Крестообразный лопастный парашют
Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов. Парашют образуют путем скрепления смежных кромок боковых лопастей 14, 16, 18 и 20 друг с другом с образованием трехмерного купола 10 при наполнении его воздухом, по существу квадратного вверху и по существу круглого по нижней кромке. Смежные кромки лопастей скрепляют между собой так, чтобы образовать в общем вертикальные отверстия или проемы 36, через которые воздух может истекать наружу из-под купола и посредством которых образуют угловые сопла для истечения воздушных потоков, таким образом создавая возможность использования материала, обладающего нулевой или близкой к нулевой пористостью, для изготовления купола. Соединение смежных кромок лопастей у их наружных концов позволяет получить непрерывную кромку по нижнему краю купола, благодаря которой облегчают процесс укладки и повышают надежность. Сопла для истечения потоков воздуха в лопастях также включены в дополнение к угловым соплам для истечения воздушных потоков, образованных путем соединения смежных боковых кромок лопастей. Технический результат - достижение степени стабильности спуска парашюта ±5° или меньше. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится в общем к парашютам, а более конкретно, к крестообразным, или крестовым, парашютам. Настоящее изобретение является модификацией конструкции обычного крестообразного парашюта, в которой присоединены лопасти для образования купола парашюта, имеющего по существу квадратную конфигурацию вверху и круглую по нижней кромке.
Существует три типа конструкций парашютов для десантирования личного состава и грузов с борта воздушного судна. Во-первых, существует обычный в общем полусферический купол со стропами, присоединенными по непрерывной круговой нижней кромке купола. Во-вторых, существует тип парашюта, при спуске которого используют набегающий поток воздуха, включающий верхнюю и нижнюю оболочки, обычно выполненные в форме профиля крыла, и стропы, присоединенные к нижней оболочке. И, наконец, существует крестообразный, или крестовой, парашют, у которого купол включает в общем квадратную полюсную, или центральную, часть с четырьмя лопастями, присоединенными к четырем сторонам, и подвесную систему, или стропы, прикрепленные вдоль наружных кромок лопастей.
Благодаря простой геометрической конфигурации парашюты, имеющие крестообразную, или крестовую, конструкцию, отличаются простотой изготовления и, следовательно, низкой стоимостью. Примерами современных парашютов крестообразной, или крестовой, формы могут служить парашюты, описанные в известных патентах, например в патентах США №3331573, 3531067, 3559931, 3741505 и 4834323. Главными недостатками парашюта крестообразной конфигурации, однако, являются относительно большие маятниковые колебания относительно вертикали, составляющие около 10-15°, и другие недостатки, касающиеся стабильности, связанные с этой конструкцией. Усилия по решению проблем, связанных с раскачиванием и нестабильностью парашютов крестообразной конфигурации, были сфокусированы на увеличении длины лопастей до размеров, существенно больших их ширины, и на увеличении длины строп. Несмотря на то, что эти изменения привели к повышению стабильности и коэффициента торможения парашютов крестообразной формы, они повлекли за собой появление новых недостатков, таких, например, как избыточная масса, увеличение объема и повышение стоимости, и более продолжительная временная константа маятникового раскачивания с момента его начала.
Кроме того, скорость снижения парашюта может быть уменьшена путем использования ткани для купола, которая обладает нулевой или близкой к нулевой пористостью. Материалы с такой малой пористостью применяли ранее в конструировании парашютов, особенно парашютов такого типа, в которых использовали набегающий поток воздуха. Однако из-за того, что уменьшали пористость/воздухопроницаемость материала купола, уменьшалась также и стабильность и возникали другие проблемы, например рывок при раскрытии. Таким образом, ранее оказалось невозможным использование материалов с нулевой или близкой к нулевой пористостью в крестообразных парашютах, так как использование таких материалов вело к увеличению уже неприемлемых нестабильности и раскачивания парашютов крестообразной конструкции.
Посредством конструкции крестообразного парашюта согласно патенту США №5839695 (далее будет обозначаться как "патент ′695") искали способ устранения известных до настоящего времени недостатков парашютов крестообразной конструкции путем введения сопел для истечения потоков, или струй, воздуха, выполненных в виде соответствующих проемов, или отверстий, размещенных в выбранных местах лопастей купола парашюта. Благодаря введению сопел для истечения потоков воздуха можно использовать материалы с нулевой или близкой к нулевой пористостью для изготовления купола крестообразного парашюта. Сопла для истечения потоков воздуха согласно патенту ′695 здесь и далее называются "соплами для истечения потоков, выполненными в лопастях" или более просто "воздушными соплами в лопастях". Сопла для истечения потоков воздуха, выполненные в лопастях, согласно патенту ′695 образуют путем создания в общем горизонтальных продолговатых отверстий, размещенных в каждой из четырех лопастей купола вблизи места, где касательная, пересекающая поверхность купола, образующую лопасти, приближается к углу 45° к вертикальной оси парашюта. Эта точка перехода обычно находится на расстоянии, составляющем 15-30% длины лопасти, от места, где лопасть присоединена к полюсной части купола. Кроме того, сопла для истечения потоков воздуха, выполненные в лопастях в виде отверстий, предпочтительно располагать посередине относительно ширины лопастей купола.
Однако применение конструкции парашюта согласно патенту ′695 не позволило устранить все недостатки, которыми обладали крестообразные парашюты. Например, крестообразные парашюты иногда сложно укладывать из-за того, что четыре отдельные лопасти выступают в различных направлениях от в общем квадратной полюсной, или центральной, части. Помимо этого, существует проблема надежности при укладке в случае, когда одну из лопастей случайно выворачивают наизнанку.
