ВВЕДЕНИЕ
Парашюты, родившиеся как аттракцион, со временем стали средством спасения летчиков и сегодня получили достаточно широкое распространение. Это и спасательное средство, и, если так можно выразиться, вид военной техники; парашютом увлекаются любители пощекотать свои нервы, парашютный спорт весьма популярен и имеет множество направлений.
Некоторые черты объединяют парашюты всех поколений, хотя многие образцы современной парашютной техники совершенно не похожи на их прародителей. Совершенствование парашюта послужило причиной возникновения новых самостоятельных занятий. Так, работы по улучшению аэродинамики планирующих парашютов привели к появлению парапланеризма, а благодаря «скрещиванию» современного парашюта-«крыло» с воздушным змеем (и отчасти — парусом) возник кайтинг.
Сейчас парашютные прыжки — очень доступное занятие. По всему миру расположено множество аэроклубов, где практически любой желающий может совершить ознакомительные прыжки — как с небольшой высоты (самостоятельно, с десантным или тренировочным парашютом), так и со значительной (в сопровождении инструкторов), испытав ни с чем не сравнимые ощущения свободного падения. Пройдя курсы обучения, можно заняться парашютным спортом.
Для тех, кто задумывается о совершении первого прыжка, книга расскажет о том, как устроен парашют, чем занимаются спортсмены-парашютисты в небе и опасно ли прыгать.
Прошедшим обучение данное издание может помочь с выбором пути дальнейшего совершенствования, сориентироваться в парашютном снаряжении, углубить знания парашютной техники и правил безопасности.
Данную книгу нельзя рассматривать как самоучитель по применению парашюта. Все виды парашютных прыжков совершаются только под руководством опытных инструкторов в спортивных или военных организациях. Освоение методов управления парашютом необходимо выполнять только под контролем штатных инструкторов авиационных организаций.
Автор благодарит Татьяну Бондарь за подготовку исторического обзора, Егора Токунова, Александра Чузо, Дмитрия Губанова за предоставленные фотографии.
С автором книги можно связаться по е-mail: jump@parashut.соm или www.parashut.com
УСТРОЙСТВО ПАРАШЮТА
Все парашюты (за исключением вытяжных и стабилизирующих) имеют общие элементы: купол, стропы, подвесную систему, ранец (контейнер). Эти элементы могут достаточно сильно отличаться в разных моделях, но все равно они имеют общие черты и сходные принципы конструкции и исполнения. В этом разделе мы рассмотрим общие принципы устройства ранцевого парашюта и его частей.
КУПОЛ
Все купола сшиты из ткани и имеют стропы, связывающие их с подвесной системой. Конфигурация наполненного воздухом купола зависит от расположения мест крепления строп, их длины, а также от того, как он скроен и сшит.
Ткань, из которой шьется купол парашюта, должна быть тонкой, легкой и прочной, иметь определенные характеристики воздухопроницаемости. Первые парашюты шили из парашютного шелка, хлопчатобумажного перкаля. Ткань современных куполов — синтетическая. Это различные виды капрона — каркасный, каландрированный (со специальной пропиткой). Технологии изготовления качественной парашютной ткани (например, американские ткани Р-111 и 2Р-0) запатентованы, такие материалы достаточно дороги. В местах, где купол испытывает наибольшие нагрузки, его усиливают силовыми лентами, имеющими прочность на порядок выше, чем остальная ткань. Для привязывания строп на купол пришивают петли из тех же силовых лент (рис. 1).
Современные скоростные «крылья» делают из ткани с нулевой воздухопроницаемостью (ZP), купола круглых парашютов всегда пропускают воздух. Это связано с особенностями наполнения купола. Например, Д-1-5У с 82-метровым перкалевым куполом, хорошо пропускающим воздух, нормально работает на принудительное раскрытие. А более плотный капроновый купол Т-4 в тех же условиях выворачивается, для нормальной работы ему необходима минимум пятисекунд-ная задержка раскрытия.
Рис. 1. Крепление стропы к куполу |
На вершине однооболочкового купола обычно находится полюсное отверстие, пересекаемое крестовиной из силовых лент (либо «лучами» строп) для крепления стренги вытяжного парашюта. Полюсное отверстие помогает устранить раскачивание парашюта при снижении. Более подробно эта тема рассматривается в главе «Принципы работы парашюта».
СТРОПЫ
Стропы современных парашютов изготавливают из синтетики: капрона (dacron), CBM (сверхвысокомо-дульного материала), microline (spectra), vectran, HMA (High Modulus Aramid). Стропы отличаются прочностью, толщиной, стабильностью длины, эксплуатационными свойствами, ценой (рис. 2). Для десантных куполов наибольшее значение имеет эксплуатационная сторона, цена. На них устанавливаются дешевые капроновые стропы с большим ресурсом прыжков.
Для современных скоростных куполов решающую роль играет аэродинамика, а следовательно, толщина строп, их стабильная длина, влияющая на профиль крыла.
Прочность строп из различных материалов можно примерно охарактеризовать так: при равной толщине стропа из СВМ в три раза прочнее капроновой, а мик-ролайн, вектран и НМА — в четыре.
Хлопчатобумажные стропы устанавливались на некоторые старые модели парашютов, например Д-1-5У (которые, правда, эксплуатируются и сейчас). Их прочность — 125 кгс. Состоят из оболочки и внутренних нитей, имеют круглое сечение. Достоинства: не боятся ожогов. Недостатки: боятся влаги (плесени), имеют большой объем и массу при относительно невысокой прочности.
Капроновые стропы прочностью 150 кгс стоят на круглых куполах, таких, как Д-6, 3-5, Т-4, УТ-15, ПТЛ-72. Они имеют такую же структуру, как хлопчатобумажные (оболочка, внутренние нити, круглое сечение), но более тонкие и прочные, боятся высоких температур, солнечного света.
Лавсановые стропы — плоские, относительно толстые синтетические стропы белого цвета, применявшиеся на парашютах ПО-9. В настоящее время не используются.
СВМ (на западе называют кевларом) — стропы цвета хаки, при равной прочности гораздо тоньше хлопчатобумажных и капроновых. Устанавливаются на спортивные парашюты-«крыло» Ивановского завода «Полет». СВМ имеют достаточно высокий коэффициент трения, поэтому на куполах с такими стропами слайдер очень часто не может опуститься до конца и необходимо помогать ему вручную. Стандартные значения прочности: 250 и 450 кгс. Отличаются стабильностью размеров. Имеют плоское сечение.
