Прыжки с парашютом. Псурцев, П. А. Прыжки с парашютом
 Скачать 6.87 Mb.
|
|
КЛАССИФИКАЦИЯ «КРЫЛЬЕВ» ПО ФОРМЕ КУПОЛА Прямоугольные купола. Первые образцы парашютов типа «крыло» были строго прямоугольной формы. Ныне прямоугольную форму имеют классические (точностные) купола, все запаски-«крылья», парашюты для купольной акробатики, студенческие и некоторые переходные. Прямоугольные купола с небольшим удлинением (классические и переходные, а также запаски) отличаются устойчивостью, стабильностью раскрытия и простотой управления. Прямоугольные скоростные купола (удлинение 2,2) относительно просты в управлении, устойчивы и предсказуемы. Из- за небольшого удлинения у них достаточно «жесткий» и стабильный профиль, но не очень высокие показатели значения аэродинамического качества. Девятисекционные прямоугольные купола имеют большее удлинение (2,5), меньшую высоту профиля и благодаря этому лучшее аэродинамическое качество и меньшую устойчивость (купол медленнее выходит из спирали, в некоторых режимах купол «дышит» — совершает небольшие колебания за счет уменьшенной жесткости). Прямоугольные девятисекционники большой площади из ткани со слабой воздухопроницаемостью типа F-111 используются на студенческих и системах специального назначения; площади выше средней (150—190 кв. футов) и из ткани с нулевой воздухопроницаемостью типа ZP-0 — на переходных системах. Купола со слабой эллипсностью незначи?ельно отличаются от прямоугольных — крайние нервюры короче центральной на единицы процентов, передняя, задняя или обе кромки закруглены. Форма изменена, чтобы немного улучшить аэродинамику, при этом не усложняя управления. Обычно такие купола используются в качестве переходных. Примером является PD Spectre. Полуэллиптические (с одной, как правило задней эллиптической кромкой) — переходный вариант от прямоугольных к эллиптическим. Обычно у них закруглена задняя кромка. Отдельные образцы (Safire) данной формы имеют эллипсность большую, чем у некоторых эллиптических куполов, По сравнению с прямоугольными куполами обладают заметно более высокими аэродинамическими характеристиками и, меньшей устойчивостью. Могут служить для постепенного перехода парашютиста от прямоугольника к эллипсу. Эллиптические купола самые строгие и требовательные к квалификации пилота. Например, если с помощью стропы управления ввести купол в разворот, то после отпускания обеих строп управления прямоугольный купол сам выходит на прямое планирование, а эллиптический продолжает крутить спираль, и его необходимо выравнивать вручную. Кроме того, эллипсы, по сравнению с другими типами куполов, теряют больше всего высоты в развороте — при выполнении спирали, так называемом «скручивании» (вертикальная скорость может превышать 30 м/с). Достоинство эллипсов — их «летучесть», благодаря меньшему индуктивному сопротивлению данной формы они имеют наилучшее аэродинамическое качество. Это означает, что при прочих равных параметрах (площадь, удлинение, толщина профиля и загрузка парашюта, характеристики его ткани, погодные условия) эллиптический парашют планирует более полого, чем прямоугольный. При этом эллипсы, как правило, делают с большим удлинением купола (2,7), что улучшает показатели аэродинамического качества, но отрицательно сказывается на стабильности раскрытия и устойчивости. Эллиптические купола обычно используются при увеличенной загрузке. Всем скоростным куполам при большой загрузке свойственны повышенная вертикальная и горизонтальная скорости, короткий рабочий ход строп управления, большая потеря высоты при развороте. Эллиптические купола используют достаточно опытные парашютисты. Обычно, чтобы приступить к прыжкам с эллиптическими куполами, парашютисту нужно предварительно совершить не менее 500 прыжков с парашютом типа «крыло». Наиболее совершенны купола с косыми нервюрами. В каждой секции такого купола есть две косые (диагональные) нервюры, соединяющие по диагонали нижнюю часть силовой нервюры с верхней частью промежуточной, поэтому купол лучше держит заданный профиль, имея при этом уменьшенную высоту профиля, что благоприятно сказывается на аэродинамическом качестве. Кроме