Другие известные патенты США, в которых описаны конструкции парашютов, которые могут иметь отношение к настоящему изобретению, следующие: №1757247, 1834370, 2745615, 2942817 и 5472394. Известно также, что в крестообразных парашютах лопасти присоединяли друг к другу лентами, стропами или шнурами для ограничения перемещения лопастей друг относительно друга и предотвращения надувания лопасти внутренней стороной наружу, если она вывернута наизнанку. Однако в таких условиях смежные кромки лопастей не соединяли между собой так, чтобы образовывать трехмерную форму, в большой степени квадратную вверху и круглую по кромке или нижнему краю. Кроме того, крестообразные парашюты в прошлом изготавливали с использованием множества полотнищ материала, соединяемых между собой так, что по существу оставались отверстия в средней части каждой лопасти. Эти щели проходили соосно стропам, но их назначение заключалось не в обеспечении истечения воздуха, и их не использовали в сочетании с лопастями, присоединенными друг к другу вдоль смежных кромок.
Основной задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известных крестообразных, или крестовых, парашютов, включая крестообразные парашюты согласно патенту ′695. Усовершенствованный крестообразный парашют согласно настоящему изобретению также изготавливают из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью и устраняют недостатки, связанные с нестабильностью и проблемами раскачивания, которые ранее были присущи крестообразным парашютам.
Согласно настоящему изобретению парашют крестообразной, или крестовой, конструкции, изготавливаемый из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью, усовершенствован путем присоединения друг к другу кромок смежных лопастей парашюта, но при этом сохранены в общем вертикальные отверстия, или проемы, между смежными кромками лопастей, через которые может истекать воздух из-под купола. Посредством этих отверстий, или проемов, обеспечивают возможность истечения воздуха, обладающего более высоким давлением под куполом парашюта. Было установлено, что путем соединения лопастей между собой можно получить совершенно новую конструкцию крестообразного парашюта, при которой парашют принимает трехмерную форму при надувании, являющуюся по существу квадратной вверху и по существу круглой у кромки или нижнего края.
Кроме того, было установлено, согласно настоящему изобретению, что сопла для истечения воздуха, необходимые для крестообразного, или крестового, парашюта, изготовленного из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью, могут быть выполнены в местах соединения лопастей, где соединяют их смежные кромки, и что предпочтительно не располагать их в средней части лопастей согласно патенту ′695. Следовательно, согласно настоящему изобретению сопла для истечения воздуха выполняют ниже каждого угла в общем квадратной полюсной части парашюта. Согласно настоящему изобретению эти сопла для истечения воздуха названы "угловыми соплами для истечения воздуха" или более просто "угловыми воздушными соплами". Помимо этого, согласно настоящему изобретению угловые воздушные сопла могут быть выполнены путем введения одного или большего числа в общем вертикальных отверстий.
Кроме того, эта новая конфигурация крестообразного парашюта обладает преимуществом, заключающимся в образовании непрерывной кромки по нижнему краю купола. Благодаря этой непрерывной кромке облегчают процесс укладки крестообразного парашюта и повышают надежность, так как становится невозможным случайное выворачивание лопастей наизнанку во время укладки.
Размеры в общем квадратной полюсной, или центральной, части купола, длина боковых лопастей и длина строп выбраны таким образом, чтобы обеспечить желаемую стабильность и скорость снижения при использовании материала с нулевой или близкой к нулю пористостью независимо от того, предназначены парашюты для десантирования людей или грузов. Согласно настоящему изобретению можно также использовать лопасти меньшей длины и более короткие стропы, чем в обычных известных ранее крестообразных конструкциях парашютов, без значительного ухудшения стабильности, таким образом снижая объемность и стоимость парашюта.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения лопасти крестообразного парашюта скрепляют вдоль их смежных кромок в отстоящих друг от друга местах в вертикальном направлении для создания ряда в общем вертикальных отверстий по четырем углам купола. Через этот ряд вертикальных отверстий позволяют истекать воздуху, имеющему более высокое давление, из-под купола парашюта. Создание таких угловых воздушных сопел в местах взаимосоединений смежных кромок лопастей парашюта позволяет снизить количество и/или размер в общем горизонтальных воздушных сопел в лопастях, как это описано в патенте ′695.
Во втором варианте выполнения нижнюю часть соединений смежных кромок лопастей выполняют непрерывно на заданной длине боковых кромок и оставляют одно большое отверстие, или угловое воздушное сопло, между кромками в верхней части на каждом из четырех углов купола. В этом варианте выполнения большую часть боковых кромок оставляют нескрепленными, предпочтительно порядка 60-85%. Может быть введено одно воздушное сопло в лопасти.
