Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


јэродинамика однооболочковых парашютов




“ело, движущеес€ в жидкой или газообразной сре≠де, испытывает сопротивление этой среды. ¬ зависи≠мости от скорости обтекание тела средой может быть ламинарным (плавным) или турбулентным (вихре≠вым). Ќаименьшее сопротивление тело испытывает при ламинарном обтекании, которое возможно на от≠носительно небольших скорост€х и при форме тела, имеющей плавные обводы. “урбулентное поведение среды свойственно большим скорост€м, причем оно возникает быстрее, если форма тела имеет резкие очертани€. —ила сопротивлени€ зависит также и от размеров тела, но при равной площади сопротивле≠ни€ (мидель) сила сопротивлени€ будет зависеть от формы тела и характера обтекани€ Ч ламинарного или турбулентного.

ѕеред разработчиками первых парашютов сто€ла задача добитьс€ максимального сопротивлени€ движе≠нию при минимальной площади купола (чем меньше площадь, тем меньше масса самого парашюта). Ёкспе≠риментальным путем было установлено, что при рав≠ном миделе максимальное сопротивление движению создает тело полусферической формы, внутренней сто≠роной обращенное к набегающему потоку (рис. 24). “а≠ка€ форма и была вз€та за основу конструкции купола парашюта.

–ис. 24. —хема обтекани€ средой тел разной формы: а Ч шар; б Ч капл€; в Ч полушарие (сферическа€ поверхность к потоку); г Ч диск; д Ч полушарие (плоска€ поверхность к потоку); е Ч полусфера

 

ћидель Ч максимальное сечение объекта, перпен≠дикул€рное направлению его движени€ (вектору ско≠рости).

¬ процессе снижени€ во внутренний объем купола заходит воздух, создаетс€ избыточное давление. ƒалее этот воздух должен куда-то деватьс€. Ќезначительна€ его часть просачиваетс€ сквозь ткань купола. ќсталь≠ной воздух выходит из-под кромки, поочередно с разных сторон, раскачива€ купол. –аскачивание купола Ч нежелательное побочное про€вление, которое может привести к приземлению парашютиста на увеличен≠ной скорости снижени€.

ƒл€ устранени€ раскачки на вершине купола дела≠етс€ полюсное отверстие, через которое выходит зна≠чительна€ часть воздуха (рис. 25).

 


–ис. 25. —хема обтекани€ воздухом купола: а Ч без полюсного отверсти€; б Ч с полюсным отверстием

 роме того, на некоторых типах куполов дл€ выхо≠да воздуха делаютс€ дополнительные щели и вырезы, проход€ через которые воздух создает реактивную силу, и у парашюта по€вл€етс€ возможность горизонтально≠го перемещени€ и разворотов. “о есть такой парашют уже не €вл€етс€ нейтральным.

Ќейтральный купол Ч купол, не имеющий собствен≠ной горизонтальной скорости и в штиль снижающийс€ вертикально. ѕри наличии ветра горизонтальное пере≠мещение нейтрального купола полностью определ€ет≠с€ силой и направлением ветра.

ѕарашюты подраздел€ютс€ на управл€емые и не≠управл€емые. ”правл€емые парашюты имеют конст≠руктивные приспособлени€ дл€ разворотов купола, тменени€ скорости горизонтального и вертикально≠го перемещени€.   таким приспособлени€м относ€т≠с€, например, стропы управлени€, щели и клапаны и куполе (рис. 26).

–ис. 26. —портивно-тренировочный парашют ”“-15, имеющий аэродинамическое качество около единицы

 

 


јЁ–ќƒ»Ќјћ» ј  –џЋј

ѕарашют типа Ђкрылої (планирующа€ оболочка) на≠зываетс€ так из-за своей формы. ќн действительно имеет такой же профиль и аэродинамические свойства, как крыло самолета. “акие парашюты чем-то сродни пла≠неру. ѕрофиль крыла создает подъемную силу, бла≠годар€ которой парашют снижаетс€ медленнее, чем обычный круглый парашют той же площади.   приме≠ру, самые маленькие круглые спортивные парашюты имеют площадь 50 м2, а самые большие Ђкрыль€ї-тандемы дл€ прыжков сразу двух парашютистов с одним парашютом Ч 40 м2. ѕлощадь достаточно безопасных и простых в управлении классических куполов-Ђкрыльевї составл€ет 22Ч27 м2, опытные спортсмены прыгают с куполами площадью 70Ч80 кв. футов (около 7 м2).