Dacron — капроновые стропы, имеющие ресурс 1000 и более прыжков, в сечении круглые. Некоторая упругость таких строп в определенной степени смягчает раскрытие купола. Из-за большой толщины не пригодны для скоростных куполов, так как создают значительное воздушное сопротивление, имеют большой укладочный объем. Применяются в основном на классических и купольных парашютах: для классических важен их высокий ресурс прочности, для купольных толстые стропы предпочтительнее, так как меньше «перепиливают» спортсменам ноги. Замену дакроновых строп можно производить по визуально определяемому износу.
Spectra — высокопрочные волокна на основе полиэтилена. На вид отличаются небольшой толщиной, плоским сечением, на ощупь — скользкие, достаточно жесткие. По аэродинамическим характеристикам хорошо подходят для высокоскоростных парашютов. Недостатком является то, что из-за нагрева вследствие трения о кольца слайдера в процессе эксплуатации уменьшаются в длине, в результате меняется геометрия купола, ухудшается аэродинамика. Ресурс данных строп — около 800 прыжков, после чего износ становится хорошо заметным и стропы необходимо менять.
Рис. 2. Синтетические стропы (слева направо):
капрон, лавсан, Dacron, CBM, Spectra; для сравнения показана стропа параплана (справа)
Но для сохранения летных характеристик на скоростных куполах рекомендуется менять стропы Spectra уже через 400 прыжков. Стандартные размеры (прочность): 550, 725, 825, 1000 lbs (фунтов).
Vectran имеет ресурс 600 прыжков. Стропы из этого материала тонкие, круглого сечения, светло-коричневого цвета. Со временем они не изменяют длины, благодаря чему используются на куполах класса High и Ultra High Performance (PD Velocity, почти все купола Icarus Canopies). Недостаток вектрана по сравнению с микролайном — меньшая механическая стойкость, внутреннее разрушение, что означает возможность разрыва строп, которые внешне выглядят еще неплохо. Во избежание подобных случаев необходимо более строго следить за количеством прыжков на куполе с вектрановыми стропами и своевременно заменять их.
HMA (Technor) — материал, продвигаемый американской фирмой Precision Aerodynamics. По характеристикам близок к вектрану, но тоньше, декларируется более длительный ресурс — 800 прыжков. Так же, как вектран, со временем не меняет длины. Поскольку НМА пока еще недостаточно долго эксплуатируется, его эксплуатационные свойства вызывают споры.
ПОДВЕСНАЯ СИСТЕМА
Подвесная система — очень важная часть парашюта, даже более важная, чем основной купол (рис. 3). В случае отказа основного парашюта можно воспользоваться запасным, если же порвется подвесная система, то парашютиста может спасти только чудо. Поэтому к надежности подвесной системы подходят очень ответственно. Например, лента подвесной системы Д-1-5У имеет прочность на разрыв 1600 кгс. Следует крайне внимательно относиться к эксплуатации подвесной системы: не допускать, чтобы ее ленты перетирались обо что-либо, оберегать их от воздействия агрессивных химических веществ, высокой температуры, прямых солнечных лучей.
К конструкции подвесной системы предъявляются следующие требования. Она должна надежно удерживать тело парашютиста, чтобы он ни при каких обстоятельствах не смог выпасть из правильно подогнанной по размеру и полностью застегнутой подвесной системы. В то же время она не должна создавать неудобств, сковывать движения при управлении телом в свободном падении или раскрытым куполом,
Для увеличения надежности при конструировании подвесных систем стараются избегать лишних разрывов ленты. На некоторых парашютных системах (например, Д-1-5У, Д-6) грудная перемычка является одним целым с плечевыми обхватами, круговая лямка и свободные концы основного парашюта — тоже одно целое. На спортивных ранцах круговая лямка и свободные концы запасного парашюта также представляют собой одну неразрывную ленту.
Типичная подвесная система состоит из следующих частей:
• круговая лямка;
• грудная перемычка;
• плечевые обхваты;
• ножные обхваты;
• свободные концы.
Круговая лямка — основная несущая часть подвесной системы. Круговая лямка несет на себе вес парашютиста после раскрытия парашюта. К ней пришиваются все остальные детали подвесной системы.
Грудная перемычка не позволяет парашютисту выпасть из подвесной системы вперед.
Рис. 3. Подвесные системы парашютов Д-6 (слева) и ПО-17 (справа) |
Плечевые обхваты не позволяют парашютисту вывалиться из подвесной системы вверх, например, при раскрытии парашюта из положения вниз головой. Кроме того, на плечевых обхватах уложенный парашют держится на спине парашютиста.
Ножные обхваты необходимы, чтобы парашютист не выскользнул из подвесной системы вниз.
Свободные концы являются связующим звеном между подвесной системой и стропами парашюта. К верхней стороне свободных концов пришиваются кольца, D-образные пряжки, либо на ней устанавливаются разъемные кольца рапид-линк (молье) или софт-линки, к которым, в свою очередь, привязываются стропы (рис. 4).
Рапид-линк (Rapid-link), молье — разъемное металлическое звено, служащее для соединения строп парашюта со свободными концами. Используется вместо применявшихся ранее неразъемных колец, на которые стропы привязывались узлами. Разъемное звено позволяет отделять стропы от свободных концов, не развязывая их, что сильно упрощает процедуру замены купола. В зависимости от количества и толщины строп, а также предполагаемых нагрузок существует несколько размеров рапид-линков прочностью от 220 до 3300 фунтов (100—1500 ктс).
Рис. 4. Рапид-линк (вверху), софт-линк (внизу)
Софт-линк (Soft-link) — разъемное звено для соединения строп парашюта со свободными концами. Изготавливается обычно из стропы Spectra. Его прочности достаточно для выполняемой задачи; в отличие от металлического кольца избавляет от необходимости установки бамперов, при этом значительно легче. Софт-линк позволяет быстро соединять и разъединять стропы и свободные концы.