В третьем варианте выполнения кромки лопастей соединяют между собой так же, как и во втором случае, оставляя одно большое отверстие, или угловое воздушное сопло, между верхними боковыми кромками в каждом из четырех углов купола, но воздушные сопла в лопастях исключают. В этом варианте выполнения достигают существенного истечения воздуха через большие отверстия, или угловые воздушные сопла, для исключения потребности в дополнительном перепуске воздуха через какое-либо воздушное сопло в лопасти. Это позволяет еще больше упростить конструкцию, так как единственным дополнением по сравнению с обычной конструкцией крестообразного парашюта является взаимосоединение кромок лопастей на заданной длине боковых кромок лопастей от кромки, или наружного края, купола. Нет необходимости в прикреплении дополнительных упрочняющих лент, как это требуется для упрочнения воздушных сопел в лопастях согласно патенту ′695, потому что боковые кромки лопастей уже имеют усиливающие ленты. По этой причине необходимо только соединить кромки вдоль их усиливающих лент.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание парашюта крестообразной, или крестовой, конфигурации, в которой смежные кромки лопастей парашюта скреплены друг с другом, в то же время оставляя в общем вертикальные отверстия, или проемы, через которые истекают воздушные потоки из-под купола.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание парашюта крестообразной, или крестовой, конфигурации согласно предыдущей задачи, который имеет замкнутую кромку или нижний край.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание парашюта крестообразной, или крестовой, конфигурации согласно предыдущим задачам, который имеет новую трехмерную форму, по существу квадратную вверху и по существу круглую у нижнего края или кромки.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание крестообразного парашюта, изготавливаемого из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью, который обладает повышенной стабильностью и пониженной степенью раскачивания благодаря созданию угловых воздушных сопел, или отверстий, в области соединения между смежными боковыми кромками лопастей купола.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание крестообразного парашюта, который может быть более легко и с более высокой надежностью уложен, так как становится невозможным случайное выворачивание лопасти наизнанку во время укладывания.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание крестообразного парашюта, размеры купола которого составляют в диаметре 6,1-18,3 м (20-60 футов) в полностью раскрытом состоянии и который может быть использован для десантирования людей.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание крестообразного парашюта, размеры купола которого составляют в диаметре 152,4-381,0 мм (6-15 футов) и который может быть использован для сбрасывания не людей, а полезных грузов, например оружия и устройств для определения, например, противотанковых мин и т.п.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание крестообразного парашюта, который можно использовать с воздушным транспортирующим аппаратом, имеющим более высокую скорость, без снижения стабильности транспортирующего парашюта.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание парашютов крестообразных конфигураций, которые могут быть изготовлены при более низкой их стоимости, меньшего объема благодаря уменьшению лопастей и длины строп относительно полюсной, или центральной, части.
Эти и другие задачи и преимущества, которые заключаются в деталях конструкции и в способе действия, описаны ниже и заявлены в формуле изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, составляющие часть настоящей заявки, где по всему тексту одинаковыми номерами позиций обозначены одинаковые части.
На Фиг.1 изображен вид в перспективе раскрытого крестообразного парашюта, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
на Фиг.2 - вид в плане купола, представленного на Фиг.1, разложенного на плоскости, без прикрепленных к нему строп;
на Фиг.3 - вид сбоку конфигурации купола, показанного на Фиг.1, на котором показано взаимное соединение смежных боковых кромок лопастей купола;
на Фиг.4 - вид сбоку, аналогичный Фиг.3, на котором показан альтернативный способ соединения смежных боковых кромок лопастей купола;
на Фиг.5 - вид в перспективе еще одного варианта исполнения раскрытого крестообразного парашюта, изготовленного согласно настоящему изобретению;
на Фиг.6 - вид в плане купола, представленного на Фиг.5, разложенного на плоскости, без прикрепленных к нему строп.
Хотя здесь подробно пояснено только три предпочтительных варианта выполнения изобретения, следует иметь ввиду, что варианты выполнения приведены только в качестве иллюстрации и не ограничивают объем изобретения деталями конструкции и набором элементов, представленных в последующем описании или проиллюстрированных на фигурах. Помимо этого, в описании предпочтительных вариантов выполнения использована специальная терминология для обеспечения четкости. Следует иметь ввиду, что каждый специальный термин включает все технические эквиваленты, которые используют сходным образом для выполнения сходной задачи.
Как показано на чертежах, парашют согласно изобретению включает купол крестообразной, или крестовой, формы, в общем обозначенный позицией 10 на Фиг.1-4 и позицией 110 на Фиг.5-6. На Фиг.1-4 купол 10 включает по существу квадратную полюсную, или центральную, часть 12 и четыре направленные в стороны лопасти 14, 16, 18 и 20. Каждая боковая лопасть прикреплена ее самым верхним краем 22 к одному боковому краю 24 полюсной части 12 предпочтительно посредством лент 26 и 28 для усиления края, которые проложены непрерывно вдоль шва между краями 22 и 24 и вдоль краев смежных лопастей. Таким образом, как показано на Фиг.1-4, лента 26 для усиления края проложена от наружного зауженного края лопасти 20 непрерывно вдоль ее двух боковых краев, поперек шва между краями 22 и 24 и затем непрерывно вдоль боковых краев лопасти 18 до ее самого наружного края. Точно также лента 28 для усиления края проложена от наружного зауженного края лопасти 14 вдоль ее двух боковых сторон, поперек шва между краем 22 лопасти 20 и краем 24 центральной части 12 и затем вдоль наружных краев лопасти 16. Внутренние усилительные ленты 30 или подобные средства проложены непрерывно вдоль лопастей и полюсной части для дополнительного упрочнения купола. Усиливающие ленты 26, 28 и 30 согласно настоящему изобретению имеют обычную конструкцию, хорошо известную в производстве парашютов.
