Все о парашютах
Все о парашютах… Парашют — это устройство, используемое для замедления движения человека или объекта при его падении или движении по воздуху. Используемые в основном для безопасного спуска с больших высот (например, космический корабль, возвращающийся в атмосферу, человек или объект, сброшенный с самолета), парашюты также можно использовать в горизонтальных конфигурациях для замедления объектов, таких как гоночные машины, которые тормозят за счет парашюта.
Все о парашютах
Есть два основных типа парашютов. Одним из них является купол из ткани в форме от полушария до конуса; купол задерживает воздух внутри своей оболочки, создавая область высокого давления, которая задерживает движение в направлении, противоположном потоку входящего воздуха.
Другой представляет собой прямоугольный параплан, или воздушный навес, состоящий из ряда трубчатых ячеек; обычно используемый спортивными прыгунами, параплан действует как крыло, позволяя прыгуну «лететь» к цели. Каждый тип парашюта весит менее 15 фунтов (7 кг) и стоит от 1200 до 1500 долларов.
В дополнение к тканевому куполу парашют, предназначенный для использования человеком, должен быть оснащен привязью, которую носит пользователь. К ремню прикреплен контейнер с навесом; часто это рюкзак, но он также может простираться достаточно низко, чтобы пользователь мог сесть на него. Существует исполнительное устройство, которое открывает контейнер и освобождает навес для использования.
Одним из наиболее распространенных исполнительных устройств является рипкорд. Когда контейнер открыт, небольшой пилотный желоб диаметром около 3 футов (1 м) извлекается либо пружинным механизмом, либо вручную. Этот пилотный желоб, в свою очередь, вытаскивает основной купол из контейнера. Некоторое тип устройства развертывания, например, тканевая гильза, используется для замедления открытия купола, чтобы у линий подвески было время для выпрямления.
История
Есть некоторые свидетельства того, что жесткие, похожие на зонтик парашюты использовались для развлечения в Китае еще в двенадцатом веке, позволяя людям прыгать с высоких мест и плавать на землю. Первый зарегистрированный дизайн парашюта был нарисован Леонардо да Винчи в 1495 году. Он состоял из льняного балдахина в форме пирамиды, который был открыт квадратной деревянной рамой. Он был предложен в качестве спасательного устройства, позволяющего людям выпрыгнуть из горящего здания, но нет никаких доказательств того, что оно когда-либо испытывалось.
Все о парашютах
Разработка парашюта действительно началась в восемнадцатом веке. В 1783 году французский физик Луи-Себастьян Ленорман спрыгнул с дерева, держа в руках два зонтика. Два года спустя, JP Blanchard, другой француз, использовал шелк, чтобы сделать первый парашют, который не был открыт жесткой рамой. Есть некоторые доказательства того, что он использовал устройство, чтобы прыгать с воздушного шара.
Существуют многочисленные свидетельства того, что Андре Жак Гарнерин совершил множество прыжков с парашютом с воздушных шаров, начиная с 1797 года. Его первый прыжок в Париже был с высоты не менее 2000 футов (600 м). В 1802 году он прыгнул с высоты 8000 футов (2400 м); он ехал в корзине, прикрепленной к деревянному столбу, который простирался вниз от вершины (верха) навеса, который был сделан из шелка или холста. Сборка парашюта весила около 100 фунтов (45 кг). Во время спуска навес колебался так сильно, что Гарнерин заболел воздухом. На самом деле, однажды его цитировали, что он «обычно испытывал [болезненную рвоту] в течение нескольких часов после спуска на парашюте». В 1804 году
Американцы стали участвовать в разработке парашютов в 1901 году, когда Чарльз Бродвик разработал пакет парашютов, который был связан шнуром. Когда парашютист прыгнул, линия, соединяющая шнур с самолетом, вызвала разрыв шнура, открыв пакет и вытянув парашют. В 1912 году капитан армии США Альберт Берри совершил первый прыжок с парашютом с движущегося самолета. Парашют не стал стандартным оборудованием для американских военных пилотов до окончания Первой мировой войны (немецкие пилоты использовали их в последний год войны).
