Кіріспе
Рогалло қанаты – икемді қанаттың бір түрі. 1948 жылы НАСА инженері Фрэнсис Рогалло және оның әйелі Гертруда Рогалло Паравинг деп аталатын, өздігінен ісінетін икемді қанатты ойлап тапты. Бұл қанат "Рогалло қанаты" және икемді қанат деп те белгілі. НАСА Рогаллоның икемді қанатын Меркурий және Джемини ғарыш капсулалары үшін, сондай-ақ басқа ғарыш кемелерінің қонуларында қолдануға болатын балама құтқару жүйесі ретінде қарастырды, бірақ 1964 жылы Джемини бағдарламасынан бұл идеяны дәстүрлі парашюттерге артық көріп, бас тартты.
Тарих
Рогалло 1945 жылдан бері икемді қанатқа қызығушылық танытып келген. Ол әйелімен бірге желкендер жасап, оларды көңіл көтеру үшін ұшырып жүрген. Олар қанатқа ресми қолдау таба алмады, тіпті Рогаллоның жұмыс істейтін орны – Ұлттық кеңес беру комитетінен (NACA) де қолдау алмады, сондықтан тәжірибелерді өз уақытында жүргізді. 1948 жылдың соңына қарай олар икемді қанатты қолданатын екі жұмыс істейтін үлгі жасады – олар "Flexi Kite" деп атаған желкен мен кейін "параплан" деп атаған парашют. Рогалло мен оның әйелі 1951 жылдың наурыз айында икемді шаршы қанатқа патент алды. "Flexi Kite" желкенін ойыншық ретінде сату олардың жұмысын қаржыландыруға және бұл үлгіні жариялауға көмектесті.
NASA зерттеулері
1950 жылдардың аяғы мен 1960 жылдардың басында АҚШ-тың аэроғарыш өндірушілері ғарыш капсулаларын қалпына келтіруге арналған парашюттердің жобаларын жасады. NASA Меркурий жобасының капсуласы үшін уақытша даму мәселелері туған кезде дәстүрлі дөңгелек парашютті Рогалло қанатымен алмастыруды қысқа мерзімге қарастырды. Кейіннен Рогалло қанаты «Жеміс» жобасының капсуласы үшін бастапқы таңдау болды, бірақ дамудағы қиындықтар оны парашютпен алмастыруға әкеп соқты.
Құрылыс
Қазіргі кезде "Рогало қанаты" термині екі жартылай конус бетінен тұратын, екі конусы да алға қарай бағытталған конструкцияны білдіреді. Рогалло қанатының баяу нұсқалары кең, көлбеу конустарға ие. Жылдам, дыбыс астындағы және дыбыс жоғары жылдамдықтағы Рогалло қанатында ұзын, тар конустар болады. Рогалло қанаты – қарапайым және арзан, ерекше қасиеттері бар ұшу қанаты. Қанаттың өзі желкен емес, тігілгенше немесе желкендеуге немесе қуатпен ұшуға қолайлы конфигурацияға келтірілмейінше, оны желкен немесе қуатты ұшақ деп атауға болмайды. Яғни, ол қандай типтегі ұшаққа айналатыны оның қалай бекітіліп, басқарылатынына байланысты. Рогалло қанаты көбінесе ойыншық желкендерде кездеседі, бірақ ғарыш кемелерінің парашюттарын, спорттық парашюттерді, трик және аспалы қанаттар сияқты ультражеңіл ұшақтарды жасау үшін де қолданылды. Рогалло өнертабысы бойынша бірнеше патент алған; оның өнертабысын дамыту цилиндрлік пішіндер, көптеген бөлімдер, түрлі нығайтулар, мұрын бұрыштарының әртүрлілігін қамтыды. Чарльз Ричардстың Рогалло қанатын NASA Paresev жобасында қолдануы 1970 жылдардың басында спорт әлемін жауып тастаған стандартты Рогалло аспалы қанатының прототипіне айналды. Одан әрі, қанат желде иіліп, иілгіш болу үшін жасалған, сондықтан серіппелі ілгектің динамикасына ұқсас жағдай тудырады. Иілгіштік қанаттың турбуленттілікке аз сезімтал болуына және ұқсас өлшемдегі қатаң қанатты ұшаққа қарағанда ыңғайлырақ ұшуға мүмкіндік береді. Қанаттың нығайтылмаған артқы жиегі қанаттың бұрылуына мүмкіндік береді және құйрықсыз (эмпеннаж) аэродинамикалық тұрақтылықты қамтамасыз етеді.
