_paratroopers_jump_from_a_U.S._Air_Force_C-130_Hercules_aircraft_over_Bangladesh_during_exercise_Cope_South_14_Nov._10,_2013_131110-F-SI013-240.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Парашют — это устройство , используемое для замедления движения объекта в атмосфере путем создания сопротивления или, в парашюте с набегающим потоком воздуха, аэродинамической подъемной силы . Основное применение — поддержка людей, для отдыха или в качестве устройства безопасности для летчиков, которые могут покинуть самолет на высоте и безопасно спуститься на землю.
Парашют обычно изготавливается из легкой прочной ткани. Первые парашюты изготавливались из шелка . Сегодня наиболее распространенной тканью является нейлон . Купол парашюта обычно имеет форму купола, но некоторые из них имеют форму прямоугольника, перевернутого купола и других форм.
К парашютам крепятся различные грузы, включая людей, продукты питания, оборудование, космические капсулы и бомбы .
В 852 году в Кордове, Испания , мавританский мужчина Армен Фирман безуспешно пытался летать, спрыгнув с башни, будучи одетым в большой плащ. Было записано, что «в складках его плаща было достаточно воздуха, чтобы предотвратить серьезные травмы, когда он достиг земли». [1]
Самые ранние свидетельства существования настоящего парашюта относятся к эпохе Возрождения . [2] Самая старая конструкция парашюта появляется в рукописи 1470-х годов, приписываемой Франческо ди Джорджио Мартини (Британская библиотека, Add MS 34113, fol. 200v), на которой изображен свободно висящий человек, сжимающий поперечную раму, прикрепленную к коническому куполу. [3] [4] В качестве меры безопасности четыре ремня проходили от концов стержней к поясному ремню. Хотя площадь поверхности конструкции парашюта кажется слишком малой, чтобы обеспечить эффективное сопротивление воздуха, а деревянная основа рамы является излишней и потенциально опасной, основная концепция рабочего парашюта очевидна. [5]
Дизайн представляет собой заметное улучшение по сравнению с другим листом (189v), на котором изображен человек, пытающийся смягчить силу своего падения с помощью двух длинных тканевых лент, прикрепленных к двум перекладинам, за которые он держится руками. [5]
Вскоре после этого более сложный парашют был нарисован эрудитом Леонардо да Винчи в его Codex Atlanticus (fol. 381v), датированном ок. 1485 г. [3] Здесь масштаб парашюта находится в более выгодной пропорции к весу парашютиста. Квадратная деревянная рама, которая изменяет форму парашюта с конической на пирамидальную, удерживала купол Леонардо открытым. [5] Неизвестно, был ли итальянский изобретатель под влиянием более раннего дизайна, но он мог узнать об этой идее через интенсивное устное общение между художниками-инженерами того времени . [6] [7] Осуществимость пирамидальной конструкции Леонардо была успешно проверена в 2000 г. британцем Адрианом Николасом и снова в 2008 г. швейцарским парашютистом Оливье Вьетти-Теппа. [8] [9] По словам историка технологий Линна Уайта , эти конические и пирамидальные конструкции, гораздо более сложные, чем ранние художественные прыжки с жесткими зонтиками в Азии, знаменуют собой происхождение «парашюта, каким мы его знаем». [2]
Хорватский полимат и изобретатель Фаусто Веранцио , или Фауст Вранчич (1551–1617), изучил эскиз парашюта да Винчи и сохранил квадратную раму, но заменил купол выпуклым парусообразным куском ткани, который, как он понял, более эффективно замедляет падение. [5] Ныне известное изображение парашюта, которое он окрестил Homo Volans (летающий человек), показывающее человека, спускающегося с башни, предположительно, с кампанилы собора Святого Марка в Венеции , появилось в его книге по механике Machinae Novae («Новые машины», опубликованной в 1615 или 1616 году), наряду с рядом других устройств и технических концепций. [10]
Когда-то было широко распространено мнение, что в 1617 году Веранцио, которому тогда было 65 лет и который был серьезно болен, реализовал свою конструкцию и испытал парашют, прыгнув с колокольни Святого Марка [11] , с моста поблизости [12] или с собора Святого Мартина в Братиславе . [13] Различные публикации ошибочно утверждали, что это событие было задокументировано примерно тридцать лет спустя Джоном Уилкинсом , одним из основателей и секретарем Королевского общества в Лондоне , в его книге «Математическая магия, или чудеса, которые может совершить механическая геометрия» , опубликованной в Лондоне в 1648 году. [12] Однако Уилкинс писал о полетах, а не о парашютах, и не упоминает Веранцио, прыжок с парашютом или какое-либо событие в 1617 году. Сомнения относительно этого испытания, включающие отсутствие письменных свидетельств, предполагают, что оно никогда не проводилось, а было лишь неправильным прочтением исторических записей. [14]
.jpg/1280px-Early_flight_02561u_(3).jpg)
.jpg/1280px-Early_flight_02561u_(4).jpg)
Современный парашют был изобретен в конце XVIII века во Франции Луи-Себастьяном Ленорманом , который совершил первый зарегистрированный публичный прыжок в 1783 году. Ленорман также заранее набросал эскиз своего устройства.
Два года спустя, в 1785 году, Ленорман придумала слово «парашют», скрестив итальянский префикс para , повелительную форму parare = предотвращать, защищать, сопротивляться, охранять, ограждать или окутывать, от paro = парировать, и chute , французского слова, обозначающего падение , чтобы описать истинную функцию воздухоплавательного устройства.
