На uCrazy 17 лет 6 месяцев
Для чего нужна «дырка» в куполе парашюта?
Трудно найти человека, который хоть раз не видел прыжки с парашютом. Зрелище и в самом завораживающее - невозможно не восхищаться смелостью людей бросивших вызов высоте. Основное внимание зрителей в момент прыжка сосредоточено на человеке, но и парашюту уделяется некая толика времени. Самые внимательные замечают, что в центре парашюта имеется отверстие и задаются вопросом - зачем оно нужно? Чтобы ответить на этот вопрос требуется совершить небольшой экскурс в такие науки как история и физика.
Источник изображения: gnti.org
Немного из истории парашюта
В Средние века в Китае, странах Юго-Восточной Азии и Японии прекрасно знали, что прыжок с высоты можно более безопасно осуществить, если в руках прыгающего будет большой зонт. Имеются сведения, что японские ниндзя осуществляли затяжные прыжки с помощью специальных складных крыльев, которые иногда заменяло изделие похожее на большой зонт.
Первый реальный чертеж человека с устройством напоминающим парашют создал Леонардо да Винчи, который и провел практические расчеты площади купола, необходимого для безопасного прыжка с высоты.
Он предлагал пирамидальный купол с основанием квадрата в 12 локтей и такой же высотой. Общая площадь купола должна была составлять более 50 кв. м, чего вполне достаточно для торможения. Согласно да Винчи основание купола жестко фиксировалось 4 рейками. В 1617 году епископ Фауст Веранцио опубликовал книгу "новые машины", где был рисунок человека спрыгнувшего с высокой башни с подобием парашюта.
В 16-17 веках никакой практической надобности в парашютах для человечества не было. Надобность в подобном изделии возникла вместе с началом эры воздухоплавания. В 1783 году в воздух поднялся первый монгольфьер, а французский механик Луи Ленорман (незнакомый с работами да Винчи и Веранцио) предложил свой вариант парашюта.
Он же и придумал это слово от chute – падение и para - предоставить, взятых с французского языка. Ленорман доказал эффективность созданного им изделия сбрасывая с парашютом животных с балкона обсерватории. Высота при этом составляла 26 м.
Французский аэронавт Бланшар в следующем году установил вполне приличный рекорд высоты - 4 000 м, причем к воздушному шару он приторочил парашют жесткой конструкции со спицами.
Наконец в 1797 году наступил прорыв. Андре Жак Гарнерен сшил парашют из шелка, отказавшись от фиксирующих спиц, которые только утяжеляли изделие. 22 октября 1797 года состоялся первый прыжок с парашютом. То, что Андре Гарнерон остался жив и не получил травм свидетельствует об эффективности конструкции. Однако и в этом и в последующих прыжках Гарнерона во время полета нещадно мотало из стороны в сторону.
Выходом оказалось парадоксальное решение - проделанное вверху полюсное отверстие. По слухам, сделать это отверстие предложил один из лидеров французской революции, но в любом случае именно Гарнерен впервые его сделал и испытал. После внедрения парашюта с полюсным отверстием устойчивость полета резко увеличилась, спуск стал гораздо безопаснее.
Как работает отверстие в куполе парашюта
Теперь обратимся к физике. Набегающий в полете на парашют воздух создает в его куполе избыточное давление, которое замедляет падение. В то же время по краям парашюта образуются вихри вследствие трения набегающих потоков воздуха, которые трутся о кромки парашюта. Эти вихри создаются неравномерно, вследствие чего парашют начинает раскачиваться. Эти колебания передаются человеку висящему на стропах, вследствие чего человек начинает раскачиваться.
Попавший в ловушку купола парашюта воздух сжимается, причем сжатие воздуха продолжает усиливаться, вследствие давления набегающего воздуха. Избыточное давление стремится вывернуть купол парашюта в обратную сторону, колебания его резко увеличиваются. Точно так выворачивается купол зонтика под давлением порыва ветра. Усилившиеся колебания резко увеличивают амплитуду раскачивания человека, что может привести к сильному удару о землю. Амплитуда колебаний тем больше, чем длиннее стропы парашюта.
В такой ситуации и начинает играть свою роль полюсное отверстие в куполе парашюта. Его наличие позволяет стравить избыточное давление воздуха. Сжавшийся воздух проходит в отверстие, не допуская большого избыточного давления под куполом парашюта. Вследствие этого колебания не достигают опасной величины, человек на стропах раскачивается на относительно небольшую амплитуду.
В данной ситуации имеется и минус - истекающий через полюсное отверстие воздух создает реактивную струю, направленную в противоположную земле сторону. Эта струя по законам физики толкает парашют к земле несколько ускоряя падение, однако общего эффекта замедления все равно достаточно для безопасного спуска.