В противоположность ранее известным конструкциям крестообразных парашютов, крестообразный парашют, изображенный на Фиг.1, включает смежные боковые стороны, определенные усиливающими лентами 26 и 28 каждой лопасти 14, 16, 18 и 20, взаимосоединенные внизу, что обозначено поз.32, и в отстоящих друг от друга местах, обозначенных поз.34, вдоль лент 26 и 28 боковых кромок. Как показано на Фиг.1 и 3, имеется четыре промежуточные точки 34 соединения в дополнение к нижней точке 32 соединения кромки вдоль каждой из взаимосоединенных лопастей. Путем соединения лопастей таким образом создают отверстия 36, получающиеся между точками соединениями 32 и 34, образуют в общем вертикальные сопла для истечения потоков воздуха. Как таковые, сопла 36 для истечения потоков воздуха равномерно отдалены по четырем углам полюсной части 12 вдоль соединения смежных кромок лопастей 14, 16, 18 и 20, и таким образом, обозначены термином "угловые сопла для истечения потоков воздуха" или "угловые воздушные сопла".
Помимо этого, соединение в точках 32 у наружных углов смежных кромок лопастей приводит к тому, что наружные кромки лопастей 14, 16, 18 и 20 образуют непрерывную кромку, или нижний край, 38. Кромка, или нижний край, 38 купола 10 упрочнена усиливающими лентами, обозначенными поз.40, как хорошо известно в данной области. Когда парашют раскрывают, купол 10 согласно настоящему изобретению принимает уникальную трехмерную форму. Верх, определенный полюсной частью 12, имеет по существу квадратную форму, тогда как кромка, или нижний край, 38 имеет по существу круглую форму.
Стропы 42 и 44 прикрепляют их верхними концами к куполу 10 у нижней кромки 38, определенной наружными кромками лопастей 14, 16, 18 и 20. Стропы прикрепляют к нижней кромке 38 в местах расположения усиливающих лент 26, 28 и 30 любым известным способом, например образованием петель на концах усиливающих лент известным способом. Как показано на Фиг.1, стропы 42 присоединены к нижней кромке 38 лопастей 14 и 20, тогда как стропы 44 прикреплены к нижней кромке 38 лопастей 16 и 18 (не показано). Нижние концы строп 42 и 44 затем присоединяют к парашютисту 48 (см. Фиг.1) посредством любой подходящей системы подвески обычным известным устройством. Груз в общем виде показан пунктирными линиями на Фиг.3 и 4.
В варианте изобретения, показанном на Фиг.1, 2 и 3, внутренние и наружные усиливающие ленты 26, 28 и 30 делят каждую лопасть 14, 16, 18 и 20 на пять продолговатых клиньев: два крайних клина 50 и три внутренних клина 52. Таким же образом ленты 26, 28 и 30 делят в общем квадратную полюсную, или центральную, часть на двадцать пять приблизительно одинаковых участков 54 клиньев. Как показано на Фиг.2, все клинья 50 и 52 лопастей 14, 16, 18 и 20 заужены вдоль их длины к наружному краю 40. Благодаря использованию такой конфигурации может быть удален избыток материала, а форма лопастей с усиливающими лентами соответствует сходимости строп в общей точке пересечения.
Как было указано выше, для изготовления купола согласно настоящему изобретению предпочтительно используют материал с нулевой или близкой к нулевой пористостью. Так как воздухопроницаемость такого материала увеличивает коэффициент торможения и, таким образом, эффективность купола, из-за меньшего истечения воздуха сквозь материал нестабильность парашюта благодаря его крестообразной форме повышается. Угловые сопла 36 для истечения потоков воздуха служат для преодоления негативного влияния нулевой или близкой к нулевой воздухопроницаемости материала. Кроме того, сопла для истечения воздуха в лопастях, обычно обозначенные поз.58, согласно патенту ′695 могут быть выполнены в каждой лопасти 14, 16, 18 и 20. Сопла 58 для истечения воздуха в лопастях выполняют в общем в виде горизонтальных отверстий 60, расположенных в верхней части каждой лопасти около ее пересечения со смежной боковой стороной квадратной центральной части 12. В предпочтительном варианте сопла 58 для истечения воздуха в лопастях образованы щелями 60. Щели 60 предпочтительно усиливают вдоль их определяющих краев усиливающими лентами 62 и 64 или подобными средствами, которые соединяют у их концов и которые пересекаются с внутренними усиливающими лентами 30, как, например, в точке 66.
Сопла 58 для истечения воздуха в лопастях наиболее предпочтительно располагают в лопастях 14, 16, 18 и 20 в месте, где касательная к поверхности лопасти приближается к углу 45° относительно вертикальной оси парашюта. В большей части парашютов крестообразных конструкций согласно настоящему изобретению эта точка пересечения находится на расстоянии, составляющем около 15-30% длины лопасти от края 22. Хотя щели, выполняемые без удаления какого-то количества материала внутренних клиньев 52 каждой лопасти, очевидно предпочтительны для образования сопел 58 для истечения воздуха в лопастях, можно формировать сопла 58 для истечения воздуха в лопастях путем вырезания отверстий или пазов, имеющих некоторую площадь.