Также в 1785 году Жан-Пьер Бланшар продемонстрировал его как средство безопасной высадки с воздушного шара . Хотя первые парашютные демонстрации Бланшара проводились с собакой в качестве пассажира, позже он утверждал, что имел возможность испытать это сам в 1793 году, когда его воздушный шар лопнул, и он использовал парашют, чтобы спуститься. (Это событие не было засвидетельствовано другими.)
12 октября 1799 года Жанна Женевьева Гарнерен поднялась в гондоле, прикрепленной к воздушному шару. На высоте 900 метров она отсоединила гондолу от воздушного шара и спустилась в гондоле на парашюте. Сделав это, она стала первой женщиной, прыгнувшей с парашютом. [15] Она совершила множество подъемов и спусков с парашютом в городах по всей Франции и Европе. [16]
Последующее развитие парашюта было сосредоточено на том, чтобы сделать его более компактным. В то время как ранние парашюты были сделаны из полотна , натянутого на деревянную раму, в конце 1790-х годов Бланшар начал делать парашюты из сложенного шелка , используя прочность и легкий вес шелка . В 1797 году Андре Гарнерен совершил первый спуск «бескаркасного» парашюта, покрытого шелком. [17] В 1804 году Жером Лаланд ввел вентиляционное отверстие в куполе, чтобы устранить резкие колебания. [17] В 1887 году Парк Ван Тассел и Томас Скотт Болдуин изобрели парашют в Сан-Франциско, Калифорния, а Болдуин совершил первый успешный прыжок с парашютом на западе Соединенных Штатов. [18]
В 1907 году Чарльз Бродвик продемонстрировал два ключевых усовершенствования парашюта, который он использовал для прыжков с воздушных шаров на ярмарках : он складывал свой парашют в рюкзак , а парашют вытягивался из упаковки с помощью статической стропы , прикрепленной к шару. Когда Бродвик выпрыгивал из шара, статическая стропа натягивалась, вытягивала парашют из упаковки, а затем лопала. [20]
В 1911 году успешное испытание состоялось с манекеном на Эйфелевой башне в Париже . Вес куклы составлял 75 кг (165 фунтов); вес парашюта составлял 21 кг (46 фунтов). Тросы между куклой и парашютом имели длину 9 м (30 футов). [19] 4 февраля 1912 года Франц Райхельт спрыгнул с башни и разбился насмерть во время первоначального испытания своего носимого парашюта.
Также в 1911 году Грант Мортон совершил первый прыжок с парашютом с самолета , модели Wright B, пилотируемой Филом Пармали , в Венецианском пляже , Калифорния . Устройство Мортона было «выбрасываемого» типа, когда он держал парашют в руках, покидая самолет. В том же году (1911) русский Глеб Котельников изобрел первый ранцевый парашют, [21] хотя Герман Латтеманн и его жена Кете Паулюс прыгали с парашютами в мешках в последнее десятилетие 19-го века.
В 1912 году на дороге около Царского Села , за несколько лет до того, как оно стало частью Санкт-Петербурга , Котельников успешно продемонстрировал тормозное действие парашюта, разогнав автомобиль «Руссо-Балт» до максимальной скорости, а затем раскрыв парашют, прикрепленный к заднему сиденью, тем самым также изобретя тормозной парашют . [21]
1 марта 1912 года капитан армии США Альберт Берри совершил первый в США прыжок с парашютом (присоединённого типа) с самолёта с фиксированным крылом , толкателя Бенуа , пролетая над казармами Джефферсона , Сент-Луис, штат Миссури . В прыжке использовался парашют, хранящийся или помещённый в конусообразный кожух под самолётом и прикреплённый к ремню безопасности на теле прыгуна. [22]
Штефан Банич запатентовал конструкцию, похожую на зонтик, в 1914 году [23] и продал (или подарил) патент военным США, которые позже модифицировали его конструкцию, что привело к появлению первого военного парашюта. [24] [25] Банич был первым человеком, запатентовавшим парашют, [26] и его конструкция стала первой, которая правильно функционировала в 20 веке. [26] [ необходимо разъяснение ]
21 июня 1913 года Джорджия Бродвик стала первой женщиной, совершившей прыжок с парашютом с движущегося самолета, сделав это над Лос-Анджелесом, Калифорния . [20] В 1914 году, проводя показательные выступления для армии США , Бродвик вручную раскрыла свой парашют, став таким образом первым человеком, совершившим прыжок в свободном падении .
