Парашют

<час />

Фон

Парашют - это устройство, используемое для замедления движения человека или объекта при их падении или движении по воздуху. Используемые в основном для безопасного спуска с больших высот (например, при повторном входе космического корабля в атмосферу, при падении человека или объекта с самолета), парашюты также могут использоваться в горизонтальной конфигурации для замедления объектов, таких как гоночные автомобили, закончившие свой пробег.

Есть два основных типа парашютов. Один из них - это купол, сделанный из ткани, форма которого варьируется от полусферы до конуса; купол задерживает воздух внутри своей оболочки, создавая область высокого давления, которая замедляет движение в направлении, противоположном входящему потоку воздуха. Другой - прямоугольный парафойл или навес для набегающего воздуха, состоящий из ряда трубчатых ячеек; Обычно используемый спортивными прыгунами, парафойл действует как крыло, позволяя прыгуну «лететь» к цели. Парашют любого типа весит менее 15 фунтов (7 кг) и стоит от 1200 до 1500 долларов.

В дополнение к тканевому куполу парашют, предназначенный для использования человеком, должен быть оснащен ремнем безопасности, который носит пользователь. К обвязке прикреплен контейнер, удерживающий тент; часто это рюкзак, но он также может выдвигаться достаточно низко, чтобы пользователь мог на нем сесть. Имеется исполнительное устройство, открывающее контейнер и освобождающее козырек для использования; одно из самых распространенных исполнительных устройств - это рипкорд. Когда контейнер открывается, небольшой вытяжной желоб диаметром около 3 футов (1 м) вытягивается либо с помощью пружинного механизма, либо вручную. Этот пилотный парашют, в свою очередь, вытягивает основной фонарь из контейнера. Некоторый тип устройства развертывания, например тканевый рукав, используется для замедления открывания купола, чтобы стропы подвески успели выпрямиться. Постепенное открывание купола также снижает шок для оборудования и пользователя, который может вызвать более резкое открытие.

История

Есть свидетельства того, что жесткие, похожие на зонтики парашюты использовались для развлечения в Китае еще в двенадцатом веке, позволяя людям прыгать с высоты и парить на земле. Первый зарегистрированный дизайн парашюта был нарисован Леонардо да Винчи в 1495 году. Он состоял из льняного купола пирамидальной формы, который держался квадратным деревянным каркасом. Он был предложен в качестве средства эвакуации, чтобы люди могли спрыгнуть с горящего здания, но нет никаких доказательств того, что оно когда-либо испытывалось.

Развитие парашюта действительно началось в восемнадцатом веке. В 1783 году французский физик Луи-Себастьян Ленорман прыгнул с дерева, держа в руках два зонтика. Двумя годами позже другой француз Ж. П. Бланшар использовал шелк для изготовления первого парашюта, который не удерживался в раскрытом состоянии жестким каркасом. Есть некоторые свидетельства того, что он использовал это устройство, чтобы прыгнуть с воздушного шара.

Существует множество свидетельств того, что Андре Жак Гарнерен совершил множество прыжков с парашютом с воздушных шаров, начиная с 1797 года. Его первый прыжок в Париже был с высоты не менее 2000 футов (600 м). В 1802 году он прыгнул с высоты 8000 футов (2400 м); он ехал в корзине, прикрепленной к деревянному столбу, который спускался вниз от вершины (вершины) навеса, который был сделан из шелка или холста. Парашют в сборе весил около 100 фунтов (45 кг). Во время спуска купол так сильно раскачивался, что Гарнерин заболел воздухом. Фактически, он однажды сказал, что он «обычно испытывал [болезненную рвоту] в течение нескольких часов после спуска с парашютом». В 1804 году французский ученый Жозеф Леландес ввел верхнее отверстие - круглое отверстие в центре купола - и таким образом устранил неприятные колебания.

Американцы начали заниматься разработкой парашюта в 1901 году, когда Чарльз Бродвик разработал парашютный рюкзак, который был связан шнуром. Когда парашютист прыгнул, линия, соединяющая шнур с самолетом, вызвала разрыв шнура, открыв рюкзак и вытащив парашют. В 1912 году капитан армии США Альберт Берри совершил первый прыжок с парашютом с движущегося самолета. Парашюты не стали стандартным оборудованием американских военных пилотов до окончания Первой мировой войны (немецкие пилоты использовали их в последний год этой войны).

Парашюты широко использовались во время Второй мировой войны не только как спасательные средства для пилотов, но и для развертывания войск. В 1944 году американец по имени Фрэнк Дерри запатентовал конструкцию, в которой на внешнем крае купола были сделаны прорези, чтобы сделать парашют управляемым.