того, обычно значительная часть площади сопел куполов с косыми нервюрами закрыта тканью, что обеспечивает лучшее обтекание, незакрытых отверстий более чем достаточно для наполнения воздухом объема между оболочками. Использование косых нервюр позволяет достичь максимально высоких аэродинамических характеристик, совершать прыжки с большой загрузкой. УПРАВЛЕНИЕ ПАРАШЮТОМ ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ Любым парашютом можно управлять. Даже на нейтральном куполе можно совершать скольжение в любую сторону. Чаще всего парашют имеет четыре свободных конца. Для скольжения в определенном направлении (например, влево) достаточно вытянуть две соответствующие (в нашем случае — обе левые) лямки, перекашивая таким образом купол. В результате перекоса часть воздуха из-под купола выходит с той стороны, где кромка оболочки выше, — возникает реактивная сила, заставляющая парашют перемещаться горизонтально (рис. 30). На некоторых парашютах стропы делятся всего на две группы, например у запасного парашюта 3-5 имеется две лямки промежуточной подвесной системы — левая и правая. Чтобы на данном парашюте выполнить скольжение вперед или назад, нужно тянуть непосредственно за стропы с той стороны, куда мы хотели бы перемещаться. Следует отметить, что при перекосе купола уменьшается его мидель и соответственно растет вертикальная скорость, из-за чего не стоит производить скольжение при приземлении. Некоторые нейтральные купола имеют конструктивные щели и стропы управления, позволяющие разворачивать купол. Но даже если таких приспособ- Рис. 30. Схема управления куполом с помощью его перекоса. Тонкими стрелками показано направление выхода воздуха из-под купола, толстой — направление движения парашюта лений нет (например., на Д-1-5 или 3-5), можно разворачивать свое тело относительно купола. Для разворота влево необходимо взять правой рукой левую переднюю лямку, а левой — правую заднюю и потянуть. Купол при этом разворачиваться не должен. Такой прием применяется при приземлении на неуправляемых куполах, чтобы лететь лицом вперед. На любом управляемом куполе разворот в подвесной системе можно использовать, например, чтобы длительное время смотреть назад, не выворачивая шею. УПРАВЛЕНИЕ КРУГЛЫМИ УПРАВЛЯЕМЫМИ ПАРАШЮТАМИ Раньше, когда еще не были придуманы «крылья», спортивные парашюты имели круглые купола. Для придания куполу собственной горизонтальной скоро- сти в нем делали конструктивные вырезы или щели. Например, у купола парашюта Д-1-5У в задней части три треугольных выреза. Воздух, выходящий через эти вырезы, создает реактивную силу, толкающую купол вперед. Самый совершенный из круглых спортивных парашютов УТ-15 имеет около пятидесяти вырезов и щелей, часть из которых предназначена для смягчения раскрытия, остальные — для придания парашюту горизонтальной скорости и возможности разворота купола. Для разворотов и изменения скорости служат стропы управления. Одним концом они пришиваются к куполу или основным стропам. Второй конец стропы управления продевается через кольцо на свободном конце подвесной системы и заканчивается бобышкой либо мягкой петлей. При втягивании парашютистом строп управления купол определенным образом перекашивается либо на нем открываются щели (клапана). Это приводит к развороту купола или — при втягивании одновременно обеих строп — к изменению скорости его движения. Кроме строп управления, для маневров можно пользоваться свободными концами. Например, при втягивании одного переднего свободного конца парашюта Д-1-5У будет происходить разворот купола в сторону этого свободного конца. Таким образом, на этом, достаточно древнем, куполе можно получить дополнительные возможности управления, кроме обычного втягивания строп управления. Например, для разворота с одновременным увеличением горизонтальной скорости — «разворота со скольжением» — тянем обе передние лямки, причем одну из них втягиваем сильнее. То же с задними лямками — «разворот с торможением». При работе на точность приземления используются именно эти приемы. В свое время парашютисты показывали на Д-1-5У неплохие результаты по точности приземления. Для