Классификация спортивных основных парашютов типа «крыло» общего (не специального) назначения

Полетная масса парашютиста – масса полностью экипированного (снаряженного), готового к прыжку парашютиста с парашютом.

Удельная массовая нагрузка на парашют – отношение полетной массы парашютиста к площади купола парашюта. Измеряется в килограммах на квадратный метр.

Загрузка (коэффициент загрузки) парашюта – отношение полетной массы парашютиста к площади купола парашюта.Измеряется в фунтах на квадратный фут. Некоторые фирмы производители парашютной техники под загрузкой купола понимают просто полетную массу парашютиста, задавая минимальную и максимальную рекомендуемые суммарные загрузки парашюта в фунтах. 

Связь между единицами измерений:

1 фут = 0,30480м; 1 фут² = 0,09290м²; 1м = 3,28084фут;  1м² =10,76391 фут²;  

 1 фунт = 0,45359кг; 1кг = 2,20463 фунт.

Формулы перевода:

       (кг/м²)=0,20481(фунт/фут²), и (фунт/фут²)=4,88257(кг/м²).

Практика многолетних применений спортивных парашютов, позволила интуитивно определиться с основными количественными критериями их разделения на классы. 

Таких критериев, достаточно полно описывающих класс спортивного парашюта, оказалось три.

Это:

– величина коэффициента загрузки парашюта;

– величина горизонтальной составляющей скорости режима установившегося снижения на уровне моря с полностью отпущенными стропами управления.

– форма (геометрия) крыла парашюта в плане.

Косвенно класс спортивного парашюта можно также оценить уровнем подготовки использующего его парашютиста, при условии, что спортсмен работает на пределе своих спортивных возможностей, не превышая их.

Итак, класс спортивного парашюта определяется его коэффициентом загрузки, горизонтальной составляющей скорости, геометрией крыла в плане (иногда и мастерством пилота). 

Рассмотрим подробнее каждый из этих критериев.

Коэффициент загрузки парашюта

Летно-тактические характеристики и поведение системы парашютист-парашют различны при различных загрузках.

Практика показала, что для каждого парашютиста со своим уровнем подготовки существует рекомендуемый интервал (или же точка) значений для величины коэффициента загрузки парашюта, при которых все основные летно-тактические характеристики системы парашютист-парашют близки к оптимальным по субъективным ощущениям пилота. Это означает, что в этом интервале все основные характеристики: устойчивости, управляемости, маневренности, аэродинамического качества, надежности и безопасности, эргономические, а также и другие, удовлетворяют парашютиста.

Что же происходит перед и за этим рекомендуемым интервалом значений величины коэффициента загрузки парашюта?

Недогруз купола приводит к снижению его скоростных показателей и к появлению всех связанных с этим отрицательных эффектов, таких, как: нестабильность геометрии элементов оболочки крыла, подвороты консолей, залипание крайних воздухозаборников.  Система становится более инерционной в движении, более тяжелой в управлении. В сильный ветер могут возникать дополнительные проблемы с устойчивостью и посадкой.

Перегруз купола может быть осуществлен следующими путями – либо увеличением полетной массы парашютиста при неизменной площади купола, либо уменьшением площади купола при неизменной полетной массе, либо тем и другим одновременно.

Нужно отметить, что при уменьшении площади купола, различного рода отказы становятся более радикальными и более быстрыми.

Перегруз купола приводит к увеличению его скоростных показателей и к появлению всех связанных с этим отрицательных эффектов, таких, как: повышенная вертикальная составляющая скорости и быстрая потеря высоты, повышенная горизонтальная составляющая скорости и связанная с этим вероятность травматизма на посадке. Кроме того, система начинает резко отзываться на управляющие воздействия, допустимая  величина хода строп управления уменьшается, возрастает вероятность  несанкционированного входа в крутую спираль с переходом в режим авторотации, выход из которых не всегда предсказуем и безопасен. Возрастает угловая скорость вращения вокруг основных осей системы (пропорциональная линейной скорости), возрастает вероятность закрутки строп, которая в большинстве случаев происходит ниже слайдера. Это в ряде случаев заставляет парашютиста отделить в воздухе закрученный основной парашют и ввести в действие запасной. Здесь важно также отметить, что закрутке строп способствует асимметрия положения пилота в момент введения парашюта в действие, асимметрия подвесной системы и свободных концов.

