ПАРАШЮТ Российский патент 1997 года по МПК B64D17/02 

Изобретение относится к парашютной технике и предназначено для использования в парашютах различного назначения.

Известен парашют с куполом конусной формы [1] Конусная форма купола обеспечивает устойчивое снижение груза, но при этом парашют обладает низким коэффициентом сопротивления Cп, что является недостатком такой конструкции купола.

Объясняется это тем, что конусная часть купола, выполненная из непроницаемой ткани, улучшает характер обтекания нижней части купола и тем самым снижает его сопротивление.

Также известен купол парашюта, выполненный из поясов ткани с различной воздухопроницаемостью: периферийная часть купола на ширину 20 25% от величины среднего радиуса купола изготовлена из ткани с воздухопроницаемостью в 2 3 раза большей, чем воздухопроницаемость ткани основной полюсной части купола [2]
Такой купол исключает возможность перехлестывания купола стропами при его наполнении, но не обеспечивает потребного уровня устойчивости и коэффициента сопротивления Cп парашюта.

Также известен управляемый планирующий спасательный парашют [3] Купол парашюта имеет плоскую форму в полюсной части, а в нижней части - кольцеобразную коническую поверхность управления процессом раскрытия купола и планированием при снижении. Такая конструкция купола обеспечивает управляемый полет.

Недостаток конструкции заключается в том, что выполненная из непроницаемой ткани конусная часть не решает задачи существенного повышения устойчивости парашюта на траектории полета, а также снижает его лобовое сопротивление.

Также известен тормозной парашют, купол которого имеет форму усеченного конуса, верхняя часть его плоская и имеет конструктивную проницаемость, а боковые полотнища выполнены сплошными из воздухонепроницаемого материала [4] В наполненном состояния боковые полотнища наклонены к оси купола под углом не менее 5^o и не более 20^o. Отношение площади конструктивных отверстий верхней части купола к площади входного сечения составляет величину равную 0,2 0,4. Наличие конструктивной проницаемости в верхней части купола и конусной формы нижней части повышает уровень устойчивости, но сильно снижает силу сопротивления купола. Это является существенным недостатком, поскольку для получения заданной силы сопротивления (торможения) необходимо увеличивать площадь купола, а следовательно, увеличивать объем и вес парашюта, расход материалов.

Техническая задача решается за счет того, что угол при вершине конуса нижней части купола лежит в пределах 60 90^o, а поверхность ее выполнена из материала с высокой воздухопроницаемостью.

Кроме того, нижнюю часть купола можно выполнить в форме усеченного конуса, длина боковой образующей которого составляет 0,15 0,3 диаметра его основания. При этом поверхность нижней части купола может быть выполнена в виде сетки, отношение площади материала, образующего сетку, к площади раскроя которой составляет величину, равную 0,4 0,6.

Приведенные выше конструктивные параметры купола установлены и подтверждены экспериментально. Экспериментально установлено, что неустойчивость парашюта связана с характером поля течения перед куполом: перед куполом формируется область нестационарного течения. "Ядро" этой области по форме близко к конусу с углом при вершине 60 90^o. Область очень чувствительна к любым начальным возмущениям и отклонениям купола. При любом отклонении от продольной оси происходит "несимметричный выбор" массы газа из-под купола. "Несимметричный выбор" возбуждает аэродинамический момент, который вызывает колебания (нутацию, прецессию) парашюта относительно узла связи с грузом. Отсюда необходимость стабилизации поля течения перед куполом.

Реализованные в существующих конструкциях куполов мероприятия конусная нижняя часть, конструктивная проницаемость в верхней части купола не полностью решают задачу по стабилизации и сохранению на максимальном уровне коэффициента сопротивления Cп. Углы конусности части купола существующих парашютов недостаточны для получения потребного уровня устойчивости, а конструктивная проницаемость в верхней части снижает коэффициент сопротивления Cп.

Высокая воздухопроницаемость поверхности нижней конической части купола способствует стабилизации поля течения и препятствует "несимметричному выбору" массы газа из-под купола. И в то же время не приводит к снижению давления под куполом. Перед куполом формируется зона течения, границы ядра которой ограничены конической частью купола. Формируется "псевдо-твердое тело", способное воспринимать и создавать аэродинамический момент, который стабилизирует парашют в потоке (фиг.1).