Типичные размеры элементов парашюта, изготовленного согласно настоящему изобретению и показанного на Фиг.1, 2 и 3, с производственными допусками в пределах ±2% равны следующим величинам. Каждая сторона 24 полюсной части 12 составляет 6159,5 мм (242,5 дюйма), таким образом сторона каждого по существу квадратного участка 54 клина равна около 1231,9 мм (48,5 дюйма), а площадь полюсной части составляет около 37,9 м2 (408 кв. футов). Длина самого верхнего края 22 лопастей 14, 16, 18 и 20, таким образом, составляет также 6159,5 мм (242,5 дюйма), а самый верхний край каждого клина 50 и 52 составляет около 1231,9 мм (48,5 дюйма). Длина каждой лопасти купола от самого верхнего края 22 до наружной кромки 40 составляет 2794 мм (110 дюймов) или приблизительно 45% длины боковой стороны 24, а каждый клин 50 и 52 уменьшен по ширине с 1231,9 мм (48,5 дюйма) до 914,4 мм (36 дюймов) по его наружной кромке. Пять вертикальных боковых отверстий 36 вдоль взаимосоединения лопастей 14, 16, 18 и 20 каждое имеет размер около 558,8 мм (22 дюймов) по высоте, причем они могут расширяться до около 127,0-152,4 мм (5-6 дюймов) при полном раскрытии купола. Сопла 58 для истечения воздуха в лопастях располагают на расстоянии приблизительно 609,6 мм (24 дюйма) от самых верхних краев 22 лопастей купола. И, наконец, стропы 42, 44 имеют длину, составляющую приблизительно 7239 мм (285 дюймов) или приблизительно 62% длины поперечного клина купола.
На Фиг.4 показана альтернативная конфигурация купола согласно настоящему изобретению, где одинаковыми номерами позиций обозначены одинаковые элементы описанного выше купола 10, показанного на Фиг.1, 2 и 3. Главное отличие в конфигурации купола заключается в присоединении смежных кромок лопастей 14, 16, 18 и 20 вдоль усиливающих лент 26 и 28. Более конкретно, боковые кромки лопастей от самого нижнего соединения 32 вдоль нижнего края, или кромки, 38 купола к соединению 34 полностью соединены сшиванием и усилены лентой 70 или другим типом соединения. Верхняя часть смежных боковых краев, ограниченная усиливающими лентами 26 и 28, оставлена открытой для образования одного в общем вертикального углового сопла 72 для выпускания воздушного потока по большей части длины боковой стороны каждой лопасти 14, 16, 18 и 20. Одно сопло 58 для истечения воздуха в лопастях также может быть выполнено в центральном клине 52 в верхней части каждой лопасти, сходным образом с вариантом выполнения, показанным на Фиг.1, 2 и 3.
Было установлено в вариантах выполнения, представленных на Фиг.1-4, что одно сопло 58 для истечения воздуха в лопасти, в центральном клине 52 каждой лопасти 14, 16, 18 и 20, достаточно в комбинации с угловыми воздушными соплами 36 или 72 для преодоления нестабильности, происходящей из-за использования материала с нулевой воздухопроницаемостью. Купола согласно настоящему изобретению также обладают нулевой геометрической пористостью, так как при формировании сопел 58 для истечения воздуха в лопасти в виде щели 60 или при формировании угловых воздушных сопел 36 или 72 не вырезают какое-либо количество материала.
Другая и, возможно, предпочтительная конфигурация купола согласно настоящему изобретению показана на Фиг.5 и 6, где одинаковые номера позиций серии 100 использованы для обозначения одинаковых элементов описанного выше купола 10, изображенного на Фиг.1-4. Например, поз.112 обозначена полюсная часть, а поз.114, 116, 118 и 120 - лопасти купола 110 варианта выполнения, показанного на Фиг.5 и 6, которые соответствуют полюсной части 12 и лопастям 14, 16, 18 и 20 купола 10 варианта выполнения, показанного на Фиг.1-4. Купол 110 отличается от купола 10 варианта выполнения, показанного на Фиг.1-4, исключением сопел 58 для истечения воздуха в лопастях. Было установлено, что, если угловому соплу для истечения воздушного потока, или отверстию, 72 приданы правильные размеры, то выполнение сопла для истечения воздуха в лопасти не обязательно для купола крестообразного, или крестового, парашюта согласно настоящему изобретению.
Конфигурация купола, показанного на Фиг.5 и 6, также отличается от вариантов выполнения, представленных на Фиг.1-4, тем, что внутренние и наружные усиливающие ленты 126, 128 и 139 делят каждую лопасть 14, 16, 18 и 20 на семь продолговатых клиньев: два крайних клина 150 и пять внутренних клиньев 152. Аналогичным образом, ленты 126, 128 и 130 делят в общем квадратную полюсную, или центральную, часть на 49 приблизительно одинаковых, в общем квадратных участков 154 клиньев. Как показано на Фиг.6, клинья 150 и 152 лопастей 114, 116, 118 и 120 также заужены вдоль их длины по направлению к их наружной кромке 140 так, чтобы исключить избыток материала и согласовать конструкцию лопастей со сходимостью строп в общей точке пересечения.
Кроме того, конфигурация парашюта, изображенного на Фиг.5 и 6, предпочтительно включает слайдер 174. Хотя купол согласно настоящему изобретению может все еще быть раскрыт без рифового устройства слайдерного типа, слайдер 174 предпочтительно используют в этом варианте выполнения в качестве средства управления большим числом строп и юбкой, или кромкой, 138. Следовательно, слайдер 174 служит скорее для повышения надежности, чем просто в качестве рифового устройства. Купол 110 также включает внутренние усиливающие ленты 176, которые служат для усиления лопастей 114, 116, 118 и 120 и их клиньев 150 и 152 в поперечном направлении. Ленты 176 способствуют сопротивлению формы купола при переходе от по существу квадратной полюсной части, или верха, 112 к в общем круглому нижнему краю, юбке, или кромке, 138.
