Пилотирование парашюта типа крыло

April 17 2015, 16:53

Как устроен парашют типа «Крыло«.

Каждый купол можно описать при помощи следующих характеристик: форма крыла, его наклон и загрузка. Первое и второе определяются конструкцией, последнее — самим пилотом. Каждая из этих характеристик определяет, как будет летать конкретный парашют. Если понимать, что означают эти характеристики, можно — даже не прыгая на этом куполе — с большой вероятностью предположить, как он будет летать. Форма крыла определяется удлинением (aspect ratio) и профилем. Удлинение — это отношение размаха (ширина между боковыми кромками) к хорде (расстояние между передней и задней кромками). Профиль представляет собой отношение высоты крыла к хорде. Наклон определяет, под каким углом к вымпельному ветру конкретная форма крыла позволит добиться лучшего соотношения летных характеристик. А загрузка — это «мощность», которую пилот решает придать системе.

Удлинение В теории, купола с большим удлинением летают быстрее — потому что чем больше удлинение, тем меньше значение профильного сопротивления по отношению к производимой подъемной силе. Другими словами, 200-футовый девятисекционный купол имеет большую подъемную силу, чем 200-футовый семисекционник, хотя профильное сопротивление у них будет одинаковое. Почему бы тогда не сделать 200-футовый 11-секционник с очень большим удлинением?

На практике, удлинение около 3 к 1 является предельным. При большем удлинении конструктор сталкивается с несколькими проблемами. В отличие от самолетного крыла парашют не имеет жесткого каркаса и поддерживает форму за счет давления воздуха. Парашют летит хорошо только в том случае, когда наполнена каждая секция. Чем больше удлинение, тем сложнее поддерживать давление в крайних секциях. Кроме того, для поддержания правильной формы потребуется больше строп и нервюр. А это означает увеличение сопротивления.

У куполов с большим удлинением короче ход клевант и поэтому они более остро реагируют на вводы. Они склонны резче входить в свал, а при восстановлении наполняются менее равномерно, чем купола с меньшим удлинением. Чтобы начать поворот на куполе с большим удлинением требуется больше времени — но как только поворот начался, он происходит быстрее, чем на менее удлиненном куполе того же размера. Кроме того, у купола с большим удлинением будет больше частей (секций, нервюр и строп) — а значит, больше будет укладочный объем.

Сложности с поддержанием давления в секциях, увеличение сопротивления и необходимость особого контроля за раскрытием — все это привело к тому, что существующие сегодня на рынке купола с наибольшим удлинением так и не перешли границу соотношения 3/1. Удлинение большинства 9-секционных парашютов близко в 3/1; большинства 7-секционных находится в пределах от 1 до 2,2.

Какие лучше?

Все имеет свою цену. 9-секционник летает быстрее, чем 7-секционник, потому что создает меньше профильного сопротивления — но у него на 20 процентов больше строп, ребер и сопел, которые увеличивают паразитное сопротивление. В 90-х годах считалось, что 9-секционники лучше планируют (т.е. у них выше аэродинамическое качество — соотношение горизонтальной и вертикально скоростей). Однако несомненные преимущества в скорости и планировании, продемонстрированные 9-секционными куполами за последнее десятилетие, можно с большой долей вероятности отнести за счет новых форм профиля, угла наклона купола (угла планирования) и более эффективной конструкции. Время покажет — создается впечатление, что новые разработки позволят 7-секционным куполам приблизиться по ряду характеристик к 9-секционным. Однако мы можем ожидать, что купола с большим удлинением все-же будут иметь более высокие показатели планирования.

7-секционники более предсказуемы в плане наполнения и в режиме свала — поэтому практически все ПЗ имеют 7 секций. Это же касается куполов для прыжков на точность, купольной акробатики и BASE — разновидностях спорта, где стабильность открытия и поведение на низких скоростях важнее, чем скорость и планирование.

