенные топливным баком на 5–15 галлонов (в зависимости от ограничений двигателя и веса), PPC обычно могут летать около трех часов, прежде чем потребуется дозаправка. У них очень короткие взлетные и посадочные пробеги, иногда менее 100 футов (30 м).
PPC являются одними из самых дешевых летательных аппаратов и считаются экономически эффективным способом стать летчиком. Новый одноместный PPC может стоить всего $10 000, в то время как двухместный PPC стоит около $20 000. Лучшие двухместные PPC могут стоить $35 000 или больше, в зависимости от опций. Пустой вес PPC может варьироваться от 200 до 500 фунтов (91–227 кг), а полезная нагрузка может превышать 500 фунтов (230 кг).
В Соединенных Штатах многие из самых маленьких одноместных PPC летают в соответствии с 14 CFR § 103 Федеральных авиационных правил [2] и классифицируются как сверхлегкие самолеты , что позволяет летать на них без лицензии или летной подготовки. Летная подготовка, однако, настоятельно рекомендуется, и среднестатистический студент может научиться безопасно летать на PPC за 5-10 часов летной подготовки. Двухместные PPC классифицируются в Соединенных Штатах как легкие спортивные самолеты , что означает, что пилот должен иметь как минимум сертификат спортивного пилота, выданный FAA, чтобы летать на них. Для получения этого сертификата требуется минимум 12 часов летной подготовки, включая 2 часа самостоятельного полета в качестве пилота-курсанта. [3] Прыжки с парашютом не следует путать с полетами на параплане с двигателем .
Часто возникает путаница относительно различий между парашютами с электроприводом (PPC) и парапланами с электроприводом (PPG), как терминологических, так и иногда визуальных. Например, с земли стороннему наблюдателю может быть сложно различить два типа самолетов в случаях, когда PPG использует вращающийся планер (также называемый тележкой, трехколесным или квадроциклом, в зависимости от конфигурации).
Проще говоря, PPC всегда управляются с помощью рулевых тяг, на которые нажимают ногами для управления рулевым управлением, а планер является неотъемлемой частью самолета (как установлено в конструктивном плане в Справочнике по полетам FAA PPC). [4]
С другой стороны, PPG почти исключительно управляют, используя руки , чтобы тянуть за стропы управления. При парапланеризме планер считается исключительно более дорогим вариантом; фактически, поскольку крыло PPG всегда должно быть прикреплено к подвеске, если планер, используемый в PPG, каким-либо образом выйдет из строя, крыло продолжит поддерживать вес пассажиров и двигателя через подвеску. Кроме того, поскольку PPG используют меньшие маломощные двигатели, чтобы оставаться в рамках правил 14 CFR § 103, они часто используют более производительный парафойл, который визуально кажется тоньше и более эллиптическим, чтобы компенсировать это. [5]
Любые другие различия менее очевидны. В Соединенных Штатах все парапланерное оборудование должно соответствовать 14 CFR § 103, а лицензирование пилота (в строгом юридическом смысле) не применяется, что не сильно отличается от сверхлегких PPC. Другие границы еще больше размыты. Например, некоторые люди ранее утверждали, что двухместные полеты разрешены только с использованием PPC, но «тандемные» (двухместные) парапланеризмы легко осуществимы во многих странах по всему миру, и ограниченные типы тандемных парапланеризмов юридически разрешены в США в результате исключения FAA только для летной подготовки (с 2018 года с последующими расширениями). [6] [7]
С развитием легких материалов еще одной причиной путаницы в настоящее время является тот факт, что некоторые производители самолетов и комплектов продают сверхлегкие летательные аппараты на колесах, которые могут быть сконфигурированы либо с ручным управлением в стиле PPG, либо с ножным управлением в стиле PPC (вместе с более широкими точками крепления фонаря), причем последний продается как 14 CFR § 103 «управляемый парашют». Конечный результат — почти идентичные самолеты, хотя и с разными системами управления и потенциально разными типами фонаря.
Некоторые считают, что PPC безопаснее обычных самолетов с фиксированным крылом из-за их внутренней устойчивости, ограниченной реакции на управляющие воздействия и сопротивления сваливанию . Существует два основных способа управления PPC: увеличение или уменьшение мощности двигателя (что контролирует вертикальную скорость набора высоты) и отклонение правой или левой задней кромки параплана — путем перемещения рулевых стержней ногами — что поворачивает самолет вправо или влево.
Подъем обычно используется для точной регулировки высоты при полете близко к земле и, в частности, при посадке. В парашюте с двигателем подъем означает нажатие на обе рулевые планки одновременно, что приводит к тому, что левая и правая задние кромки купола одновременно тянутся вниз. Результатом этого является то, что планер движется вперед крыла (по поперечной оси), скорость полета уменьшается, угол атаки увеличивается, и самолет временно получает дополнительную подъемную силу. При правильном выполнении основное преимущество этого маневра заключается в том, что он смягчает посадку (и особенно посадку с неработающим двигателем) в пределах последних нескольких футов от земли. [4]
Коэффициент планирования при выключенном двигателе у PPC составляет от 3:1 до 6:1. Коэффициент планирования зависит от размера и формы парашюта. Посадки с выключенным двигателем, как правило, безопасны, при условии, что самолет находится в пределах дальности планирования подходящей зоны посадки, а пилот должным образом обучен использованию надлежащей техники выравнивания.