Рогалло қанатты аспалы планер
1961–1962 жылдары авиациялық инженер Барри Палмер бірнеше Рогалло қанаттарының конструкцияларын сынақтан өткізіп, аспалы қанат спортының дамуына үлес қосты. Рогалло қанаттарының эволюциясында маңызды рөл атқарған тағы бір тұлға – Джеймс Хобсон. Оның "Рогалло аспалы қанаты" 1962 жылы Эксперименталды ұшақтар қауымдастығының "Спорттық авиация" журналында жарияланды және АҚШ-тың ұлттық телеарнасында, Лоуренс Велк шоуында көрсетілді. Кейін Австралияда Джон Диккенсон 1963 жылдың ортасында Ryan Aeronautical компаниясының икемді қанатты ұшағынан бейімделгенін мойындаған басқарылатын су шаңғысы желкенін/планерін жасауға кірісті. Паресевтің сынақтан өткізген және ұшқан аспалы планерлері мен әртүрлі ғарыш мердігерлерінің жарнамалары Рогалло қанаттарының дизайнына бірнеше машықтанушылардың қызығушылығын тудырды: Томас Х. Перселл-младший, Барри Хилл Палмер, Джеймс Хобсон, Майк Бернс, Джон Диккенсон, Ричард Миллер, Билл Мойес, Билл Беннетт, Дейв Килборн, Дик Эйпер және тағы жүздеген адамдар. 1960 жылдары аспалы қанат спорты қайта жанданды. Джон Уорт төрт бағаналы аспалы қанаттарды құрастырушылар мен дизайнерлердің алғашқы жетекшісі болды. Бір нүктелі ілмек – бұл ежелгі өнер, ол кем дегенде 1908 жылы Бреслауда толық көрсетілген, сондай-ақ НАСА-ның Джон Уорт аспалы қанаттарында және электрлі аспалы қанаттарында көрінетін үшбұрышты басқару жүйесі. Томас Перселл мен Майк Бернс үшбұрышты басқару жүйесін қолданды. Кейін Диккенсон да осыған ұқсас әрекет жасады, ол сол кездегі стандартты төрт бағаналы конструкцияға сәйкес келетін ұшақ корпусын жасады. Диккенсонның моделі бір ғана ілмек нүктесінен және А-тұғырынан тұрды: ол U-тұғыры бар (кейіннен А-тұғыры бар) Рогалло қанатының аэродинамикалық профилінен бастады; ол кілден, жетек жиектерінен, көлденең балкадан және тұрақты басқару жүйесінен құралды. Желкенді басқару үшін салмақты ауыстыру да қолданылды. "Ski Wing" деп аталған икемді қанатты алғаш рет 1963 жылдың қыркүйегінде Графтон Жакаранда фестивалінде Род Фуллер моторлы қайықтың артынан сүйреп ұшырды. Австралиялық Өзіндік Ұшу Ассоциациясы Австралиядағы аспалы қанаттың алғашқы ұшуы 1972 жылы болғанын мәлімдейді. Калифорния штатының Торранс қаласында Билл Мойеске 1971 немесе 1972 жылы жағажайдың беткейінде Джо Фауст китті аяқпен ұшыруға көмектесті. Мойес өзінің "Rogallo wing hang glider" деп аталатын компаниясын құрды, ол Диккенсон мен австралиялық адаммен жабдықталған жазық желкенді шаңғы шаңғыларында көрген трапеция басқару жүйесін пайдаланды. Билл Мойес пен Билл Беннетт өздерінің жаңа жетілдірілген аспалы қанаттарын бүкіл әлемге экспорттады. Паравинг аспалы қанаты 1995 жылы Space Foundation Space Technology Hall of Fame-ге енгізілді. Отто Лилиентальдан бері аспалы қанаттар салмақты ауыстыру арқылы басқарудың әртүрлі формаларын пайдаланып келеді. Ең көп таралған тәсіл – екі параллель таяқшадан қол астынан ілініп ұшу. Готтлоб Эспенлауб (1922), Джордж Спратт (1929) және Барри Палмер (1962) пилоттар үшін маятник тәрізді орындықтарды қолданды. Рамамен өзара әрекеттесу Рогалло қанаттарын басқарудың әртүрлі құралдарын қамтамасыз етті. Бүгінде Рогалло қанаттарының көпшілігі оның ауырлық орталығын өзгерту арқылы, оның биіктігі мен бұрылуын басқару арқылы басқарылады. Бұл пайдалы жүкті қанаттың астындағы бір немесе бірнеше нүктеден тоқтату арқылы, содан кейін пайдалы жүктің (ұшқыш және басқа да заттардың) маятник тәрізді массасын солға немесе оңға немесе алға немесе артқа жылжыту арқылы жүзеге асырылады. 