Файл: Псурцев, П. А. Прыжки с парашютом.pdf

полусфера
Мидель — максимальное сечение объекта, перпендикулярное направлению его движения (вектору скорости).
В процессе снижения во внутренний объем купола заходит воздух, создается избыточное давление.
Далее этот воздух должен куда-то деваться. Незначительная его часть просачивается сквозь ткань купола. Остальной воздух выходит из-под кромки, поочередно с разных сторон, раскачивая купол.
Раскачивание купола — нежелательное побочное проявление, которое может привести к приземлению парашютиста на увеличенной скорости снижения.
Для устранения раскачки на вершине купола делается полюсное отверстие, через которое выходит зна- чительная часть воздуха (рис. 25).
Рис. 25. Схема обтекания воздухом купола: а
— без полюсного отверстия; б — с полюсным отверстием
Кроме того, на некоторых типах куполов для выхода воздуха делаются дополнительные щели и вырезы, проходя через которые воздух создает реактивную силу, и у парашюта появляется возможность горизонтального перемещения и разворотов. То есть такой парашют уже не является нейтральным.
Нейтральный купол — купол, не имеющий собственной горизонтальной скорости и в штиль снижающийся вертикально. При наличии ветра горизонтальное перемещение нейтрального купола полностью определяется силой и направлением ветра.
Парашюты подразделяются на управляемые и неуправляемые. Управляемые парашюты имеют конст- руктивные приспособления для разворотов купола, тменения скорости горизонтального и вертикального перемещения. К таким приспособлениям относятся, например, стропы управления, щели и клапаны и куполе (рис. 26).
Рис. 26. Спортивно-тренировочный парашют УТ-15, имеющий аэродинамическое качество около единицы

АЭРОДИНАМИКА КРЫЛА
Парашют типа «крыло» (планирующая оболочка) называется так из-за своей формы. Он действительно имеет такой же профиль и аэродинамические свойства, как крыло самолета. Такие парашюты чем-то сродни планеру. Профиль крыла создает подъемную силу, благодаря которой парашют снижается медленнее, чем обычный круглый парашют той же площади. К примеру, самые маленькие круглые спортивные парашюты имеют площадь 50 м
2
, а самые большие «крылья»-тандемы для прыжков сразу двух парашютистов с одним парашютом — 40 м
2
. Площадь достаточно безопасных и простых в управлении классических куполов-«крыльев» составляет 22—27 м
2
, опытные спортсмены прыгают с куполами площадью 70—80 кв. футов (около 7 м
2
).
Самый маленький на сегодняшний день парашют-«крыло», на котором прыгает и безопасно приземляется парашютист, — это Icarus Extreme VX-39, имеющий площадь 39 квадратных футов (3,5 м
2
)!
С ним прыгает американский парашютист-эксперт Луиджи Кани (Luigi Cani), член команды Team Extreme.
Из-за маленькой площади скорость планирования на данном куполе настолько высока, что он может некоторое время лететь рядом со спортсменом в вингсьюте (см. раздел «Спортивные прыжки»), который еще не раскрывал парашюта. Используя такую возможность, парашютист Джеб Корлис (Jeb
Corliss) производит полеты на вингсьюте совместно с пилотом VX-39 и готовится к попытке приземления в этом крылатом костюме без раскрытого парашюта.
Как же возникает подъемная сила? Смотрим схему обтекания крыла (рис. 27). Простейшее крыло имеет плоскую нижнюю и выпуклую верхнюю поверхности. Крыло, двигаясь поступательно, разделяет
Рис. 27. Схема обтекания крыла встречный воздух на два потока. Поток, обтекающий крыло снизу, проходит путь АВ практически по прямой, то есть по кратчайшей траектории. Поток, обтекающий крыло сверху, идет по кривой траектории, более длинной. За задней кромкой крыла потоки снова объединяются. Следовательно, за одинаковое время воздух над крылом проходит большее расстояние, чем под ним, а значит, двигается с большей скоростью. Тут вступает в силу закон Бернулли, гласящий, что чем больше скорость движущегося газа (или жидкости), тем меньше его давление. Таким образом, давление воздуха над крылом ниже, чем под ним. Разность давлений создает подъемную силу. Напомним, что эффект проявляется только при поступательном движении крыла. Чем выше скорость, тем сильнее подъемная сила.