Первое военное применение парашюта было артиллерийскими наблюдателями на привязных наблюдательных аэростатах во время Первой мировой войны . Они были заманчивыми целями для вражеских истребителей , хотя их было трудно уничтожить из-за их мощной противовоздушной обороны. Поскольку было трудно убежать от них, и опасно, когда они горели из-за их наполнения водородом, наблюдатели покидали их и спускались на парашюте, как только замечали вражеские самолеты. Затем наземный персонал пытался извлечь и сдуть аэростат как можно быстрее. Основная часть парашюта находилась в сумке, подвешенной к аэростату, а пилот носил только простую поясную обвязку, прикрепленную к основному парашюту. Когда экипаж аэростата прыгал, основная часть парашюта вытягивалась из сумки поясной обвязкой экипажа, сначала стропами, а затем основным куполом. Этот тип парашюта был впервые принят в больших масштабах для своих экипажей наблюдательных аэростатов немцами, а затем позже британцами и французами. Хотя этот тип устройства хорошо работал с воздушных шаров, он имел неоднозначные результаты при использовании на самолетах с фиксированным крылом немцами, где мешок хранился в отсеке прямо за пилотом. Во многих случаях, когда он не работал, стропы кожуха запутывались во вращающемся самолете. Хотя этот тип парашюта спас многих известных немецких летчиков-истребителей, включая Германа Геринга , [27] экипажам союзных самолетов « тяжелее воздуха » парашюты не выдавались. Утверждалось, что причина заключалась в том, чтобы избежать прыжков пилотов с самолета при попадании, а не в попытке спасти самолет, но вице-маршал авиации Артур Гулд Ли , сам летчик во время войны, изучил файлы британского военного министерства после войны и не нашел никаких доказательств такого утверждения. [28]
Кабины самолетов в то время также не были достаточно большими, чтобы вместить пилота и парашют, поскольку сиденье, которое подходило бы пилоту с парашютом, было бы слишком большим для пилота без парашюта. Вот почему немецкий тип был сложен в фюзеляже, а не был типа «рюкзак». Вес был – в самом начале – также соображением, поскольку самолеты имели ограниченную грузоподъемность. Наличие парашюта ухудшало летные характеристики и уменьшало полезную наступательную и топливную нагрузку.
В Великобритании Эверард Кэлтроп , инженер-железнодорожник и заводчик арабских лошадей, изобрел и продал через свою компанию Aerial Patents Company парашюты «British Parachute» и «Guardian Angel». В рамках расследования конструкции Кэлтропа 13 января 1917 года летчик-испытатель Клайв Франклин Коллетт успешно совершил прыжок с самолета Royal Aircraft Factory BE.2c, пролетевшего над экспериментальной станцией Орфорд-Несс на высоте 180 метров (590 футов). [29] [30] Он повторил эксперимент несколько дней спустя.
Вслед за Колеттом, офицер по управлению воздушными шарами Томас Орде-Лис , известный как «Безумный майор», успешно совершил прыжок с Тауэрского моста в Лондоне [31] [32], что привело к тому, что воздухоплаватели Королевского летного корпуса стали использовать парашюты, хотя они были выданы для использования в самолетах.
В 1911 году Соломон Ли Ван Метер-младший из Лексингтона, штат Кентукки, подал заявку и в июле 1916 года получил патент на парашют в виде рюкзака — Aviatory Life Buoy. [33] Его автономное устройство отличалось революционным механизмом быстрого расцепления — рипкордом , — который позволял падающему летчику раскрыть купол только на безопасном расстоянии от неисправного самолета. [34]
Отто Хайнеке, немецкий наземный экипаж дирижабля, спроектировал парашют, который немецкая воздушная служба представила в 1918 году, став первой в мире воздушной службой, которая представила стандартный парашют. Компания Schroeder из Берлина изготовила конструкцию Хайнеке. [30] Первое успешное использование этого парашюта было совершено лейтенантом Гельмутом Штайнбрехером из Jagdstaffel 46 , который 27 июня 1918 года выпрыгнул с парашютом из своего подбитого истребителя, став первым пилотом в истории, успешно сделавшим это. [30] Хотя многие пилоты были спасены конструкцией Хайнеке, ее эффективность была относительно низкой. Из первых 70 немецких летчиков, которые выпрыгнули с парашютом, около трети погибли, [35] Эти смертельные случаи в основном были связаны с тем, что парашют или трос запутались в планере их вращающегося самолета или из-за отказа подвесной системы, проблема была устранена в более поздних версиях. [35]
Французские, британские, американские и итальянские воздушные службы позднее в той или иной степени основывали свои первые конструкции парашютов на парашюте Хайнеке. [36]
В Великобритании сэр Фрэнк Мирс , служивший майором в Королевском летном корпусе во Франции (отделение воздушных змеев), в июле 1918 года зарегистрировал патент на парашют с быстроразъемной пряжкой, известный как «парашют Мирса», который с тех пор стал широко использоваться. [37]
Опыт использования парашютов во время войны подчеркнул необходимость разработки конструкции, которую можно было бы надежно использовать для выхода из неисправного самолета. Например, привязные парашюты не работали должным образом, когда самолет вращался. После войны майор Эдвард Л. Хоффман из армии США возглавил усилия по разработке улучшенного парашюта, объединив лучшие элементы нескольких конструкций парашютов. Участниками усилий были Лесли Ирвин и Джеймс Флойд Смит . В конечном итоге команда создала парашют для самолета Type-A. Он включал три ключевых элемента:
В 1919 году Ирвин успешно испытал парашют, прыгнув с самолета. Парашют типа А был запущен в производство и со временем спас множество жизней. [20] Усилия были отмечены вручением кубка Роберта Дж. Кольера майору Эдварду Л. Хоффману в 1926 году. [38]
Ирвин стал первым человеком, совершившим преднамеренный прыжок с парашютом в свободном падении с самолета. В ранней брошюре компании Irvin Air Chute Company Уильям О'Коннор упоминается как первый человек, спасенный парашютом Ирвина 24 августа 1920 года на аэродроме МакКук-Филд недалеко от Дейтона, штат Огайо . [39] Летчик-испытатель лейтенант Гарольд Р. Харрис совершил еще один спасительный прыжок на аэродроме МакКук-Филд 20 октября 1922 года. Вскоре после прыжка Харриса два репортера газеты Dayton предложили создать клуб Caterpillar для успешных прыжков с парашютом с поврежденных самолетов.