Мировой рекорд по высочайшему прыжку с парашютом был установлен в 1960 году. Джо Киттингер, летчик-испытатель проекта Excelsior ВВС США поднялся на воздушном шаре на высоту 102 800 футов (31 км) и прыгнул. Используя только 6-футовый (1,8 м) парашют, чтобы удерживать его в устойчивом вертикальном положении, он испытал практически свободное падение в течение четырех минут и 38 секунд, достигнув скорости 714 миль в час (1150 км / ч). На высоте 17 500 футов (5,3 км) его парашют длиной 8,5 м раскрылся. В целом его падение длилось почти 14 минут.

Сырье

Купола парашюта впервые были сделаны из парусины. Шелк оказался более практичным, потому что он был тонким, легким, прочным, легко упаковываемым, огнестойким и упругим. Во время Второй мировой войны Соединенные Штаты не могли импортировать шелк из Японии, и производители парашютов начали использовать нейлоновую ткань. Материал оказался лучше шелка, потому что был более эластичным, более устойчивым к плесени и менее дорогим. Другие ткани, такие как дакрон и кевлар, в последнее время используются для изготовления парашютных куполов, но нейлон остается самым популярным материалом. В частности, парашюты сделаны из нейлона «рипстоп», который сплетен двойной или очень толстой нитью через равные промежутки времени, образуя узор из небольших квадратов. Эта структура предотвращает растекание мелких слезинок.

Другие компоненты ткани, такие как армирующая лента, ремни безопасности и стропы подвески, также изготовлены из нейлона. Металлические соединители изготовлены из кованой стали, покрытой кадмием для предотвращения коррозии. Рипкорды изготавливаются из троса из нержавеющей стали.

Один завод по производству парашютов сообщает, что его ежемесячное использование материалов превышает 400 000 кв. Ярдов (330 000 м ² ) ткани, 500 000 ярдов (455 км) ленты и тесьмы, 2,3 миллиона ярдов (2 000 км) шнура и 3000 фунтов (1400 кг) нити.

Дизайн

Купольный навес может состоять из плоского круга из ткани или иметь коническую или параболическую форму, которая не будет лежать плоско при расправлении. В его вершине есть вентиляционное отверстие, через которое воздух может проходить через открытый купол. Некоторые конструкции также имеют несколько сетчатых панелей рядом с внешним краем купола, чтобы помочь в управлении спуском. В некоторых конструкциях используются непрерывные линии подвески, которые проходят через весь пролет купола и доходят до привязи на каждом конце. Другие - как описано в «Производственном процессе» - используют сегменты подвесных тросов, которые прикрепляются только к внешнему краю купола (и поперек вентиляционного отверстия на вершине).

Производственный
процесс

Сборка

• 1 нейлоновую ткань рипстоп расстилают на длинном столе и разрезают по выкройке. Резка может производиться с помощью механизма с компьютерным управлением или человеком, использующим электрический нож с круглым лезвием.
• 2 Четыре трапециевидные панели сшиты вместе, образуя клиновидное «углубление» длиной около 13 футов (3,96 м). Промышленная швейная машина с двумя иглами прошивает два параллельных ряда, сохраняя одинаковое расстояние между ними. Типичный купольный парашют с куполом. ряды. Для обеспечения достаточной прочности и закрытия необработанных краев ткани используется шов «французская шерсть»; насадка на швейной машине загибает края ткани, когда высококвалифицированный оператор пропускает через нее материал. В зависимости от конкретной конструкции парашюта, некоторые из секций с отверстиями могут быть сшиты с использованием сетки, а не нейлоновой ткани рипстоп для самой большой панели.
• 3 Несколько клиньев (обычно 24) сшиваются вместе, образуя круглый купол. Швы прошиваются так же, как на шаге 2.
• 4 Каждая панель и каждый шов тщательно проверяются на освещенном столе для осмотра, чтобы убедиться, что швы правильно сложены и прошиты, а ткань не имеет дефектов. Если обнаружены какие-либо дефекты плетения, вшитые складки или неправильное количество стежков на дюйм, купол отклоняется. Проблемы записываются в контрольном листе, и их необходимо устранить до того, как будут выполнены дополнительные работы.

