Парашют: история, конструкция и применение

Введение

Устройство, используемое для замедления движения объекта в атмосфере – это парашют. Парашют – это устройство, предназначенное для замедления движения объекта в атмосфере путем создания сопротивления или, в случае парашюта с жестким крылом, аэродинамической подъемной силы. Основное применение – обеспечение безопасного спуска людей, для отдыха или в качестве средства безопасности для пилотов, которые могут покинуть воздушное судно на высоте и безопасно приземлиться. Парашют обычно изготавливается из легкой и прочной ткани. Ранние парашюты делали из шелка. В настоящее время наиболее распространенным материалом является нейлон. Купол парашюта обычно имеет куполообразную форму, но существуют также прямоугольные, перевернутые купола и другие варианты. К парашютам могут крепиться различные грузы, включая людей, продовольствие, оборудование, космические капсулы и бомбы.

Средние века

В 852 году в Кордове (Испания) мавр Армен Фирман безуспешно попытался взлететь, спрыгнув с башни в большом плаще. Записано, что "в складках его плаща было достаточно воздуха, чтобы смягчить падение и избежать серьезных травм".

Ранний Ренессанс

Самые ранние свидетельства существования настоящего парашюта относятся к эпохе Возрождения. Самый старый из известных проектов парашюта встречается в рукописи 1470-х годов, приписываемой Такколе (British Library, Add MS 34113, fol. 200v), на которой изображён свободно висящий человек, держащийся за перекладину рамы, прикреплённой к коническому куполу. В качестве меры предосторожности, четыре ремня шли от концов прутьев к поясному ремню. Хотя площадь поверхности конструкции парашюта, по-видимому, слишком мала для обеспечения эффективного сопротивления воздуху, а деревянная основа рамы излишняя и потенциально опасная, базовая концепция действующего парашюта очевидна. Вскоре после этого, более сложный парашют был зарисован учёным Леонардо да Винчи в его "Кодексе Атлантикус" (fol. 381v), датированном приблизительно 1485 годом. Возможность реализации пирамидального проекта Леонардо была успешно продемонстрирована в 2000 году британцем Адрианом Николасом и повторно в 2008 году швейцарским парашютистом Оливье Виетти Теппа. По мнению историка техники Линн Уайт, эти конические и пирамидальные конструкции, значительно более сложные, чем ранние акробатические прыжки с жёсткими зонтами в Азии, знаменуют собой происхождение "парашюта в том виде, в котором мы его знаем". Ранее широко распространено было мнение, что в 1617 году Веранцио, в возрасте 65 лет и будучи тяжело больным, воплотил свой проект в жизнь и испытал парашют, спрыгнув с кампанилы Святого Марка, с близлежащего моста или из собора Святого Мартина в Братиславе. В различных публикациях ошибочно утверждалось, что об этом событии примерно через тридцать лет задокументировал Джон Уилкинс, один из основателей и секретарь Королевского общества в Лондоне, в своей книге "Математическая магия, или чудеса, которые могут быть совершены с помощью механической геометрии", опубликованной в Лондоне в 1648 году.

XVIII и XIX века

Современный парашют был изобретен в конце XVIII века Луи Себастьяном Ленорманом во Франции, который совершил первый зафиксированный публичный прыжок в 1783 году. Ленорманд также предварительно зарисовал своё устройство. Два года спустя, в 1785 году, Ленорманд образовал слово "парашют", объединив итальянский префикс *para*, императивную форму *parare* – предотвращать, защищать, сопротивляться, охранять, укрывать, от *paro* – отражать, и французское слово *chute* – падение, чтобы описать истинное назначение этого аэронавтического прибора. Также в 1785 году Жан-Пьер Бланшар продемонстрировал его как средство безопасной посадки из воздушного шара. Хотя первые демонстрации парашюта Бланшара проводились с собакой в качестве пассажира, позже он утверждал, что получил возможность испытать его самому в 1793 году, когда оболочка его воздушного шара разорвалась, и он использовал парашют для спуска. (Свидетелей этого события не было). 12 октября 1799 года Жанна Женевьева Гарнерин поднялась на гондоле, прикреплённой к воздушному шару. На высоте 900 метров она отсоединила гондолу от шара и спустилась в гондоле на парашюте. Таким образом, она стала первой женщиной, совершившей прыжок с парашютом. Она продолжила совершать множество подъёмов и спусков с парашютом в городах Франции и Европы. Последующая разработка парашюта была направлена на уменьшение его габаритов. Если ранние парашюты изготавливались из льняной ткани, натянутой на деревянный каркас, то в конце 1790-х годов Бланшар начал делать парашюты из сложенного шёлка, используя прочность и лёгкость этого материала. В 1797 году Андре Гарнерин совершил первый спуск на "бескаркасном" парашюте, обтянутом шёлком. В 1804 году Жером Лаланд внедрил вентиляционное отверстие в купол, чтобы устранить сильные колебания.