Начиная с Италии в 1927 году, несколько стран экспериментировали с использованием парашютов для выброски солдат за линию фронта . Регулярные советские воздушно-десантные войска были созданы еще в 1931 году после ряда экспериментальных военных массовых прыжков, начавшихся 2 августа 1930 года. [21] Ранее в том же году первые советские массовые прыжки привели к развитию парашютного спорта в Советском Союзе . [21] К моменту Второй мировой войны крупные воздушно-десантные силы были обучены и использовались в неожиданных атаках, как в сражениях за форт Эбен-Эмаэль и Гаагу , первых крупномасштабных противоборствующих высадках парашютистов в военной истории, со стороны немцев. [40] За этим позже в ходе войны последовали воздушно-десантные атаки более масштабного масштаба, такие как битва за Крит и операция «Маркет Гарден» , последняя из которых была крупнейшей воздушно-десантной военной операцией за всю историю. [41] Экипажи самолетов также регулярно оснащались парашютами на случай чрезвычайных ситуаций. [42]
В 1937 году тормозные парашюты впервые были использованы в авиации советскими самолетами в Арктике , которые обеспечивали поддержку полярных экспедиций той эпохи, таких как первая дрейфующая ледовая станция Северный полюс-1 . Тормозной парашют позволял самолетам безопасно приземляться на более мелкие льдины . [21]
Большинство парашютов изготавливались из шелка, пока Вторая мировая война не прекратила поставки из Японии. После того, как Аделина Грей совершила первый прыжок с нейлоновым парашютом в июне 1942 года, промышленность перешла на нейлон. [43]
Современные парашюты делятся на две категории — восходящие и нисходящие купола. [44] Все восходящие купола относятся к парапланам , специально созданным для того, чтобы подниматься и оставаться в воздухе как можно дольше. [ требуется ссылка ] Другие парашюты, включая неэллиптические парашюты с набегающим потоком воздуха, классифицируются производителями как нисходящие купола. [ требуется ссылка ]
Некоторые современные парашюты классифицируются как полужесткие крылья, которые маневренны и могут совершать контролируемое снижение, чтобы разрушиться при ударе о землю. [ необходима цитата ]
Круглые парашюты являются чисто тяговыми устройствами (то есть, в отличие от парашютов с набегающим воздухом, они не обеспечивают подъемной силы ) и используются в военных, аварийных и грузовых целях (например, для сброса с воздуха ). Большинство из них имеют большие куполообразные купола, сделанные из одного слоя треугольных тканевых клиньев . Некоторые парашютисты называют их «парашютами медуз» из-за сходства с морскими организмами. Современные спортивные парашютисты редко используют этот тип. Первые круглые парашюты были простыми, плоскими круглыми. Эти ранние парашюты страдали от нестабильности, вызванной колебаниями. Отверстие в вершине помогало выпускать немного воздуха и уменьшать колебания. Во многих военных приложениях использовались конические, т. е. конусообразные, или параболические (плоский круглый купол с удлиненной юбкой) формы, такие как статический парашют армии США T-10 . Круглый парашют без отверстий более склонен к колебаниям и не считается управляемым. Некоторые парашюты имеют купола в форме перевернутого купола. Они в основном используются для сброса нечеловеческих грузов из-за их более высокой скорости снижения.
Скорость движения вперед (5–13 км/ч) и управление можно получить, разрезав различные секции (клинья) поперек спины или разрезав четыре стропы сзади, тем самым изменив форму купола, чтобы воздух мог выходить из задней части купола, обеспечивая ограниченную скорость движения вперед. Другие модификации, которые иногда используются, — это разрезы в различных клиньях, чтобы заставить часть юбки выгнуться. Поворот достигается путем формирования краев модификаций, что дает парашюту большую скорость с одной стороны модификации, чем с другой. Это дает парашютистам возможность управлять парашютом (например, парашютами серии MC армии США), что позволяет им избегать препятствий и поворачиваться против ветра, чтобы минимизировать горизонтальную скорость при приземлении .
Уникальные конструктивные характеристики крестообразных парашютов уменьшают колебания (раскачивание пользователя вперед и назад) и резкие повороты во время спуска. Эта технология будет использоваться армией США при замене старых парашютов T-10 на парашюты T-11 в рамках программы под названием Advanced Tactical Parachute System (ATPS). Купол ATPS представляет собой сильно модифицированную версию крестообразной/крестообразной платформы и имеет квадратный вид. Система ATPS снизит скорость спуска на 30 процентов с 21 фута в секунду (6,4 м/с) до 15,75 футов в секунду (4,80 м/с). T-11 спроектирован так, чтобы иметь среднюю скорость спуска на 14% медленнее, чем T-10D, что приведет к снижению травматизма при приземлении для парашютистов. Снижение скорости спуска снизит энергию удара почти на 25%, что уменьшит вероятность получения травм.
Разновидностью круглого парашюта является парашют с раскрывающейся вершиной, изобретенный французом по имени Пьер-Марсель Лемуань. [45] [46] [47] Первый широко используемый купол этого типа назывался Para-Commander (производился Pioneer Parachute Co.), хотя в последующие годы было произведено много других куполов с раскрывающейся вершиной — они имели незначительные различия в попытках сделать более эффективную установку, например, различные конфигурации вентиляции. Все они считаются «круглыми» парашютами, но со стропами к вершине купола, которые прикладывают там нагрузку и подтягивают вершину ближе к нагрузке, искажая круглую форму в несколько сплющенную или линзовидную форму при взгляде сбоку. И хотя их называют круглыми , они, как правило, имеют эллиптическую форму, если смотреть сверху или снизу, при этом стороны выступают больше, чем размер в продольном направлении, хорда (см. нижнюю фотографию справа, и вы, вероятно, сможете заметить разницу).
