ПАРАШЮТНЫХ СИСТЕМАХ

Н а з н а ч е н и е и с о с т а в. Парашютной системой называется один или несколько парашютов с комплектом устройств, обеспечивающих их размещение и крепление на самолете или сбрасываемом грузе и введение в действие парашютов.

Качества и достоинства парашютных систем можно оценить, исходя из того, в какой степени они соответствуют следующим требованиям:

- выдерживать любую скорость, возможную после оставления самолета парашютистом-десантником;

- обеспечивать во время раскрытия допустимую нагрузку на парашютиста;

- иметь несложное, безотказное при любых условиях приспособление для раскрытия, обеспечивающее возможность как ручного, так и принудительного раскрытия основного парашюта;

- допускать прыжки с возможно малых высот;

- не стеснять действий парашютиста-десантника своими размерами и расположением частей, обеспечивать возможность присоединения запасной парашютной системы;

- быть устойчивыми и достаточно управляемыми;

- иметь прочную и удобную подвесную систему, пригодную для парашютистов-десантников любого роста в специальном обмундировании;

- позволять быстро освобождаться от подвесной системы в случае необходимости в любых условиях;

- быть возможно простыми по конструкции, требующими на обслуживание и укладку минимальной затраты труда и времени;

- иметь минимально возможную массу;

- гарантировать безопасную скорость приземления в условиях практического применения.

П а р а ш ю т. В основе выполнения требований, предъявляемых к десантным парашютным системам, лежит работа парашюта – купола со стропами, так как он является частью парашютной системы, которая испытывает сопротивление воздуха.

Физическая суть функции, выполняемой куполом при снижении, заключается в отклонении (расталкивании) частиц встречного воздуха и трении о него, при этом часть воздуха купол увлекает за собой. Кроме того, раздвинутый воздух смыкается не непосредственно за куполом, а на некотором расстоянии от него, образуя вихри, т.е. вращательное движение струек воздуха. При раздвигании воздуха, трении об него, увлечении воздуха в направлении движения и образовании вихрей выполняется работа, которую совершает сила сопротивления воздуха. Величину этой силы в основном определяют форма и размеры купола парашюта, удельная нагрузка, природа и воздухонепроницаемость ткани купола, скорость снижения, количество и длина строп, способ крепления строп к грузу, удаление купола от груза, конструкция купола, размеры полюсного отверстия или клапанов и другие факторы.

Коэффициент сопротивления парашюта обычно близок к коэффициенту сопротивления плоской пластинки. Если же поверхности купола и пластинки одинаковы, то сопротивление будет больше у пластинки, потому что ее мидель равен поверхности, а мидель парашюта значительно меньше его поверхности. Истинный диаметр купола в воздухе и его мидель трудно вычислить или измерить. Сужение купола парашюта, т.е. отношение диаметра наполненного купола к диаметру развернутого купола, зависит от формы раскроя ткани, длины строп и других причин. Поэтому при расчете сопротивления парашюта всегда принимают во внимание не мидель, а поверхность купола – величину, точно известную для каждого парашюта.

Зависимость Сп от формы купола. Сопротивление воздуха движущимся телам зависит в значительной степени от формы тела. Чем менее удобообтекаема форма тела, тем большее сопротивление испытывает тело при движении в воздухе. При конструировании купола парашюта изыскивают такую форму купола, которая при наименьшей площади купола обеспечивала бы наибольшую силу сопротивления, т.е. при минимальной площади поверхности купола парашюта (при минимальной затрате материала) форма купола должна обеспечивать грузу заданную скорость приземления.

Наименьшим коэффициентом сопротивления и наименьшей нагрузкой при наполнении обладает ленточный купол, для которого С п = 0,3 – 0,6 , для круглого купола он изменяется в пределах от 0,6 до 0,9. Купол квадратной формы имеет более благоприятное соотношение между миделем и поверхностью. Кроме того, более плоская форма такого купола при снижении приводит к усилению вихреобразования. В результате парашют с квадратным куполом имеет Сп = 0,8 – 1,0. Еще большее значение коэффициента сопротивления у парашютов с втянутой вершиной купола или с куполами в форме вытянутого прямоугольника, так при соотношении сторон купола 3:1 Сп = 1,5.

Скольжение, обусловливающееся формой купола парашюта, также увеличивает коэффициент сопротивления до 1,1 – 1,3. Это объясняется тем, что при скольжении купол обтекается воздухом не снизу вверх, а снизу сбоку. При таком обтекании купола скорость снижения как равнодействующая рав-на сумме составляющих вертикальной и горизонтальной, т.е. благодаря появлению горизонтального перемещения уменьшается вертикальное (рис.3).

Зависимость Сп от количества строп. Стропа парашюта – силовой элемент парашюта, являющийся частью соединения купола парашюта с грузом. С увеличением количества строп коэффициент сопротивления парашюта увеличива-

б

а

ется на 10 – 15%, но если количество строп больше, чем необходимо для данного парашюта, то уменьшается, так как при большом количестве строп входное отверстие купола перекрывается. Увеличение количества строп купола сверх 16 не вызывает заметного увеличения миделя; мидель купола с 8 стропами заметно меньше, чем мидель купола с 16 стропами (рис. 4).