Перегруженная система становится опаснее в пилотировании и требует от парашютиста значительно большего опыта и мастерства. Кроме того, перегруженный купол будет быстрее вырабатывать свой ресурс из-за появления остаточных деформаций лент силового каркаса и ткани основы купола. 

Из сказанного выше следует, что наиболее благоприятным для парашютиста будет середина вилки допускаемого диапазона коэффициента загрузки.

Рекомендуемый производителем парашютной системы диапазон коэффициента загрузки парашюта позволяет, зная полетную массу парашютиста, определить рекомендуемую для него площадь купола парашюта в квадратных футах, просто разделив  полетную массу парашютиста в фунтах на коэффициент загрузки. Обычно производитель приводит для каждой площади выпускаемого им купола диапазоны рекомендуемых загрузок для различных полетных масс.

В зависимости от загрузки, один и тот же парашют может относиться к различным группам в классификации.

Величина горизонтальной составляющей скорости режима установившегося снижения на уровне моря с полностью отпущенными стропами управления

В отличие от коэффициента загрузки не является независимым параметром. Возрастает с увеличением коэффициента загрузки и является функцией этого аргумента.

Необходимость введения этого параметра, с одной стороны, связана с  травмобезопасностью парашютиста при приземлении, а, с другой стороны, характеризует способность системы пробиваться навстречу сильному ветру.

Форма (геометрия) крыла парашюта в плане

Изменяется от прямоугольной, с относительным удлинением, равным 2, до эллиптической, с относительным удлинением до 4 единиц.

С увеличением удлинения крыла и изменением формы в плане от прямоугольной к эллиптической, улучшаются основные аэродинамические и летно-тактические характеристики системы: уменьшается индуктивное сопротивление, возрастают горизонтальная составляющая скорости и аэродинамическое качество.

Однако при этом снижается надежность процесса наполнения, возрастает вероятность закрутки купола за счет возрастания вероятности асимметрии процесса раскрытия (особенно при больших коэффициентах загрузки).

По геометрии в плане парашюты типа «крыло», в соответствии с источниками [1],[2] делятся на следующие группы:

Прямоугольный парашют – парашют, имеющий в плане прямоугольную форму. Все нервюры данных парашютов имеют одинаковую форму. Прямоугольную форму имеют классические (точностные) купола, запасные парашюты-крылья, парашюты купольной акробатики, студенческие и некоторые переходные.

Прямоугольные купола с небольшим удлинением (до двух единиц): классические, переходные, запасные, – устойчивы, стабильны в процессах раскрытия и просты в управлении.

Небольшое удлинение и относительно толстый профиль крыла повышают жесткость (сопротивляемость различного рода деформациям в турбулентной атмосфере) этих крыльев, однако относительно большое сопротивление толстого профиля и большое индуктивное сопротивление прямоугольной формы крыла в плане снижают значение аэродинамического качества системы.

Прямоугольные скоростные крылья (с удлинением 2,2 и более) относительно просты в управлении, устойчивы и предсказуемы в поведении.

Девятисекционные прямоугольные купола имеют большее удлинение (до 2,5), меньшую строительную высоту профиля (меньшую относительную толщину) и лучшее аэродинамическое качество. Однако при этом и меньшую устойчивость (система медленнее выходит из спирали; на некоторых режимах, за счет пониженной жесткости, купол «дышит», т.е. совершает небольшие пульсационные колебания).

Девятисекционные прямоугольные купола большой площади, изготовленные из ткани с небольшой воздухопроницаемостью типа F-111, используются для студенческих и систем специального назначения.

На переходных планирующих парашютных системах, обычно изготавливаемых из тканей с нулевой воздухопроницаемостью типа ZP-0, применяются прямоугольные купола с площадями выше средних (150-190)фут².

Полуэллиптический парашют – парашют, крайние нервюры которого имеют меньшую хорду, чем центральная нервюра, форма парашюта в плане имеет закруглённую переднюю или заднюю кромку. Большей частью – купола с задней эллиптической кромкой. Это переходной вариант от прямоугольных к эллиптическим куполам. Отдельные образцы могут иметь эллипсность кромки даже большую, чем у эллиптических куполов. По сравнению с прямоугольными куполами обладают более высокими аэродинамическими характеристиками, однако и меньшей устойчивостью. 