Благодаря своей линзообразной форме и соответствующей вентиляции они имеют значительно более высокую скорость движения вперед, чем, скажем, модифицированный военный купол. А благодаря управляемым задним вентиляционным отверстиям по бокам купола они также имеют гораздо более резкие возможности поворота, хотя они определенно имеют низкую производительность по сравнению с сегодняшними установками с набегающим воздухом. Примерно с середины 1960-х до конца 1970-х годов это был самый популярный тип конструкции парашюта для спортивного парашютизма (до этого периода обычно использовались модифицированные военные «круглые», а после этого стали обычными «квадратные» парашюты с набегающим воздухом). Обратите внимание, что использование слова «эллиптический» для этих «круглых» парашютов несколько устарело и может вызвать небольшую путаницу, поскольку некоторые «квадраты» (т. е. набегающие воздухы) в настоящее время также являются эллиптическими.
В некоторых конструкциях с опускающейся вершиной ткань удаляется с вершины, чтобы открыть отверстие, через которое может выходить воздух (большинство, если не все, круглых куполов имеют по крайней мере небольшое отверстие, чтобы облегчить крепление для упаковки - они не считаются кольцевыми), придавая куполу кольцевую геометрию. Это отверстие может быть очень выражено в некоторых конструкциях, занимая больше «пространства», чем парашют. Они также имеют уменьшенное горизонтальное сопротивление из-за своей более плоской формы и, в сочетании с обращенными назад вентиляционными отверстиями, могут иметь значительную скорость движения вперед. По-настоящему кольцевые конструкции - с отверстием достаточно большим, чтобы купол можно было классифицировать как кольцевой - встречаются редко.
Спортивный парашютизм экспериментировал с крылом Рогалло , среди других форм и видов. Обычно это были попытки увеличить скорость поступательного движения и уменьшить скорость приземления, предлагаемую другими вариантами в то время. Развитие парашюта с набегающим воздухом и последующее введение слайдера паруса для медленного раскрытия снизили уровень экспериментов в сообществе спортивного парашютизма. Парашюты также трудно строить.
.png/1280px-HiRISE_image_of_MSL_during_EDL_(refined).png)
Ленточные и кольцевые парашюты имеют сходство с кольцевыми конструкциями. Они часто предназначены для раскрытия на сверхзвуковых скоростях. Обычный парашют мгновенно лопнул бы при раскрытии и был бы разорван на такие скорости. Ленточные парашюты имеют кольцевой купол, часто с большим отверстием в центре для сброса давления. Иногда кольцо разрывается на ленты, соединенные веревками, чтобы пропускать воздух еще больше. Эти большие утечки снижают нагрузку на парашют, поэтому он не лопается и не рвется при раскрытии. Ленточные парашюты, изготовленные из кевлара, используются в ядерных бомбах, таких как B61 и B83 . [49]
Принцип многосекционного аэродинамического профиля Ram-Air был задуман в 1963 году канадцем Доминой «Дом» С. Джалбертом, но пришлось решить серьезные проблемы, прежде чем купол Ram-Air мог быть представлен сообществу спортивного парашютизма. [50] Парапланы Ram-Air управляемы (как и большинство куполов, используемых в спортивном парашютизме), и имеют два слоя ткани — верхний и нижний — соединенные тканевыми ребрами в форме аэродинамического профиля для образования «ячеек». Ячейки заполняются воздухом под высоким давлением из вентиляционных отверстий, которые обращены вперед на передней кромке аэродинамического профиля. Ткань формируется, а стропы парашюта обрезаются под нагрузкой таким образом, что раздувающаяся ткань надувается в форме аэродинамического профиля. Этот аэродинамический профиль иногда поддерживается с помощью тканевых односторонних клапанов, называемых воздушными шлюзами . «Первый прыжок с этим куполом (парафойлом Jalbert Parafoil) был совершен [ когда? ] членом Международного зала славы парашютного спорта Полом «Попом» Поппенхагером». [51]
Персональные парашюты с набегающим воздухом можно условно разделить на два вида – прямоугольные или конусные – обычно называемые «квадратными» или «эллиптическими» соответственно. Парашюты средней эффективности (резервный, базовый , куполообразующий и точный) обычно прямоугольные. Высокоэффективные парашюты с набегающим воздухом имеют слегка сужающуюся форму передней и/или задней кромки, если смотреть в плане, и называются эллиптическими. Иногда вся конусность находится на передней кромке (спереди), а иногда на задней кромке (хвосте).
Эллиптические парашюты обычно используются только спортивными парашютистами. Они часто имеют меньшие, более многочисленные ячейки ткани и более плоские по профилю. Их купола могут быть от слегка эллиптических до сильно эллиптических, что указывает на величину конусности в конструкции купола, которая часто является показателем отзывчивости купола на управляющее воздействие для заданной нагрузки крыла, а также уровня опыта, необходимого для безопасного пилотирования купола. [52]
Прямоугольные парашюты, как правило, выглядят как квадратные надувные воздушные матрасы с открытыми передними концами. Они, как правило, безопаснее в эксплуатации, поскольку менее склонны к быстрому пикированию при относительно небольших управляющих воздействиях, они обычно летают с более низкой нагрузкой на крыло на квадратный фут площади, и они планируют медленнее. Они, как правило, имеют более низкое качество планирования .