В канун Первой мировой войны

В 1907 году Чарльз Бродвик продемонстрировал два ключевых усовершенствования парашюта, который он использовал для прыжков с воздушных шаров на ярмарках: он складывал свой парашют в рюкзак, и парашют вытягивался из рюкзака статической стропой, прикрепленной к воздушному шару. Когда Бродвик прыгал с шара, статическая стропа натягивалась, вытягивала парашют из рюкзака, а затем обрывалась. В 1911 году в Эйфелевой башне в Париже был проведен успешный испытательный прыжок с манекеном. Вес манекена составлял ; вес парашюта составлял . Длина строп между манекеном и парашютом была . Хотя Герман Латтеман и его жена Кете Паулюс прыгали с парашютами в мешках в последние десятилетия XIX века. В 1912 году, на дороге возле Царского Села, за несколько лет до того, как оно вошло в состав Санкт-Петербурга, Котельников успешно продемонстрировал тормозящий эффект парашюта, разогнав автомобиль Russo Balt до максимальной скорости и затем открыв парашют, прикрепленный к заднему сиденью, тем самым изобретя также и тормозной парашют. Штефан Банич запатентовал конструкцию, похожую на зонт, в 1914 году и продал (или передал в дар) патент военным Соединенных Штатов, которые впоследствии модифицировали его конструкцию, что привело к созданию первого военного парашюта. Банич был первым, кто запатентовал парашют, и его конструкция была первой, которая надежно функционировала в XX веке. Экипажам союзнических самолетов "тяжелее воздуха" парашюты не выдавались. Утверждалось, что это было сделано для того, чтобы пилоты не покидали самолет при повреждении, а пытались его спасти, но вице-маршал авиации Артур Гоулд Ли, сам пилот во время войны, изучил документы британского военного ведомства после войны и не нашел подтверждений этому утверждению. Кроме того, кабины самолетов того времени были недостаточно просторными для размещения пилота и парашюта, поскольку сиденье, подходящее пилоту в парашюте, было бы слишком большим для пилота без парашюта. Поэтому немецкий тип парашюта хранился во фюзеляже, а не в рюкзаке. Вес – в самом начале – также был важным фактором, поскольку грузоподъемность самолетов была ограничена. Ношение парашюта снижало летные характеристики и уменьшало полезную нагрузку и запас топлива. В Великобритании Эверард Калтроп, инженер-железнодорожник и заводчик арабских лошадей, изобрел и продавал через свою компанию Aerial Patents "Британский парашют" и парашют "Ангел-хранитель". В рамках расследования конструкции Калтропа 13 января 1917 года летчик-испытатель Клайв Франклин Коллетт успешно совершил прыжок с самолета Royal Aircraft Factory BE.2c, летевшего над экспериментальной станцией Орфорд-Несс. Он повторил эксперимент через несколько дней. За Коллеттом последовал офицер воздушных шаров Томас Орд Лис, известный как "Безумный майор", который успешно прыгнул с Тауэрского моста в Лондоне, что привело к тому, что пилоты воздушных шаров Королевского летного корпуса стали использовать парашюты, хотя они и выдавались для использования в самолетах. В 1911 году Соломон Ли Ван Митер-младший из Лексингтона, штат Кентукки, подал заявку на патент и в июле 1916 года получил патент на парашют рюкзачного типа – "Aviatory Life Buoy". Его автономное устройство оснащалось революционным механизмом быстрого освобождения – вытяжным кольцом (ripcord) – который позволял падающему летчику раскрывать купол только после безопасного удаления от поврежденного самолета. Отто Хайнеке, немецкий наземный техник дирижабля, разработал парашют, который немецкие военно-воздушные силы ввели в эксплуатацию в 1918 году, став первыми в мире военно-воздушными силами, принявшими на вооружение стандартный парашют. Компания Schroeder из Берлина производила конструкцию Хайнеке. Большинство несчастных случаев были вызваны запутыванием парашюта или вытяжного кольца в конструкции вращающегося самолета или отказом строп, проблема, которая была решена в более поздних версиях. В Великобритании сэр Фрэнк Мирс, служивший майором в Королевском летном корпусе во Франции (отдел воздушных шаров), зарегистрировал патент в июле 1918 года на парашют с быстродействующей пряжкой, известный как "парашют Мирса", который с тех пор широко использовался.

In 1907 Charles Broadwick demonstrated two key advances in the parachute he used to jump from hot air balloons at fairs: he folded his parachute into a backpack, and the parachute was pulled from the pack by a static line attached to the balloon. When Broadwick jumped from the balloon, the static line became taut, pulled the parachute from the pack, and then snapped. In 1911 a successful test took place with a dummy at the Eiffel Tower in Paris. The puppet's weight was ; the parachute's weight was The cables between the puppet and the parachute were long. although Hermann Lattemann and his wife Käthe Paulus had been jumping with bagged parachutes in the last decade of the 19th century. In 1912, on a road near Tsarskoye Selo, years before it became part of St. Petersburg, Kotelnikov successfully demonstrated the braking effects of a parachute by accelerating a Russo Balt automobile to its top speed and then opening a parachute attached to the back seat, thus also inventing the drogue parachute. Štefan Banič patented an umbrella like design in 1914, and sold (or donated) the patent to the United States military, which later modified his design, resulting in the first military parachute. Banič had been the first person to patent the parachute, and his design was the first to properly function in the 20th century. no parachutes were issued to the crews of Allied "heavier than air" aircraft. It has been claimed that the reason was to avoid pilots jumping from the plane when hit rather than trying to save the aircraft, but Air Vice Marshall Arthur Gould Lee, himself a pilot during the war, examined the British War Office files after the war and found no evidence of such claim. Airplane cockpits at that time also were not large enough to accommodate a pilot and a parachute, since a seat that would fit a pilot wearing a parachute would be too large for a pilot not wearing one. This is why the German type was stowed in the fuselage, rather than being of the "backpack" type. Weight was – at the very beginning – also a consideration since planes had limited load capacity. Carrying a parachute impeded performance and reduced the useful offensive and fuel load. In the UK, Everard Calthrop, a railway engineer and breeder of Arab horses, invented and marketed through his Aerial Patents Company a "British Parachute" and the "Guardian Angel" parachute. As part of an investigation into Calthrop's design, on 13 January 1917, test pilot Clive Franklyn Collett successfully jumped from a Royal Aircraft Factory BE.2c flying over Orford Ness Experimental Station at He repeated the experiment several days later. Following on from Collett, balloon officer Thomas Orde Lees, known as the "Mad Major", successfully jumped from Tower Bridge in London, which led to the balloonists of the Royal Flying Corps using parachutes, though they were issued for use in aircraft. In 1911, Solomon Lee Van Meter, Jr. of Lexington, Kentucky, submitted an application for, and in July 1916 received, a patent for a backpack style parachute – the Aviatory Life Buoy. His self contained device featured a revolutionary quick release mechanism – the ripcord – that allowed a falling aviator to expand the canopy only when safely away from the disabled aircraft. Otto Heinecke, a German airship ground crewman, designed a parachute which the German air service introduced in 1918, becoming the world's first air service to introduce a standard parachute. Schroeder company of Berlin manufactured Heinecke's design. These fatalities were mostly due to the chute or ripcord becoming entangled in the airframe of their spinning aircraft or because of harness failure, a problem fixed in later versions. In the UK, Sir Frank Mears, who was serving as a Major in the Royal Flying Corps in France (Kite Balloon section), registered a patent in July 1918 for a parachute with a quick release buckle, known as the "Mears parachute", which was in common use from then onwards.