Профиль

Профиль купола определяется формой нервюр — это вид купола сбоку. В общих словах — чтобы создавать подъемную силу, медленно летящее крыло должно иметь толстый профиль (объяснение этому есть в первой главе — надо только пошевелить мозгами!). Обратной стороной является то, что толстый профиль создает больше сопротивления, чем тонкий. Высота профиля парашютов для прыжков на точность и купольную составляет от 15 до 18 процентов от хорды, в то время как у высокоскоростных куполов для RW этот показатель может быть всего 10%. Хотя более тонкий профиль летит быстрее, у него меньше потенциал подъемной силы на низких скоростях, у него резче свал и острее повороты. Не менее важно искривление профиля крыла. Если центр приложения подъемной силы смещен вперед, купол будет иметь большую скорость снижения и очень стабильное наполнение. Смещение центра подъемной силы назад улучшает планирование, но ухудшает наполняемость. Сочетание такого смещения с большим удлинением будет приводить к тому, что углы передней кромки будут складываться на поворотах. Эллиптические купола призваны решить эту проблему: закругление передней кромки и уменьшение длины внешних секций увеличивает наполняемость крайних секций. Как дополнительное преимущество, эллиптические купола более отзывчивы (так как на ввод клеванты реагирует большая часть внешней кромки), что делает их очень резвыми.

Заключение В общих чертах, форма профиля определяет следующую разницу между 7-ми и 9-ти секционными куполами одинаковой площади:

7-секционный купол более предсказуем в открытии, его укладочный объем немного меньше, чем у 9-секционника аналогичной площади, он меньше подвержен отказам в виде перехлестов. В случае частичного отказа 7-секционник будет вести себя более спокойно (будет медленнее терять высоту и вообще вести себя менее агрессивно).

У 9-секционника будет более пологий угол планирования, что дает ему чуть большую дальность. У него «длиннее» подушка, что упрощает ее выполнение, но из приземления придется дольше «выбегать».

7-секционник более стабилен на малых скоростях, дает больше «предупреждений» перед входом в свал, и более предсказуем при выходе из него.

У 9-секционника может быть больше горизонтальная скорость — преимущество при полете в условиях ветра.

Загрузка Термин обозначает вес, который несет парашют. Это, наверно, самый важный фактор, определяющий летные характеристики современных парашютов. В Америке загрузка определяется как отношение фунт/квадратный фут. Значение в фунтах — это вес вас и вашего снаряжения. Квадратные футы указывает производитель (следует однако помнить, что разные производители могут использовать разные методики расчета площади, и при одинаковом весе загрузка куполов одинаковой заявленной площади от разных производителей может различаться — прим.пер.). Для расчета загрузки разделите вес в футах на площадь в квадратных футах. Например, я вешу 190 фунтов, а мое снаряжение — еще 25 (система, комбез и прочее). Вместе мой полный вес составляет 215 фунтов. Если я прыгаю с куполом в 205 квадратных футов, моя загрузка будет 1,05. Студент одного со мной веса под куполом «Манта» (288 футов) будет иметь загрузку 0,75. Другой парашютист того же веса под Сейбром-150 будет иметь загрузку 1,43. Многие производители указывают для каждого купола рекомендуемую максимальную (а иногда и минимальную) загрузку.

Как правило, чем больше загрузка, тем выше летные характеристики. При низкой загрузке купол летит и реагирует вяло. Увеличение загрузки увеличивает горизонтальную и вертикальную скорости. С увеличением скорости повороты становятся быстрее, а контроль — более чувствительным. Помните, что подъемная сила увеличивается со скоростью — высокая загрузка означает, что глубина подушки будет больше, чем при меньшей загрузке. Но поскольку все происходит намного быстрее, у вас меньше возможностей на ошибку. Чем больше загрузка, тем более опасными становятся частичные отказы.

Наклон влияет на подушку таким-же образом, как на угол планирования. Купол с большим тангажем будет иметь короткую подушку, но будет более стабилен в режиме торможения и будет быстрее восстанавливаться после свала.

Существует предел, на котором полезные качества высокой загрузки начинают исчерпываться. Используя регистраторы горизонтальной и вертикальной скорости во время тестов различных современных куполов, я выяснил, что при загрузках более 1,5 единственные летные характеристики, которые продолжают улучшаться — это скорость поворотов и общая отзывчивость. Чем больше вес, тем острее угол планирования (купол быстрее теряет высоту), а горизонтальная скорость при этом не увеличивается. Для среднестатистического пилота купола загрузка начиная с 1,4, как мне кажется, не приносит положительных результатов — скорость снижения увеличивается, а горизонтальная скорость и характеристики планирования — нет. С увеличением загрузки также увеличивается скорость входа в свал (момент срыва потока).