Нагрузка на крыло парашютов измеряется аналогично нагрузке на крыло самолета, сравнивая выходной вес с площадью ткани парашюта. Типичная нагрузка на крыло для студентов, участников соревнований по точности и BASE-джамперов составляет менее 5 кг на квадратный метр — часто 0,3 кг на квадратный метр или меньше. Большинство студентов-парашютистов летают с нагрузкой на крыло менее 5 кг на квадратный метр. Большинство спортивных парашютистов летают с нагрузкой на крыло от 5 до 7 кг на квадратный метр, но многие, заинтересованные в производительных приземлениях, превышают эту нагрузку на крыло. Профессиональные пилоты купольных парашютов соревнуются с нагрузкой на крыло от 10 до более 15 килограммов на квадратный метр. Хотя парашюты с набегающим воздухом и нагрузкой на крыло более 20 килограммов на квадратный метр приземлялись, это строго сфера профессиональных испытателей.
Парашюты меньшего размера, как правило, летают быстрее при той же нагрузке, а эллиптические быстрее реагируют на управляющее воздействие. Поэтому небольшие эллиптические конструкции часто выбирают опытные пилоты куполов из-за захватывающего полета, который они обеспечивают. Полет на быстром эллиптическом куполе требует гораздо большего мастерства и опыта. Быстрые эллиптические конструкции также значительно более опасны при приземлении. С высокопроизводительными эллиптическими куполами неприятные неисправности могут быть гораздо более серьезными, чем с квадратной конструкцией, и могут быстро перерасти в аварийные ситуации. Полет на высоконагруженных эллиптических куполах является основным фактором, способствующим многим несчастным случаям при прыжках с парашютом, хотя программы продвинутой подготовки помогают снизить эту опасность. [ необходима цитата ]
Высокоскоростные парашюты с перекрестными связями, такие как Velocity, VX, XAOS и Sensei, дали начало новому направлению спортивного парашютного спорта под названием «свупинг». В зоне приземления организована гоночная трасса, на которой опытные пилоты могут измерить расстояние, которое они могут пролететь мимо входных ворот высотой 1,5 метра (4,9 фута). Текущие мировые рекорды превышают 180 метров (590 футов).
Соотношение сторон — еще один способ измерения парашютов с набегающим потоком воздуха. Соотношение сторон парашютов измеряется так же, как и крылья самолета, путем сравнения размаха с хордой. Парашюты с малым удлинением, т. е. размах в 1,8 раза больше хорды, теперь ограничены соревнованиями по точной посадке. Популярные парашюты для точной посадки включают Jalbert (теперь NAA) Para-Foils и серию Challenger Classics Джона Эйффа. Хотя парашюты с малым удлинением, как правило, чрезвычайно устойчивы, с мягкими характеристиками сваливания, они страдают от крутых коэффициентов планирования и малого допуска, или «золотой середины», для расчета времени посадочной подушки.
Благодаря предсказуемым характеристикам раскрытия парашюты со средним удлинением около 2,1 широко используются для резервных, BASE и соревнований по формированию купола. Большинство парашютов со средним удлинением имеют семь ячеек.
Парашюты с большим удлинением имеют самое плоское скольжение и самый большой допуск на время подушки при приземлении, но наименее предсказуемое раскрытие. Удлинение 2,7 является верхним пределом для парашютов. Купол с большим удлинением обычно имеет девять или более ячеек. Все запасные парашюты с набегающим воздухом имеют квадратную форму из-за большей надежности и менее требовательных характеристик управления.
Парапланы — практически все из которых используют купола с набегающим потоком воздуха — больше похожи на современные спортивные парашюты, чем, скажем, на парашюты середины 1970-х и более ранних лет. Технически они являются восходящими парашютами , хотя этот термин не используется в сообществе парапланеристов, и у них та же базовая конструкция аэродинамического профиля, что и у современных «квадратных» или «эллиптических» куполов спортивных парашютов , но, как правило, они имеют больше секционных ячеек, более высокое удлинение и более низкий профиль. Количество ячеек варьируется в широких пределах, как правило, от высоких 20 до 70, в то время как удлинение может быть 8 или более, хотя удлинение (проецируемое) для такого купола может быть около 6 — оба возмутительно выше, чем у парашюта типичного парашютиста. Размах крыла, как правило, настолько велик, что он гораздо ближе к очень вытянутому прямоугольнику или эллипсу, чем к квадрату , и этот термин редко используется пилотами парапланов. Аналогично, размах может быть ~15 м с размахом (проекционным) 12 м. Куполы по-прежнему крепятся к подвеске с помощью строп и (четырех или шести) свободных концов, но они используют запираемые карабины в качестве конечного соединения с подвеской. Современные высокопроизводительные парапланы часто имеют отверстия ячеек ближе к нижней части передней кромки, а конечные ячейки могут казаться закрытыми, как для аэродинамической обтекаемости (эти, по-видимому, закрытые конечные ячейки вентилируются и надуваются из соседних ячеек, которые имеют вентиляцию в стенках ячеек).
Главное отличие заключается в использовании парапланов, как правило, для более длительных полетов, которые могут длиться целый день, а в некоторых случаях и сотни километров. Подвесная система также сильно отличается от парашютной и может значительно различаться от подвесной системы для новичков (которая может быть просто сиденьем с нейлоновым материалом и стропами, обеспечивающими безопасность пилота, независимо от положения), до бессидельной для полетов на большой высоте и по пересеченной местности (это обычно устройства, похожие на кокон или гамак, охватывающие все тело, включая вытянутые ноги — называемые спидбэгами , аэроконусами и т. д. — для обеспечения аэродинамической эффективности и тепла). Во многих конструкциях будет встроенная защита для спины и плеч, а также поддержка для запасного купола, емкости для воды и т. д. Некоторые даже имеют ветровые стекла.