Типы

Современные парашюты классифицируются на две категории: парашюты для набора высоты и парашюты для снижения. Все парашюты для набора высоты относятся к парапланам, разработанным специально для подъема и поддержания полета как можно дольше. Остальные парашюты, включая прямоугольные неэллиптические, производители классифицируют как парашюты для снижения. Некоторые современные парашюты классифицируются как полужесткие крылья, которые обладают маневренностью и позволяют выполнять управляемый спуск с последующим складыванием при касании земли.

Круглый

Круглые парашюты являются чисто тормозным устройством (то есть, в отличие от парашютов рамного типа, они не создают подъемной силы) и используются в военных, аварийных и грузовых применениях (например, для десантирования грузов). Большинство из них имеют большие куполообразные полотна, изготовленные из одного слоя треугольных клиньев ткани. Некоторые парашютисты называют их "медузами" из-за сходства с этими морскими организмами. Современные спортсмены-парашютисты редко используют этот тип. Первые круглые парашюты были простыми, плоскими кругами. Эти ранние парашюты страдали от нестабильности, вызванной колебаниями. Отверстие в вершине помогало выпускать воздух и уменьшать эти колебания. Многие военные применения приняли коническую, то есть конусообразную, или параболическую (плоское круглое полотно с расширенной юбкой) форму, например, статический стропный парашют армии США T 10. Круглый парашют без отверстий более склонен к колебаниям и не считается управляемым. Некоторые парашюты имеют перевернутые куполообразные полотна. Они в основном используются для сброса неживых грузов из-за более высокой скорости снижения. Скорость движения вперед (5–13 км/ч) и управление могут быть достигнуты за счет прорезей в различных секциях (клиньях) на задней части полотна, или путем разрезания четырех строп на задней части, тем самым изменяя форму полотна, чтобы позволить воздуху выходить из задней части, обеспечивая ограниченную скорость движения вперед. Другие иногда используемые модификации – это прорези в различных клиньях, заставляющие часть юбки выгибаться. Повороты осуществляются путем формирования краев модификаций, что придает парашюту большую скорость с одной стороны модификации, чем с другой. Это дает парашютистам возможность управлять парашютом (например, парашютами серии MC армии США), позволяя им избегать препятствий и поворачивать по ветру, чтобы минимизировать горизонтальную скорость при приземлении.

Крестообразная

Уникальные конструктивные характеристики крестообразных парашютов уменьшают колебания (раскачивание пользователя из стороны в сторону) и резкие повороты во время спуска. Эта технология будет использоваться армией Соединенных Штатов при замене устаревших парашютов T-10 на парашюты T-11 в рамках программы Advanced Tactical Parachute System (ATPS). Купол ATPS представляет собой сильно модифицированную версию крестообразной платформы и имеет квадратную форму. Система ATPS снизит скорость спуска на 30 процентов. Парашют T-11 разработан для обеспечения средней скорости спуска на 14% меньшей, чем у T-10D, что приведет к снижению частоты травм при приземлении. Уменьшение скорости спуска снизит энергию удара почти на 25%, уменьшая потенциальный риск получения травм.

Вершина спускаемого

Вариант круглого парашюта – парашют с вытяжкой вниз, изобретенный французом Пьером Марселем Лемон. Первый широко используемый купол этого типа назывался Para Commander (произведенный компанией Pioneer Parachute Co.), хотя впоследствии было создано множество других куполов с вытяжкой вниз, имевших незначительные различия в попытках повысить производительность, например, различные конфигурации вентиляции. Все они считаются «круглыми» парашютами, но с несущими стропами, прикрепленными к вершине купола, которые создают там нагрузку и притягивают вершину ближе к грузу, искажая круглую форму в слегка сплющенную или линзовидную при взгляде сбоку. И хотя они называются круглыми, обычно они имеют эллиптическую форму при взгляде сверху или снизу, с более выпуклыми боками, чем передняя и задняя части, – хордой (см. нижнее фото справа, чтобы понять разницу). Благодаря своей линзовидной форме и соответствующей вентиляции, они обладают значительно большей горизонтальной скоростью, чем, например, модифицированный военный купол. А благодаря управляемым вентиляционным отверстиям на боковых сторонах купола, они также обладают более резкой маневренностью, хотя их производительность значительно ниже, чем у современных парашютов с воздушными рамками. Примерно с середины 1960-х до конца 1970-х годов это был самый популярный тип парашюта для спортивного парашютизма (до этого периода обычно использовались модифицированные военные «круги», а после – парашюты с воздушными рамками, «квадраты»). Следует отметить, что использование термина «эллиптический» для этих «круглых» парашютов несколько устарело и может вызвать некоторую путаницу, поскольку некоторые «квадраты» (то есть парашюты с воздушными рамками) в настоящее время также имеют эллиптическую форму.