Типичные размеры парашюта, изготовленного согласно настоящему изобретению и показанного на Фиг.5 и 6, с производственными допусками в пределах ±2% равны следующим величинам. Каждая сторона 124 полюсной части 112 имеет размер 7620 мм (25 футов или 300 дюймов), а каждый по существу квадратный участок 154 клина имеет размер стороны 1088,57 мм (42,857 дюйма). Площадь полюсной части 112 составляет приблизительно 58,062 м2 (625 кв.футов). Длина самого верхнего края 122 (поз.122 на Фиг.6 обозначен верхний край лопасти 120 и боковая сторона лопасти 114), лопастей 114, 116, 118 и 120 купола также равна 7620 мм (25 футам), а самый верхний край каждого клина 150 и 152 также равен приблизительно 1088,6 мм (42,857 дюйма). Длина каждой лопасти купола от самого верхнего края 122 до самой наружной кромки 140 составляет 3352,8 мм (132 дюйма) или приблизительно 44% длины стороны 124, а каждый клин 150 и 152 уменьшен по ширине с 1088,6 мм (42,857 дюйма) до 749,7 мм (29,515 дюйма). Пришитую усиливающую ленту 70, которой полностью соединяют боковые кромки лопастей вверх от нижнего края, или кромки, 138, выпускают приблизительно на 762 мм (30 дюймов), таким образом создавая угловые воздушные сопла, или отверстия, 72, площадь которых составляет приблизительно 4,645 м2 (50 кв.футов) при полном раскрытии и во время спуска парашюта. И, наконец, стропы 142, 144 имеют длину приблизительно 6401 мм (21 фут) или приблизительно 45% длины поперечного клина купола.
Как было указано, купола согласно настоящему изобретению, включающие полюсную часть и четыре лопасти, предпочтительно изготавливают из материала, обладающего нулевой или близкой к нулевой пористостью. Материалы, обладающие воздухопроницаемостью менее 1,528 Нм3/мин/м2 (5 Нкуб.фут/мин/кв.фут) при давлении 12,7 мм водяного столба, являются наиболее подходящими для использования их в настоящем изобретении. Материал для изготовления полюсной части и лопастей может быть одним и тем же, либо полюсную часть можно изготавливать из материала, обладающего нулевой или близкой к нулевой пористостью, а лопасти - из материала, обладающего сверхнизкой воздухопроницаемостью. Обычный материал, обладающий нулевой пористостью, для парашютов покрывают смесью полиуретана и силикона, и его свободно коммерчески поставляют предприятия-поставщики парашютных материалов, например материал "Soar Coat", поставляемый компанией Performance Textiles (г.Гринсборо, шт.Северная Каролина, США). Техническая характеристика материала "Soar Coat" компании Performance Textiles включает параметр нулевой пористости, который обозначает, что материал обладает нулевой пористостью при перепаде давления 254 мм (10 дюймов) водяного столба. Для изготовления лопастей парашюта согласно настоящему изобретению, предпочтительно, использовать материал, например, типа "F-111", и в настоящее время его поставляет несколько предприятий, включая компанию Performance Textiles и компанию Brookwood Companies, Inc. (г.Нью-Йорк, шт.Нью-Йорк, США). Он указан в военных требованиях США в разделе MIL-SPECMIL-C-44378. Материал типа "F-111" согласно требованиям должен обладать воздухопроницаемостью в пределах 0-1,528 Нм3/мин/м2 (5 Нкуб.фут/мин/кв.фут) при давлении 12,7 мм водяного столба.
Сочетая материал, обладающий нулевой или близкой к нулевой пористостью, для изготовления купола 10 или 110 с системой сопел для истечения воздуха согласно настоящему изобретению, обеспечивают улучшенные характеристики парашюта крестообразной конфигурации. Потоки воздуха, выходящие из угловых воздушных сопел 36, 72 и 172, имеют тенденцию перемещаться наружу и вниз, когда воздух понуждается к истечению из-под полюсной части купола. Направляя поток воздуха, собирающегося под полюсной частью купола, наружу и вниз, в противоположность истечению сквозь материал вверх к небу, обеспечивают преимущества при движении, заключающиеся в тенденции к уменьшению скорости снижения купола. Кроме того, благодаря направлению этих воздушных потоков наружу и вниз вдоль наружной поверхности купола также увеличивается эффективная площадь торможения парашюта в результате нагнетания потока воздуха вокруг парашюта во время снижения так, что поток обтекает вокруг мощного вытекающего из отверстий наружу потока.
С точки зрения эффективности материал, обладающий нулевой пористостью, для полюсной части лучше, чем материал, обладающий близкой к нулевой пористостью. Однако материалы, имеющиеся в настоящее время, обладающие нулевой пористостью, являются более дорогими, в сравнении с материалами, обладающими близкой к нулевой пористостью, а также более тяжелыми. В соответствии с этим в настоящее время материалы, обладающие близкой к нулевой пористостью, пригодные для изготовления как полюсной части, так и лопастей, предпочтительны главным образом по экономическим причинам.