Поскольку парапланы предназначены для запуска с ног или лыж, они не подходят для предельных скоростных раскрытий, и нет слайдера для замедления раскрытия (пилоты парапланов обычно начинают с открытым, но не надутым куполом). Чтобы запустить параплан, обычно расправляют купол на земле, чтобы он максимально приблизился к открытому куполу, при этом стропы подвески имеют небольшую слабину и меньше спутываются - см. больше в разделе Парапланеризм . В зависимости от ветра у пилота есть три основных варианта: 1) запуск с разбега вперед (обычно при отсутствии ветра или слабом ветре), 2) запуск с места (при идеальном ветре) и 3) обратный запуск (при более сильном ветре). При идеальном ветре пилот тянет за верхние свободные концы, чтобы ветер надувал ячейки, и просто отпускает клеванты, как закрылки самолета, и взлетает. Или, если ветра нет, пилот бежит или едет на лыжах, чтобы надуть его, как правило, на краю обрыва или холма. Как только купол окажется над головой, его можно плавно потянуть вниз за обе клеванты при идеальном ветре, буксировать (например, за транспортным средством) на ровной поверхности, продолжать движение вниз по склону и т. д. Управляемость на земле при различных ветрах важна, и существуют даже купола, созданные специально для этой практики, чтобы снизить износ более дорогих куполов, предназначенных, скажем, для маршрутных полетов , соревнований или просто для развлекательных полетов.
Основные парашюты, используемые сегодня парашютистами, разработаны для мягкого раскрытия. Слишком быстрое раскрытие было ранней проблемой конструкций с набегающим воздухом. Основным нововведением, которое замедляет раскрытие купола с набегающим воздухом, является слайдер — небольшой прямоугольный кусок ткани с люверсом около каждого угла. Четыре набора строп проходят через люверсы к свободным концам (свободные концы — это полосы тесьмы, соединяющие подвесную систему и стропы такелажа парашюта). Во время раскрытия слайдер скользит вниз от купола до положения чуть выше свободных концов. Слайдер замедляется сопротивлением воздуха по мере спуска и снижает скорость, с которой могут распускаться стропы. Это снижает скорость, с которой купол может раскрываться и надуваться.
В то же время общая конструкция парашюта по-прежнему оказывает существенное влияние на скорость раскрытия. Скорости раскрытия современных спортивных парашютов значительно различаются. Большинство современных парашютов раскрываются комфортно, но отдельные парашютисты могут предпочесть более жесткое раскрытие.
Процесс развертывания изначально хаотичен. Быстрое развертывание все еще может происходить даже с хорошо ведущими себя куполами. В редких случаях развертывание может быть настолько быстрым, что парашютист получает ушибы, травмы или погибает. Уменьшение количества ткани уменьшает сопротивление воздуха. Это можно сделать, уменьшив слайдер, вставив сетчатую панель или вырезав отверстие в слайдере.
Запасные парашюты обычно имеют систему раскрытия рипкорда , которая была впервые разработана Теодором Мосцицки, но большинство современных основных парашютов, используемых спортивными парашютистами, используют форму раскрываемого вручную вытяжного парашюта . Система рипкорда вытягивает закрывающий штифт (иногда несколько штифтов), который освобождает подпружиненный вытяжной парашют и открывает контейнер; затем вытяжной парашют выталкивается в воздушный поток своей пружиной, затем использует силу, создаваемую проходящим воздухом, для извлечения сумки развертывания, содержащей купол парашюта, к которому он прикреплен с помощью уздечки. Раскрываемый вручную вытяжной парашют, будучи брошенным в воздушный поток, вытягивает закрывающий штифт на уздечке вытяжного парашюта, чтобы открыть контейнер, затем та же сила извлекает сумку развертывания. Существуют вариации раскрываемых вручную вытяжных парашютов, но описанная система является более распространенной системой выброса.
Только вытяжной парашют, раскрываемый вручную, может быть автоматически сложен после раскрытия — с помощью линии остановки, уменьшающей сопротивление вытяжного парашюта в полете на основном куполе. Запасные парашюты, с другой стороны, не сохраняют свои вытяжные парашюты после раскрытия. Сумка для раскрытия запасного парашюта и вытяжной парашют не соединены с куполом в системе запасного парашюта. Это известно как конфигурация свободного мешка, и компоненты иногда не восстанавливаются после раскрытия запасного парашюта.
Иногда вытяжной парашют не создает достаточной силы ни для вытягивания штифта, ни для извлечения сумки. Причинами могут быть попадание вытяжного парашюта в турбулентный след парашютиста («бурление»), слишком тугая замыкающая петля, удерживающая штифт, или вытяжной парашют создает недостаточное усилие. Этот эффект известен как «колебание вытяжного парашюта», и если он не устраняется, это может привести к полной неисправности, требующей развертывания резерва.
Основные парашюты парашютистов обычно раскрываются с помощью статических строп, которые освобождают парашют, но сохраняют мешок развертывания, содержащий парашют, без использования вытяжного парашюта для раскрытия. В этой конфигурации мешок развертывания известен как система прямого раскрытия, в которой раскрытие происходит быстро, последовательно и надежно.