Количество строп купола определяется длиной его нижней кромки и расстоянием между стропами, которое у куполов основных парашютов равно 0,6 – 1 м. Исключением являются стабилизирующие и тормозные парашюты, у которых расстояние между двумя соседними стропами 0,05 – 0,2 м, в связи с тем, что длина нижней кромки их куполов относительно мала и невозможно прикрепить большое количество строп, необходимое для повышения прочности.

Зависимость Сп от длины строп купола. Купол парашюта принимает форму и уравновешивается в том случае, если при определенной длине стропы нижняя кромка стягивается под действием силы Р. При уменьшении длины стропы угол между стропой и осью купола а увеличивается (а₁ > а), стягивающая сила также увеличивается (Р₁>Р).

Под действием силы Р₁ кромка купола с короткими стропами сжимается, мидель купола становится мень-ше, чем мидель купола с длин-ными стропами (рис. 5). Умень-шение миделя приводит к умень-шению коэффициента Сп, и равновесие купола нарушается. При значительном укорочении строп купол принимает удобообтекае-мую форму, частично наполнен-ную воздухом, что приводит к уменьшению перепада давления и, следовательно, к дополнительному уменьшению С_п. Очевидно, можно рассчитать такую длину строп, при которой купол не сможет наполняться воздухом.

Увеличение длины строп повышает коэффициент сопротив­ления купола С_п и, следовательно, обеспечивает заданную ско­рость приземления или снижения при минимально возможной площади купола. Однако следует помнить, что увеличение дли­ны строп приводит к увеличению массы парашюта.

Опытным путем установлено, что при увеличении длины строп в 2 раза коэффициент сопротивления купола увеличива­ется только в 1,23 раза. Следовательно, увеличивая длину строп в 2 раза, можно уменьшить площадь купола в 1,23 раза. На практике используют длину строп, равную 0,8 – 1,0 диаметра купола в раскрое, хотя расчеты показывают, что наибольшее значение С_пдостигает при длине строп, равной трем диамет­рам купола в раскрое.

Большое сопротивление – главное, но не единственное тре­бование, предъявляемое к парашюту. Форма купола должна обеспечивать быстрое и надежное его раскрытие, устойчивое, без раскачиваний, снижение. Кроме того, купол должен быть прочен и прост в изготовлении и эксплуатации. Все эти требо­вания находятся в противоречии. Например, купола с большим сопротивлением очень неустойчивы, и, наоборот, очень устойчи­вые купола имеют малое сопротивление. При конструировании эти требования учитывают в зависимости от назначения пара­шютных систем.

Р а б о т а д е с а н т н о й п а р а ш ю т н о й с и с т е м ы. По­следовательность работы десантной парашютной системы в на­чальный период определяется прежде всего скоростью полета самолета при десантировании.

Как известно, с ростом скорости растет нагрузка на купол парашюта. Это вызывает необходимость увеличивать прочность купола, как следствие, увеличивать массу парашюта и прини­мать защитные меры для уменьшения динамической нагрузки на тело парашютиста-десант-ника в момент раскрытия купола основного парашюта.

Работа десантной парашютной системы имеет следующие этапы:

I – снижение на стабилизирующей парашютной системе смомента отделения от самолета до введения основного парашюта в действие;

II – выход строп из сот и купола из камеры основного парашюта;

III– наполнение купола основного парашюта воздухом;

IV – гашение скорости системы от конца третьего этапа до достижения системой установившейся скорости снижения.

Введение в действие парашютной системы начинается в момент отделения парашютиста от самолета с последовательным включением всех элементов парашютной системы.

Для упорядочения раскрытия и удобства укладки основного парашюта его помещают в парашютную камеру, она в свою очередь укладывается в ранец, который прикреплен к подвесной системе. Крепится десантная парашютная система на десантнике с помощью подвесной системы, которая позволяет удобно разместить уложенный парашют и равномерно распределить динамическую нагрузку на тело во время наполнения основного парашюта.

Серийные десантные парашютные системы рассчитаны на совершение прыжков из всех типов военно-транспортных самолетов на большой скорости полета. Основной парашют вводится в действие через несколько секунд после отделения десантника от самолета, что обеспечивает минимальную нагрузку, действующую на купол парашюта при его наполнении, и позволяет выйти из возмущенного потока воздуха. Эти требования определяют наличие в десантной системе стабилизирующего парашюта, который обеспечивает устойчивое движение и уменьшает начальную скорость снижения до оптимально необходимой.

При достижении заданной высоты или после установленного времени снижения стабилизирующий парашют с помощью специального устройства (звена ручного раскрытия или парашютного прибора) отсоединяется от ранца основного парашюта, увлекает за собой камеру основного парашюта с уложенным в нее основным парашютом и вводит его в действие. В таком положении купол парашюта наполняется без рывков, на допустимой скорости, чем обеспечивается его надежность в работе, а также снижается динамическая нагрузка.

Установившаяся скорость вертикального снижения системы постепенно уменьшается из-за увеличения плотности воздуха и в момент приземления достигает безопасной скорости.

Г л а в а 1

МАТЕРИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