—амый маленький на сегодн€шний день парашют-Ђкрылої, на котором прыгает и безопасно приземл€ет≠с€ парашютист, Ч это Icarus Extreme VX-39, имеющий площадь 39 квадратных футов (3,5 м2)! — ним прыгает американский парашютист-эксперт Ћуиджи  ани (Luigi Cani), член команды Team Extreme. »з-за маленькой площади скорость планировани€ на данном куполе на≠столько высока, что он может некоторое врем€ лететь р€дом со спортсменом в вингсьюте (см. раздел Ђ—портивные прыжкиї), который еще не раскрывал па≠рашюта. »спользу€ такую возможность, парашютист ƒжеб  орлис (Jeb Corliss) производит полеты на винг≠сьюте совместно с пилотом VX-39 и готовитс€ к попытке приземлени€ в этом крылатом костюме без раскрытого парашюта.

 ак же возникает подъемна€ сила? —мотрим схему обтекани€ крыла (рис. 27). ѕростейшее крыло имеет плоскую нижнюю и выпуклую верхнюю поверхности.  рыло, двига€сь поступательно, раздел€ет

 

 

–ис. 27. —хема обтекани€ крыла

 

встречный воздух на два потока. ѕоток, обтекающий крыло сни≠зу, проходит путь ј¬ практически по пр€мой, то есть по кратчайшей траектории. ѕоток, обтекающий кры≠ло сверху, идет по кривой траектории, более длинной. «а задней кромкой крыла потоки снова объедин€ютс€. —ледовательно, за одинаковое врем€ воздух над кры≠лом проходит большее рассто€ние, чем под ним, а зна≠чит, двигаетс€ с большей скоростью. “ут вступает в силу закон Ѕернулли, глас€щий, что чем больше скорость движущегос€ газа (или жидкости), тем меньше его дав≠ление. “аким образом, давление воздуха над крылом ниже, чем под ним. –азность давлений создает подъем≠ную силу. Ќапомним, что эффект про€вл€етс€ только при поступательном движении крыла. „ем выше ско≠рость, тем сильнее подъемна€ сила.

јэродинамические характеристики крыла завис€т от профил€ крыла (формы нервюры), формы крыла (рис. 28), удлинени€. Ќаилучшее аэродинамическое качество обеспечивает крыло эллиптической формы с большим удлинением и тонким профилем. ”длине≠ние Ч это отношение квадрата размаха к площади кры≠ла. ƒл€ пр€моугольных куполов эта величина равна отношению размаха к длине хорды. «арубежные производители в характеристиках куполов привод€т именно что соотношение, называемое aspect ratio (соотношение геометрических размеров). Ќа рисунке показана фор ма нижних оболочек парашютов-Ђкрылої. „ерным цветом изображены Ђушиї (stabilizers), которые вооб≠ще-то €вл€ютс€ вертикальными поверхност€ми, но некоторые производители куполов учитывают их при определении площади купола и значени€ aspect ratio.