Все о парашютах
Парашюты широко использовались во время Второй мировой войны не только как спасательные средства для пилотов, но и для развертывания войск. В 1944 году американец по имени Фрэнк Дерри запатентовал конструкцию, в которой на внешнем краю купола были установлены прорези для обеспечения управляемости парашюта.
Мировой рекорд самого высокого прыжка с парашютом был установлен в 1960 году. Джо Киттингер, летчик-испытатель проекта Excelsior ВВС США, поднялся на воздушном шаре на высоту 310000 футов (31 км) и прыгнул. Используя только 6-футовый (1,8 м) парашют, чтобы удержать его в устойчивом вертикальном положении, он испытал по существу свободное падение в течение четырех минут и 38 секунд, достигнув скорости 714 миль в час (1150 км / ч). На высоте 17 500 футов (5,3 км) его 28-футовый (8,5 м) парашют раскрылся. В целом его падение продолжалось почти 14 минут.
Сырье
Парашютные навесы были впервые сделаны из холста. Шелк оказался более практичным, потому что он был тонким, легким, прочным, простым в упаковке, огнестойким и упругим. Во время Второй мировой войны США не смогли импортировать шелк из Японии, и производители парашютов начали использовать нейлоновую ткань.
Все о парашютах
Материал оказался лучше, чем шелк, потому что он был более эластичным, более устойчивым к плесени и менее дорогим. Другие ткани, такие как дакрон и кевлар, недавно использовались для парашютных навесов, но нейлон остается самым популярным материалом. В частности, парашюты изготовлены из нейлона «рипстоп», который через равные промежутки времени сплетен двойной или очень толстой нитью, образуя узор из небольших квадратов. Эта структура удерживает небольшие слезы от распространения.
Другие компоненты ткани, такие как армирующая лента, ремни и подвесные линии, также изготовлены из нейлона. Металлические соединители изготовлены из кованой стали, покрытой кадмием для предотвращения ржавчины. Ripcords сделаны из троса из нержавеющей стали.
Один завод по производству парашютов перечисляет ежемесячное использование материалов, превышающее 400 000 квадратных ярдов (330 000 м 2 ) ткани, 500 000 ярдов (455 км) ленты и тесьмы, 2,3 миллиона ярдов (2000 км) шнура и 3000 фунтов (1400 кг) нить.
Дизайн
Все о парашютах
Купол может состоять из плоского круга ткани или может иметь коническую или параболическую форму, которая не будет лежать плоско при разложении. У него есть вентиляционное отверстие на вершине, чтобы немного воздуха проходило через открытый купол.
В некоторых конструкциях также имеется несколько сетчатых панелей рядом с внешним краем купола, которые помогают управлять спуском. В некоторых конструкциях используются непрерывные подвесные линии, которые проходят через весь пролет навеса и простираются до жгута на каждом конце. Другие — как описано в «Производственном процессе» — используют сегменты подвесных линий, которые прикрепляются только к внешнему краю купола (и через вентиляционное отверстие вершины). Все о парашютах…
Производственный процесс
Монтаж
- Нейлоновая ткань Ripstop расстилается на длинном столе и разрезается в соответствии с рисунком. Резка может быть выполнена с помощью механизма с компьютерным управлением или человеком, использующим электрический нож с круглым лезвием.
- Четыре трапецеидальные панели сшиты вместе, образуя клиновидную «гору» длиной около 3,96 м (13 футов). Двухигольная промышленная швейная машина сшивает два параллельных ряда, обеспечивая равномерное разделение купола парашюта.
Строки для обеспечения достаточной прочности и ограждения необработанных краев ткани используется шов «Французский». Насадка на швейной машине складывает края ткани, когда высококвалифицированный оператор пропускает через нее материал. В зависимости от конкретной конструкции парашюта несколько секций канавки могут быть сшиты с использованием сетки, а не рипстопной нейлоновой ткани для самой большой панели. - Несколько отверстий (как правило, 24) сшивают вместе, чтобы сформировать круглый купол. Швы сшиты так же, как на шаге 2.
