ПАРАШЮТ Российский патент 2020 года по МПК B64D17/12 

Изобретение относится к однооболочковым парашютам, предназначенным для десантирования людей и грузов, использования в качестве тормозных парашютов.

Известен парашют (патент США №3403876, от 01.10.1968 г., НКИ 244-145), состоящий из тканевых клиньев и содержащий в своей конструкции 4 кольца, выполненные из тканей с различной воздухопроницаемостью, причем кольцо, ближайшее к центру, выполняется из ткани с воздухопроницаемостью 15-25 фут³/фут²/сек, следующее от центра к периферии, выполняется из ткани с воздухопроницаемостью 0-10 фут³/фут²/сек, следующее выполняется из ткани с воздухопроницаемостью приблизительно 200 фут³/фут²/сек, а периферийное кольцо выполняется из той же ткани, что и центральное. Назначением данного изобретения является достижение минимального времени наполнения парашюта, что утверждается данным патентом. Как ясно из описания, данное изобретение обеспечивает лишь уменьшение времени наполнения без уменьшения раскачки и динамических нагрузок.

Известен также парашют (патент США №3655152, от 11.04.1972 г., НКИ 244-145), частично выполненный из растягивающейся ткани, воздухопроницаемость которой временно изменяется при наполнении купола парашюта, в зависимости от растягивающих напряжений, в пределах от 0-40 фут³/фут²/сек до 600-1000 фут³/фут²/сек при максимальной нагрузке. Использование этого технического решения позволяет получать замедление наполнения парашютов при высоких скоростях ввода в работу, и достаточно быстрое наполнение при низких скоростях. Данный патент решает задачу увеличения времени наполнения при высоких скоростях, однако не увеличивает коэффициент сопротивления купола и никак не влияет на вертикальную устойчивость системы груз-парашют при движении. Еще одним недостатком данного парашюта является то, что растягивающаяся ткань купола имеет большой объем при укладке парашюта и больший вес по сравнению с нерастяжимой парашютной тканью.

Известен парашют (авт.свидетельство №7029, от 08.02.1947 г., МКИ В64Д 17/02), форма выполнения которого осуществлена так, что купол парашюта составлен из нескольких поясов, выполненных из тканей, различных, в основном, по воздухопроницаемости, причем ткань с наибольшей воздухопроницаемостью располагается у нижней кромки купола, а с минимальной воздухопроницаемостью - в полюсной части купола. Основная идея работы данного парашюта состоит в том, что верхняя часть парашюта, изготовленная из ткани с малой воздухопроницаемостью, наполняется быстро и придает куполу грушевидную форму, а нижняя часть с высокой воздухопроницаемостью, стравливает наполняющий ее воздух и за счет этого наполняется медленно. Следует отметить, что данный парашют не содержит в своей конструкции тканей с нулевой воздухопроницаемостью. Недостатком данного парашюта является то, что не достигается никакого увеличения коэффициента сопротивления купола по сравнению с куполами, выполненными из однородной ткани.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является парашют (JP 2006240532 (А), от 14.09.2006 г., МКИ В64Д 17/02), выполненный по следующей конструктивной схеме: центральная часть из ткани с относительно высокой воздухопроницаемостью, серединная часть из ткани со средней воздухопроницаемостью, и периферийная часть из ткани с относительно низкой воздухопроницаемостью. Соотношение частей по площади определяется отношением 10~30% : 10~40% : 50~70% соответственно. Основным отличием данного парашюта является использование, в качестве наиболее воздухопроницаемой, ткани с воздухопроницаемостью порядка 50-100 л/м²/с, что изменяет форму купола при установившемся движении, в сравнении с предложенным изобретением. Использование малоотличающихся (по параметру воздухопроницаемости) материалов для центральной, средней и периферийной частей не дает значительного отличия давлений по сечениям купола. Использование ткани со средним показателем воздухопроницаемости не оправдано, т.к. это увеличивает сложность, объем и массу парашюта, и, поскольку действующих моделей парашюта с использованием такой конструкции не существует, неизвестно, как такое решение отражается на качествах, которые являются ключевыми - коэффициент сопротивления , коэффициент динамичности K_D, стабильность. Так же, отличием является использование третьего типа ткани. Таким образом, данный купол парашюта решает поставленные задачи, при общем усложнении конструкции, номенклатуры используемых материалов и технологии.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков и решение технической задачи по улучшению аэродинамических характеристик парашютов, улучшению характеристик их наполнения, без значительного усложнения конструкции.

Задачей изобретения является создание парашюта, обладающего улучшенными характеристиками по сравнению с существующими, в частности: увеличение коэффициента сопротивления парашюта; уменьшение динамического удара при раскрытии; уменьшение самопроизвольных колебаний системы "груз-парашют"; простота и технологичность конструкции. Парашют, имеющий купол 1, отличающийся тем, что выполнен в составе двух частей, центральной 3, выполненной из ткани с высокой воздухопроницаемостью, и периферийной 4, выполненной из ткани с нулевой или малой воздухопроницаемостью, стропы 2, сведенные в одну точку или на четыре свободных конца подвесной системы. Вариантом выполнения изобретения является случай, когда в парашюте выполняются открытые щели для управления, расположенные на нижней кромке парашюта, а также закрытые щели для разгрузки парашюта 5, расположенные на удалении от нижней кромки.