Нижняя сторона свободных концов крепится к плечевым обхватам подвесной системы. На парашютах без замков отцепки свободные концы, как правило, не пришиты, а являются продолжением круговой лямки, то есть сделаны из той же ленты.
На современных парашютах, в случае отказа требующих отсоединения основного купола перед введением в действие запасного, свободные концы подсоединяются к подвесной системе с помощью замков отцепки. Первые версии замков отцепки (ОСК, ОСК-Д) бьщи очень капризными и ненадежными. Сегодня на всех спортивных парашютах применяется кольцевое замковое устройство (КЗУ) (рис. 5). Действие КЗУ основано на последовательном (в несколько этапов) уменьшении нагрузки на трос, которым зачекован замок.
Рис. 5. Кольцевое замковое устройство (КЗУ):
свободный конец отсоединен (слева);
КЗУ в собранном виде (справа)
Устройство КЗУ простое и надежное. Тросы от обоих замков проходят по подвесной системе в гибких шлангах (боуденах) и подсоединены к подушке отцепки. Таким образом, парашютист, выдернув подушку отцепки, может одним движением отсоединить оба свободных конца. Гибкие шланги предохраняют трос отцепки от защемлений и чрезмерных перегибов. Современные парашютные системы часто имеют совместимые свободные концы, благодаря чему, когда возникает необходимость, тот или иной основной купол можно переставить в другой ранец буквально за пару минут. Правда, это не совсем правильно,так как свободные концы все-таки являются частью конкретного ранца и для замены купола следует отсоединять стропы от свободных концов.
Подушка отцепки обычно делается красного цвета, чтобы парашютист при отказе основного купола мог быстро найти ее взглядом. В любом случае подушка отцепки должна иметь цвет, контрастный по отношению к цвету остального снаряжения, то есть если у парашютиста красный комбинезон, для подушки отцепки целесообразно выбрать другой цвет, например желтый. Подушка отцепки размещается на подвесной системе с правой стороны и держится с помощью текстильной застежки — липучки. На некоторых отечественных парашютных системах подушки отцепки имеют своеобразный карман для удобного захвата пальцами левой руки.
Звено раскрытия. На подвесной системе также есть кольцо открытия основного или запасного парашюта которое вместе с тросом и шпильками называется звеном раскрытия. Оно служит для ручного раскрытия ранца парашюта. Кольцо может быть различной формы (круглой, квадратной, треугольной, трапециевидной и др.) и обычно изготовлено из металлической трубки или прутка. На некоторых системах (ПО-17) иосновной, и запасной купола имеют жесткие вытяжные парашюты^ а также есть два кольца и одна подушка отцепки. На некоторых спортивных системах вместо кольца используется подушка. Она должна отличаться по цвету от подушки отцепки. Кольцо запасного парашюта держится в специальном кармане с помощью резинки либо липучки. К кольцу присоединен трос, второй конец которого заканчивается одной или несколькими шпильками, зачековывающими ранец (рис. 6).
Рис. 6. Зачековка ранца
Вытяжной трос не крепится к кольцу жестко, а продевается в отверстие и может скользить. На конце троса устанавливается ограничитель. Длина троса такова, что рука парашютиста, выдергивающая кольцо, сначала преодолевает усилие резинки (липучки), фиксирующей кольцо на подвесной системе, затем проходит некоторое расстояние, выбирая слабину троса и разгоняясь, и лишь затем кольцо упирается в ограничитель и тянет за трос, вытаскивая шпильки. В результате шпильки выдергиваются из петель (или конусов) рывком. Резкое выдергивание шпилек позволяет, во-первых, преодолеть усилие, с которым петля (или конус) притягивают шпильку к люверсам; во-вторых, минимизирует вероятность того, что конец шпильки провалится в люверс (рис. 7). Шпильку, провалившуюся в люверс, обычно необходимо выдергивать с большим усилием. Трос проходит по подвесной системе в гибком металлическом шланге, предотвращающем сильные перегибы и защемление троса.
«Транзит». На некоторые парашютные системы (студенческие, тандемы) устанавливается система транзитного раскрытия. Упрощенная схема ее работы выглядит следующим образом: парашютист выдергивает подушку отцепки, основной парашют уходит. К свободным концам основного парашюта приделан трос, выдергивающий шпильку запасного парашюта. Таким образом, одно движение парашютиста (выдергивание подушки отцепки) приводит к последовательному отстегиванию основного парашюта и раскрытию запасного. В результате процесс «отцепка — запаска» занимает минимум времени и при этом происходит в нужной последовательности. Есть у такой системы и минусы, из-за которых она не применяется на всех парашютах. Например, если происходит отцепка основного парашюта, вращающегося с большой угловой скоростью, то сразу после отцепки тело парашютиста, естественно, будет также быстро вращаться. Перед введением в действие запаски (если позволяет высота) целесообразно остановить вращение тела, иначе неизбежно возникнет закрутка строп запасного парашюта, что, мягко выражаясь, не желательно. «Транзит», раскрывая запасной парашют сразу после отцепки, не оставляет возможности остановить вращение. Из-за этого опытные парашютисты, способные быстро и грамотно действовать в критических ситуациях, не устанавливают «транзит» на свои парашютные системы. Для студентов, которые не всегда могут быстро действовать в опасной ситуации, а также на тандемных системах применение «транзита» оправдано.
Рис. 7. Шпилька, провалившаяся в люверс |
РАНЕЦ
Ранец парашюта представляет собой контейнер для основного (или два контейнера — для основного и запасного) парашюта с системой клапанов, удерживающих парашют в уложенном состоянии. Он пришивается или привязывается к подвесной системе и не испытывает больших нагрузок при раскрытии парашюта и дальнейшем снижении парашютиста под куполом. На парашютных системах с круглыми основными куполами (например, Д-1-5У, Т-4, Д-6) подвесная система привязана к ранцу капроновым шнуром и при необходимости ее несложно отделить и привязать обратно. В современных спортивных системах подвесная система как бы интегрирована в ранец, и для их отделения друг от друга понадобится распарывать полранца.
Рис. 8. Современные ранцы (слева направо): Javelin, Racer, тандемная система Арбалет-3 |
Основные задачи ранца: до поры до времени удерживать парашют в уложенном виде и предотвращать непреднамеренное раскрытие, а затем обеспечивать надежное раскрытие клапанов и не препятствовать раскрытию парашюта.