Кольцевая

Некоторые конструкции с куполом, опускающимся вниз, имеют ткань, удаленную из верхней точки, чтобы образовать отверстие для выхода воздуха (большинство, если не все, круглые куполы имеют хотя бы небольшое отверстие для облегчения стяжки при упаковке – они не считаются кольцевыми), что придает куполу кольцевую геометрию. В некоторых конструкциях это отверстие может быть очень большим, занимая больше площади, чем сам парашют. Они также обладают уменьшенным горизонтальным сопротивлением благодаря более плоской форме и, в сочетании с вентиляционными отверстиями, направленными назад, могут развивать значительную скорость полета вперед. Купола с настоящей кольцевой формой – с отверстием настолько большим, что купол можно классифицировать как кольцеобразный – встречаются редко.

Крыло Рогалло

Спортивное парашютирование экспериментировало с крылом Рогалло, наряду с другими формами и конструкциями. Обычно это было попыткой увеличить скорость полета вперед и уменьшить скорость снижения при посадке по сравнению с другими доступными в то время вариантами. Разработка парашютов рамного типа и последующее внедрение парусного слайдера для замедления раскрытия снизили уровень экспериментов в сообществе парашютистов. Кроме того, такие парашюты сложно изготавливать.

Лента и кольцо

Лента и кольцевые парашюты имеют сходство с кольцевыми конструкциями. Они часто разрабатываются для раскрытия на сверхзвуковых скоростях. Обычный парашют мгновенно разорвался бы при раскрытии и был бы разорван на части при таких скоростях. Ленточные парашюты имеют кольцеобразный купол, часто с большим отверстием в центре для сброса давления. Иногда кольцо разбивается на ленты, соединенные тросами, чтобы обеспечить еще большую утечку воздуха. Эти большие утечки снижают нагрузку на парашют, предотвращая его разрыв или разрушение при раскрытии. Ленточные парашюты из кевлара используются в ядерных бомбах, таких как B61 и B83.

Рам-эфир

Принцип многоклеточного воздушного крыла Ram Air был разработан в 1963 году канадцем Домином "Дом" С. Джальбертом, но перед тем, как параплан с воздушным крылом мог быть предложен спортивному парашютному сообществу, необходимо было решить серьезные проблемы. Парапланы с воздушным крылом управляемые (как и большинство куполов, используемых в спортивном парашютизме), и состоят из двух слоев ткани – верхнего и нижнего, соединенных ребрами в форме профиля крыла, образующими "ячейки". Ячейки наполняются воздухом под более высоким давлением, поступающим через отверстия, расположенные в передней части профиля крыла. Ткань формируется, а стропы парашюта обрезаются под нагрузкой таким образом, чтобы надувающаяся ткань приобретала форму профиля крыла. Эта форма иногда поддерживается односторонними клапанами, называемыми воздушными замками. "Первый прыжок с этого купола (парафойл Джалберта) совершил член Международного зала славы парашютистов Пол "Поп" Поппенхагер."

Сорты

Личные парашюты-козырьки условно делятся на два типа – прямоугольные или трапециевидные, которые обычно называют "квадратами" или "эллипсами" соответственно. Парашюты средней эффективности (резервные, BASE, групповые и точностные) обычно имеют прямоугольную форму. Высокопроизводительные парашюты-козырьки имеют слегка суженную форму передней и/или задней кромки в плане, и называются эллиптическими. Иногда сужение сосредоточено только на передней (передней) кромке, а иногда – на задней (хвостовой). Эллипсы обычно используются только опытными парашютистами. Они часто имеют меньшие, но более многочисленные тканевые секции и более плоский профиль. Их купол может быть от слегка эллиптического до сильно эллиптического, что указывает на степень сужения в конструкции купола, которая часто является показателем отзывчивости купола на управление при заданной нагрузке на крыло, а также уровня опыта, необходимого для безопасного пилотирования. Прямоугольные конструкции парашютов выглядят как квадратные надувные матрасы с открытыми передними кромками. Они, как правило, безопаснее в эксплуатации, поскольку менее склонны к резкому снижению при небольших управляющих воздействиях, обычно летают с меньшей нагрузкой на крыло на квадратный метр площади и планируют медленнее. Они обычно имеют более низкое аэродинамическое качество. Нагрузка на крыло парашютов измеряется аналогично нагрузке на крыло самолетов, путем сравнения веса при выходе с площадью ткани парашюта. Типичная нагрузка на крыло для студентов, участников соревнований по точности и прыжков BASE составляет менее 5 кг на квадратный метр – часто 0,3 кг на квадратный метр или меньше. Большинство студентов-парашютистов летают с нагрузкой на крыло ниже 5 кг на квадратный метр. Большинство опытных парашютистов летают с нагрузкой на крыло от 5 до 7 кг на квадратный метр, но многие, заинтересованные в скоростных посадках, превышают эту нагрузку. Профессиональные пилоты соревнуются с нагрузкой на крыло от 10 до более 15 кг на квадратный метр. Хотя парашюты с нагрузкой на крыло более 20 кг на квадратный метр и были успешно посажены, это строго прерогатива профессиональных испытателей. Меньшие парашюты, как правило, летают быстрее при той же нагрузке, а эллипсы быстрее реагируют на управляющие воздействия. Поэтому небольшие эллиптические конструкции часто выбираются опытными пилотами для захватывающих полетов, которые они обеспечивают. Пилотирование быстрого эллипса требует гораздо больше мастерства и опыта. Быстрые эллипсы также значительно опаснее для посадки. При использовании высокопроизводительных эллиптических куполов незначительные неисправности могут быть гораздо серьезнее, чем при использовании квадратного купола, и могут быстро перерасти в аварийную ситуацию. Полеты с сильно загруженными эллиптическими куполами являются одним из основных факторов, способствующих многим несчастным случаям при парашютном спорте, хотя программы повышения квалификации помогают снизить эту опасность. Высокоскоростные, крестообразно-брацированные парашюты, такие как Velocity, VX, XAOS и Sensei, дали начало новому направлению в парашютном спорте, называемому "swooping" (скоростное планирование). На посадочной площадке для опытных пилотов устанавливается гоночная трасса для измерения расстояния, которое они могут пролететь после прохождения высоких ворот. Текущие мировые рекорды превышают…