Хотя это и возможно, трудно заставить самолет занять опасное положение, свалиться или разрушиться парашютом с помощью управляющих сигналов пилота. Многие пилоты считают, что разрушение парашюта практически невозможно с квадратными крыльями. Крыло с большей вероятностью разрушится с более маневренным, но по своей сути менее устойчивым эллиптическим крылом, но такие разрушения обычно сопровождаются немедленной рефляцией и часто остаются незамеченными пилотом. В редких случаях, когда разрушается эллиптическое крыло, разрушение вызвано либо какими-то крайне неблагоприятными метеорологическими условиями, либо ошибкой пилота. FAA сообщает , что более 80 процентов всех авиационных происшествий происходят из-за ошибок пилота. Надувные эллиптические крылья с набегающим потоком воздуха могут иметь более 30 отдельных ячеек, тогда как квадратные крылья обычно имеют менее 13 ячеек. [4]
Основные опасности, с которыми человек сталкивается во время полета на PPC, связаны с ветром и препятствиями. Не следует пытаться летать при ветре, превышающем 10–15 миль в час, или в порывистых условиях. Опасности ветра включают в себя возмущения воздуха, вызванные рельефом местности, называемые роторами (рекомендуется оставаться с наветренной стороны деревьев, гор и других препятствий, которые нарушают поток ветра). Турбулентность в спутном следе, создаваемая пролетом других самолетов (называемая «вихрями на законцовках крыльев»), особенно тяжелых, аэродинамически «грязных» и медленных самолетов, представляет собой еще одну значительную опасность. Кроме того, поскольку медленно движущийся PPC, как и вертолет, особенно хорошо оснащен для безопасного полета вблизи земли, необходимо проявлять особую осторожность, чтобы избегать линий электропередач, деревьев и других препятствий на низком уровне местности. [4]
Пилоты PPC обычно любят летать низко и медленно, и PPC является отличной платформой для осмотра достопримечательностей и фотографирования . PPC также используются в сельском хозяйстве , а иногда и правоохранительными органами и организациями по поиску полетов.
Для взлета и посадки PPC не нужен аэропорт . Многие пилоты выбирают и предпочитают летать с задних дворовых полос, небольших аэропортов и скошенных полей сена.
В Соединенных Штатах сверхлегкие самолеты PPC Части 103 (как и другие классы сверхлегких самолетов) не имеют права летать ночью и над густонаселенными районами. [2] Однако в 2004 году FAA ввело правило для спортивных пилотов , которое расширило области и воздушное пространство, в которых легкие спортивные самолеты (LSA) PPC могут летать легально. Фактически, надлежащим образом оборудованный PPC может летать даже ночью или над городскими районами частным пилотом с рейтингом PPC.
Силовые парашюты использовались в качестве наблюдательной платформы полицейскими департаментами и помогали в поимке подозреваемых, спасении на реках, облете критически важной инфраструктуры, фотографировании мест преступлений, борьбе с наркотиками и пресечении преступности, за небольшую часть стоимости полицейского вертолета . В одном случае этот недорогой авиационный актив был закуплен у Министерства юстиции США, Программы авиационных технологий. [8] [9] [10]
I-Fly Maverick — экспериментальный сертифицированный самолет, разрешенный к эксплуатации на дорогах общего пользования, предназначенный для оказания экстренной медицинской помощи коренному народу ваорани в тропических лесах Амазонки в Эквадоре .
В США, как правило, незаконно охотиться/стрелять с любого самолета, за исключением очень ограниченных определенных обстоятельств. [11] Однако PPC считается идеальным самолетом для первоначальной разведки мест обитания животных и стад за несколько дней или недель до сезона охоты из-за его естественно более медленных летных характеристик. Во время сезона охоты в большинстве штатов США действуют строгие правила об обязательных периодах ожидания между тем моментом, когда охотник использует самолет, и моментом, когда он может фактически охотиться, [12] и практически во всех есть ограничения и серьезные штрафы за использование любого самолета для охоты в режиме реального времени (например, сотрудничество/связь воздух-земля). С прямыми запретами во многих штатах, запрещающими использование БПЛА в любой ситуации, связанной с охотой и преследованием диких животных, PPC, по мнению некоторых, являются более дружелюбной к животным и экономически эффективной альтернативой.