К современным ранцам, кроме стандартных требований надежной работы, предъявляются еще и эстетические (рис. 8).
Стандартная сегодня система для удержания клапанов ранца в закрытом состоянии — зачековка шпилькой мягкой петли или металлического конуса. Например, на нижнем клапане ранца запасного парашюта 3-5 серии 4 установлены два металлических конуса с отверстием для шпильки. На эти конусы надеваются люверсы, установленные на верхнем и боковых клапанах ранца. Поверх всех люверсов в отверстие каждого конуса вставляется шпилька, которая не дает люверсам слезать с конуса. Таким образом, ранец оказывается зафиксированным (зачекованным) в уложенном состоянии. Шпильки закреплены на вытяжном тросе, второй конец которого присоединен к вытяжному кольцу. Кольцо находится в специально для него сделанном кармане.
Дергая за кольцо, парашютист тем самым выдергивает шпильки из конусов, после чего люверсы клапанов уже ничто не сдерживает и клапаны при помощи ранцевых резин распахиваются, подставляя парашют воздушному потоку.
В большинстве современных типов ранцев, например очень популярном Javelin американской фирмы Sun Path (рис. 9), люверсы клапанов надеваются на мягкую петлю, идущую от дна ранца.
Рис. 9. Ранец Javelin: контейнер основного парашюта
Под клапанами ранца может быть уложен жесткий вытяжной парашют.
На нижней стороне современных спортивных ранцев обычно пришит эластичный карман для мягкого пытяжного парашюта.
Вытяжной парашют (обычно парашютисты называют его медузой) предназначен для вытаскивания основного или запасного парашюта из ранца. Есть два типа вытяжного парашюта — жесткий и мягкий. Вытяжной парашют соединяется с вершиной основного парашюта с помощью специальной ленты — стренги. При этом если разделить парашютную систему на составляющие (ранец, основной и запасной парашюты, подвесная система), то вытяжной парашют будет относиться к ранцу, так как его конструкция и размеры зависят от устройства ранца, а куполу в значительной степени безразлично, чем его будут вытаскивать из ранца и чехла.
На некоторых типах парашютов (например, запасных 3-5, 3-6П) вытяжной парашют как таковой отсутствует, его роль выполняют карманы, нашитые на вершину купола поверх полюсного отверстия (рис. 10). Такая схема исключает возможность наматывания стренги вытяжного парашюта запаски на частично работающий основной купол.
Рис 10. Вершина запасного парашюта 3-5: карманы выполняют функции вытяжного парашюта
Внутри жесткого вытяжного парашюта имеется металлическая пружина, за счет которой он может выпрыгивать из ранца и уходить из зоны затенения (см. раздел «Свободное падение»), чтобы, попав в воздушный поток, начать раскрывать основной или запасной парашют. Жесткий вытяжник устанавливается на все чапасные парашюты типа «крыло», некоторые круглые чапаски (LoPo), основные парашюты современных студенческих систем, некоторые ранние модели основных парашютов типа «крыло» (ПО-9, -16, -17), на круглые основные парашюты (Д-1-5У, Т-4, УТ-15) (рис. 11).
Рис. 11. Шаровой вытяжной парашют системы Т-4
Жесткая медуза в уложенном ранце сдерживается в сжатом состоянии зачекованными клапанами. Когда парашютист (или страхующий прибор) выдергивает шпильку (либо страхующий прибор перерубает петлю), клапаны ранца перестают быть зафиксированными, пружина разжимается, и медуза выпрыгивает из-под клапанов, вытягивая за собой часть стренги. Затем медузу подхватывает воздушный поток и вытаскивает из ранца основной (или запасной) парашют. Мощности пружины должно хватить, чтобы медуза вышла из зоны затенения, это означает, что она должна отпрыгнуть от ранца на полтора-два метра (см. раздел «Безопасность»).
К недостаткам жесткой медузы можно отнести наличие тяжелой пружины, возможность попадания в зону затенения (если пружина недостаточно жесткая), необходимое наличие вытяжного кольца (которое можно потерять). Но при этом без жесткой медузы нельзя обойтись, если необходимо раскрывать парашют типа «крыло» с помощью страхующего прибора, так как страхующие приборы пока не умеют выбрасывать мягкую медузу.
Мягкий вытяжной парашют используется для раскрытия современных основных парашютов типа «крыло». Его бросают рукой в поток в стороне от тела, то есть при правильном использовании попадание в зону затенения исключено. К достоинствам мягкой медузы можно отнести также отсутствие каких-либо крупных жестких деталей (таких, как пружина в жесткой медузе), а значит, компактность в уложенном виде, легкость, возможность установки коллапса.
По мере совершенствования аэродинамики, уменьшения площадей и соответственно увеличения скоростей планирования куполов типа «крыло» парашютисты столкнулись с тем, что вытяжной парашют на большой скорости создает заметное сопротивление движению. Для решения проблемы была придумана коллапсирующая медуза (collapsible pilot chute), которая складывается после выполнения своей функции. Существует две разновидности коллапсирующих медуз — вершина купола медузы притягивается к ее основанию с помощью резинки либо с помощью стропы (kill-line), продетой внутрь стренги и присоединенной к вершине купола. Коллапс, сделанный из резинки от трусов, можно увидеть, например, на парашютах Ивановского завода «Полет». Медуза с резинкой работает только при скорости выше некоторого критического значения. Жесткость резинки подбирается так, чтобы медуза наполнялась при свободном падении (скорость порядка 50 м/с) и не наполнялась при планировании под наполненным куполом (скорость порядка 15 м/с). Недостаток такой медузы — неспособность раскрывать парашют при небольших задержках после отделения от летательного аппарата, так как чтобы поток смог растянуть резинку, надо сначала разогнаться в течение нескольких секунд. С другой стороны, при выполнении разгонных маневров из-за увеличения скорости такая медуза может некстати надуваться и мешать разгону. Коллапс медузы с помощью kill-line лишен таких недостатков, но требует особого внимания на укладке, поскольку его необходимо «расколлапсировать» вручную. Если этого не сделать, медуза останется сложенной и не обязана будет раскрыть основной парашют.