Вот несколько общих рекомендаций по загрузке куполов, существующих сегодня, в 1997 году, на рынке:

Для медленных, мягких приземлений и для прыжков на площадки значительно выше уровня моря, выбирайте низкую загрузку — от 0,7 до 0,9.

Для хорошего соотношения безопасности и летных характеристик прыгайте с загрузкой 1 к 1.

Хотите быстрый купол? Прыгайте с загрузкой от 1,1 до 1,3. Пилотирование купола с загрузкой больше 1,3 означает, что вы переходите в категорию испытателей — купол летит на грани своих возможностей. Профессионалы постоянно прыгают с загрузкой от 1,4 до 1,6 — но они прыгают каждый день, в одних и тех же условиях. Изменение места приземления, высоты или других факторов делают подобные загрузки спорными.

Как правило, купола из ткани нулевой проницаемости и 9-секционники более безопасны при высоких загрузках, чем 7-секционник из F-111. Парашютист, который прыгает на старом 7-секционнике с загрузкой 0,8 может, после определенной тренировки, безопасно прыгать на 9-секционнике из нулевки с загрузкой 1,1.

Наклон Наклон и настройки парашюта имеют огромное значение для летных характеристик. Наклон — это расчетный угол планирования купола. Если опустить нос купола — возрастет скорость снижения и стабильность. Если нос наоборот поднять выше, купол станет лучше планировать — но станет при этом более подвержен влиянию турбулентности и опасности складывания. Такой купол также будет дольше наполняться после деформации. Как правило, купола для точности и купольной акробатики наклонены вниз (больший тангаж), а купола для RW — более плоские.

Длина строп управления также влияет на характеристики купола. Слишком длинные стропы управления уменьшают эффективность вводов. Это также может привести к тому, что в момент подушки пилот не сможет использовать весь потенциал купола. Если стропы слишко короткие, купол все время будет работать в режиме легкого торможения, и во время подушки его можно будет легко ввести в свал. Измените длину строп всего на один дюйм — и это серьезно изменит подушку вашего купола. Если вам сложно замедлить купол в безветренный день — есть вероятность, что ваши стропы управления слишком длинны. Если ваш купол на приземлении начинает танцевать и его легко ввести в свал — вам может иметь смысл удлинить стропы управления.

Наклон не всегда зависит только от установок производителя. С течением времени стропы растягиваются и изнашиваются. На высокоскоростных куполах изменение длины стропы на один-два дюйма имеет большое значение. Нужно периодически менять стропы, так как их износ изменяет наклон. Однако многие парашютисты, методично меняющие масло и шины на своих автомобилях, никогда не задумываются о том, что их купол тоже подвержен времени.

Материалы Стандарным материалом для производства парашютов в 80х и начале 90х была ткань F-111 (названная так по названию фабрики, на которой она производилась). Затем на рынке стали преобладать ткани нулевой проницаемости (zero-p). По сравнению с «нулевкой» F-111 не такая дорогая и ее легче обрабатывать — что делает парашюты из нее дешевле. Их также легче укладывать, потому что они легче выпускают воздух. Однако и изнашиваются они быстрее. Купол из F-111 сохраняет свои превоначальные характеристики на протяжении первых 300 прыжков. Еще 300 прыжков он все еще будет летать неплохо, но к концу следующих 300 прыжков он потеряет много (до 20 процентов и более) от своих начальных характеристик. Немногие парашюты из F-111 годны на что-нибудь после 1000 прыжков.

«Нулевка» дороже чем F-111 и с ней тяжелее работать — поэтому купола из нулевки дороже. Однако дороговизна компенсируется несколькими преимуществами. Купола из нулевой ткани лучше держат форму и пропускают меньше воздуха, что дает им лучшие летные характеристики по сравнению с аналогичным куполом из F-111. Они также «живут» намного дольше — купола из нулевой ткани могут прекрасно летать, когда им сильно за 1000 прыжков. Недостаток — их труднее укладывать (это требует определенной привычки, которая приходит уже через пару десятков укладок).