Изобретение поясняется чертежами:
на фиг. 1 представлен вид парашюта в варианте исполнения нижней части купола в виде конуса из сетки;
на фиг. 2 вид парашюта в варианте исполнения нижней части купола в виде усеченного конуса;
на фиг.3 вид купола парашюта в плане;
на фиг.4 элемент сетчатой поверхности нижней части купола.

Парашют, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, содержит купол 1 и стропы 2, к которым подвешен груз 3. Парашют может также иметь звено 4.

Купол 1 состоит из верхней 5 и нижней 6 частей. Верхняя часть 5 купола 1 может иметь любое известное конструктивное решение, например "плоский круг в раскрое", как представлено на чертеже, полусферу, конус и т.д.

Нижняя часть 6 купола 1 имеет конусную форму с углом при вершине, обращенной к грузу 3, в пределах 60 90^o. Воздухопроницаемость материала нижней части 6 купола 1, характеризуемая в данном случае отношением площади отверстий к площади раскроя ткани нижней части, лежит в пределах 0,4 0,6. Нижняя часть купола может быть выполнена в форме усеченного конуса, длина боковой образующей которого составляет 0,15 0,30 диаметра его основания.

Нижняя часть 6 купола 1 может быть выполнена из сетчатого материала. Суммарная площадь ячеек 7 сетки составляет 50 60% от площади боковой поверхности. Стороны 1 каждой ячейки 7 составляет 2 5 ширины d перемычки между ячейками, а ширина d перемычки лежит в пределах 1,5 3 толщин сетки.

В случае выполнения сетки из лент величина d представляет собой ширину ленты, в случае выполнения сетки из шнуров величина d является диаметром шнура. Если сетка выполнена путем квадратных вырезов на ткани, то величина d составляет 1,5 3 толщины материала.

Нижняя часть 6 купола 1 имеет конусную форму и соединена с верхней, при этом вершина 8 конуса направлена к грузу 3.

В первом варианте выполнения парашюта (фиг.1) звено 4 соединяет вершину 8 с грузом 3. Во втором варианте (фиг.2) нижняя часть 5 купола имеет форму усеченного конуса, верхнее основание которого соединено со звеном 4 уздечкой из дополнительных строп 9.

При введении парашюта под действием набегающего потока происходит наполнение купола. Процесс наполнения аналогичен процессу существующих парашютов.

При этом происходит формирование стабильного поля течения перед куполом и исключение "несимметричного выброса" из-под купола увлекаемой им массы газа, что способствует стабилизации парашюта в свободном полете, и таким образом неизменности коэффициента сопротивления купола.

Использование: изобретение относится к параллельной технике и предназначено для использования в парашютах различного назначения. Сущность: парашют, купол которого включает верхнюю и нижнюю части. Верхняя часть может быть выполненной любой конструктивной формы: "плоский круг" в раскрое, конус, полусфера и т. д. Нижняя часть имеет форму конуса с вершиной, обращенной к грузу. Угол при вершине конуса лежит в пределах 60-90^o. Поверхность нижней части купола выполнена из ткани высокой воздухопроницаемости. Поверхность нижней части купола может быть из сетчатого материала. Отношение площади материала, образующей сетку, к площади раскроя нижней части составляет величину, равную 0,4 - 0,6. Нижняя часть купола может иметь форму усеченного конуса, длина образующей которого составляет 0,15 - 0,3 диаметра его основания. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Парашют, купол которого имеет верхнюю и нижнюю части, причем нижняя часть имеет конусную форму с вершиной, обращенной к узлу крепления груза, отличающийся тем, что угол при вершине конуса нижней части купола лежит в пределах 60 90^o, а поверхность ее выполнена из материала высокой воздухопроницаемости. 2. Парашют по п.1, в котором нижняя часть купола имеет форму усеченного конуса, длина боковой образующей которого составляет 0,15 0,3 диаметра его основания. 3. Парашют по пп.1 и 2, в котором поверхность нижней части купола выполнена в виде сетки, отношение площади материала, образующего сетку, к площади раскроя которой составляет величину, равную 0,4 0,6.