Чехол (камера). Эта деталь имеет несколько назначений:
сохранение более правильной структуры купола и строп в уложенном виде;
упорядочивание процесса раскрытия: кромка купола выходит наружу только тогда, когда чехол (камера) удалились от парашютиста и стропы вытянуты на всю длину;
чехол является устройством рифления: так как чехол не может сползти с купола моментально, наполнение купола немного замедляется, уменьшая перегрузки.
На чехле (камере) обычно размещают резиновые соты или газыри для укладки в них строп.
Сота — резиновая петля, предназначенная для укладки в нее пучка строп. Обычно на камерах или чехлах парашютов имеется два ряда сот для укладки строп.
Газырь — текстильный карман цилиндрической формы, предназначенный для укладки в него пучка строп. Нашивается на камеру парашюта (Д-5, Д-6, К-15) (рис. 12).
Рис. 12. Газыри, расположенные на камере парашюта Д-6
Шпильки. Как уже говорилось, клапаны ранца парашюта зачековываются одной или несколькими шпильками. Шпильки закреплены на тросе, который, в свою очередь, присоединяется к кольцу или вытяжной веревке (фалу). На парашютах с мягкой медузой шпилька обычно крепится к стренге вытяжного парашюта.
Вытяжная веревка (вытяжной фал) предназначена для расчековки ранца и стягивания чехла с купола при прыжках на принудительное раскрытие парашюта. На вытяжной веревке имеется три петли — две на концах и одна посередине. На одном конце петля продета в карабин, который зацепляется за трос в летательном аппарате. К петле с противоположной стороны веревки может быть привязан вытяжной трос со шпильками, в этом случае ранец будет расчекован с помощью веревки после отделения от летательного аппарата. К этой же петле может быть привязан чехол купола; в этом случае вытяжной трос привязывается к центральной петле веревки. При таком варианте после отделения парашютиста веревка сначала расчековывает ранец, а затем вытаскивает из ранца основной парашют и стягивает с него чехол.
Стабилизирующий парашют служит для стабилизации падения парашютиста, а после раскрытия специального замка выполняет функцию парашюта вытяжного. Используется на десантных парашютах, на тандемах (дрог).
Дрог — в тандем-системе — стабилизирующий парашют, выполняющий также функцию парашюта вытяжного. Представляет собой мягкую медузу увеличенной площади на длинной стренге.
Двухконусный замок (рис. 13) используется в парашютных системах, предусматривающих укладку на стабилизацию падения. Этот замок держит клапаны ранцаи закрытом состоянии в процессе снижения парашютиста под стабилизирующим парашютом. Выдернув кольцо, парашютист раскрывает двухконусный замок, клапаны освобождаются, и стабилизирующий парашют иытаскивает из ранца камеру основного парашюта. Если парашютист вовремя не выдергиваеткольцо, двухконусный замок раскрывается страхующим прибором.
Рис. 13. Двухконусный замок: — затвор; 2 — конус затвора; 3 — конус замка |
УСТРОЙСТВО ПАРАШЮТА ТИПА «КРЫЛО»
В отличие от круглых куполов, «крыло» имеет вытянутую форму — прямоугольную или эллиптическую, которая по конструкции принципиально мало отличается от жесткого крыла самолета. Обычно крыло не
Рис. 14. Конструкция крыла: 1— верхняя оболочка; 2 — нижняя оболочка; 3 — нервюра; 4 — лонжероны, стрингеры: h — высота профиля; l' — размах, d — хорда
является монолитным, а состоит из двух оболочек, нервюр (вертикальных силовых элементов) и лонжеронов (продольных силовых элементов). Роль оболочек очевидна. Форма нервюр определяет профиль крыла, лонжероны (или стрингеры) обеспечивают продольную прочность (рис. 14).
Составные части купола-«крыло»: две оболочки, нервюры, «уши», стропы, слайдер.
Оболочки — основные несущие поверхности купола. Они изготавливаются из ткани с низкой или нулевой воздухопроницаемостью. В качестве лонжеронов выступают силовые ленты. Материал оболочки влияет на некоторые характеристики купола: ткань с нулевой воздухопроницаемостью (ZP-0) позволяет достигать максимально возможных летных характеристик (скорость, аэродинамическое качество), ткань с низкой воздухопроницаемостью типа F-111 дает более стабильное и предсказуемое раскрытие парашюта, позволяет использовать купол большой площади при небольшой массе парашютиста и лучше подходит для планирования на низких скоростях (например, при работе на точность приземления). В задней части купола оболочки сшиты друг с другом, в передней части между ними есть промежуток (сопло), через который при планировании внутрь купола поступает воздух. На основных куполах-«крыло» посередине верхней оболочки имеется крепление для стренги вытяжного парашюта.
Нервюры — это вертикальные (иногда — наклонные) перемычки между оболочками. От формы нервюр зависит профиль крыла и его форма (рис. 15). На прямоугольных куполах все нервюры одинаковые, на эллиптических — одна или несколько нервюр по краям имеют меньшие размеры, чем центральная. Нервюры делятся на силовые и промежуточные. К силовым нервюрам крепятся стропы,
Рис. 15. Нервюра парашюта типа «крыло»
промежуточные всего лишь поддерживают форму профиля. Силовые нервюры делят купол на секции. При некоторых режимах в разные секции купола поступает разное количество воздуха, и, чтобы обеспечить равномерное распределение давления воздуха внутри купола, нервюры шьют из менее плотной, чем на оболочках, ткани' либо в них делают конструктивные отверстия.
Так как купол изготовлен из мягкого материала, в наполненном состоянии под напором воздуха его форма не может строго соответствовать чертежам, искажения неизбежны. Можно только попытаться сделать их не очень значительными. Для того чтобы купол сохранял более правильный профиль, на тонкопрофильных скоростных моделях парашютов используют косые (диагональные) нервюры. Чаще всего они представляют собой треугольные косынки, соединяющие верхнюю оболочку с нижней частью силовых нервюр, в местах крепления строп. Дополнительные косые нервюры, а также большее количество промежуточных нервюр, как несложно догадаться, увеличивают укладочный объем купола, то есть его размеры в уложенном виде.