В октябрьском номере журнала Modern Mechanix за 1930 год была опубликована статья с заглавным номером , в которой описывался проект Бадди Бушмейера по созданию парашюта с электроприводом. Так родилась концепция «парашюта с электроприводом», которая стала одной из причин, по которой этот вид спорта называется парашютным спортом с электроприводом, несмотря на то, что на самом деле в нем используется парашютное крыло.
После Второй мировой войны спортивные прыжки стали развлечением и начались с круглых парашютов, доступных в то время, диаметром от 20 до 30 футов. [4]
1 октября 1964 года Домина Джалберт подал заявку на патент на свое новое «Многоячеистое крыло», которое он назвал « парафойл » (также известное как крыло «ram-air»), которое представляло собой новую конструкцию парашюта. Его идеи были зарегистрированы как патент США 3,285,546 15 ноября 1966 года. [4]
Возможности конструкции Жальберта быстро стали очевидны: поскольку парашют при надувании принимал форму крыла, были возможны повышенные коэффициенты планирования, а пройденное расстояние, вероятно, могло быть увеличено, если предположить, что человек или полезный груз, подвешенный под парашютом, получил некоторую дополнительную тягу. При еще большей мощности угол атаки мог быть изменен, и крыло могло лететь горизонтально или даже набирать высоту.
В 1968 году Лоуэлл Фарранд попытался сделать именно это и запустил моторизованную версию под названием «Irish Flyer I», разработанную доктором Джоном Николаидесом в Университете Нотр-Дам. Это был модифицированный стандартный автожир Бенсона, в котором ротор был удален и заменен 6-футовой поперечной балкой, к которой был прикреплен парафойл. Пропеллер был закрыт, чтобы избежать запутывания в стропах парафойла. Irish Flyer I был испытан летом 1968 года путем буксировки его в воздух и отпускания для продолжительного скольжения с двигателем. В последующие годы были разработаны и запущены в полет дополнительные прототипы на основе буксировки. [13]
К сожалению, тяжелые двигатели, а также ограниченная доступность прочных и легких материалов для парашютов и каркасов усложнили реализацию этой концепции.
Дальнейшая разработка первого серийного парашюта с электроприводом заняла около двух с половиной лет.
Авиационный инженер Стив Снайдер внедрял и совершенствовал использование квадратных парашютных крыльев и решил продолжить реализацию идеи и цели создания безопасного и простого летательного аппарата, который даже любители могли бы легко запускать и пилотировать.
Первый парашют с двигателем, который мог взлетать самостоятельно, полетел в 1981 году, когда Стив Снайдер, Дэн Томпсон и Адриан Ванденбург объединили свои таланты и вдохновение. Идея Снайдера заключалась в том, чтобы взять новейшие конструкции парашютов для скайдайвинга и добавить более новые (и легкие) двигатели, в то время как навыки Ванденбурга как машиниста имели решающее значение для создания каркаса кабины, который был завершен в марте 1981 года. Дэниел Томпсон, конструктор сверхлегких самолетов и механик по малолитражным двигателям, был привлечен к проекту три месяца спустя, чтобы определить силовую установку для самолета. Он оснастил самолет двумя небольшими двигателями Chrysler, что привело к созданию первого прототипа самолета P-1. [14]
В первый день испытательного полета были предприняты попытки просто оторвать PPC от земли. Снайдер, весом 150 фунтов, наконец, попытался ослабить мощность с полного газа на взлете и сумел поднять аппарат на высоту 40–50 футов. Снайдеру было трудно управлять самолетом из-за крутящего момента, создаваемого винтами обоих двигателей, вращающимися в одном направлении. Общее время полета составило 30–35 секунд со скоростью 20–25 миль в час. P-1 летал более 10 раз, один раз женщиной весом 110 фунтов, что позволило улучшить характеристики испытательных полетов. Во время этих испытательных полетов было внесено много изменений, включая добавление вертикального стабилизатора, закрылков, элеронов и оптимизацию отделки парафойла.
Парафойлы Ram Air того времени имели плоский профиль и обеспечивали ограниченное управление. В результате была применена более агедральная (нисходящая кривая) конструкция, а к парафойлу были добавлены ребра, что в конечном итоге дало самолету большую устойчивость и герметизацию и решило проблему управления.
Пока разрабатывались решения по конструкции параплана и управлению, Томпсон разработал улучшенную конструкцию планера, включив в нее идею Снайдера о складывании шасси для портативности. Проблема крутящего момента была решена за счет вращения винтов в противоположных направлениях, что нейтрализовало влияние крутящего момента друг друга. Самолет P-2 был завершен в январе 1983 года.
Проектирование и строительство P-3 началось 26 февраля 1983 года. Три месяца спустя прототип дебютировал на авиашоу Sun & Fun во Флориде. Отклик был ошеломляющим, и была создана корпорация ParaPlane Corporation для производства первого коммерчески жизнеспособного парашюта с двигателем P-3. С тех пор было разработано много инноваций и усовершенствований. [15]
Существуют также радиоуправляемые модели парашютов с электроприводом. [16]