Хотя в проиллюстрированных вариантах выполнения каждую лопасть делят на пять или семь продолговатых клиньев, эта отличительная особенность ни коим образом не должна быть ограничивающей применение настоящего изобретения, так как меньше или больше клиньев может быть встроено в парашют согласно настоящему изобретению путем использования дополнительных внутренних усиливающих лент 30, 130 и т.п. Количество усиливающих лент 30, 130 и внутренних клиньев 52, 152 зависит по большей части от размеров парашюта, от желаемого усиления и от количества строп и количества точек прикрепления строп, которые надлежит встроить в купол. То же самое относится к количеству в общем квадратных участков 54, 154 клиньев полюсной части. Хотя предпочтительно полюсную, или центральную, часть 12, 112 изготавливать из одного полотнища и делить его на участки усиливающими лентами, можно изготавливать полюсную часть путем сшивания отдельных участков клиньев вместе, используя усиливающую ленту известным способом. Кроме того, хотя не определены четко предпочтения, можно использовать больше или меньше внутренних усиливающих лент 30, 130 в одном направлении и при этом меньше или больше усиливающих лент, проложенных в другом направлении, без отступления от сущности настоящего изобретения.
Согласно настоящему изобретению рывок при раскрытии, связанный с раскрытием парашюта во время его наполнения воздухом, можно контролировать несмотря на то, что для изготовления купола используют материал, обладающий нулевой или близкой к нулевой пористостью. Контроль рывка при раскрытии имеет существенное значение для использования парашюта для десантирования людей и он может быть осуществлен согласно настоящему изобретению путем варьирования длины и ширины боковых лопастей и длины строп без необходимости введения дополнительных рифовых систем, например слайдеров и т.п. Таким образом, согласно настоящему изобретению длина боковых лопастей в сравнении с их шириной существенно меньше, чем в известных конструкциях крестообразных парашютов. Аналогичным образом стропы также значительно короче, чем в обычных конструкциях крестообразных парашютов.
Как указано выше и показано на Фиг.2, 3, 4 и 6, вертикальное протяжение, или длина, лопастей купола существенно меньше, чем их ширина по самому верхнему краю, которая в общем согласуется со смежной стороной квадратной полюсной части. Это не похоже на обычные конструкции куполов крестообразных парашютов, в которых лопасти купола обычно имеют длину, составляющую 100-150% ширины полюсной части. Кроме того, в настоящем изобретении предпочтительно, чтобы длина лопастей купола была меньше 75%, а более предпочтительно, чтобы она была порядка 40-60% ширины полюсной части купола. Помимо этого, согласно настоящему изобретению стропы делают существенно более короткими, чем стропы, используемые в обычных крестообразных парашютах. Более конкретно, стропы парашюта согласно настоящему изобретению имеют длину, которая существенно меньше длины поперечных клиньев купола, измеряемой от наружных кромок 40 противоположных лопастей купола, от конца до конца, например от наружной кромки лопасти 14 до наружной кромки лопасти 16. Предпочтительно, чтобы стропы имели длину, которая составляла бы 40-70% длины поперечного клина купола скорее, чем 100-150%, что имело место в известных конструкциях. Кроме того, стропы изготавливают из сложного полиэфира вместо обычного нейлона, чтобы снизить разницу растяжений.
Согласно настоящему изобретению объем воздушного потока, истекающего из-под купола через угловые воздушные сопла 36, 72 или 172 и сопла 58 для потоков воздуха в лопастях, если их используют, должен быть эквивалентен около 3-5% геометрической пористости купола. При использовании материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью объем воздушного потока должен быть достаточным для достижения степени стабильности спуска парашюта, составляющей ±5° или меньше; другими словами, маятниковое раскачивание должно быть не более ±5°.
Кроме того, хотя для изготовления крестообразного, или крестового, парашюта согласно настоящему изобретению предпочтительно использовать материал с нулевой или близкой к нулевой пористостью, можно также использовать и другие материалы, например материал с малой пористостью. Однако настоящее изобретение не применимо к воздухопроницаемым материалам, например к неотделанной ткани, обычно используемой для изготовления крестообразных, или крестовых, парашютов. Согласно настоящему изобретению материал полюсной части 12 должен обладать воздухопроницаемостью, составляющей не более приблизительно 6,112 Нм3/мин/м2 (20 Нкуб.фут/мин/кв.фут) при давлении 12,7 мм водяного столба, а материал лопастей 14, 16, 18 и 20 должен обладать воздухопроницаемостью, составляющей не более приблизительно 6,112 Нм3/мин/м2 (20 Нкуб.фут/мин/кв.фут) при давлении 12,7 мм водяного столба.
Следует заметить, что использование парашютов с конфигурацией согласно настоящему изобретению, особенно с конфигурацией, представленной на Фиг.5 и 6, предполагает существенные преимущества благодаря упрощению их конструкции. Преимущества, получаемые при производстве крестообразного парашюта, могут в то же время сочетаться с преимуществами, обеспечиваемыми за счет изготовления парашюта с непрерывной кромкой, или нижним краем, и по существу круглым нижним краем при наполнении купола воздухом. Кроме того, эти преимущества достигаются в результате минимальной модификации обычных крестообразных парашютов путем просто сшивания или скрепления другими способами усиливающих лент вдоль кромок смежных сторон лопастей с образованием в то же время на оставляемых нескрепленными участках отверстий для требующихся угловых воздушных сопел.
Приведенное выше описание следует рассматривать только как иллюстрацию принципов изобретения. Так как специалисты в данной области могут легко предложить ряд модификаций и изменений в конструкции, то не желательно ограничивать изобретение точными параметрами конструкций и действия, приведенными в описании и на чертежах. В соответствии с этим все соответствующие модификации и эквиваленты могут подпадать под действие объема представленного изобретения.