Секция — части купола между двумя силовыми нервюрами. На большинстве куполов секция имеет одну промежуточную нервюру. На куполах с косыми нервюрами структура секции чаще всего содержит две промежуточные и две косые нервюры. Количество секцийзависит от удлинения купола. Современные парашюты с относительно небольшим удлинением делают семисекционными, с большим — девятисекционными. Существуют отдельные экземпляры, имеющие одиннадцать секций. Некоторые старые образцы куполов имели 5 секций, из-за низкого аэродинамического качества в настоящее время такие модели не изготавливаются. Косонервюрники, секции которых отличаются от обычных, называют 21- или 27-секционными, в таком обозначении секцией считают часть купола между двумя соседними вертикальными нервюрами, не различая силовые и промежуточные.
На рис. 16 показаны варианты структуры секций. В левом столбце изображена общая схема данного класса куполов, в среднем — поперечный разрез, показывающий расположение нервюр, в правом — вид купола спереди с учетом формы сопел, частично прикрытых тканью верхней оболочки. Классический семисекци-онный купол имеет толстый профиль и большие, открытые сопла (рис. 16, схема а). У скоростного купола Icarus Safire (рис. 16, схема б) более тонкий профиль, его сопла частично прикрыты для улучшения аэродинамики, оставшейся площади отверстий достаточно для забора необходимого количества воздуха. У эллиптических скоростных куполов высшего класса Icarus Crossfire и Atair Competition Cobalt (рис. 16, схемы в, г, рис. 17) та же структура секций, но их сопла сильно закрыты для уменьшения лобового сопротивления. Еще более тонкий профиль и особую структуру секций имеют косонервюрники. В традиционном определении Icarus Extreme FX (рис. 16, схема д) можно назвать семисекционным, но, так как каждая секция его делится на три части, его принято называть 21-секционным. Аналогично 9-секционный Atair Onyx (рис. 16, схема ё) называют 36-секционным. Купола с косыми нервюрами имеют самую совершенную аэродинамику, тонкий и правильный профиль, очень небольшие сопла.
Сопло — отверстие в передней части секции для по-ступания воздуха внутрь купола (рис. 18). На низких скоростях планирования при небольшом встречном напоре в купол поступает относительно немного воздуха, и парашюты, предназначенные для работы в таких режимах (например, классические), имеют большие открытые сопла. На больших скоростях для поддержания высокого давления вполне достаточно небольших отверстий, при этом желательно улучшить обтекаемость передней части купола, поэтому на скоростных куполах сопла, как правило, частично закрывают тканью верхней оболочки или дополнительными косынками из того же материала, что и оболочки (рис. 16, схемы в—е)
Рис. 16. Структура секций различных куполов: и — Parafoil (классический); б — Safire (скоростной); в — Crossfire (эллипс пысшсго класса); г — Competition Cobalt (свуперский эллипс); д — Extreme FX (21-секционный косонервюрник); е — Опух (36-секционный косонервюрник)
Рис. 17. Competition Cobalt
Рис. 18. Нервюры разных куполов:
и — классический (точностной) купол; б — скоростной тонкопрофильный купол; в — параплан (приведен для сравнения). Размерными линиями показаны размеры и расположение сопел
Для поддержания давления в скоростном куполе на низких скоростях были придуманы воздушные клапаны: (airlocks) (рис. 19). Они впускают воздух внутрь и ограничивают его выход наружу. Купол с клапанами труднее ввести в свал, он сохраняет устойчивость на низких скоростях и менее восприимчив к турбулентности встречного воздуха. Правда, такой купол сложнее укладывать и он не сдувается после приземления, что может вызвать проблемы при сильном ветре. К тому же если купол отцепили в воздухе, он не складывается, как другие купола, и может улететь далеко. Наличие клапанов несколько увеличивает укладочный объем. И настоящее время отношение к такой доработке неоднозначно и существует лишь несколько моделей куполов с клапанами.
Рис. 19. Схема купола с клапанами (airlocks)
Стропы. Для поддержания необходимого профиля парашюту-«крыло» недостаточно строп только по контуру купола, как на круглых парашютах, поэтому его стропы равномерно распределены по всей площади купола. На рис. 20 приведена схема одного из вариантов крепления строп. Стропы на данной схеме прикреплены в местах пересечения линий, кроме задней кромки. К задней кромке крепятся только лучи строп управления, они показаны на схеме. К середине задней кромки строп не прикрепляют. Цифрами на схеме обозначены ряды строп. Первый ряд расположен на передней кромке купола, остальные ряды равномерно распределены от «носа» до «хвоста». Большинство современных парашютов имеют четыре ряда строп. На эллиптических куполах боковые секции короче центральной, поэтому одна-две крайние нервюры, как правило, имеют только три ряда строп. По иностранной классификации 1-й, 2-й, 3-й, 4-й ряды строп обозначают соответственно: каскад А, В, С, D.
Рис. 20. Схема расположения строп на куполе (один из вариантов). 11ифрами обозначены ряды строп, жирными точками (а) — места крепления строп; б — лучи стропы управления; в — стропа управления
Парашют-«крыло» двигается, вниз за счет силы тяжести. Сопротивление воздуха обеспечивает ему постоянную скорость снижения. За счет того, что купол наклонен к горизонту и отклоняет встречный воздух, возникает движение купола по горизонтали. Наклон купола обеспечивается разницей длин строп разных рядов: стропы первого ряда самые короткие, каждый последующий ряд длиннее предыдущего (рис. 21).
Рис. 21. Схема парашюта-«крыло». Цифрами обозначены ряды строп
Перепадом называют разницу по высоте разных рядов строп. С небольшой погрешностью за данную величину можно принимать разницу длин строп двух рядов. На современных куполах-«крыло» для уменьшения сопротивления воздуха и укладочного объема стропы объединяют каскадно — в так называемые вилки. Исключение составляют купольные парашюты, где первый ряд строп делается отдельно от второго, чтобы спортсмены-куполыцики, перемещаясь по стропам, не могли случайно застрять в вилках.
Для управления куполом используются стропы управления. Стропа управления с нижней стороны продета в кольцо на свободном конце и может двигаться. На конце стропы прикреплена бобышка, или петля управления, за которую удобно браться рукой и которая препятствует выскальзыванию стропы управления из кольца. С другой стороны стропа управления расходится на несколько (обычно четыре) лучей, которые прикрепляются к краям задней кромки купола. Таким образом, стропы управления воздействуют на заднюю кромку купола. Их длина должна быть отрегулирована тик, чтобы полностью отпущенные стропы управления (когда бобышки упираются в кольца) не деформировали заднюю кромку. Если сравнивать купол с крылом самолета, то воздействие строп управления на заднюю кромку аналогично работе закрылков.
