Раскрытие парашютной системы

Раскрытие парашютной системы представляет собой сложный процесс, трудно поддающийся расчету и моделированию.

Весь процесс раскрытия можно разделить на три этапа:

- раскрытие ранца и введение в работу вытяжного парашюта;

- подготовка купола парашюта к наполнению (вытягивание чехла с куполом из ранца, строп из сот и стягивание чехла с купола);

- наполнение купола.

Первый этап длится около 0, 2секунды и зависит в основном от положения ранца парашюта относительно набегающего потока.

Второй этап также быстротечный (0, 3—0, 5 с) и зависит от скорости движения парашютиста и плотности воздуха.

Продолжительность третьего этапа колеблется в пределах 0, 5—1, 5 секунды.

При наполнении купол проходит определенное расстояние, зависящее от размеров купола, его конструкции и материала. Это расстояние равно трем- пяти диаметрам купола и будет пройдено тем быстрее, чем больше скорость в начале наполнения.

В свободном падении парашютист приобрел кинетическую энергию А, которая равна

(1.4)

где А — кинетическая энергия, Дж; m — масса парашютиста, кг;

V— начальная скорость наполнения купола, м/с. При раскрытии парашюта происходит быстрая потеря скорости движения парашютиста. При этом на купол действует нагрузка F, которая зависит от кинетической энергии А и пути /, на котором она была погашена:

(1.5)

При наполнении купола парашюта гасится почти вся кинетическая энергия. Оставшаяся часть ее очень мала (около 1%) и в расчетах не учитывается.

Величину нагрузки F, действующей на купол парашюта при его раскрытии, можно вычислить и по формуле

(1.6)

где m — масса системы (парашютист плюс парашютные системы), кг;

V — начальная скорость наполнения купола, м/с; k — коэффициент сопротивления, зависящий от материала и конструкции купола;

D — диаметр купола, м.

Для куполов из перкаля коэффициент равен 5, 5, из капрона — 4, 5.

Наиболее наглядной величиной, определяющей характер воздействия внешней силы на тело, является перегрузка и, которая равна отношению этой силы к массе тела, т. е.

(1.7)

При прыжках с малых высот с тренировочными системами перегрузка в момент наполнения купола равна 5—6 ед., а с управляемыми и спасательными системами может достигать 16 ед.

С увеличением высоты открытия парашюта перегрузки увеличиваются, так как критическая (равновесная) скорость падения парашютиста на этих высотах больше, а величина пути, пройденного куполом при наполнении, остается прежней. Вот почему в сочетании с низкими температурами и пониженным содержанием кислорода перегрузки на больших высотах переносятся болезненно и высоты открытия парашюта ограничены 3—5 км.

Для уменьшения нагрузки при раскрытии парашюта в процессе его конструирования предусматривается следующее:

купола изготавливают из тканей с хорошей воздухопроницаемостью;

купол укладывают в чехол;

стропы затягивают в соты;

в куполах предусматривают специальные отверстия или щели.

В 70-80годах в парашютостроении стал использоваться еще один способ уменьшения перегрузок при раскрытии парашюта — рифление кромки купола. По периметру кромки купола пришиваются металлические кольца, через которые пускается шнур. Концы его проходят через вершину купола и прикрепляются к вытяжному парашюту. Вытяжной парашют после наполнения натягивает рифовочный шнур, который препятствует быстрому расхождению кромки купола под воздействием набегающего потока, в результате чего увеличиваются время и путь наполнения купола, а значит, уменьшается перегрузка, действующая на парашютиста.

В отношении восприятия нагрузки при раскрытии парашюта большое значение имеет подгонка подвесной системы. Чем плотнее прилегает она к телу парашютиста, тем равномернее распределяется нагрузка и, следовательно, меньше вероятность получения травм.

Также существенное значение имеет группировка тела перед раскрытием парашюта. В этот момент необходимо напрячь все мышцы и по возможности после выхода вытяжного парашюта занять вертикальное положение. В этом случае нагрузка, действующая на парашютиста в момент раскрытия парашюта, переносится гораздо легче. Чтобы выполнить вторую часть этой рекомендации, необходимо уметь управлять своим телом в свободном падении. Большое значение здесь имеет тренировка. Натренированный человек может переносить большие перегрузки без вреда для себя.

Снижение на парашюте

При парашютировании сила сопротивления купола Q находится в равновесии с весом системы G (парашютист плюс парашютные системы)

Используя формулу (1.1), находим

(1.8)

Отсюда скорость снижения равна

(1.9)

Где G — вес парашютиста с парашютными системами, Н; с_к — коэффициент сопротивления купола парашюта; р — плотность воздуха, кг/м³; 5_куп — площадь купола парашюта, м².

