ПАРАШЮТ (ВАРИАНТЫ)
PARACHUTE (VERSIONS)

Изобретение относится к парашютной технике и предназначено для использования в десантных парашютных системах.
Известен управляемый парашют, содержащий квадратный купол со стропами, управление которым осуществляется натяжением свободных концов подвесной системы (патент США №2651481 от 1953 г., кл. 244-145). Этот парашют сложен в управлении, требует от парашютиста значительных физических усилий и имеет очень низкое аэродинамическое качество (К≤0,5).
Известен также управляемый парашют, содержащий плоский квадратный купол со стропами, закрепленными по кромкам его сторон, причем несколько строп выполнены удлиненными и прикреплены к кромкам двух противоположных сторон (Авторское свидетельство СССР №690770 от 05.12.77, МПК В64D 17/02). Этот парашют недостаточно удобен в эксплуатации, и он также имеет очень низкое аэродинамическое качество.
Известен также десантный парашют Д-6 серии 4 (Техническое описание №16920-80, изд. 1980 года), включающий круглый купол, состоящий из четырех секторов, стропы, закрепленные на кромках купола и разбитые на четыре группы, при этом каждая группа закреплена на соответствующем свободном конце подвесной системы, и систему управления для обеспечения разворотов. Этот парашют имеет также низкое аэродинамическое качество.
Известен также десантный парашют (патент России №2267448 от 22.08.2001 г., МПК В64D 17/02), имеющий крестообразную форму купола в плане и содержащий квадратную центральную часть и четыре боковых лопасти, при этом каждая лопасть прикреплена к смежным лопастям в местах вдоль смежных боковых кромок лопастей. Конструкция этого парашюта обеспечивает приземление личного состава, но не позволяет при необходимости планировать с аэродинамическим качеством.
Наиболее близким техническим решением является парашют ПД-47 (Техническое описание парашюта ПД-47, №7762-68, изд. 1969 года), включающий купол квадратной формы со срезанными углами, стропы, закрепленные по кромкам его сторон и разбитые на четыре группы, при этом половина строп, закрепленных на одной стороне квадрата, и половина строп, закрепленных на другой стороне, прилежащих одному углу, сведены в одну группу, а каждая группа строп закреплена на соответствующем свободном конце подвесной системы, и систему управления для обеспечения разворотов.
2
Недостатком такого парашюта является низкое аэродинамическое качество, так как его купол представляет собой крыло малого удлинения λ=1, (λ=l/S, где l - размах купола поперек горизонтальной составляющей направления полета, S - площадь купола). Как известно, аэродинамическое качество несущей поверхности зависит от ее удлинения. Чем больше удлинение, тем выше аэродинамическое качество, а следовательно, больше дальность планирования.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание парашюта, способного устойчиво спускаться вертикально с нулевым аэродинамическим качеством, а при необходимости имеющего возможность планировать с аэродинамическим качеством К=1. При этом парашют должен иметь сравнительно простую конструкцию.
Технический результат достигается следующей совокупностью существенных признаков. В парашютной системе, включающей купол, имеющий форму квадрата, и стропы, закрепленные по кромкам каждой из его сторон, сведенные в группы и соединенные со свободными концами подвесной системы, которые попарно связаны между собой, стропы, закрепленные по каждой из сторон квадрата, сведены в одну группу, при этом стропы, закрепленные на двух сторонах квадрата, прилежащих к одному углу, соединены с одной парой свободных концов подвесной системы, а стопы, закрепленные на двух других сторонах квадрата, прилежащих к противоположному углу, соединены с другой парой свободных концов.
Такое конструктивное решение позволяет парашютной системе устойчиво спускаться вертикально с нулевым аэродинамическим качеством, а при необходимости иметь возможность планировать с аэродинамическим качеством К=1. Сведение строп, расположенных по каждой стороне квадрата, в одну группу и соединение строп, закрепленных на двух сторонах квадрата, прилежащих к одному углу, с одной парой свободных концов, а строп, закрепленных на двух других сторонах квадрата, прилежащих к противоположному углу, с другой парой свободных концов, позволяет ориентировать диагональ купола, проходящую через упомянутые выше углы, перпендикулярно к направлению горизонтальной составляющей полета. В этом случае данная диагональ будет являться размахом купола парашюта. При этом удлинение купола как аналога крыла становится больше (λ~2), а следовательно, увеличивается аэродинамическое качество парашюта и дальность его планирования.