Таким образом, полюсное отверстие, несколько ускоряя спуск на парашюте, резко уменьшает амплитуду раскачивания человека. В совокупности подобные эффекты дают возможность безопасного приземления.
В Средние века в Китае, странах Юго-Восточной Азии и Японии прекрасно знали, что прыжок с высоты можно более безопасно осуществить, если в руках прыгающего будет большой зонт. Имеются сведения, что японские ниндзя осуществляли затяжные прыжки с помощью специальных складных крыльев, которые иногда заменяло изделие похожее на большой зонт.
Первый реальный чертеж человека с устройством напоминающим парашют создал Леонардо да Винчи, который и провел практические расчеты площади купола, необходимого для безопасного прыжка с высоты.
Рисунок парашюта Леонардо Да Винчи. Источник изображения: thinkinghumanity.com
Он предлагал пирамидальный купол с основанием квадрата в 12 локтей и такой же высотой. Общая площадь купола должна была составлять более 50 кв. м, чего вполне достаточно для торможения. Согласно да Винчи основание купола жестко фиксировалось 4 рейками. В 1617 году епископ Фауст Веранцио опубликовал книгу "новые машины", где был рисунок человека спрыгнувшего с высокой башни с подобием парашюта.
В 16-17 веках никакой практической надобности в парашютах для человечества не было. Надобность в подобном изделии возникла вместе с началом эры воздухоплавания. В 1783 году в воздух поднялся первый монгольфьер, а французский механик Луи Ленорман (незнакомый с работами да Винчи и Веранцио) предложил свой вариант парашюта.
Парашют Луи Ленормана. Источник изображения: ksovd.org
Он же и придумал это слово от chute – падение и para - предоставить, взятых с французского языка. Ленорман доказал эффективность созданного им изделия сбрасывая с парашютом животных с балкона обсерватории. Высота при этом составляла 26 м.
Французский аэронавт Бланшар в следующем году установил вполне приличный рекорд высоты - 4 000 м, причем к воздушному шару он приторочил парашют жесткой конструкции со спицами.
Парашюта Гарнерена. Источник изображения: wikipedia.org
Наконец в 1797 году наступил прорыв. Андре Жак Гарнерен сшил парашют из шелка, отказавшись от фиксирующих спиц, которые только утяжеляли изделие. 22 октября 1797 года состоялся первый прыжок с парашютом. То, что Андре Гарнерон остался жив и не получил травм свидетельствует об эффективности конструкции. Однако и в этом и в последующих прыжках Гарнерона во время полета нещадно мотало из стороны в сторону.
Выходом оказалось парадоксальное решение - проделанное вверху полюсное отверстие. По слухам, сделать это отверстие предложил один из лидеров французской революции, но в любом случае именно Гарнерен впервые его сделал и испытал. После внедрения парашюта с полюсным отверстием устойчивость полета резко увеличилась, спуск стал гораздо безопаснее.
Как работает отверстие в куполе парашюта
Полюсное отверстие в куполе парашюта. Источник изображения: independence.aero
Теперь обратимся к физике. Набегающий в полете на парашют воздух создает в его куполе избыточное давление, которое замедляет падение. В то же время по краям парашюта образуются вихри вследствие трения набегающих потоков воздуха, которые трутся о кромки парашюта. Эти вихри создаются неравномерно, вследствие чего парашют начинает раскачиваться. Эти колебания передаются человеку висящему на стропах, вследствие чего человек начинает раскачиваться.
Попавший в ловушку купола парашюта воздух сжимается, причем сжатие воздуха продолжает усиливаться, вследствие давления набегающего воздуха. Избыточное давление стремится вывернуть купол парашюта в обратную сторону, колебания его резко увеличиваются. Точно так выворачивается купол зонтика под давлением порыва ветра. Усилившиеся колебания резко увеличивают амплитуду раскачивания человека, что может привести к сильному удару о землю. Амплитуда колебаний тем больше, чем длиннее стропы парашюта.
Парашют Г.Е. Котельникова РК-1 образца 1911 г.
В такой ситуации и начинает играть свою роль полюсное отверстие в куполе парашюта. Его наличие позволяет стравить избыточное давление воздуха. Сжавшийся воздух проходит в отверстие, не допуская большого избыточного давления под куполом парашюта. Вследствие этого колебания не достигают опасной величины, человек на стропах раскачивается на относительно небольшую амплитуду.
В данной ситуации имеется и минус - истекающий через полюсное отверстие воздух создает реактивную струю, направленную в противоположную земле сторону. Эта струя по законам физики толкает парашют к земле несколько ускоряя падение, однако общего эффекта замедления все равно достаточно для безопасного спуска.
Таким образом, полюсное отверстие, несколько ускоряя спуск на парашюте, резко уменьшает амплитуду раскачивания человека. В совокупности подобные эффекты дают возможность безопасного приземления.
Комментарии5