В некоторых куполах используются оба типа ткани. Это тоже замечательно работает.

Стропы Есть два основных материала для парашютных строп — обычный дакрон (толстые стропы) и микролайн (или спектра) — тонкие стропы (книга написана до начала применения вектрана — прим. пер.). Микролайн дороже дакрона, что повышает стоимость парашюта. Однако за счет того, что стропы из микролайна намного тоньше, они уменьшают сопротивление — это дает примерно 5-процентное улучшение характеристик по сравнению с куполами с обычными стропами. Микролайн очень прочен и, в отличие от дакрона, не растягивается при нагрузках. Это означает, что он сильнее передает удар при раскрытии. Со временем микролайн также неравномерно сжимается, что нарушает установки наклона купола. Некоторые считают, что его труднее укладывать в пучки, и что он не подходит для купольной акробатики.

Другие модификации

Большинство парашютного оборудования приходит в достаточно стандартной конфигурации. Однако есть ряд небольших модицикаций свободных концов и купола, которые могут улучшить летные характеристики. Не все они подходят любому парашютисту, но индивидуальная «заточка» оборудования может принести до 15 процентов улучшения характеристик. Модификации существуют двух видов — одни уменьшают сопротивление, другие улучшают управление.

Уменьшение паразитного сопротивления дает очевидные результаты в виде увеличения скорости (и связанного с этим увеличения подъемной силы) без увеличения веса системы. Самые распространенные способы уменьшить сопротивление — съемные или коллапсируемые слайдеры, коллапсируемые вытяжные парашюты, и изменения в конструкции свободных концов. Все эти простые модификации можно заказать у дилера или сделать при помощи опытного риггера. Но поскольку их безопасное использование требует некоторых знаний и навыков, сначала обязательно посоветуйтесь с людьми, которые знакомы с этими модификациями.

Слайдер Слайдер необходим на раскрытии — но как только купол открылся, в нем уже нет нужды. Начиная с этого момента он — обуза. Если вы думаете, что его сопротивлением можно пренебречь, высуньте раскрытый слайдер из окна автомобиля на скорости 25 миль в час. Другой положительный момент — если вы уберет слайдер, купол сможет больше расправиться (уменьшится его искривление и он будет лететь более «плоско»). Избавившись от слайдера, вы не только улучшите летные характеристики — есть еще и эстетическая сторона: вы убираете источник шума и значительно увеличиваете обзор.

Есть несколько способов того как поступить со слайдером. У каждого способа есть свои плюсы и минусы. Главный минус любого способа — то, что после открытия со слайдером придется повозиться. Помните, что коллапсирование слайдера куда менее важно, чем контроль за полетом — относительно других парашютистов и дропзоны. Так что не начинайте возиться со слайдером, пока вы не выбрали безопасный путь к площадке приземления.

Самый распространенный способ избавиться от слайдера — протащить его вниз и либо прижать под подбородком, либо закрепить за затылком при помощи липучки, пришитой к воротнику комбинезона. Плюс этого способа — он очень прост, он практически не увеличивает время укладки, и с ним просто невозможно облажаться на укладке. Однако если у вас толстые свободные концы, ничего не получится. Если вы засунете слайдер под подбородок, он может выскользнуть и закрыть вам обзор. Если вы закрепили слайдер за затылком, а ваш купол спутался с другим куполом или случился отказ — при отцепке купол может остаться с вами! И то, и другое случалось — с ужасными последствиями. Кроме того, если у вас на свободных концах стоят недостаточно большие ограничители (бамперы), не стоит пытаться облегчить стаскивание слайдера за счет установки слишком больших люверсов — иначе у вас будет захватывающий отказ!

Достаточно распространен способ оставлять слайдер на месте, но коллапсировать его шнурком. На самом деле, таким образом вы добиваетесь только уменьшения шума и легкого уменьшения сопротивления. Хотя это и самое простое из всех возможных решений, оно же и самое малоэффективное.