Слабоэллиптический парашют – эллиптический или полуэллиптический парашют с небольшой (не более 5%) разницей в длине хорд крайней и центральной нервюр. Форма крыла в плане изменена с целью несколько улучшить аэродинамику системы, при этом не ухудшая управления, а также характеристик устойчивости и безопасности. Слабоэллиптические купола обычно применяются для класса переходных парашютов.

Эллиптический парашют – парашют, крайние нервюры которого имеют существенно меньшую хорду, чем центральная нервюра, форма парашюта в плане имеет закруглённую переднюю и заднюю кромки.

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 в плане купол сам выходит на прямое планирование, а эллиптический продолжает вращаться в спирали и его необходимо выравнивать вручную [2]. Кроме того, эллиптические купола, 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» (большая горизонтальная составляющая скорости). Благодаря меньшему индуктивному сопротивлению данной формы они имеют высокое 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 [2].

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».

Парашют с косыми (диагональными) нервюрами – парашют, имеющий дополнительные диагональные нервюры, обеспечивающие более правильную форму профиля. В отличие от обычных парашютов типа «крыло», имеет секции, состоящие из трёх или четырёх частей.

Купола с косыми нервюрами наиболее совершенны. 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, что благоприятно сказывается на его сопротивлении и, как следствие, 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 и совершать прыжки с большой загрузкой [2].

Уровень подготовки парашютиста

Обычно определяется количеством прыжков и классами освоенных им парашютов.  

Существующий порядок допуска спортсменов-парашютистов к прыжкам с парашютом типа «крыло» [1] и градация по количеству выполненных спортсменом парашютных прыжков, которая устанавливает зависимость между количеством прыжков спортсмена и классом освоенных им парашютов, определяют допуск спортсмена к прыжкам с парашютом более высокого спортивного класса. 

Теперь можно перейти к классификации спортивных парашютов, как они приводятся в различных источниках.

По своим характеристикам парашюты типа «крыло» делятся на [1],[2]:

Спортивные студенческие парашюты – это парашюты классической прямоугольной формы площадью (17,65-27,87)м², т.е. (210-300)фут² с горизонтальной скоростью до 11м/с, предназначенные для обучения начинающих парашютистов, совершенствующих личное мастерство, спортсменов-парашютистов с весом более 90кг, но не превышающим веса указанного в инструкции по эксплуатации данной парашютной системы (коэффициент загрузки менее 0,85). Комплектуются страхующим прибором типа «Сайпрес-студент» и двусторонней системой раскрытия основного парашюта.

Классические (точностные) – используются в основном для целей точного приземления в заданную точку поверхности. Изготавливаются из тканей с относительно небольшой воздухопроницаемостью (F-111 или ее аналогов по прочности и проницаемости). Как правило, имеют семь секций, небольшое удлинение крыла (1,8-2,2), относительно большую площадь (22-28)м², аэродинамическое качество порядка 2 единиц, относительно толстый профиль крыла. Вертикальная составляющая скорости порядка 5м/с, горизонтальная составляющая порядка 10м/с. Семисекционные купола, изготовленные из ткани F-111, отличаются хорошей устойчивостью, относительно слабой восприимчивостью к порывам ветра, широким диапазоном контролируемых режимов планирования, в частности, устойчивого снижения при минимальной горизонтальной составляющей скорости.

Спортивные переходные парашюты – это парашюты классической прямоугольной формы, площадью (12,5-21,37)м², т.е. (135-230) фут², с горизонтальной скоростью до 14м/с, предназначенные для поэтапного перехода спортсменов-парашютистов к среднескоростным куполам. Парашют относится к переходным парашютам при условии, что величина  его коэффициента загрузки находится в интервале: 0,85-1,1.

Спортивные среднескоростные парашюты – это парашюты прямоугольной или полуэллиптической формы, площадью (9,9-21,37)м², т.е. (110-170) фут², с горизонтальной скоростью до 16 м/с, предназначенные для спортсменов-парашютистов, в совершенстве освоивших управление переходными куполами. Парашют относится к среднескоростным парашютам при условии, что величина его коэффициента загрузки находится в интервале: 1,1 -1,4.

Спортивные скоростные парашюты –  это парашюты полуэллиптической или эллиптической формы, площадью менее 17,65м², т.е. (135)фут², с горизонтальной скоростью до 18 м/с, предназначенные для опытных спортсменов, в совершенстве освоивших управление среднескоростными куполами. Парашют относится к среднескоростным парашютам при условии, что величина его коэффициента загрузки находится в интервале: 1,4 -1,7.