Для усиления технического результата квадратный купол может быть выполнен с двумя срезанными противолежащими углами, при этом через упомянутые выше углы проходит диагональ, ориентированная по направлению полета.
Технический результат может быть достигнут и другим вариантом выполнения изобретения. В парашютной системе, включающей купол, имеющий форму ромба, и стропы, закрепленные по кромкам каждой из его сторон, сведенные в группы, и соединенные со свободными концами подвесной системы, которые попарно связаны между собой, стропы, закрепленные по каждой из сторон ромба, сведены в одну группу, при этом стропы, закрепленные на двух сторонах ромба, прилежащих к одному углу, соединены с одной парой свободных концов подвесной системы, а стопы, закрепленные на двух других сторонах ромба, прилежащих к противоположному углу, соединены с другой парой свободных концов, при этом через упомянутые выше углы проходит большая диагональ ромба.
Для усиления технического результата купол может быть выполнен с двумя срезанными противолежащими углами, расположенными на меньшей диагонали ромба.
Такое конструктивное решение позволяет ориентировать большую диагональ ромба перпендикулярно направлению горизонтальной составляющей полета, а следовательно, увеличить удлинение купола и аэродинамическое качество парашюта.
На фиг.1 показан общий вид предлагаемого парашюта с куполом квадратной формы.
На фиг.2 показан общий вид предлагаемого парашюта с куполом в форме ромба.
Предлагаемый парашют (фиг.1) содержит купол 1 и стропы 2. Раскройная форма купола 1 представляет собой, например, плоский квадрат. Купол 1 может быть выполнен, например, в форме квадрата с двумя срезанными вершинами, расположенными друг против друга по диагонали А (фиг.1). Каждая из срезанных вершин составляет, например, 8% от длины диагонали А (фиг.1). Стропы 2 разбиты на четыре группы по сторонам квадрата. Стропы 2 одним своим концом 3 прикреплены к кромке купола 1, а другим концом 4 установлены на свободных концах 5, 6, 7, 8 подвесной системы 9. Стропы 2, закрепленные на двух сторонах квадрата, прилежащих к одному углу, установлены на свободных концах 5 и 6 подвесной системы 9. Свободные концы 5 и 6 связаны между собой. Стропы 2, закрепленные на двух других сторонах квадрата, прилежащих к противоположному углу, также установлены соответственно на двух других свободных концах 7 и 8, также связанных между собой. Через упомянутые выше углы проходит диагональ В. Правая пара свободных концов 5 и 6, а также левая пара 7 и 8 пропущены, например, через пряжку 10 подвесной системы 9.
Введем связанную с куполом парашюта систему координат OXYZ, поместив начало координат в центре купола и направив ось ОХ по диагонали А (фиг.1) в сторону одного из срезанных углов квадрата. Ось OY направим вверх по нормали к плоскости квадрата. Ось OZ составляет с осями ОХ и OY правую Декартову систему координат. Каждая из четырех групп строп 2 сводится на свободные концы 5 и 6, 7 и 8, которые попарно замыкаются слева и справа от плоскости ОХУ. Таким образом обеспечивается возможность «переката» (т.е. передвижение элемента, соединяющего два свободных конца 5 и 6 или 7 и 8 через специальную пряжку 10 подвесной системы 9) парашюта с наклоном купола в продольной плоскости OXY. Парашютист в подвесной системе размещается таким образом, что направление «спина-грудь» совпадает с направлением оси ОХ парашюта.
Кроме того, на поверхности купола 1 спереди и сзади могут быть дополнительно выполнены гребни 11 (фиг.1) в виде сориентированных по диагонали А проточных полостей, образованных складками купола 1, стянутыми снизу перемычками силового каркаса 12, при этом длина дуги поперечного сечения гребня P=0,05-0,15b, где b - длина хорды купола по полету, а размер стяжек С=0,3-0,6Р, а длина гребня составляет 1/3 длины диагонали купола.