Сладер из двух частей — достаточно распространенная вещь на куполах для точности, потому что позволяет куполу максимально расправиться. Этот способ хорошо работает с широкими свободными и он достаточно прост. Он хорош для медленных куполов, потому что сопротивление от двух частей «разделенного» слайдера не имеет большого значения для точностных куполов — они и так имеют большое сопротивление. С эстетической точки зрения разделяемые слайдеры выглядят достаточно гадко.

Крайний вариант — вообще снять слайдер. Съемные слайдеры используют петлю и шпильку (на манер маленькой петли на клевантах), которые прикрепляют люверс к ткани. Чтобы снять слайдер, нужно дернуть за петлю в середине слайдера (где сходятся шнуры от четырех углов). Одно движение — и ткань у вас в руках. Теперь вам надо спрятать слайдер в комбинезон или куда-то еще, где вы его не потеряете. Люверсы слайдера остаются на свободных концах. Перед укладкой слайдер придется приделывать обратно — это увеличивает время укладки на минуту-другую. Поскольку вам совершенно не нужно, чтобы вы по ошибке прикрепили его неправильно, очень важно быть внимательным при постановке слайдера на место.

Коллапсируемые вытяжные парашюты

Коллапсируемый вытяжной — еще один легкий способ модификафии парашюта. Их существует два типа. Коллапсируемые на резинке (bungee-cord) хороши своей простотой — их, в отличие от варианта на шнуре (kill-line) не надо расколлапсировать. Недостаток первого типа состоит в том, что при изношенной резинке или при раскрытии на низкой скорости медуза может не наполниться и это приведет к скоростному отказу («вытяжной на буксире»). С медузой на шнуре все наоборот — этот тип прекрасно работает практически при любом варианте раскрытия. Но если забыть его расколлапсировать — вы получаете точно такой-же отказ. Если вы понимаете устройство своего коллапсированного вытяжного парашюта и следите за его состоянием, проблем у вас не будет.

В обоих типах используется более толстая и жесткая стреньга, чем на неколлапсируемых вытяжных. Это увеличивает вероятность того, что при запихивании медузы в карман стреньга завяжется в узел. Я несколько раз видел подобные случаи, и как мне кажется, они чаще происходят с коллапсируемым вытяжными — так что будьте внимательны к технике своей укладки.

Свободные концы Управление при помощи передних свободных концов серьезно увеличивает возможности пилотирования. Однако стандартные свободные концы может быть трудно удержать в руках. Более того, во время поворота центробежная сила увеличивает вес и вместе с ним — нагрузку на свободные концы. Таким образом, большинство продвинутых пилотов предпочитают, чтобы к передним концам были приделаны некие «ручки». Обычно это либо петли, либо «узелки» («блоки»).

Петли — это петли. «Узелки» — это некий дополнительный материал или металлическое кольцо, пришитые ниже того места, где ваша рука держит свободный конец. «Узелок» не дает свободному концу проскользнуть через вашу руку, когда вы прилагаете к нему усилие. Преимущество петель в том, что они не выпирают и не могут зацепиться за что-нибудь при раскрытии. Однако, нужно приноровиться вставлять в них (и вытаскивать) ладони. «Узелки» проще — вы просто хватаете за свободный конец. Раскройте ладонь — и вы отпустите свободный. Вот почему купольщики и многие продвинутые пилоты используют «узелки».

Некоторые пилоты малых куполов с большим удлинением используют три пары свободных концов вместо двух. Третья пара используется для строп управления. Эта модицикация, как и съемный слайдер, позволяет куполу расправляться, улучшая его форму и, соответственно, летные характеристики. То, что третья пара свободных концов встречается редко, говорит о том, что в этом случае улучшение летных качеств не всегда стоит усложнения системы.

И еще одна модификация — «замки», которые позволяют пилоту механически зафиксировать передние свободные концы под определенным натяжением. Замки часто использовались купольщиками в начале и середине 80-х. Они делают свободный конец толще, а используются чрезвычайно редко.

Опубликовано: 24.02.2009 | Просмотров: 22313 |
[ + ]  
[ — ]  
| Печать