Спортивные высокоскоростные парашюты – это парашюты эллиптической формы, площадью менее 15,79м² (от 110фут² и менее), с горизонтальной скоростью более 18 м/с, предназначенные для опытных спортсменов-парашютистов, в совершенстве освоивших управление скоростными куполами. Парашют относится к высокоскоростным, при условии, что его коэффициент загрузки изменяется в пределах: 1,6 -1,8.

Тандемы – предназначены для прыжков парашютиста (тандем-мастера) совместно с пассажиром. Так может осуществляться экстренная доставка врача в труднодоступные районы местности для оказания экстренной медицинской помощи, других специалистов и т.д.

В спортивных целях таким образом знакомят начинающего спортсмена со свободным падением и планированием под крылом, сокращая процесс длительного и дорогого обучения при высоком уровне безопасности прыжка. На пассажира (начинающего спортсмена) надевают подвесную систему без парашюта. С помощью карабинов она пристегивается к подвесной системе тандем-мастера.

К надежности и безопасности тандем-системы предъявляются повышенные требования. Крыло рассчитано на вес двух человек, и поэтому имеет увеличенные прочностные характеристики и площадь. Тандем-крыло обычно изготавливают девятисекционным прямоугольным или эллиптическим в плане. Могут быть и нестандартные конструкции, например, одиннадцатисекционные крылья. С учетом специфики тандем-прыжка эти системы имеют нестандартные устройства некоторых узлов, например, кольцо запасного парашюта и подушка отцепки ориентированы наружу, так как иначе они были бы закрыты телом пассажира. Тандем-системы, как правило, оборудуются системой транзитного раскрытия запасного парашюта после отцепки отказавшего основного.

В состав системы входит дрог – вытяжной парашют на длинном соединительном звене, который выполняет также и роль стабилизирующего парашюта.  

Купольные системы – предназначены для построения фигур купольной акробатики.

Практически это можно сделать на любых типах парашютов, близких по летным характеристикам.  Однако полноценно и эффективно работать по дисциплинам купольной акробатики можно только со специальными парашютами [2]. Обычно это скоростные прямоугольные семисекционные парашюты, имеющие некоторые отличия от стандартных. Купольные парашюты предназначены для раскрытия сразу после отделения от самолета и должны наполняться максимально быстро.  Поэтому на них нет камер; в уложенном виде купол находится непосредственно под клапанами ранца. Вместо слайдера установлена крестовина. Часто отсутствуют соты для укладки строп. Стропы укладываются в распашной чехол в задней части верхней оболочки. Купольные системы не рассчитаны на длительное падение, максимально допустимая задержка раскрытия для них не более пяти секунд. При больших задержках возникают слишком большие перегрузки, опасные для парашютиста и вызывающие повреждение парашюта [2]. В отличие от других парашютов, купольные не имеют вилок на двух передних шеренгах строп. Две внутренние и две внешние стропы первой шеренги (маячковые) выполняются другим цветом (например, красным), чтобы парашютисту, принимающему подачу, проще было взять нужную стропу. С этой же целью цвет центральной секции может отличаться от цвета остальных секций [2]. Чтобы исключить вероятность зацепления купольщиков за звено чужого вытяжного парашюта, применяется система втягивания этого звена. Втянутое звено располагается либо на верхней оболочке, либо под нижней. В последнем случае в центре купола (в обеих оболочках) делается отверстие и устанавливается люверс. При работе на ротацию или скоростное построение, между передними свободными концами может быть установлена перемычка, за которую принимающий купольщик может быстро схватиться ногой и которая в сжатой «этажерке» не позволяет ногам парашютиста соскальзывать со свободных концов на стропы [2]. Иногда при укладке купольных систем петли управления выводятся на плечевые обхваты, что предусматривается конструкцией ранца. Т.е. петли управления крепятся к плечевым обхватам, например, на «липучке». Такая доработка позволяет спортсмену, вбросившему вытяжной парашют в поток, сразу же взять в руки петли управления и скорректировать направление движения системы сразу же после раскрытия купола.    

Литература

1. Электронный ресурс http://www.aviasoyuz.com.ua

2. Псурцев П.А. Прыжки с парашютом.