1958 жылдан 1960 жылға дейін НАСА Рогалло қанаттары үшін бірнеше басқару әдістерін зерттеді, олар Паравингтің әртүрлі нұсқаларында көрініс тапты. Рогалло қанатты аспалы қанаттарында Джон Диккенсон қанаттың астына орнатылған үшбұрышты басқару жүйесінен тұратын салмақты ауыстыру басқару жүйесін қолданды. Ұшқыш орындыққа отырды, кейде оның денесін де байлап қоятын. Ұшқыштың салмағын жоғарыдағы қанаттың массасына және ұстанымына қатысты ауыстыру үшін ұшқышты итеріп-тарту үшін қолмен қолдау ретінде пайдаланылатын үшбұрышты басқару шеңберінің артына ілінеді.
Рогаллоның парашютпен секіру шатырлары
1965 жылы NASA Paresev зерттеулерін тоқтатқаннан кейін, желкенді парашюттер концепциясы әскери және басқа да, Жерге тікелей байланысты мақсаттар үшін пайдаланылды. Осы бағыттар ақырында парашют спортына икемді Rogallo қанатының түрлерін енгізді. 1967 жылы Irvin Hawk және Eagle модельдерін жариялады, бірақ олар 1968 жылы Irvin Delta II Parawing ұсынылғанға дейін қысқа ғана уақытқа қолжетімді болды. Бұл алғашқы Rogallo қанатты парашюттердің ең көп өндірілген және жетілдірілген түрі болды. Олар Irvin-нің АҚШ, Канада және Ұлыбританиядағы үш зауытында жасалды. Delta II парашютті жинау процесін жеңілдету үшін түрлі түсті байлау сызықтарымен жабдықталған, сондай-ақ жоғары жылдамдықпен ашылу кезіндегі соққыларды азайтатын бірегей "Ашылуды тежегіш" (OSI) құрылғысы болды. Оның көлемі сол кездегі ең жаңа үлгі болып саналатын Para Commander-ден сәл үлкен болды. Алғашқы желкенді парашюттердің бірі ретінде, ол парашютистердің қызығушылығын тудырды. Алайда, ол сенімсіз репутацияға ие болды, себебі ашылу кезінде жиі бұзылуларға ұшырады, мүмкін, осындай жаңа конструкция үшін стандартты емес жинау техникасының нәтижесінде. Дегенмен, сәтті ашылған жағдайда, Delta II-нің ұшу қасиеттері мен өнімділігі Para Commander сияқты парашюттерден айтарлықтай жақсы болды. Delta II 1975 жылға дейін қолданыста болды және басқа Rogallo қанатты парашюттерге, мысалы Handbury Para Dactyl-ге жол ашты. Ол 1970 жылдардың ортасы мен соңында негізгі парашют ретінде бір және екі кильдік нұсқаларда, сондай-ақ резервтік парашют ретінде, Safety Dactyl деген атпен шығарылды. Бұл АҚШ-та жасалған парашют болды және ашылу жылдамдығы мен күшін азайту үшін желкенді сырғытқышпен жабдықталған, бұл қазіргі заманғы ram air парашюттеріндегідей қалыпты жағдай. PZ 81 деп аталатын ресейлік Rogallo қанатты парашют 1995 жылға дейін қолжетімді болды. 1970 жылдардың соңында Rogallo қанатты парашюттер ram air парашюттерімен ығыстырылды, олардың сенімділігі мен өнімділігі жақсарған, ал көлемі барлық басқа желкенді және желкенсіз парашюттерге қарағанда азайтылған.