Парашют тщательно складывается или «упаковывается», чтобы обеспечить его надежное раскрытие. Если парашют не упакован должным образом, это может привести к неисправности, когда основной парашют не раскроется правильно или полностью. В Соединенных Штатах и многих развитых странах аварийные и запасные парашюты упаковываются « риггерами », которые должны быть обучены и сертифицированы в соответствии с правовыми стандартами. Спортивные парашютисты всегда обучаются укладывать свои собственные основные «основные» парашюты.
Точные цифры трудно оценить, поскольку конструкция парашюта, техническое обслуживание, загрузка, техника укладки и опыт оператора оказывают значительное влияние на частоту отказов. Примерно в одном случае из тысячи происходит отказ открытия основного парашюта, требующий использования запасного парашюта, хотя некоторые парашютисты совершили много тысяч прыжков и ни разу не использовали запасной парашют.
Запасные парашюты упаковываются и раскрываются несколько иначе. Они также спроектированы более консервативно, отдавая предпочтение надежности, а не отзывчивости, и построены и испытаны в соответствии с более строгими стандартами, что делает их более надежными, чем основные парашюты. Регулируемые интервалы проверки в сочетании со значительно меньшим использованием способствуют надежности, поскольку износ некоторых компонентов может отрицательно влиять на надежность. Преимущество безопасности запасного парашюта заключается в том, что малая вероятность неисправности основного парашюта умножается на еще меньшую вероятность неисправности резервного парашюта. Это дает еще меньшую вероятность двойной неисправности, хотя также существует небольшая вероятность того, что неисправный основной парашют не сможет раскрыться и, таким образом, помешает работе запасного парашюта. В Соединенных Штатах средний показатель смертности в 2017 году зафиксирован на уровне 1 на 133 571 прыжок. [53]
Травмы и смертельные случаи при спортивном парашютном спорте возможны даже при полностью исправном основном парашюте, например, если парашютист допустит ошибку в оценке ситуации при управлении куполом, что приведет к столкновению на высокой скорости либо с землей, либо с препятствием на земле, которого в противном случае можно было бы избежать, либо к столкновению с другим парашютистом под куполом.
Ниже перечислены неисправности, характерные для круглых парашютов:
16 августа 1960 года Джозеф Киттингер в испытательном прыжке с парашютом Excelsior III установил предыдущий мировой рекорд по высоте прыжка с парашютом. Он прыгнул с воздушного шара на высоте 102 800 футов (31 333 м) (что также было рекордом высоты пилотируемого воздушного шара в то время). Небольшой стабилизирующий парашют успешно раскрылся, и Киттингер падал в течение 4 минут и 36 секунд, [55] также установив все еще действующий мировой рекорд по самому длинному свободному падению с парашютом , если падение со стабилизирующим парашютом считается свободным падением. На высоте 17 500 футов (5300 м) Киттингер раскрыл свой основной парашют и благополучно приземлился в пустыне Нью-Мексико . Весь спуск занял 13 минут и 45 секунд. [56] Во время спуска Киттингер испытал температуру до -94 °F (-70 °C). На этапе свободного падения он достиг максимальной скорости 614 миль в час (988 км/ч или 274 м/с), или 0,8 Маха. [57]
Согласно Книге рекордов Гиннесса , полковник советских ВВС Евгений Андреев удерживал официальный рекорд FAI по самому дальнему прыжку с парашютом в свободном падении (без тормозного парашюта ), пролетев 24 500 м (80 380 футов) с высоты 25 457 м (83 523 фута) недалеко от города Саратов, Россия , 1 ноября 1962 года, пока этот рекорд не был побит Феликсом Баумгартнером в 2012 году.
Феликс Баумгартнер побил рекорд Джозефа Киттингера 14 октября 2012 года, прыгнув с высоты 127 852 футов (38 969,3 м) и достигнув скорости до 833,9 миль в час (1342,0 км/ч или 372,8 м/с), или почти Маха 1,1. Киттингер был консультантом прыжка Баумгартнера. [58]
Алан Юстас совершил прыжок из стратосферы 24 октября 2014 года с высоты 135 889,108 футов (41 419 м). Однако, поскольку прыжок Юстаса включал в себя тормозной парашют, а прыжок Баумгартнера — нет, их рекорды вертикальной скорости и дальности свободного падения остаются в разных категориях рекордов.
Помимо использования парашюта для замедления спуска человека или объекта, тормозной парашют используется для обеспечения горизонтального торможения наземного или воздушного транспортного средства, включая самолеты с фиксированным крылом и гоночные самолеты , для обеспечения устойчивости, а также для оказания помощи некоторым типам легких самолетов, терпящих бедствие, [59] [60] при тандемном свободном падении; а также в качестве пилота, запускающего раскрытие большего парашюта.
Парашюты также используются в качестве игрового оборудования. [61]
[В качестве примера для диахронического анализа :] «Одним из его важнейших изобретений, без сомнения, является парашют, который он опробовал и испытал на себе, спрыгнув с моста в Венеции. Как задокументировал английский епископ Джон Уилкинс (1614–1672) 30 лет спустя в своей книге «Математическая магия» , опубликованной в Лондоне в 1648 году».
Как и концепция его соотечественника, концепция Веранцио, похоже, осталась только идеей. Хотя его идея была широко разрекламирована, не было найдено никаких доказательств того, что когда-либо существовал homo volans его или любого другого времени, который бы проверил и доказал план Веранцио.