Решение технической задачи основано на использовании в парашютах тканей с различной воздухопроницаемостью. Отличительной особенностью предлагаемого парашюта является то, что центральная часть купола 3, составляющая по площади 20-50% общей раскройной площади, изготовлена из ткани с высокой воздухопроницаемостью 200-900 л/м²/с, а периферийная часть 4, составляющая 50-80% общей раскройной площади, изготовлена из ткани с низкой воздухопроницаемостью 0-5 л/м²/с. Значительное различие воздухопроницаемости используемых тканей, при установившемся движении парашюта, приводит к дифференцированию внутреннего давления по поверхности купола и, как следствие, к изменению формы купола (эффект уплощения купола) при установившемся движении. Изменение формы купола, более плоская форма купола приводит к увеличению миделя купола и увеличению коэффициента сопротивления купола. Предложенное изобретение также позволяет уменьшить динамические нагрузки при раскрытии купола парашюта за счет адаптивности работы изделия к скорости ввода парашюта в действие. Высокопроницаемая ткань на вершине купола при вводе парашюта в работу на скоростях, близких к максимуму рабочего диапазона, стравливает избыточное давление в наполняющемся куполе с большой интенсивностью, предупреждая быстрое наполнение. Таким образом, некоторое время система груз-парашют замедляется за счет частично наполненного купола без дальнейшего наполнения. За счет этого эффекта, время наполнения при высоких скоростях ввода увеличивается, а ускорение, перегрузка и силовая нагрузка на купол - уменьшаются. При меньшей скорости ввода в работу эффект стравливания давления не проявляется, следовательно, увеличения времени раскрытия не наблюдается.

Истечение воздуха через центральную часть купола уменьшает самопроизвольную раскачку системы груз-парашют, провоцируемую истечением воздуха вдоль нижней кромки. При установившемся движении наполненного купола истечение воздуха по нижней кромке создает силу, не сонаправленную с осью системы груз-парашют, и отклоняет ее от вертикали. Процесс повторяется циклично, снабжая энергией маятниковую систему груз-парашют, вызывая незатухающие колебания. Центральная часть, выполненная из ткани с высокой воздухопроницаемостью, позволяет уменьшить истечение воздуха через нижнюю кромку купола, эффективно устраняя причину колебаний.

Предлагаемая конструкция парашюта поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид парашюта 1 в процессе установившегося движения, с указанием строп 2, проницаемой центральной части 3 и непроницаемой периферийной часта 4.

На фиг. 2 представлен вид парашюта 1 в плане, с разбивкой купола на клинья и обозначением проницаемой 3 и непроницаемой 4 частей.

На фиг. 3 представлен вид парашюта в плане, с разгрузочными щелями 5.

Парашют выполняется в виде однооболочковой конструкции из тканей, лент и шнуров и содержит купол 1, содержащий две части: центральную 3, составляющую по площади 20-50% общей раскройной площади, выполненную из воздухопроницаемой ткани (воздухопроницаемость 200-1000 л/м²/с) и периферийную 4, выполненную из ткани малой воздухопроницаемости (воздухопроницаемость 0-5 л/м²/с); стропную систему 2 (Фиг. 1 и Фиг. 2). В статичном состоянии установившегося движения парашют принимает форму, близкую к полусферической, заметно уплощенную относительно горизонтальной плоскости сечения, что было отмечено при испытании модели парашюта. Испытания показали заметное улучшение заявленных характеристик парашюта по сравнению с серийными парашютными системами схожими по назначению и с куполами, выполненными из однородной ткани: коэффициента сопротивления, коэффициента динамичности, устойчивости системы "груз-парашют".

Вариант выполнения парашюта может иметь в своем составе разгрузочные щели 5 (Фиг. 3). Разгрузочные щели предназначены для усиления эффекта гашения самопроизвольных колебаний.

Предлагаемое изобретение направлено на решение технической задачи по улучшению аэродинамических характеристик предлагаемого парашюта, стабильности его наполнения, упрощение конструкции. В ходе исследовательских испытаний полноразмерной модели парашюта, были отмечены следующие отличия от серийных парашютов:

- Уменьшение скорости снижения при меньшей площади купола при одинаковой массе груза (4.6 м/с у ПС Д-10 против 4.4 м/с у исследуемой модели, при массе груза 120 кг)

- Уменьшение перегрузок при раскрытии купола парашюта при одинаковой массе груза (7.5 g у ПС Д-10 против 3.8 g у исследуемой модели, при массе груза 120 кг)

- Уменьшение времени разворота купола как при нейтральном положении свободных концов подвесной системы, так и при полном их перекате в любую из сторон (15-30 с у ПС Д-10, 6-12 с у исследуемой модели парашюта)

Изобретение относится к парашютной технике. Парашют содержит осесимметричный купол 1 со стропами 2, изготовленный из тканей с различной воздухопроницаемостью. Центральная часть 3, составляющая по площади 20-50% общей раскройной площади, изготовлена из ткани с высокой воздухопроницаемостью 200-1000 л/м²/с, а периферийная часть 4, составляющая по площади 50-80% общей раскройной площади, изготовлена из ткани с низкой воздухопроницаемостью 0-5 л/м²/c. Изобретение направлено на увеличение коэффициента сопротивления, снижение раскачки и уменьшение динамических нагрузок при раскрытии купола. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Парашют, содержащий осесимметричный купол (1) со стропами (2), изготовленный из тканей с различной воздухопроницаемостью, отличающийся тем, что центральная часть (3), составляющая по площади 20-50% общей раскройной площади, изготовлена из ткани с высокой воздухопроницаемостью 200-1000 л/м²/с, а периферийная часть (4), составляющая по площади 50-80% общей раскройной площади, изготовлена из ткани с низкой воздухопроницаемостью 0-5 л/м²/c.

2. Парашют по п. 1, отличающийся тем, что включает в себя разгрузочные щели (5).

3. Парашют по п. 1, отличающийся тем, что использует косой крой и прямой крой полотнищ радиальных клиньев.