быстрой потери высоты под круглым куполом парашютисты обычно сильно втягивают одну стропу, уменьшая таким образом мидель. На парашюте УТ-15 с той же целью можно втягивать центральную стропу. Круглые парашюты не приспособлены для динамического торможения вертикальной скорости («по- душки»), как «крылья» (этот эффект описан ниже). Поэтому всякие попытки сделать «подушку» на одно-оболочковом куполе бесполезны. Более того, они могут привести к раскачиванию купола, уменьшению его миделя и, следовательно, к увеличению вертикальной скорости. Кто-то может утверждать, что видел, как парашютист на «Дубе» при приземлении втянул стропы управления и, погасив вертикаль, очень мягко коснулся земли. Снижение вертикали действительно могло иметь мейто, но это объясняется тем, что парашютист попал в восходящий термический поток или приземлился в благоприятной фазе раскачивания купола. УПРАВЛЕНИЕ ПАРАШЮТОМ ТИПА «КРЫЛО» Особенности управления «крылом» Для управления «крылом» используются стропы управления и две пары свободных концов. Кроме того, парашют-«крыло» чувствителен к перекосу подвесной системы. Если парашютист переносит вес на один из ножных обхватов, купол начинает доворачиваться в соответствующую сторону. Такое действие равносильно втягиванию двух свободных концов слева или справа. Чем больше загружен купол, тем он более чувствителен к перекосу подвесной системы. Режимы управления В отличие от круглых парашютов планирующие купола («крылья») имеют гораздо больше режимов полета (перечислены в порядке убывания горизонтальной скорости): • разгон купола передними свободными концами; • верхний (полный, номинальный) режим; • режим выше среднего; • средний режим; • режим ниже среднего; • нижний (нулевой) режим — парашютирование; • режим «свал». Рассмотрим особенности этих режимов подробнее (рис. 31). Разгон купола передними свободными концами (рис. 31, а). Выполняется путем втягивания обоих передних свободных концов (тем самым увеличивается перепад купола). Часто специально для этого на передних лямках имеются петли. В данном режиме горизонтальная скорость парашюта выше номинальной, пертикаль также увеличена. Причем вертикаль увеличивается сильнее горизонтали, то есть купол снижается по более крутой траектории. Разгон купола часто используется, чтобы дойти до площадки приземления против ветра, сдувающего парашютиста на препятствия. Во-первых, увеличивая горизонтальную скорость, мы сильнее противодействуем скорости встречного иетра, во-вторых, увеличивая скорость снижения, уменьшаем время нахождения в воздухе и соответ-< i пенно время нежелательного воздействия встречно-||| ветра. Разгон увеличивает суммарную скорость, й следовательно, запас кинетической энергии, что по- шоляет сделать более эффективную «подушку» или пролет (swoop). Угол планирования при разгоне мож- Рис. 31. Режимы полета парашюта-«крыло». Численные значения скоростей в м/с приведены для классического купола и не являются точными данными, а лишь позволяют оценить отношение скоростей в разных режимах. Пунктирными линиями обозначены уровни передней и задней кромки купола в номинальном режиме (когда пара--шютист не выполняет никаких управляющих действий) но регулировать, он зависит от того, насколько сильно втянуты передние лямки. Верхний (полный, номинальный) режим (рис. 31, б). Стропы управления полностью отданы (ими не управляют) и при правильной регулировке не воздействуют на заднюю кромку купола. Парашют имеет полную поминальную горизонтальную скорость. Этот режим является основным режимом планирования для скоростных куполов. Режим выше среднего (рис. 31, в). Горизонтальная скорость купола составляет 60—80% от номинальной. Стропы управления находятся в промежуточном положении между средним и верхним режимами. В дан-пом режиме купол имеет минимальную вертикальную скорость и снижается по самой пологой траектории (то есть имеет максимальное аэродинамическое качество). Следовательно, в этом режиме парашютист дольше находится в воздухе, что можно использовать при необходимости долететь до далекой площадки в штиль или при попутном ветре. Конкретная величина втягивания строп