Personal ram air parachutes are loosely divided into two varieties – rectangular or tapered – commonly called "squares" or "ellipticals", respectively. Medium performance canopies (reserve , BASE , canopy formation , and accuracy type) are usually rectangular. High performance, ram air parachutes have a slightly tapered shape to their leading and/or trailing edges when viewed in plan form, and are known as ellipticals. Sometimes all the taper is on the leading edge (front), and sometimes in the trailing edge (tail). Ellipticals are usually used only by sport parachutists. They often have smaller, more numerous fabric cells and are shallower in profile. Their canopies can be anywhere from slightly elliptical to highly elliptical, indicating the amount of taper in the canopy design, which is often an indicator of the responsiveness of the canopy to control input for a given wing loading, and of the level of experience required to pilot the canopy safely. The rectangular parachute designs tend to look like square, inflatable air mattresses with open front ends. They are generally safer to operate because they are less prone to dive rapidly with relatively small control inputs, they are usually flown with lower wing loadings per square foot of area, and they glide more slowly. They typically have a lower glide ratio. Wing loading of parachutes is measured similarly to that of aircraft, comparing exit weight to area of parachute fabric. Typical wing loading for students, accuracy competitors, and BASE jumpers is less than 5 kg per square meter – often 0.3 kilograms per square meter or less. Most student skydivers fly with wing loading below 5 kg per square meter. Most sport jumpers fly with wing loading between 5 and 7 kg per square meter, but many interested in performance landings exceed this wing loading. Professional canopy pilots compete with wing loading of 10 to over 15 kilograms per square meter. While ram air parachutes with wing loading higher than 20 kilograms per square meter have been landed, this is strictly the realm of professional test jumpers. Smaller parachutes tend to fly faster for the same load, and ellipticals respond faster to control input. Therefore, small, elliptical designs are often chosen by experienced canopy pilots for the thrilling flying they provide. Flying a fast elliptical requires much more skill and experience. Fast ellipticals are also considerably more dangerous to land. With high performance elliptical canopies, nuisance malfunctions can be much more serious than with a square design, and may quickly escalate into emergencies. Flying highly loaded, elliptical canopies is a major contributing factor in many skydiving accidents, although advanced training programs are helping to reduce this danger. High speed, cross braced parachutes, such as the Velocity, VX, XAOS, and Sensei, have given birth to a new branch of sport parachuting called "swooping." A race course is set up in the landing area for expert pilots to measure the distance they are able to fly past the tall entry gate. Current world records exceed
Aspect ratio is another way to measure ram air parachutes. Aspect ratios of parachutes are measured the same way as aircraft wings, by comparing span with chord. Low aspect ratio parachutes, i. e., span 1.8 times the chord, are now limited to precision landing competitions. Popular precision landing parachutes include Jalbert (now NAA) Para Foils and John Eiff's series of Challenger Classics. While low aspect ratio parachutes tend to be extremely stable, with gentle stall characteristics, they suffer from steep glide ratios and a small tolerance, or "sweet spot", for timing the landing flare. Because of their predictable opening characteristics, parachutes with a medium aspect ratio around 2.1 are widely used for reserves, BASE, and canopy formation competition. Most medium aspect ratio parachutes have seven cells. High aspect ratio parachutes have the flattest glide and the largest tolerance for timing the landing flare, but the least predictable openings. An aspect ratio of 2.7 is about the upper limit for parachutes. High aspect ratio canopies typically have nine or more cells. All reserve ram air parachutes are of the square variety, because of the greater reliability, and the less demanding handling characteristics.

Коэффициент вытяжки (аспект-рацио) – еще один способ измерения парашютов-козырьков. Коэффициенты вытяжки парашютов измеряются так же, как и у крыльев самолетов, путем сравнения размаха с хордой. Парашюты с низким коэффициентом вытяжки, то есть с размахом в 1,8 раза большим, чем хорда, теперь используются только в соревнованиях по точностной посадке. Популярные парашюты для точностной посадки включают Jalbert (ныне NAA) Para Foils и серию Challenger Classics от John Eiff. Хотя парашюты с низким коэффициентом вытяжки, как правило, чрезвычайно стабильны и имеют мягкие характеристики сваливания, они страдают от крутого аэродинамического качества и небольшой толерантности, или "сладкого пятна", для синхронизации приземления. Благодаря своим предсказуемым характеристикам открытия, парашюты со средним коэффициентом вытяжки около 2,1 широко используются в качестве резервных, для BASE-прыжков и в соревнованиях по групповой акробатике. Большинство парашютов со средним коэффициентом вытяжки имеют семь секций. Парашюты с высоким коэффициентом вытяжки имеют самое плоское аэродинамическое качество и наибольшую толерантность к синхронизации приземления, но наименее предсказуемые характеристики открытия. Коэффициент вытяжки 2,7 – это примерно верхний предел для парашютов. Купола с высоким коэффициентом вытяжки обычно имеют девять или более секций. Все резервные парашюты-козырьки имеют квадратную форму из-за большей надежности и менее требовательных характеристик управления.