Аэродинамические характеристики крыла зависят от профиля крыла (формы нервюры), формы крыла
(рис. 28), удлинения. Наилучшее аэродинамическое качество обеспечивает крыло эллиптической формы с большим удлинением и тонким профилем. Удлинение — это отношение квадрата размаха к площади кры- ла. Для прямоугольных куполов эта величина равна отношению размаха к длине хорды. Зарубежные производители в характеристиках куполов приводят именно что соотношение, называемое aspect ratio
(соотношение геометрических размеров). На рисунке показана фор ма нижних оболочек парашютов-«крыло». Черным цветом изображены «уши» (stabilizers), которые вообще-то являются вертикальными поверхностями, но некоторые производители куполов учитывают их при определении площади купола и значения aspect ratio.

(перегрузка при раскрытии может составлять 16 g, параплан на такие нагрузки не рассчитан);
•
компактность в уложенном виде, чтобы не создавать помех при работе в свободном падении, и как следствие — ограничения по максимальной площади купола, количеству, толщине и длине строп;
•
устойчивая работа в широком диапазоне режимов управления для обеспечения безопасного приземления в различных погодных условиях и на различных площадках;
•
относительная простота конструкции, обеспечивающая достаточно высокую надежность раскрытия;
•
некоторые геометрические ограничения, влияющие на стабильное и ровное раскрытие.
Например, парашют-«крыло», имеющий удлинение больше тройки, не всегда может наполниться воздухом без каких-либо перехлестов.
Оборотной стороной улучшения аэродинамического качества являются усложнение управления, пони- женная устойчивость, менее стабильное раскрытие.
Рис. 28. Формы крыла, применяемые в парашютостроении
(в скобках указывается значение aspect ratio):
а — классический прямоугольный купол (1,8); б — скоростной прямоугольный купол (2,5); « — скоростной эллиптический купол (2,7)
Современные высококлассные купола планируют с высокими горизонтальными скоростями, приземляются «по-самолетному», но для управления ими требуется серьезная практическая подготовка.
В то же время прямоугольные купола, сшитые из F-111, с толстым профилем и небольшим удлинением демонстрируют высокую устойчивость, в том числе в низкоскоростных режимах, простоту управления и наиболее предсказуемые раскрытия. По этой причине почти все запасные парашюты-«крыло» имеют именно такие характеристики.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПАРАШЮТОВ
Все существующие парашюты можно классифицировать несколькими способами:
1) По назначению:
• грузовые (однокупольные и многокупольные);
• тормозные;
•
вспомогательные (вытяжные, стабилизирующие, поддерживающие);
•
пристрелочные;
• людские.
2) Людские парашюты можно классифицировать по области применения:
• десантные;
• учебно-тренировочные, спортивно-тренировочные;
• спортивные;
• спасательные;
• специального назначения.
3) По конструкции:
• однооболочковые;
• двухоболочковые («крылья»).
4) По характеристикам («крылья»):
• классические (точностные);
• скоростные;
• переходные;
• студенческие;
• тандемы;
• купольне
5) По форме купола («крылья»):
• прямоугольные;
• слабоэллиптические;
• полуэллиптические;
• эллиптические;
• с косыми нервюрами.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПАРАШЮТОВ ПО НАЗНАЧЕНИЮ
Грузовые парашюты применяются для Десантирования крупногабаритных тяжелых грузов, как правило, военными и спасателями. Грузы (например, боеприпасы и продукты в ящиках, боевые машины десанта с экипажем) закрепляются на грузовой платформе, к которой крепят одно- или многокупольную парашютную систему. В однокупольной системе используется один большой купол, в многокупольной
(МКС) — несколько (от 2 до 12) небольших. Выброску производят с транспортных самолетов, например Ил-76, через открывающуюся в воздухе рампу. Вытаскивание грузовой платформы из самолета производится с помощью вытяжного парашюта, вводимого в воздушный поток. Грузовые парашютные системы для смягчения приземления используют пороховые ускорители, включаемые непосредственно перед касанием земли и производящие дополнительное торможение. Примеры: многокупольная система «Кентавр» имеет 5 куполов площадью по 760 м
2
. Однокупольная бесплатформенная парашютно-реактивная система ПРСМ-915 использует один 540-метровый купол и реактивную систему мягкой посадки; многокупольная бесплатформенная ПБС-950 «Шельф» — до 12 куполов площадью 350 м
2 и реактивные тормозные двигатели.