Коэффициент с_к зависит от материала и конструкции парашюта.

Из формулы видно, что чем больше вес системы О, тем больше скорость

снижения. Приближенно зависимость такая: с увеличением веса системы на 10% скорость снижения увеличивается на 5%.

В зависимости от увеличения высоты, а соответственно и уменьшения плотности воздуха скорость снижения увеличивается. Так, при повышении высоты на 200 м скорость снижения увеличивается на 1%.

Изменение температуры воздуха приводит также к изменению плотности воздуха, а значит и скорости снижения. Зимой при температуре от —5 до 10° С скорость снижения на 5—10% меньше, чем летом.

Конструктивно парашютные системы созданы так, что скорость снижения у земли на тренировочных системах не превышает 5 м/с, на спасательных 6 м/с, на запасных 7 м/с, •размеры их куполов соответственно находятся в пределах 80, 60 и 50 м².

Если при снижении на парашюте подтянуть с одной стороны несколько строп, то кромка купола с этой стороны опустится и обтекание его воздухом будет несимметричным (рис. 1.4). Со стороны приподнятой части кромки купола воздуха будет выходить больше, в результате этого появится реактивная сила, толкающая купол в сторону подтянутых строп со скоростью 1, 5—2 м/с. Следует заметить, что мидель купола при этом уменьшается и возрастает скорость снижения, которая при глубоком скольжении может достигать 15—20 м/с.

Почти все современные тренировочные и управляемые системы имеют собственную скорость перемещения по горизонтали от 1, 5 до 5, 5 м/с за счет щелей в задней части купола через которые вытекает часть воздуха, в результате чего возникает реактивный эффект.

Во второй половине 70-х годов появились управляемые парашютные системы совершенно новой конструкции планирующие (рис. 1.5). Задняя кромка у них приподнята и парашют, как планер, скользит по воздуху. Профиль купола напоминает крыло, при обтекании его воздухом создается подъемная сила, которая удерживает систему «парашютист — парашют», создавая необходимую безопасную скорость снижения при горизонтальной скорости перемещения до 10 м/с.

При снижении на любом парашюте суммарная скорость перемещения парашютиста Vп равна геометрической сумме горизонтальной скорости Vг и скорости снижения V_CH.

Приземление

Приземление является завершающим, наиболее сложным и ответственным этапом прыжка с парашютом, требующим от парашютиста совершенного знания правил приземления и строгого их выполнения. Малейшее отклонение от этих требований приводит к травмированию.

При приземлении парашютиста происходит резкое гашение его скорости снижения до нуля, которое воспринимается как удар о землю.

Силу удара в момент приземления можно определить через кинетическую энергию и путь, на котором она гасится:

(1.10)

где А — кинетическая энергия, Дж;

l — путь гашения энергии, м;

m — масса парашютиста с запасной парашютной системой, кг;

Vпр — скорость приземления, м/с.

Путь гашения энергии лежит в пределах 0, 1 — 1 м. При правильном приземлении сила удара не велика и легко переносится, а при несоблюдении мер безопасности может достигать величины, превышающей предельно допустимую для организма. Существует и второй способ определения силы удара при приземлении с учетом времени гашения кинетической энергии по формуле, исходящей из второго закона Ньютона:

(1.11)

где F — сила удара, Н;

t — время гашения скорости до нуля, с; т — масса системы (парашютист плюс запасная система), кг;

Vпр — скорость приземления, м/с.

Очень интересную временную характеристику силы удара при приземлении с трамплина высотой 2, 5 м (Vпр «7 м/с) на измерительную площадку приводит В.П.Ломоносов.

В результате исследований он определил, что основная сила динамического удара концентрируется в начальный момент приземления (ударная фаза) и находится в пределах 5000— 8000 Н при времени воздействия 0, 04—0, 11 с; через 0, 3—0, 5 с наступает снижение усилий до 1500—2500 Н.

Приземление с последующим падением вперёд - набок уменьшает силу удара в среднем на 20—30%.

Из-за малого времени воздействия ударной фазы части тела не успевают деформироваться, поэтому величина нагрузки в этот период существенного значения для организма не имеет, а основное влияние на него оказывает нагрузка, действующая через 0, 2—0, 3 с.

Исходя из анализа множества приземлений, необходимо отметить, что весьма важным фактором в восприятии организмом ударной нагрузки являются ее величина и направленность.