Парапланеры

Парапланы, практически все из которых используют крылья на основе эффекта Вентури, больше похожи на современные спортивные парашюты, чем, скажем, парашюты середины 1970-х годов и ранее. Технически, они являются восходящими парашютами, хотя этот термин не используется в сообществе парапланеристов, и они имеют ту же базовую аэродинамическую схему, что и современные "квадратные" или "эллиптические" спортивные парашюты, но обычно имеют большее количество секций, более высокое удлинение и более плоский профиль. Количество секций варьируется в широких пределах, как правило, от высоких 20-х до 70-х, в то время как удлинение может быть 8 и более, хотя проекционное удлинение такого крыла может быть около 6 – оба показателя значительно выше, чем у парашюта типичного парашютиста. Размах крыла обычно настолько велик, что он скорее напоминает сильно вытянутый прямоугольник или эллипс, чем квадрат, и пилоты парапланов редко используют термин "квадрат". Аналогично, размах может составлять около 15 м при проекционном размахе в 12 м. Крылья по-прежнему крепятся к подвесной системе при помощи строп и (четырех или шести) подъёмников, но для окончательного соединения с подвесной системой используются блокируемые карабины. Современные высокопроизводительные парапланы часто имеют отверстия секций ближе к нижней части передней кромки, а концевые секции могут казаться закрытыми, что обеспечивает аэродинамическую обтекаемость (эти, казалось бы, закрытые концевые секции вентилируются и надуваются из соседних секций, в стенках которых имеются вентиляционные отверстия). Основное отличие заключается в области применения парапланов – как правило, более длительные полеты, которые могут длиться весь день и в некоторых случаях достигать сотен километров. Подвесная система также значительно отличается от парашютной и может сильно варьироваться: от простых сидений для начинающих (которые могут представлять собой лишь скамью с нейлоновой тканью и стропами для обеспечения безопасности пилота в любом положении) до бесседальных подвесных систем для полетов на большой высоте и полетов на длинные дистанции (это обычно устройства, полностью охватывающие тело, типа кокона или гамака, включающие вытянутые ноги – так называемые "спидбеги", "аэроконы" и т.п. – для обеспечения аэродинамической эффективности и сохранения тепла). Во многих конструкциях предусмотрена защита спины и плеч, а также крепления для запасного парашюта, емкости с водой и т.д. Некоторые модели даже оснащены ветровым стеклом. Поскольку парапланы предназначены для запуска с ноги или с лыж, они не подходят для раскрытия на терминальной скорости, и отсутствует слип-система для замедления раскрытия (пилоты парапланов обычно начинают с раскрытого, но ненадутого крыла). Для запуска параплана обычно раскладывают крыло на земле, стараясь придать ему форму раскрытого крыла, при этом стропы имеют минимальный провис и меньше склонны к спутыванию. В зависимости от ветра у пилота есть три основных варианта: 1) прямой разбег (обычно при отсутствии ветра или слабом ветре), 2) старт в положении стоя (при идеальном ветре) и 3) обратный разбег (при сильном ветре). При идеальном ветре пилот тянет за верхние подъёмники, чтобы ветер наполнил секции, и плавно опускает тормоза, подобно закрылкам самолета, и взлетает. Или, если ветра нет, пилот бежит или едет на лыжах, чтобы надуть крыло, обычно на краю скалы или холма. Как только крыло окажется над головой, при идеальном ветре достаточно плавно потянуть вниз за оба ручки управления, выполнить буксировку (например, за транспортным средством) на ровной местности, продолжить бег вниз по склону и т.д. Важно уметь управлять крылом на земле при различных ветрах, и существуют даже крылья, предназначенные исключительно для отработки навыков наземного управления, чтобы снизить износ более дорогих крыльев, предназначенных, например, для полетов на длинные дистанции, соревнований или просто для рекреационных полетов.