управления зависит от модели купола, загрузки и определяется экспериментальным путем. Еще больший эффект дает тот же режим при управлении задними лямками. При их небольшом втягивании профиль купола искажается меньше, чем при работе клевантами, имеет меньшее сопротивление и большее качество. Средний режим (рис. 31, г). Стропы управления втянуты в среднее положение между верхним (полным) и нижним (нулевым) режимами. Руки должны находиться в районе груди. Это не относится к очень маленьким куполам. Парашют перемещается горизонтально со скоростью, равной половине полной номинальной. Вертикальная скорость близка к таковой в полном режиме (для большинства парашютов — 5 м/с). Этот режим является основным при работе на точность приземления. Особенность режима в том, что парашютист имеет одинаковые возможности для увеличения и уменьшения скорости, за счет чего можно корректировать ошибку шхода на цель, компенсировать изменение силы ветра и его порывы. Кроме того, пологие развороты из среднего режима происходят без потери высоты и без сильных кренов, усложняющих обработку цели. Выполнение «подушки» из среднего режима малоэффективно из-за небольшого запаса скорости. Режим ниже среднего (рис. 31, д). Стропы управления находятся в промежуточном положении между средним и нижним режимами. Горизонтальная скорость ниже средней, из-за этого подъемная сила купола невелика и скорость снижения увеличивается. Давление воздуха между оболочками купола понижено. Скоростные купола в этом режиме становятся неустойчивыми. Данный режим может использоваться только на классических куполах для устранения небольшого перехода. Для выполнения «подушки» из режима ниже среднего запас скорости слишком мал. Нижний (нулевой) режим — парашютирование (рис. 31, е). Стропы управления сильно втянуты (на большинстве парашютов — руки около бедер). Задняя кромка парашюта втянута до уровня передней, то есть перепад устранен. Ничто не заставляет парашют двигаться поступательно вперед или назад. Парашют сни- 1 жается вертикально (нейтрально). Давление между оболочками пропадает." В данной ситуации купол работает по тем же принципам, что и обычный круглый нейтральный купол, правда, имеет не очень подходящую для таких условий форму (не полусферическую, а цилиндрическую) и относительно небольшую площадь. Из-за отсутствия горизонтального поступатель- ного движения аэродинамика «крыла» не работает, подъемной силы нет, вертикальная скорость высока. На практике ввод купола в данный режим необходим только при первых прыжках на новом для спортсмена куполе, чтобы он мог определить положение клевант в данном режиме, то есть рабочий диапазон строп уп- равления и положение среднего режима. Ввод купола в парашютирование на малых высотах опасен. Режим «свал» (рис. 31,ж). Стропы управления втянуты еще сильнее, чем в нижнем режиме. Задняя кромка купола опущена ниже передней, возникает отрицательный перепад, и купол начинает скользить назад. Воздух из купола выходит, оболочки слипаются. Вертикальная скорость слишком высока для безопасного приземления, горизонтальная — сильно варьируется для разных куполов и направлена назад. Классические купола в режиме «свала» сохраняют свою прямоугольную форму, но колеблются, как флаг на ветру; если одна из клевант втянута сильнее, возникает вращение, называемое «негативной спиралью». Скоростные купола с большим удлинением в данном режиме сворачиваются. Практическое применение «свала» — только для определения нулевого режима. Когда спортсмен медленно опускает клеванты, при пересечении нулевого режима купол делает хорошо выраженное движение назад, почувствовав которое парашютист может слегка отдать стропы управления, и считать это их положение нулевым режимом. Если резко отдать клеванты после режима «свала» (или близкого к нему), купол ныряет вперед, разгоняется и выходит в режим, опре- деляемый положением клевант. Если при этом купол имеет жесткую медузу (например, студенческая система или ПО-16), то при таком положении может произойти захват медузой передней кромки купола с последующей отцепкой, так что лучше действовать клевантами плавнее. Поведение