Другим вариантом выполнения изобретения является случай, когда в парашюте, включающем купол 1 стропы 2, купол выполнен, например, в форме ромба (фиг.2). Купол 1 может быть выполнен также, например, в форме ромба с двумя срезанными вершинами, расположенными друг против друга по диагонали А (меньшая диагональ ромба). Стропы 2 разбиты на четыре группы по сторонам ромба. Стропы 2 одним своим концом 3 прикреплены к кромке купола 1, а другим концом 4 установлены на свободных концах 5, 6, 7, 8 подвесной системы 9. Стропы 2, закрепленные на двух сторонах ромба, прилежащих к одному углу, установлены на свободных концах 5 и 6 подвесной системы 9. Свободные концы 5 и 6 связаны между собой. Стропы 2, закрепленные на двух других сторонах ромба, прилежащих к противоположному углу, также установлены соответственно на двух других свободных концах 7 и 8, также связанных между собой. Через упомянутые выше углы ромба проходит диагональ В (большая диагональ ромба). Правая пара свободных концов 5 и 6, а также левая пара 7 и 8 пропущены, например, через пряжку 10 подвесной системы 9.
По первому варианту предлагаемого изобретения парашют функционирует следующим образом.
Поскольку парашют имеет квадратную форму в плане, он, как и прочие квадратные парашюты, при отсутствии «переката» имеет возможность устойчивого вертикального снижения. Такой режим необходим в начальной фазе спуска при массовом десантировании для уменьшения вероятности схождения парашютов в воздухе, а также при приземлении в отсутствие ветра и на небольшие поляны и площадки, ограниченные препятствиями. При этом, осуществив «перекат» слева и справа в разные стороны на равную величину, парашютист может создать вращение парашюта вокруг вертикальной оси.
При необходимости для придания парашюту горизонтальной составляющей скорости полета парашютист должен наклонить купол, осуществив одинаковый «перекат» слева и справа. «Перекат» может осуществляться как в одну сторону, так и в другую, что обеспечивает горизонтальную составляющую скорости движения как вперед, так и назад, а также при разновеликом «перекате» слева и справа - возможность осуществлять развороты. Наличие гребней препятствует подворачиванию внутрь передней или задней части купола парашюта при «перекатах».
При «перекате» парашюта в процессе его снижения возникает горизонтальная составляющая скорости, лежащая в плоскости OXY. При такой ориентации купола относительно направления полета диагональ В является его размахом (фиг.1). Следовательно, конструктивное удлинение квадратного купола λ, сориентированного указанным образом по отношению к направлению полета, составляет λ=2, а с учетом срезанных углов λ=2,06. Для сравнения можно отметить, что удлинение квадратного купола, у которого направление горизонтального полета совпадает с одной из сторон квадрата, составляет λ=1. А удлинение круглого купола λ=4/π=1,27. Следовательно, можно ожидать, что при прочих равных условиях в этих трех вариантах величина аэродинамического качества будет максимальной у квадратного парашюта, сориентированного по направлению полета диагональю А.
Значение аэродинамического качества К=1 позволяет парашюту при скорости снижения, например, 5 м/с иметь горизонтальную составляющую скорости движения также 5 м/с. Это позволит при необходимости избежать значительного ветрового относа в процессе спуска и достичь заданной точки приземления или максимально приблизиться к ней. Кроме того, приземляясь при скорости ветра до 5 м/с, можно осуществить вертикальное приземление, а при скорости ветра более 5 м/с можно развернуться по ветру и, осуществив «перекат» назад, приземлиться лицом вперед, максимально компенсировав ветровой снос.
По второму варианту предлагаемого изобретения парашют работает аналогичным образом.
Проведенные эксперименты доказали, что данный парашют имеет устойчивый вертикальный спуск, а при планировании - имеет максимальное значение аэродинамического качества К=1 при сравнительной простоте конструкции.
Второй вариант выполнения изобретения также позволяет за счет увеличения удлинения купола увеличить аэродинамическое качество.