The Delta II had colored suspension lines to help guide the packing process, and also had a unique "Opening Shock Inhibitor" OSI strap that helped retard the high opening speeds and shocks. The packing volume of the canopy was slightly bigger than the then state of the art Para Commander. As one of the first types of gliding canopy, it received a considerable level of interest from jumpers. However, it developed a reputation for being unreliable, as it seemed prone to malfunctions on opening, possibly due to the unorthodox packing techniques for such a new design of canopy. However, when deployed successfully, the glide and performance was markedly better than a Para Commander type canopy. The Delta II was available until 1975 and paved the way for other Rogallo Wing skydiving canopies, such as the Handbury Para Dactyl. This was made in both single keel and dual keel versions as a main parachute in the mid to late 1970s, and also as a reserve parachute version known as a Safety Dactyl. This was a US made canopy and featured a sail slider to reduce opening speeds and opening forces as is normal on a modern ram air canopy. A Russian Rogallo Wing canopy known as a PZ 81 was available as late as 1995. The Rogallo wing canopy was superseded in the late 1970s by the ram air canopies which had improved their reliability and performance, and reduced their packed volume, compared to all other gliding and non gliding parachutes.
Рогалло қырандары
Рогалло қанатты желкендері қанаттың шабуыл бұрышын реттейтін тұтқа арқылы көтерілу және түсуді басқарады. Жіптен жасалған тұтқа әдетте А-рамканың орталық тірегінің алғы жағынан артқы жағына дейін созылатын ілмек болып табылады. Пайдаланушы шабуыл бұрышын орнату үшін тұтқадағы ілмектерге түйіндер байлайды (әдетте, тіреу түйіні). Жаппай өндірілетін рогалло желкендері пластик пленкадан жасалған үшбұрышты тұтқаны пайдаланады, оның бір жиегі жылумен орталық тіреуге біріктірілген. Басқарылатын рогалло желкендерінде әдетте белгілі бір көтерілу бұрышын орнату үшін екі тұтқа болады, ал желкеннің бір жағынан екінші жағына созылған екі жіп арқылы бұрылысты өзгертуге болады. Рогалло 1960 жылдары сонымен қатар сүйреуге арналған жұмсақ фольгадан жасалған бірнеше конструкцияларды әзірледі. Бұл конструкциялар қос кілемді, конустық қанаттары бар және екі немесе төрт жіппен басқаруға болатын көптеген бекіткіш тұтқалары бар. Олардың тартымды күші зор, бірақ қазіргі заманғы сүйреу конструкцияларына қарағанда жұмыс істеу аймағы кішірек. Әдетте #5 және #9 нұсқалары қолданылады.
Ролгаллоның алғашқы патенттері
Бұрын осындай дизайнды жобалар пайда болғанмен және үшбұрышты басқару жақтауын, сондай-ақ салмақты тиімді түрде ауыстыруды басқаруға арналған икемді тіреу сияқты маңызды жаңалықтарды басқалар жасағанмен, Рогалло бірнеше патенттің авторы. Рогалло, Гертруда және т.б., "Иілгіш желкен", АҚШ патенті 2,546,078, 1948 жылғы 23 қарашада тіркелген. Рогалло, Гертруда және т.б., "Иілгіш желкен", АҚШ патенті 2,751,172, 1952 жылғы 17 қарашада тіркелген.
Rogallo, Gertrude et al., "Flexible Kite", US patent 2,751,172, Filed November 17, 1952