ПАРАШЮТ
PARACHUTE

Изобретение относится к парашютной технике, в частности, к крестообразным парашютам, используемым в людских и грузовых парашютных системах [B64D 17/02].
Известен крестообразный парашют [RU 22674482, опубл.: 2006.01.10], концы лопастей которого соединены между собой с образование вертикальных щелей для выпуска воздуха, что позволяет использовать ткань с нулевой или низкой воздухопроницаемостью (пористостью). Для упорядочения раскрытия на стропах установлено устройство рифления - слайдер, выполненный в виде косынки из сетчатого материала с усилительным каркасом и люверсами.
Технической проблемой такой конструкции является невысокий (для парашютов из ткани с нулевой или низкой воздухопроницаемостью) коэффициент аэродинамического сопротивления - 0,8-0,9.
Известен также выбранный в качестве прототипа крестообразный парашют [Руководство по эксплуатации запасного парашюта серии EVO Cross, опубл.: 06.06.2012 (см. https://www.paradrive.ru/upload/iblock/8f2/8f20530f38cdea0e613845452bb8a9b5.pdf)] с короткими лопастями, использующий ткань с низкой воздухопроницаемостью. Концы лопастей соединены друг с другом, длина строп лопастей увеличивается к краям лопастей, а к центральной части купола прикреплены внутренние стропы, формируя коробчатую конструкцию. Коэффициент аэродинамического сопротивления парашюта превышает 2, что обеспечивает кратное уменьшение площади парашюта при обеспечении заданной вертикальной скорости.
Технической проблемой такой конструкции является очень быстрое раскрытие с высокими аэродинамическими нагрузками, что позволяет использовать его только при относительно небольших скоростях ввода.
Обуславливается это тем, что путь наполнения любого парашюта пропорционален геометрическим размерам его купола, в данной конструкции внутренними стропами формируется много «маленьких куполов», чем и обусловлено быстрое раскрытие.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных технических проблем известных решений.
Техническим результатом изобретения является снижение аэродинамических нагрузок на парашют при сохранении высокого аэродинамического сопротивления наполненного парашюта.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен парашют, содержащий купол крестообразной формы с короткими лопастями, выполненный из ткани с низкой или нулевой воздухопроницаемостью, и стропы, присоединённые к лопастям и центральной части с образованием коробчатой конструкции, на стропы установлено устройство рифления - слайдер из ткани с низкой или нулевой воздухопроницаемостью, площадь которого составляет от 1 до 3% от площади купола парашюта, причем в центре слайдера выполнено отверстие.
Предпочтительно, площадь отверстия составляет от 1,5 до 15 % от площади слайдера.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид парашюта.
На фиг. 2 и фиг.3 показаны примеры возможных вариантов формы слайдера.
Осуществление изобретения
Заявленный парашют (см. фиг.1) содержит купол крестообразной формы 1 с короткими лопастями 2, выполненный из ткани с низкой или нулевой воздухопроницаемостью, и стропы 3 и 4, присоединённые к лопастям и центральной части с образованием коробчатой конструкции, в которой концы смежных лопастей соединены общей стропой.
Новым является то, что на стропах 3 и 4 установлено устройство рифления - слайдер, представляющий собой каркасированный лентами осесимметричный отрезок ткани (квадратной 5 (см. фиг.2), восьмиугольной 6 (см. фиг.3) или иной формы), площадь которого составляет от 1 до 3 % от площади купола парашюта.
Данный выбор диапазона площади слайдера от 1 до 3% от площади купола парашюта был получен опытным путем.
За счет гашения тканью слайдера части воздушного потока, идущего на купол, слайдер заявленного размера обеспечивает задержку в раскрытии парашюта без существенного искажения его наполненной формы (и, соответственно, без снижения аэродинамического сопротивления).
Для пропуска сквозь слайдер строп 3 и 4 на слайдере могут быть установлены люверсы 7 (см. фиг.2, фиг.3).
В центре слайдера может быть выполнено отверстие 8, за счёт выполнения которого обеспечивается требуемое время раскрытия парашюта и, соответственно, заданная нагрузка на парашют. С уменьшением размеров отверстия время задержки раскрытия увеличивают, а с увеличением размеров отверстия время задержки уменьшают.
При этом, площадь данного отверстия 8 может составлять от 1,5 до 15% от площади слайдера. Опытным путем было установлено, что при меньшем значении площади отверстия 8 слайдера, чем 1,5% площади слайдера эффект требуемого времени раскрытия парашюта не достигается, либо трудно прогнозируемый. А при большем значении площади отверстия 8 слайдера, чем 15%, теряется полезный эффект от самого слайдера.
Принцип работы слайдера состоит в следующем.
В процессе ввода в действие парашюта, прикреплённого к десантируемому объекту, воздушный поток прижимает слайдер 5 (или 6, или слайдер иной формы) к куполу 1 (в местах крепления самых коротких строп на лопастях 2 купола установлены специальные упоры-ограничители), препятствуя его наполнению.
Поступающий через отверстие 8 воздух обеспечивает постепенное наполнение купола и увеличение давления воздуха под куполом (при одновременном уменьшении скорости движения парашюта, тормозящегося воздушным потоком). Купол плавно наполняется, при этом слайдер опускается вниз по стропам до положения, в котором нет существенного искажения наполненной формы купола (и, соответственно, снижения аэродинамического сопротивления наполненного парашюта).
2
Проведённые в 2015-2018 годах испытания серии парашютов площадью от 2 до 135 м (12 типоразмеров) показали, что при площади слайдера менее 1% от площади купола резко возрастают нагрузки в момент его наполнении (слайдер не способен замедлить раскрытие купола). Также было установлено, что при площади слайдера более 3% от площади купола слайдер «зависает» на стропах, не опускаясь достаточно далеко от купола, чем искажается (увеличивается) угол развала строп, а это приводит к «поджатию» кромки купола и падению аэродинамического сопротивления наполненного парашюта.
В ходе испытаний установлено, что при отсутствии отверстия в слайдере, парашют может долго не наполняться и слайдер «зависает» у кромки купола.
Расчёт площади отверстия в слайдере основывается на:
- оценке подкупольного объёма воздуха;
- скорости груза (или парашютиста) при вводе парашюта в действие (объём протекающего через отверстие в слайдере воздуха, требуемого для заполнения подкупольного пространства, пропорционален скорости воздушного потока);
- учёте потребного времени наполнения купола, напрямую влияющего на перегрузки при вводе парашюта.
Таким образом, для одинаковых парашютов, вводимых на разных скоростях (например, 100 и 300 км/ч), но требующих одинакового времени наполнения, площадь отверстия в слайдере будет различной.
Отработанная в ходе экспериментов минимальная площадь отверстия (1,5% от площади слайдера) обеспечивает замедленное наполнение купола при максимальных (более 300 км/ч) скоростях ввода парашюта, а максимальная площадь отверстия (до 15% от площади слайдера) - оптимальное наполнение купола при минимальных (менее 40 км/ч) скоростях ввода.
2
Настоящее изобретение реализовано ООО «Параавис» в выпускаемых серийно парашютных системах «Тетрагон» площадью от 2 до 135 м, работающих в разных скоростных диапазонах, в том числе и при скоростях ввода более 350 км/ч.