Спускаемые аппараты космических кораблей также используют грузовые парашюты, созданные специально для них. Сегодня возвращение экипажа и оборудования таким способом является более дешевым вариантом по сравнению с многоразовыми кораблями.
Тормозные парашюты используются для быстрого торможения при больших начальных скоростях, когда другие способы торможения малоэффективны. Такие парашюты применяются на реактивных самолетах, некоторых специальных автомобилях, устанавливающих рекорды скорости. Без применения тормозных парашютов на указанных аппаратах приходилось бы строить слишком длинные посадочные полосы. Особенности тормозных парашютов: небольшая площадь, обычно крестообразная форма.

Вспомогательными парашютами можно назвать парашюты, обеспечивающие работу других куполов. Вытяжные парашюты служат для раскрытия основных (или запасных) парашютов. Они бывают жесткие (с пружинным каркасом) и мягкие (без него). Стабилизирующие парашюты также являются вытяж-и id ми, но предварительно выполняют дополнительную функцию — стабилизацию падения парашютиста (или груза). Поддерживающие парашюты, применяемые на некоторых системах
(например, ПЛП-60), нужны для предотвращения неправильного процесса раскрытия.
Пристрелочные парашюты используются, как несложно догадаться, для пристрелки, то есть для определения точки выброски парашютистов. Пристрелочный парашют должен обеспечивать скорость снижения под куполом такую же, как в среднем у парашютистов, то есть 5 м/с. Так как расчет точки выброски ведется для нейтрального купола, пристрелочный парашют должен быть нейтральным.
Людские парашюты — это все парашютные системы, предназначенные для прыжков людей. Таких систем существует больше всего, и их надо классифицировать отдельно.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЮДСКИХ ПАРАШЮТОВ ПО ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Десантные парашюты используются в первую очередь для выброски бойцов ВДВ. Специфика десантных войск - внезапное появление большой группы бойцов в тылу противника, в самом неожиданном месте. В войсках западных стран десантирование на парашютах применяется в гораздо меньших масштабах. Чаще всего вместо этого практикуется высадка десантников с вертолетов.
Преимущество ВДВ в том, что десантно-транспортный самолет не должен приземляться и вообще сколько-нибудь задерживаться в зоне высадки, что снижает риск его уничтожения. При этом один Ил-
76 может за раз выбросить около 130 десантников. Для сравнения: в американский транспортный вертолет СН-53 вмещается до 64 солдат (в самый большой в мире вертолет Ми-26 — до 85 солдат).
Десантные купола также используются для гражданских парашютистов-перворазников. Особенность этих куполов — относительная простота и высокая надежность, поэтому для подготовки парашютиста не требуется много времени.
Учебно-тренировочные и спортивно-тренировочные парашюты используются для обучения спортсменов и подготовки к переходу на более сложную спортивную технику. Эти парашюты имеют круглый купол в котором предусмотрены щели и клапаны, обеспечивающие возможность горизонтального перемещений и управления. По сравнению с десантными эти парашюты более требовательны к правильному раскрытию, сложнее в управлении, для их использования необходима более тщательная подготовка. Имея определенные навыки, с данным типом парашютов можно результативно работать на точность приземления.
Спортивные парашюты — парашюты типа «крыло», предназначенные для прыжков спортсменов- парашютистов. Сильно различаются по характеристикам и назначению. Самые простые в управлении
— студенческие, немного сложнее — точностные (классические), самые сложные — маленькие высокоскоростные косонервюрники.