Она должна удовлетворять следующим требованиям:

-быть вдоль костных тканей;

-создавать наивыгоднейшие условия для амортизационной работы мышц;

-не иметь возможностей для создания резких опрокидывающих моментов;

-не создавать резких боковых нагрузок на ноги.

Уменьшение ударной нагрузки при приземлении достигается за счет уменьшения скорости приземления и увеличения пути гашения кинетической энергии.

Скорость приземления Vпр зависит от горизонтальной скорости перемещения парашютиста Vг и скорости снижения Vсн и является их геометрической суммой.

Скорость снижения Vсн предусмотрена конструкцией парашюта и у земли незначительно изменяется с изменением массы парашютиста и плотности воздуха.

Горизонтальная скорость Vг зависит от силы ветра, а также от ^направления и величины собственной скорости парашюта, если он имеет киль или щели. Для уменьшения Vг перед приземлением необходимо развернуть купол так, чтобы его скорость была направлена против ветра.

На планирующих оболочках скорость приземления Vпр может, быть уменьшена почти до нуля за счет постановки купола на большие углы атаки (опускание задней кромки купола). Такое приземление напоминает посадку птиц.

Уменьшение ударной нагрузки при приземлении за счет увеличения пути гашения энергии может быть достигнуто одним из следующих путей: преднамеренным падением с выполнением кувырков; приземлением на мягкий грунт (пахота, луг, песок и т.д.).

Наиболее целесообразной направленность ударной нагрузки при приземлении будет тогда, когда глиссада снижения проходит через центр тяжести тела, расположенный в области солнечного сплетения, и через ступни ног (рис 1.6). Для этого после визуального определения глиссады снижения необходимо развернуться лицом в сторону набегающей земли, свести ноги и поставить их по глиссаде за счет изменения угла в тазобедренном суставе. При этом угол в коленях между голенью и бедром должен быть 120—150°, что создает наиболее благоприятные условия для работы мышц ног.

Протаскивание

Когда на парашют после приземления парашютиста действует сила, превышающая силу трения парашютиста о землю, происходит его протаскивание

(рис. 1.7). Скорость протаскивания тем больше, чем сильнее ветер, больше площадь купола и меньше коэффициент трения парашютиста о землю (рис. 1.8). Как видно из графика, скорость протаскивания может достигать больших величин и при наличии препятствий приводить к травмированию.

Десантникам на учениях и в боевой обстановке, а также летчикам после вынужденного покидания самолета приходится приземляться и в сильный ветер. Да и спортсмен-парашютист может попасть в неожиданный порыв ветра после приземления, поэтому необходимо уметь своевременно ликвидировать протаскивание.

Существуют следующие способы борьбы с протаскиванием: при медленном протаскивании — подтягивание нижних строп до гашения купола или забегание относительно линии протаскивания на 90°;

При сильном протаскивании отсоединение купола от подвесной системы с помощью специальных замков типа ОСК или КЗУ, а при их отсутствии обрезание ножом одной из групп свободных концов подвесной системы.

При снижении в сильный ветер и отсутствии на подвесной системе замков ОСК, КЗУ более целесообразно расстегнуть подвесную систему еще в воздухе, чтобы после касания земли быстро освободиться от нее полностью

. Требования к экипировке летного состава и парашютистов при выполнении полетов и прыжков с парашютом в различных климатогеографических условиях. Подгонка подвесных систем.

Время: 2 часа.

Место: Методический класс.

Цель: Довести до обучаемых требования к экипировке, ее назначение. Научить подгонять подвесную систему при прыжках в зимний и летний период.

Общие требования к экипировке парашютистов

Шлем (каска или десантный шлем);

Одежда (из плотной, прочной ткани, закрывающая ноги и руки до кистей, перчатки);

Обувь (прочная с высоким берцем, фиксирующим голеностоп, с не стоптанным каблуком высотой 1, 5-2 см);

Стропорез, Колодка: высотомер, секундомер (для парашютистов, выполнивших 3 и более прыжков).

Осмотр обмундирования.

При осмотре обмундирования проверяют головной убор, комбинезон (куртка, брюки), перчатки и обувь.

Головной убор должен соответствовать по размеру, быть исправным и иметь надежные застежки. Парашютисты-спортсмены должны выполнять прыжки в каске. Парашютистам начального обучения допускается использовать танковый шлем или шапку-ушанку.

Комбинезон должен соответствовать росту парашютиста, не иметь разрывов, карманы должны быть застегнуты на пуговицы (закрыты на молнии);

Перчатки должны соответствовать размеру, не иметь разрывов.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