- Каждая панель и каждый шов тщательно осматриваются на освещенном контрольном столе, чтобы удостовериться, что швы правильно сложены и сшиты и на ткани нет недостатков. Если обнаружены дефекты плетения, вшитые складки или неправильное количество стежков на дюйм, купол отклоняется. Проблемы записываются в контрольном листе, и они должны быть устранены до выполнения дополнительных работ.
Отделка
- Лента той же ширины, что и исходный шов, пришивается поверх каждого радиального шва с использованием еще двух рядов строчки. Эта лента укрепляет купол.
- Вершина каждого запаха имеет ширину несколько дюймов (несколько сантиметров); после того, как сшиты вместе, их вершины образуют небольшой открытый круг (вентиляционное отверстие) в центре купола. Чтобы усилить вентиляционное отверстие и не дать ткани изнашиваться, ткань наматывается на кусок лямки и сшивается четырехигольной швейной машиной, которая сшивает четыре параллельных ряда за один раз.
- Нижняя часть каждой бури имеет ширину 2-3 фута (0,5-1 м). Сшитые вместе, эти края образуют внешний край (юбка) навеса. Этот край завершается так же, как вентиляционное отверстие, как в шаге 2.
- Короткий кусок армирующей ленты пришит к юбке на каждой радиальной ленте. Это свернуто в «V», указывающее наружу от навеса. Специальная автоматическая швейная машина, разработанная для этой конкретной операции, используется для шитья точно одинакового количества стежков в один и тот же рисунок каждый раз.
- Один конец линии подвески длиной 20 футов (6 м) пропускается через каждую V-образную петлю, которая будет распределять нагрузку от линии на участок подола юбки. Используя специальный зигзагообразный рисунок, который является одновременно прочным и эластичным, подвесной шнур пришивают к кромочной ленте навеса и к шву навеса на длину 4-10 дюймов (10-25 см).
- После того, как 24 линии подвески пришиты к куполу, линии апекса длиной 12 футов (30 см) аналогично пришиваются к центральному вентиляционному отверстию. Один конец каждой линии прошивается в V-образную лапку, затем линия пересекает вентиляционное отверстие к противоположному шву, где другой конец вшивается в V-образную лапку.
Будущее
Как и другие производители, производители парашютов постоянно ищут лучшие материалы и конструкции. Возможно, наиболее интригующей будущей разработкой парашютов, однако, является их потенциальное использование для управления аварийным снижением всего самолета. По крайней мере, одна компания, Ballistic Recovery Systems Inc. (BRS), уже производит такие устройства восстановления авиации общего назначения (GARD) для использования на небольших самолетах.
Все о парашютах
Используя прочную и легкую ткань с очень низкой пористостью для навеса, производитель запекает навес площадью 1500 кв. Футов (150 м 2 ) и упаковывает его в вакуумную упаковку в 15 × 10 × 6 дюймов (38 × 25 ×). 15-сантиметровая) сумка весом 25 фунтов (10 кг). Пакет установлен внутри облицовки крыши самолета около его центра тяжести. Для обеспечения того, чтобы парашют был развернут даже в аварийных ситуациях на небольшой высоте, он активируется небольшим ракетным устройством.
К концу 1990-х годов более 14 000 легких и сверхлегких самолетов уже были оснащены ГАРД стоимостью от 2000 до 4000 долл. США каждый. По состоянию на июнь 1998 года BRS зарегистрировала 121 спасенную жизнь с помощью этих устройств. FAA одобрило систему GARD для двух моделей самолетов Cessna.
Система из пяти парапланов была предложена для использования на коммерческих авиалайнерах Boeing 747. Сложная система позволит пилоту контролировать развертывание каждого купола. Вместо того, чтобы сбрасывать самолет прямо вниз, система создаст глиссаду, которая позволит пилоту контролировать и приземлиться на корабле. Практичность предложенной системы еще не доказана.
Все о парашютах…