Уши (зарубежное обозначение — stabilizers) — вертикальные косынки, являющиеся продолжением крайних (внешних) нервюр и опускающиеся ниже нижней оболочки (см. рис. 21). Предназначены для уменьшения перетекания воздуха с нижней оболочки на верхнюю, так как этот процесс вызывает увеличение индуктивного сопротивления воздуха и ухудшает аэродинамические свойства купола.
Слайдер — это устройство рифления, предназначенное для замедления раскрытия купола и представляющее собой прямоугольную косынку с кольцами по углам. В кольца продеты все стропы, таким образом, слайдер делит стропы на четыре группы соответственно четырем свободным концам. Он может беспрепятственно скользить (отсюда его название) по стропам or купола до свободных концов, иногда и по свободным концам. В уложенном виде слайдер расположен пилотную к куполу, а при раскрытии соскальзывает 11низ по стропам, не давая куполу наполниться воздухом моментально. Торможение происходит за счет трения колец слайдера о стропы и за счет сопротивления воздуха движению слайдера. Разновидность слайдера — крестовина, представляющая собой две сшитые крест-накрест силовые ленты, соединяющие четыре кольца. Она не тормозится о воздух и позволяет куполу наполняться несколько быстрее, чем при использовании обычного слайдера. Используется крестовина на купольных и BASE-парашютах.
ПАРАШЮТ И ПАРАПЛАН
Мы наблюдаем в небе вытянутый купол, перемещающийся поступательно и вниз. Под куполом на стропах висит человек. Парашют это или параплан? Непосвященный человек может подумать, что это одно и то же. Но это не так. Давайте рассмотрим их сходства и различия.
Параплан и современный парашют-«крыло» похожи по конструкции, принципам полета и управления. Тот и другой имеют две оболочки, нервюры с профилем крыла, сопла, стропы, подвесную систему, купол прямоугольной или эллиптической формы, перемещаются за счет силы тяжести и управляются с помощью строп управления. Это все, что объединяет парашют и параплан.
Использование парашюта выглядит обычно так: укладка в ранец, набор высоты, прыжок с летательного аппарата (или с достаточно высокого стационарного объекта), раскрытие из свободного падения (скорость около 50 м/с, перегрузка при раскрытии порядка 10 G), планирование под куполом в желаемое место приземления, приземление. Теперь смотрим на параплан: его расстилают на земле, поднимают в воздух, взлетают с помощью лебедки или со склона, дальше возможен набор высоты в восходящих потоках и перемещение на значительные расстояния, подобно планерам. Такое приспособление, как парамотор (двигатель с воздушным винтом за спиной), позволяет парапланеристу самостоятельно взлетать и набирать высоту. Прочность строп параплана не рассчитана на большие перегрузки, его удлинение не позволяет куполу наполняться в воздухе из сложенного вида.
. Подвесная система парашюта позволяет спортсмену свободно двигаться при выполнении акробатики в свободном падении, но при этом не дает ему выпасть и процессе раскрытия парашюта. Лямки и швы должны выдерживать возникающие при раскрытии перегрузки и не создавать дискомфорта при снижении под куполом в течение нескольких минут. Полет под парапланом происходит намного дольше, и его подвесная система больше похожа на кресло.
Купола парашютов шьют из ткани ZP-0 и F-111 (или аналогичных). Эти ткани рассчитаны на многократные раскрытия, сопровождающиеся резкими перепадами давления. Прочность ткани параплана несколько меньше. За счет этого ткань может быть тоньше и легче.
Отличия по геометрии: параплан имеет намного большее удлинение (4,9—5,8), более тонкий профиль. Правильность профиля обеспечивается большим количеством строп меньшей, по сравнению с парашютными, прочности. Стропы парашюта гораздо прочнее, они рассчитаны на частые перегрузки. Удлинение купола парашюта не превышает тройки, при больших значениях возникают проблемы стабильного раскрытия — купол наполняется, но с большой вероятностью возникновения какого-либо перехлеста.
Площади современных парашютов, кроме тандемов, находятся в диапазоне 39—300 кв. футов (3,5—27 м2), а парапланов — 19—36 м2.
Величина такого показателя, как аэродинамическое качество парашютов, характеризующая отношение горизонтальной и вертикальной составляющей перемещения, составляет от 2 до 3 единиц, у парапланов же достигает 8.
Таким образом, можно сделать вывод, что парашют — это средство спуска с высоты, предоставляющее достаточно большой выбор места приземления. Параплан — летательный аппарат, сходный по конструкции с парашютом, но по летным возможностям приближающийся к планерам.
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ПАРАШЮТА
ВАРИАНТЫ РАСКРЫТИЯ ПАРАШЮТА
Стабилизация
Прыжки на стабилизацию падения отличаются тем, что их могут выполнять парашютисты без опыта прыжков и с минимальной теоретической подготовкой. Это, например, парашютисты начального обучения по программе № 1 (так называемые перворазники), совершающие первые прыжки в аэроклубах РОСТО (Российская оборонная спортивно-техническая организация). Со стабилизацией прыгают и десантники ВДВ.
Для прыжков на стабилизацию падения используются, например, парашюты Д-6, ПСН-90, «Арбалет» и др. Для штатного раскрытия парашюта необходимо, чтобы парашютист падал стабильно. Парашютист, не имеющий навыков управления своим телом в свободном падении, не может обеспечить необходимого положения тела при раскрытии парашюта и, как правило, после отделения от летательного аппарата будет беспорядочно кувыркаться (так называемое БП — беспорядочное падение)- Раскрытие парашюта из БП обычно является предпосылкой к отказу основного парашюта. Для того чтобы неопытный парашютист не падал беспорядочно, применяется стабилизация.
