Аэродинамика однооболочковых парашютов

Тело, движущееся в жидкой или газообразной сре­де, испытывает сопротивление этой среды. В зависи­мости от скорости обтекание тела средой может быть ламинарным (плавным) или турбулентным (вихре­вым). Наименьшее сопротивление тело испытывает при ламинарном обтекании, которое возможно на от­носительно небольших скоростях и при форме тела, имеющей плавные обводы. Турбулентное поведение среды свойственно большим скоростям, причем оно возникает быстрее, если форма тела имеет резкие очертания. Сила сопротивления зависит также и от размеров тела, но при равной площади сопротивле­ния (мидель) сила сопротивления будет зависеть от формы тела и характера обтекания — ламинарного или турбулентного.

Перед разработчиками первых парашютов стояла задача добиться максимального сопротивления движе­нию при минимальной площади купола (чем меньше площадь, тем меньше масса самого парашюта). Экспе­риментальным путем было установлено, что при рав­ном миделе максимальное сопротивление движению создает тело полусферической формы, внутренней сто­роной обращенное к набегающему потоку (рис. 24). Та­кая форма и была взята за основу конструкции купола парашюта.

Рис. 24. Схема обтекания средой тел разной формы: а — шар; б — капля; в — полушарие (сферическая поверхность к потоку); г — диск; д — полушарие (плоская поверхность к потоку); е — полусфера

Мидель — максимальное сечение объекта, перпен­дикулярное направлению его движения (вектору ско­рости).

В процессе снижения во внутренний объем купола заходит воздух, создается избыточное давление. Далее этот воздух должен куда-то деваться. Незначительная его часть просачивается сквозь ткань купола. Осталь­ной воздух выходит из-под кромки, поочередно с разных сторон, раскачивая купол. Раскачивание купола — нежелательное побочное проявление, которое может привести к приземлению парашютиста на увеличен­ной скорости снижения.

Для устранения раскачки на вершине купола дела­ется полюсное отверстие, через которое выходит зна­чительная часть воздуха (рис. 25).

Рис. 25. Схема обтекания воздухом купола: а — без полюсного отверстия; б — с полюсным отверстием

Кроме того, на некоторых типах куполов для выхо­да воздуха делаются дополнительные щели и вырезы, проходя через которые воздух создает реактивную силу, и у парашюта появляется возможность горизонтально­го перемещения и разворотов. То есть такой парашют уже не является нейтральным.

Нейтральный купол — купол, не имеющий собствен­ной горизонтальной скорости и в штиль снижающийся вертикально. При наличии ветра горизонтальное пере­мещение нейтрального купола полностью определяет­ся силой и направлением ветра.

Парашюты подразделяются на управляемые и не­управляемые. Управляемые парашюты имеют конст­руктивные приспособления для разворотов купола, тменения скорости горизонтального и вертикально­го перемещения. К таким приспособлениям относят­ся, например, стропы управления, щели и клапаны и куполе (рис. 26).

Рис. 26. Спортивно-тренировочный парашют УТ-15, имеющий аэродинамическое качество около единицы