јэродинамическое качество. Ћюбой не нейтральный парашют (имеющий собственную горизонтальную ско≠рость) имеет такой параметр, как аэродинамическое качество, которое характеризует отношение горизон≠тального перемещени€ объекта к его вертикальному пе≠ремещению. Ќапример, у большинства современных парашютов-Ђкрылої аэродинамическое качество око≠ло 2,5. Ёто означает, что парашют, потер€в 1 м высоты, переместитс€ вперед на два с половиной метра. »ли что то же самое, при вертикальной скорости 5 м/с такой парашют будет иметь горизонтальную ско≠рость 5 х 2,5 = 12,5 м/с. Ёто, конечно, не сравнимо с качеством парапланов (до 8 единиц) и тем более пла≠неров (до 40). —овершенствование аэродинамики па≠рашютов имеет некоторые ограничени€. Ќапример, по сравнению с парашютом у параплана гораздо большее удлинение, намного меньша€ относительна€ высота профил€, большее количество строп, обеспечивающих правильную форму купола. ¬се это существенно увеличивает аэродинамическое качество параплана. ќднако дл€ парашюта большее значение имеет соот≠ветствие следующим требовани€м:

Ј купол, стропы, подвесна€ система должны выдерживать достаточно большие нагрузки (перегрузка при
раскрытии может составл€ть 16 g, параплан на такие нагрузки не рассчитан);

Ј компактность в уложенном виде, чтобы не созда≠вать помех при работе в свободном падении, и как
следствие Ч ограничени€ по максимальной площади купола, количеству, толщине и длине строп;

Ј устойчива€ работа в широком диапазоне режимов управлени€ дл€ обеспечени€ безопасного приземлени€
в различных погодных услови€х и на различных пло≠щадках;

Ј относительна€ простота конструкции, обеспечи≠вающа€ достаточно высокую надежность раскрыти€;

Ј некоторые геометрические ограничени€, вли€ю≠щие на стабильное и ровное раскрытие. Ќапример, парашют-Ђкрылої, имеющий удлинение больше тройки, не всегда может наполнитьс€ воздухом без каких-либо перехлестов.

ќборотной стороной улучшени€ аэродинамическо≠го качества €вл€ютс€ усложнение управлени€, пони≠женна€ устойчивость, менее стабильное раскрытие.

–ис. 28. ‘ормы крыла, примен€емые в парашютостроении

(в скобках указываетс€ значение aspect ratio):

а Ч классический пр€моугольный купол (1,8); б Ч скоростной пр€мо≠угольный купол (2,5); ЂЧ скоростной эллиптический купол (2,7)

 

—овременные высококлассные купола планируют с высокими горизонтальными скорост€ми, призе≠мл€ютс€ Ђпо-самолетномуї, но дл€ управлени€ ими требуетс€ серьезна€ практическа€ подготовка. ¬ то же врем€ пр€моугольные купола, сшитые из F-111, с толстым профилем и небольшим удлинением демонстрируют высокую устойчивость, в том числе в низкоскоростных режимах, простоту управлени€ и наиболее предсказу≠емые раскрыти€. ѕо этой причине почти все запасные парашюты-Ђкрылої имеют именно такие характе≠ристики.


 Ћј——»‘» ј÷»я ѕј–јЎё“ќ¬

¬се существующие парашюты можно классифици≠ровать несколькими способами:

1) ѕо назначению:

Х грузовые (однокупольные и многокупольные);

Х тормозные;

Х вспомогательные (выт€жные, стабилизирующие, поддерживающие);

Х пристрелочные;

Х людские.

2) Ћюдские парашюты можно классифицировать по области применени€:

Х десантные;

Х учебно-тренировочные, спортивно-тренировочные;

Х спортивные;

Х спасательные;

Х специального назначени€.

3) ѕо конструкции:

Х однооболочковые;

Х двухоболочковые (Ђкрыль€ї).

4) ѕо характеристикам (Ђкрыль€ї):

Х классические (точностные);

Х скоростные;

Х переходные;

Х студенческие;

Х тандемы;

Х купольне

5) ѕо форме купола (Ђкрыль€ї):

Х пр€моугольные;

Х слабоэллиптические;

Х полуэллиптические;

Х эллиптические;

Х с косыми нервюрами.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-12-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1101 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—лабые люди всю жизнь стараютс€ быть не хуже других. —ильным во что бы то ни стало нужно стать лучше всех. © Ѕорис јкунин
==> читать все изречени€...

2027 - | 1963 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.014 с.