сильно загруженных скоростных куполов при подобных действиях непредсказуемо, и во избежание проблем лучше воздержаться от экспериментов. Вблизи земли входить в режим «свал» опасно для парашюта любого размера. Развороты, скручивание Изменять курс планирования парашюта-«крыло» можно, с помощью строп управления и свободных концов. Проще всего изменить курс планирования под куполом с помощью строп управления. При втягивании одной из них соответствующая сторона задней кромки паращюта загибается вниз, что вызывает торможение и разворот купола в эту сторону. При втягивании группы строп с одной из сторон купола происходит смещение веса парашютиста в эту сторону, в результате купол накреняется и начинает поворачивать в ту же сторону. Таким образом можно разворачивать купол, натягивая один свободный конец либо два свободных конца с одной стороны. При втягивании заднего свободного конца действует еще и тот фактор, что притягиваемая сторона купола приобретает больший угол атаки, вызывая торможение, аналогично стропе управления. Управление задними лямками в принципе аналогично действиям со стропами управления, из-за чего обрыв строп управления далеко не всегда приводит к отцепке. Различие в том, что диапазон управления (рабочий ход) у задних лямок намного меньше, а прилагаемое усилие заметно больше. Это вызвано тем, что стропы управления воздействуют лишь на часть задней кромки (практически — углы купола), а свободные концы — на достаточно большую площадь, примерно в четверть купола. Стропы управления главным образом тормозят горизонтальную скорость, а задние лямки — увеличивают угол атаки, а следовательно, подъемную силу. Угол атаки — угол между какой-либо условной линией (например, продольной осью летательного аппарата или хордой крыла) и направлением скорости полета. Крыло, имеющее ненулевой угол атаки, отклоняет набегающий поток воздуха. Чем больше угол атаки, тем выше сопротивление воздуха и подъемная сила. В общем случае при увеличении угла атаки скорость начинает падать, а угол тангажа — расти. При некотором критическом (достаточно большом) значении угла атаки сопротивление потока настолько вырастает, что летательный аппарат теряет устойчивость и управление. Для каждого крыла существует оптимальное значение угла атаки, при котором подъемная сила достаточно высокая, а сопротивление достаточно низкое. Угол тангажа—угол между продольной осью летатель-^ ного аппарата и горизонтальной плоскостью. У горизонтально летящего самолета тангаж нулевой. У парашюта, который двигается за счет силы тяжести, тангаж почти всегда отрицательный (вектор скорости направлен ниже горизонта), а нулевых или положительных значений можно достичь кратковременно при выполнений динамического торможения (так называемой «подушки»). При выполнении разворота стропой управления из режима полной скорости купол делает заметный крен в сторону разворота и входит в размазанную спираль. Скоростной купол при резком управлении в данном случае ныряет в сторону и вниз, на некоторое время оказывается ниже парашютиста, затем начинает вращать пилота вокруг себя. При этом парашют обращен передней кромкой к земле и снижается с большой скоростью. Такой прием, называемый «скручиванием», часто используется для быстрой потери излишней высоты, например для соблюдения заданной очередности приземления группы парашютистов. Еще большей потери высоты можно добиться разворотом на передних свободных концах, причем такие развороты — более плавные и контролируемые. Кроме скручивания, такие развороты используются пилотами высокоско- ростных парашютов при скоростных заходах на приземление для максимального разгона купола и выполнения длинного пролета вблизи поверхности земли (swoop). При работе на точность приземления обычно используются развороты из среднего режима. Такие развороты выполняются путем еще большего втягивания одной стропы управления и одновременного отпускания второй с последующим возвратом обеих в средний режим. Такой разворот происходит достаточно быстро, но при этом крен купола незначителен, что благоприятно для ориентации спортсмена в пространстве и не вызывает потери высоты. |