Paragliders virtually all of which use ram air canopies are more akin to today's sport parachutes than, say, parachutes of the mid 1970s and earlier. Technically, they are ascending parachutes, though that term is not used in the paragliding community, and they have the same basic airfoil design of today's 'square' or 'elliptical' sports parachuting canopy, but generally have more sectioned cells, higher aspect ratio and a lower profile. Cell count varies widely, typically from the high 20s to the 70s, while aspect ratio can be 8 or more, though aspect ratio (projected) for such a canopy might be down at 6 or so both outrageously higher than a representative skydiver's parachute. The wing span is typically so great that it's far closer to a very elongated rectangle or ellipse than a square and that term is rarely used by paraglider pilots. Similarly, span might be ~15 m with span (projected) at 12 m. Canopies are still attached to the harness by suspension lines and (four or six) risers, but they use lockable carabiners as the final connection to the harness. Modern high performance paragliders often have the cell openings closer to the bottom of the leading edge and the end cells might appear to be closed, both for aerodynamic streamlining (these apparently closed end cells are vented and inflated from the adjacent cells, which have venting in the cell walls). The main difference is in paragliders' usage, typically longer flights that can last all day and hundreds of kilometres in some cases. The harness is also quite different from a parachuting harness and can vary dramatically from ones for the beginner (which might be just a bench seat with nylon material and webbing to ensure the pilot is secure, no matter the position), to seatboardless ones for high altitude and cross country flights (these are usually full body cocoon or hammock like devices to include the outstretched legs called speedbags, aerocones, etc. to ensure aerodynamic efficiency and warmth). In many designs, there will be protection for the back and shoulder areas built in, and support for a reserve canopy, water container, etc. Some even have windshields. Because paragliders are made for foot or ski launch, they aren't suitable for terminal velocity openings and there is no slider to slow down an opening (paraglider pilots typically start with an open but uninflated canopy). To launch a paraglider, one typically spreads out the canopy on the ground to closely approximate an open canopy with the suspension lines having little slack and less tangle see more in Paragliding. Depending on the wind, the pilot has three basic options: 1) a running forward launch (typically in no wind or slight wind), 2) a standing launch (in ideal winds) and 3) a reverse launch (in higher winds). In ideal winds, the pilot pulls on the top risers to have the wind inflate the cells and simply eases the brakes down, much like an aircraft's flaps, and takes off. Or if there is no wind, the pilot runs or skis to make it inflate, typically at the edge of a cliff or hill. Once the canopy is above one's head, it's a gentle pull down on both toggles in ideal winds, a tow (say, behind a vehicle) on flat ground, a continued run down the hill, etc. Ground handling in a variety of winds is important and there are even canopies made strictly for that practice, to save on wear and tear of more expensive canopies designed for say, XC, competition or just recreational flying.

Общие характеристики

Основные парашюты, используемые парашютистами сегодня, сконструированы для мягкого открытия. Чрезмерно быстрое раскрытие было ранней проблемой для парашютов рам-воздушного типа. Главным нововведением, замедляющим раскрытие парашюта, является слайдер – небольшой прямоугольный кусок ткани с люверсом в каждом углу. Четыре комплекта строп проходят через эти люверсы к стропам (стропы – это полосы стропной ленты, соединяющие подвесную систему и несущие стропы парашюта). Во время раскрытия слайдер скользит вниз от купола до области непосредственно над стропами. Слайдер замедляется сопротивлением воздуха по мере спуска, что уменьшает скорость расхождения строп. Это снижает скорость открытия и надувания купола. В то же время, общая конструкция парашюта все еще существенно влияет на скорость раскрытия. Скорость раскрытия современных спортивных парашютов значительно варьируется. Большинство современных парашютов раскрываются комфортно, но отдельные парашютисты могут предпочитать более резкое раскрытие. Процесс раскрытия по своей природе хаотичен. Быстрое раскрытие все еще может произойти даже с хорошо управляемыми куполами. В редких случаях раскрытие может быть настолько быстрым, что парашютист получит ушибы, травмы или погибнет. Уменьшение площади ткани снижает сопротивление воздуха. Этого можно добиться, уменьшив размер слайдера, вставив сетчатую панель или прорезав отверстие в слайдере.

Развертывание

Резервные парашюты обычно оснащены системой развертывания с помощью вытяжного кольца, впервые разработанной Теодором Мосцицким, однако большинство современных основных парашютов, используемых парашютистами-спортсменами, используют форму ручного развертывания с помощью пилотного парашюта. Система вытяжного кольца тянет за замыкающий штифт (иногда несколько штифтов), который освобождает пружинный пилотный парашют и открывает контейнер; затем пилотный парашют, под действием пружины, выбрасывается в воздушный поток и использует силу, создаваемую проходящим воздухом, для извлечения мешка развертывания, содержащего полотно парашюта, к которому он прикреплен через стропы. Пилотный парашют ручного развертывания, будучи брошенным в воздушный поток, тянет за замыкающий штифт на стропах пилотного парашюта, чтобы открыть контейнер, после чего та же сила извлекает мешок развертывания. Существуют различные варианты пилотных парашютов ручного развертывания, но описанная система является наиболее распространенной системой выброса. Только пилотный парашют ручного развертывания может автоматически складываться после развертывания – с помощью ограничительной стропы, уменьшающей сопротивление пилотного парашюта во время полета основного парашюта. Резервные парашюты, напротив, не удерживают пилотный парашют после развертывания. Мешок развертывания и пилотный парашют резервного парашюта не соединены с полотном парашюта. Такая конструкция называется конфигурацией "свободного мешка", и компоненты иногда не извлекаются после развертывания резервного парашюта. Иногда пилотный парашют не создает достаточной силы для вытягивания штифта или извлечения мешка. Это может быть вызвано тем, что пилотный парашют попал в турбулентный след прыгуна ("воздушная яма"), замыкающая петля, удерживающая штифт, слишком тугая, или пилотный парашют генерирует недостаточную силу. Этот эффект известен как "задержка пилотного парашюта", и если он не устраняется, это может привести к полной неисправности, требующей развертывания резервного парашюта. Основные парашюты десантников обычно развертываются с помощью статических строп, которые высвобождают парашют, но удерживают мешок развертывания, содержащий парашют, не полагаясь на пилотный парашют для развертывания. В этой конфигурации мешок развертывания известен как система "прямого мешка", в которой развертывание происходит быстро, последовательно и надежно.