Схема прыжка следующая. Парашютист отделяется от самолета. При этом автоматически раскрывается стабилизирующий парашют площадью 1,5 м2 (камера, в которую уложен стабилизирующий парашют, зацеплена карабином за десантный трос в самолете). Парашютист летит, как бы подвешенный за шкирку на стабилизирующем парашюте, который не позволяет телу беспорядочно вращаться (рис. 22). Средняя скорость снижения со стабилизацией — 35 м/с. По прошествии заданной задержки раскрытия (чаще всего это 3 с, хотя может быть и любое другое значение) парашютист дергает вытяжное кольцо основного парашюта, тем самым через двухконусный замок освобождая клапаны ранца. Теперь стабилизирующий парашют выполняет роль парашюта вытяжного. Он вытаскивает из ранца основной парашют в камере, вытягивает стропы, затем стягивает камеру с основного купола. Парашют раскрывается.
Рис. 22. Стабилизация падения
Важно, чтобы парашютист при отделении от стабилизирующего парашюта сгруппировался, иначе стренга парашюта может попасть под мышку или между ног. В таком положении стабилизирующий парашют не сможет вытянуть основной ни после выдергивания кольца, ни после срабатывания страхующего прибора основного парашюта. Если оказавшийся в таком положении парашютист вовремя не догадается освободить стренгу стабилизации, то спасти его сможет только страхующий прибор запасного парашюта (рис. 23).
Рис. 23. Выброска парашютистов на стабилизацию
Принудительное раскрытие
Прыжки на принудительное раскрытие парашюта (другие названия: принудительное стягивание чехла, «веревка») совершают начинающие спортсмены, обучающиеся по классической программе № 2, а также по американской программе Static Line (SL). Эти прыжки так же, как и стабилизация, не требуют от парашютиста каких-либо навыков отделения от самолета и свободного падения. Это самое начальное упражнение, на котором начинающие спортсмены-парашютисты ос-паивают правильное отделение от самолета — «на мотор», то есть лицом по ходу движения самолета. При правильном отделении «на мотор» парашютист с самого начала падает стабильно. Парашют, уложенный на принудительное раскрытие, открывается полностью автоматически, независимо от правильности отделения парашютиста.
После отделения парашютиста от самолета вытяжная веревка (фал), зацепленная карабином за трос 1 самолете, расчековывает ранец парашюта и вытаскивает оттуда парашют в чехле (камере) и стропы, затем стягивает чехол с купола. Купол наполняется воздухом, а веревка с чехлом остаются висеть за самолетом.
Таким образом, от парашютиста, прыгающего на «веревку», требуется только выйти из самолета и не мешать раскрытию основного парашюта.
Принудительная расчековка ранца
Иногда в качестве переходного этапа между принудительным и ручным раскрытием парашютисту дают задание «расчековка». В парашюте, уложенном на расчековку, пружинный вытяжной парашют удерживается в сжатом состоянии под клапанами ранца. Клапаны зачекованы тросом со шпильками, который, в свою очередь, привязывается к вытяжному фалу с карабином. Перед прыжком карабин зацепляется за трос в летательном аппарате. После того как парашютист покидает летательный аппарат, вытяжной фал выдергивает шпильки из конусов (петель) на клапанах ранца, то есть расчековывает ранец. Из-под клапанов выпрыгивает вытяжной парашют, и дальнейший процесс совпадает с процессом ручного раскрытия парашюта с жесткой медузой.
Такой вариант введения парашюта в действие имитирует ручное раскрытие, но при этом от самого парашютиста не требуется дергать кольцо, а за небольшой промежуток времени (пока вытяжной фал вытянется на всю длину) начинающий парашютист при всем желании не успеет сколько-нибудь сильно раскрутиться, чтобы создать проблемы для штатного раскрытия основного купола.
Ручное раскрытие
При прыжках, не перечисленных выше, парашют раскрывается вручную в свободном падении. Сюда относится большинство спортивных прыжков.
Парашютная система, уложенная на ручное раскрытие, имеет в своем составе жесткий или мягкий вытяжной парашют. Мягкий вытяжной парашют (его еще называют «мягкой медузой» — из-за внешнего сходства) обычно представляет собой сферу, нижняя половина которой сделана из сетки, верхняя — из такни с низкой или нулевой воздухопроницаемостью. Мягкая медуза берется рукой и бросается в поток сбоку от тела парашютиста. Жесткая — находится внутри ранца в сжатом виде и выпрыгивает, когда парашютист расче-ковывает клапаны ранца с помощью звена раскрытия (кольца).
При прыжках на ручное раскрытие парашютист должен самостоятельно раскрывать парашют, а значит, здесь имеет место так называемый человеческий фактор. Поэтому парашютная система с ручным раскрытием обязательно комплектуется страхующим прибором, который раскрывает основной или запасной парашют, если парашютист не может сделать это самостоятельно.
Исключением являются только парашюты для BASE и купольной акробатики. Парашютная система для BASE имеет в своем составе только основной купол с мягкой медузой и ранец с подвесной системой, таким образом, использование прибора становится бессмысленным. Здесь его просто некуда подсоединить. К тому же специфика BASE-прыжков не оставляет страхующему прибору времени на срабатывание, даже если бы он и был установлен на систему (предположим, что кто-то решил прыгнуть с моста со штатно уложенным ПО-16). В купольной акробатике парашютная система больше похожа на обычную, у нее есть запасной парашют с жесткой медузой. Но применение приборов здесь бессмысленно, более того, использование ППК-У (см. раздел «Страхующие приборы») вообще запрещено. Допустим, на системе установлен ППК-У. Какая бы система отключения (от свободного конца, от медузы) ни использовалась, прибор перестает выполнять свои функции сразу же после раскрытия основного парашюта. Учитывая, что раскрываются куполыцики под бортом, то есть немедленно после отделения от летательного аппарата, ППК-У в данном случае является лишь балластом и зацепом, а если бы он не отключался после раскрытия основного парашюта, то представлял бы угрозу раскрытия запаски во время построения фигур купольной акробатики. Cypres (см. раздел «Страхующие приборы») мог бы создать проблему, раскрыв запаску у парашютиста в купольной формации. Но он не должен срабатывать при тех скоростях, с которыми снижается парашютист под наполненным куполом, и считается безопасным для купольной акробатики. и в большой мере — бесполезным.
Таким образом, купольная акробатика является единственной в России спортивной дисциплиной, в которой не применяются страхующие приборы. Напомним, что BASE к спортивным прыжкам пока не относится.