Спасательные парашюты служат дли спасения экипажей летательных аппаратов, а также парапланеристов. Они используются достаточно редко — только и случае аварий, когда невозможно посадить летательный аппарат. Требования к данной категории парашютов: возможность применения как на сверхмалых (60 м), так и на больших (несколько тысяч) высотах; применение в большом диапазоне скоростей летательного аппарата. У спасательных парашютов, как правило, круглые купола, отличающиеся более простой конструкцией, а следовательно, максимальной надежностью раскрытия.
Парашюты специального назначения — это парашюты «крыло», используемые спасателями МЧС, некоторыми военными подразделениями специального назначения. В отличие от десантных парашютов они ни позволяют парашютисту выбирать место приземления. Среди других парашютов-«крыло» данная категория выделяется увеличенной площадью (от 27 м2), так как военные и спасатели прыгают с дополнительной нагрузкой — грузовыми контейнерами, оружием, различным снаряжением и спецсредствами. Купола обычно имеют 9 секций и шьются из ткани с небольшой воздухопроницаемостью типа F-111. Подвесные системы могут иметь крепеж для дополнительного снаряжения.
С помощью данных систем силы МЧС могут доставлять спасателей и грузы в те места, куда другим способом попасть затруднительно, а войска специального назначения — десантировать небольшие диверсионные группы. При десантировании выброска обычно осуществляется с большой высоты (от 10 000 м), где самолет мало заметен визуально и труднодоступен для наземных средств ПВО, с раскрытием парашютов на малой высоте (несколько сотен метров). Другой вариант — выброска с большой высоты с небольшой задержкой раскрытия. Самолет при этом находится на значительном

расстоянии от наземной цели, а парашютисты, раскрыв парашюты на нескольких тысячах метров, на- чинают планировать в глубь территории противника, оставаясь малозаметными для наблюдателей и невидимыми на радарах. За каждый километр снижения они будут перемещаться на 2—2,5 км вперед.
Попутный ветер может значительно увеличить пройденное по воздуху расстояние.
КЛАССИФИКАЦИЯ КУПОЛОВ ПО КОНСТРУКЦИИ
Однооболочковые парашюты. Купол обычного парашюта с одной оболочкой может быть круглой, квадратной (G-3-3) формы, также существуют некоторые специфичные (например, треугольные ПЗ-81) купола. Все эти разновидности куполов относят к круглым из-за одинакового принципа парашютирования. Строго говоря, круглый купол является многоугольником, к углам которого привязываются стропы. Например, купол парашюта 3-5, имеющего 24 стропы, является правильным 24- угольником. Заметно отличается лишь ПЗ-81 (рис. 29), у которого дополнительными стропами втянута средняя часть от передней до задней кромки.
Рис. 29. Схема запасного парашюта ПЗ-81:
1 — полотнище; 2 — ленты усилительные; 3 — кольцо; 4 — стропы; 5 —
лямка промежуточной подвесной системы; 6 — стропа управления; 7 —
лента рифления; 8, 9 — карманы; 10 — ленты укладки; а — отверстия
Двухоболочковые парашюты-крылья. Купола таких парашютов имеют две оболочки — верхнюю и нижнюю, которые соединены вертикальными перегородками — нервюрами. Верхняя и нижняя оболочки имеют разную площадь, нервюры обеспечивают форму сечения — профиль крыла, за счет которого создается подъемная сила.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПАРАШЮТОВ ТИПА «КРЫЛО» ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ
«Крылья» отличаются друг от друга такими свойствами, как количество секций, площадь, форма купола, удлинение, ткань купола и материал строп. Сюда же можно отнести особенности введения в действие, управления, некоторые характерные конструктивные элементы. Все эти параметры влияют на летные характеристики куполов и определяют область их применения.
Классические (точностные) купола шьются из ткани с небольшой воздухопроницаемостью (F-111 или аналогичной). Они имеют семь секций, небольшое удлинение купола (1,8—2,2), относительно большую площадь (22—28 м
2
), толстый профиль, аэродинамическое качество около 2 (вертикальная скорость в пределах 5 м/с, горизонтальная около, 10 м/с). Применяются в основном для работы на точность приземления. Семисекционные купола из F-111 отличаются устойчивостью, относительно слабой восприимчивостью к порывам ветра, широким диапазоном контролируемых режимов планирования, в частности устойчивого снижения на минимальной горизонтальной скорости.