Reserve parachutes usually have a ripcord deployment system, which was first designed by Theodore Moscicki, but most modern main parachutes used by sports parachutists use a form of hand deployed pilot chute. A ripcord system pulls a closing pin (sometimes multiple pins), which releases a spring loaded pilot chute, and opens the container; the pilot chute is then propelled into the air stream by its spring, then uses the force generated by passing air to extract a deployment bag containing the parachute canopy, to which it is attached via a bridle. A hand deployed pilot chute, once thrown into the air stream, pulls a closing pin on the pilot chute bridle to open the container, then the same force extracts the deployment bag. There are variations on hand deployed pilot chutes, but the system described is the more common throw out system. Only the hand deployed pilot chute may be collapsed automatically after deployment—by a kill line reducing the in flight drag of the pilot chute on the main canopy. Reserves, on the other hand, do not retain their pilot chutes after deployment. The reserve deployment bag and pilot chute are not connected to the canopy in a reserve system. This is known as a free bag configuration, and the components are sometimes not recovered after a reserve deployment. Occasionally, a pilot chute does not generate enough force either to pull the pin or to extract the bag. Causes may be that the pilot chute is caught in the turbulent wake of the jumper (the "burble"), the closing loop holding the pin is too tight, or the pilot chute is generating insufficient force. This effect is known as "pilot chute hesitation," and, if it does not clear, it can lead to a total malfunction, requiring reserve deployment. Paratroopers' main parachutes are usually deployed by static lines that release the parachute, yet retain the deployment bag that contains the parachute—without relying on a pilot chute for deployment. In this configuration, the deployment bag is known as a direct bag system, in which the deployment is rapid, consistent, and reliable.

Безопасность

Парашют тщательно складывается, или "упаковывается", чтобы гарантировать его надежное раскрытие. Если парашют упакован неправильно, это может привести к неисправности, когда основной парашют не разворачивается должным образом или полностью. В Соединенных Штатах и многих развитых странах аварийные и запасные парашюты упаковываются "укладчиками" (риггерами), которые должны быть обучены и сертифицированы в соответствии с установленными стандартами. Спортсмены-парашютисты всегда обучаются самостоятельно упаковывать свои основные парашюты. Точно оценить количество неисправностей сложно, поскольку на частоту их возникновения значительно влияют конструкция парашюта, техническое обслуживание, загрузка, техника упаковки и опыт оператора. Примерно в одном из тысячи случаев раскрытия основного парашюта при спортивных прыжках происходит неисправность, требующая использования запасного парашюта, хотя некоторые парашютисты совершают тысячи прыжков и никогда не прибегали к использованию запасного парашюта. Запасные парашюты упаковываются и раскрываются несколько иначе. Они также разрабатываются с большим запасом прочности, отдавая приоритет надежности, а не маневренности, и изготавливаются и тестируются по более строгим стандартам, что делает их надежнее основных парашютов. Регулярные интервалы проверки в сочетании со значительно меньшей частотой использования способствуют надежности, поскольку износ некоторых компонентов может негативно повлиять на нее. Безопасность запасного парашюта обусловлена тем, что небольшая вероятность неисправности основного парашюта умножается на еще меньшую вероятность неисправности запасного. Это приводит к еще меньшей вероятности двойной неисправности, хотя существует также небольшая вероятность того, что неисправный основной парашют не удастся отсоединить, и он будет мешать раскрытию запасного. В США средний показатель смертности в 2017 году составил 1 случай на 133 571 прыжок. Травмы и смертельные случаи в спортивном парашютизме возможны даже при полностью исправном основном парашюте, например, если парашютист допустит ошибку в оценке ситуации во время управления куполом, что приведет к высокоскоростному столкновению с землей или препятствием на земле, которого можно было бы избежать, или к столкновению с другим парашютистом под куполом.

A parachute is carefully folded, or "packed" to ensure that it will open reliably. If a parachute is not packed properly it can result in a malfunction where the main parachute fails to deploy correctly or fully. In the United States and many developed countries, emergency and reserve parachutes are packed by "riggers" who must be trained and certified according to legal standards. Sport skydivers are always trained to pack their own primary "main" parachutes. Exact numbers are difficult to estimate because parachute design, maintenance, loading, packing technique and operator experience all have a significant impact on malfunction rates. Approximately one in a thousand sport main parachute openings malfunctions, requiring the use of the reserve parachute, although some skydivers have many thousands of jumps and never needed to use their reserve parachute. Reserve parachutes are packed and deployed somewhat differently. They are also designed more conservatively, favouring reliability over responsiveness and are built and tested to more exacting standards, making them more reliable than main parachutes. Regulated inspection intervals, coupled with significantly less use contributes to reliability as wear on some components can adversely affect reliability. The safety advantage of a reserve parachute comes from the small probability of a main malfunction being multiplied by the even smaller probability of a reserve malfunction. This yields an even smaller probability of a double malfunction, although there is also a small possibility of a malfunctioning main parachute not being able to be released and thus interfering with the reserve parachute. In the United States, the 2017 average fatality rate is recorded to be 1 in 133,571 jumps. Injuries and fatalities in sport skydiving are possible even under a fully functional main parachute, such as may occur if the skydiver makes an error in judgment while flying the canopy which results in a high speed impact either with the ground or with a hazard on the ground, which might otherwise have been avoided, or results in collision with another skydiver under canopy.

Применение

В дополнение к использованию парашюта для замедления спуска человека или объекта, тормозной парашют применяется для обеспечения горизонтального замедления наземных и воздушных транспортных средств, включая самолеты с фиксированным крылом и автомобили для драг-рейсинга, для стабилизации, а также для оказания помощи некоторым типам легких самолетов, находящихся в бедственном положении, и при тандемном свободном падении. Он также используется пилотом для активации раскрытия основного парашюта. Парашюты также применяются в качестве игрового оборудования.