  A. Французский шов посыпался. Б. Подол иглой. В. V-таб. Д. Внешний вид прошитой v-tab.

Завершение

• 5 Лента той же ширины, что и исходный шов, пришивается поверх каждого радиального шва с использованием дополнительных двух рядов строчки. Эта лента укрепляет навес.
• 6 Ширина каждого клина составляет несколько дюймов (несколько сантиметров); после сшивания бороздок их вершины образуют небольшой открытый круг (вентиляционное отверстие) в центре балдахина. Чтобы усилить вентиляционное отверстие и предотвратить истирание ткани, ткань наматывается на кусок ленты и сшивается на четырехигольной швейной машине, которая прошивает четыре параллельных ряда одновременно.
• 7 Ширина дна каждой забивки составляет 2–3 фута (0,5–1 м). Сшитые вместе, эти края образуют внешний край (юбку) балдахина. Этот край обрабатывается так же, как и вентиляционное отверстие, как на шаге 6.
• 8 На каждую радиальную ленту к юбке пришивается короткий отрезок армирующей ленты. Он сложен в виде буквы «V», направленной наружу от купола. Специальная автоматическая швейная машина, разработанная для этой конкретной операции, используется для шитья одинакового количества стежков каждый раз по одному и тому же рисунку.
• 9 Один конец троса подвески длиной 20 футов (6 м) продевается через каждый V-образный язычок, который распределяет нагрузку с троса на часть подола юбки. Используя специальный зигзагообразный узор, который является одновременно прочным и эластичным, шнур для подвешивания пришивается к кромочной ленте купола и к шву купола на длину 4–10 дюймов (10–25 см).
• 10 После того, как к куполу пришиты 24 стропы подвеса, к центральному вентиляционному отверстию аналогично пришиваются 12 строп длиной 30 см (1 фут). Один конец каждой строчки вшивается в V-образный язычок, затем линия пересекает вентиляционное отверстие до противоположного шва, где другой конец вшивается в V-образный язычок.

Такелаж

• 11 Купол прикрепляется к привязи путем привязки тросов подвески к стальным соединительным звеньям на привязи. Стропы не должны перекручиваться или запутываться, если парашют должен функционировать должным образом. Прикрепление строп к их правильным последовательным позициям на соединительных звеньях привязи и обеспечение того, чтобы стропы были прямыми, называется такелажем парашюта. Конец лески может быть завязан на звене ремня безопасности, или конец может быть продет обратно внутрь лески, как «китайская ловушка для пальцев».
• 12 Чтобы не развязать узел крепления или повязку, конец каждой подвески A. Две половинные зацепки. Б. Гвоздика и половинка зацепа. В. Плетеный подвесной трос. строчка пришивается зигзагом к основному участку строчки.
• 13 Каждая операция сборки, каждый шов, даже каждый стежок проверяется на завершенность и правильность. Когда парашют одобрен, он маркируется серийным номером, датой изготовления и печатью окончательной проверки.
• 14 Монтажник парашютов, имеющий лицензию Федерального управления гражданской авиации (FAA), собирает составные части (например, купол, стропы подвески, пилотный парашют), аккуратно складывает и укладывает их в рюкзак, закрепляя его с помощью соответствующего активирующего устройства, например шнур.

Контроль качества

Системы контроля качества, используемые производителями парашютов, должны соответствовать требованиям к гражданскому и / или военному авиационному оборудованию, установленным федеральным правительством под надзором FAA. В дополнение к упомянутым таблицам для осмотра с подсветкой, другие типы испытательного оборудования включают машины для испытаний на растяжение (для измерения прочности ткани и швов при вытягивании), пермеаметры (для проверки количества воздуха, который может пройти через ткань) и основные средства измерения. устройства (например, для подсчета стежков на дюйм).

Будущее

Как и другие производители, производители парашютов постоянно ищут лучшие материалы и конструкции. Однако, возможно, наиболее интригующим развитием парашютов в будущем является их потенциальное использование для управления аварийным спуском всего самолета. По крайней мере, одна компания, Ballistic Recovery Systems Inc. (BRS), уже производит такие общие авиационные спасательные устройства (GARD) для использования на небольших самолетах.

Используя чрезвычайно малопористую, прочную и легкую ткань для навеса, производитель выпекает 150-м ² ) навес и упаковывает под вакуумом в мешок размером 15 × 10 × 6 дюймов (38 × 25 × 15 см) и весом 25 фунтов (10 кг). Пакет устанавливается внутри обшивки крыши самолета рядом с его центром тяжести. Чтобы парашют сработал даже в чрезвычайных ситуациях на малой высоте, он приводится в действие небольшим ракетным устройством.

К концу 1990-х годов более 14 000 легких и сверхлегких самолетов уже были оснащены GARD стоимостью от 2 000 до 4 000 долларов за штуку. По состоянию на июнь 1998 года BRS задокументировала 121 жизнь, спасенную с помощью этих устройств. FAA одобрило систему GARD для двух моделей самолетов Cessna.

Система из пяти парашютов была предложена для использования на коммерческих авиалайнерах Boeing 747. Сложная система позволяла пилоту контролировать развертывание каждого фонаря. Вместо того, чтобы сбрасывать самолет прямо вниз, система установила бы глиссаду, которая позволила бы пилоту управлять самолетом и садить его. Практичность предложенной системы пока не доказана.