1. Купол крестообразного парашюта, имеющий крестообразную форму в плане, содержащий в общем квадратную центральную часть и четыре боковых лопасти, каждая из которых прикреплена к боковой стороне центральной части и направлена от нее к в общем прямой наружной кромке, причем центральная часть и лопасти изготовлены из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью, при этом каждая лопасть прикреплена непосредственно к смежным с ней лопастям в местах вдоль смежных боковых кромок лопастей, образующих по меньшей мере одно свободное отверстие между каждой парой кромок для истечения воздуха наружу из-под купола.
2. Купол по п.1, в котором боковые кромки прикреплены рядом с наружной кромкой лопастей с образованием непрерывной нижней кромки купола.
3. Купол по п.2, который имеет трехмерную форму при наполнении воздухом, по существу квадратную вверху и по существу круглую по нижней кромке.
4. Купол по п.1, в котором в каждой из лопастей выполнено дополнительное свободное отверстие в верхней центральной части лопасти для дополнительного истечения воздуха наружу из-под купола.
5. Купол по п.4, в котором отверстия между боковыми кромками и отверстиями в лопастях имеют приблизительно нулевую геометрическую пористость.
6. Купол по п.1, в котором свободные отверстия являются в общем вертикальными.
7. Купол по п.1, который дополнительно включает усиливающие купол ленты на центральной части и боковых лопастях, выполненные непрерывными и направленными от наружной кромки каждой боковой лопасти через центральную часть и до наружной кромки противоположной боковой лопасти, включая усиливающие ленты вдоль смежных боковых кромок, причем боковые соединения выполнены между боковыми лентами, усиливающими кромки.
8. Крестообразный парашют, содержащий купол, включающий в общем квадратную центральную часть с четырьмя боковыми краями и четырьмя углами и четыре боковые лопасти, присоединенные к боковым краям между углами, причем каждая боковая лопасть включает наружную кромку, по существу параллельную боковому краю, к которому прикреплена лопасть, когда купол разложен на плоскости, и ряд строп, прикрепленных к наружным кромкам лопастей для присоединения их к грузу, спускаемому на парашюте, при этом каждая из лопастей прикреплена к смежным с ней лопастям вдоль смежных боковых кромок с образованием свободных отверстий между боковыми кромками для направления воздушных потоков наружу из-под купола.
9. Крестообразный парашют по п.8, который дополнительно включает усиливающие купол ленты, выполненные непрерывными и направленными от наружной кромки каждой боковой лопасти купола, вдоль центральной части и к наружной кромке противоположной боковой лопасти, причем стропы прикреплены к наружным кромкам в местах расположения усиливающих лент.
10. Крестообразный парашют по п.8, в котором боковые лопасти выполнены сужающимися от их места прикрепления к центральной части бок о бок к наружным кромкам.
11. Крестообразный парашют по п.8, в котором между скрепленными между собой боковыми кромками смежных лопастей образовано множество в общем вертикальных свободных отверстий.
12. Крестообразный парашют по п.8, в котором скрепленные между собой боковые кромки являются непрерывными на расстоянии от наружных кромок лопастей, и посредством их между смежными лопастями образовано одно свободное отверстие.
13. Крестообразный парашют по п.8, в котором отверстия между боковыми кромками выполнены с возможностью направления потоков воздуха наружу из-под купола рядом с углами.
14. Крестообразный парашют, содержащий купол крестообразной формы, включающий в общем квадратную центральную часть и четыре боковые лопасти, прикрепленные к ней наружными краями, определяющими их края, причем усиливающие ленты купола направлены от наружной кромки каждой боковой лопасти, вдоль центральной части и к наружной кромке противоположной боковой лопасти, при этом усиливающие ленты направлены вдоль каждого бокового края и каждой боковой кромки каждой боковой лопасти, причем усиливающие ленты смежных боковых краев прикреплены так, чтобы понуждать наружные кромки боковых лопастей к образованию непрерывной нижней кромки купола, и стропы, соединенные с усиливающими лентами купола у непрерывной нижней кромки купола.
15. Крестообразный парашют по п.14, в котором посредством соединений образованы свободные отверстия между боковыми кромками для направления воздушных потоков наружу из-под купола.
16. Крестообразный парашют по п.14, в котором купол имеет трехмерную форму при наполнении воздухом, по существу квадратную вверху и по существу круглую по нижнему краю.
17. Купол для крестообразного парашюта, содержащий центральную часть с четырьмя по существу равными боковыми сторонами и четыре боковые лопасти, присоединенные по одной к каждой из сторон центральной части, причем боковые лопасти имеют наружную кромку, по существу параллельную стороне центральной части, к которой прикреплена лопасть, когда купол расположен на плоскости, при этом каждая из лопастей имеет пару противоположных боковых кромок, которые прикреплены к смежным боковым кромкам лопастей в местах вдоль боковых кромок с образованием купола, имеющего трехмерную форму при наполнении воздухом, по существу квадратную вверху и по существу круглую по его нижней кромке, образуемой наружными кромками лопастей.
18. Купол по п.17, в котором боковые кромки соединены с образованием непрерывной нижней кромки купола.
19. Купол по п.17, в котором посредством боковых соединений кромок образованы свободные отверстия между боковыми кромками для направления воздушного потока наружу из-под купола.
20. Купол по п.17, в котором между скрепленными между собой боковыми кромками смежных лопастей образовано множество в общем вертикальных свободных отверстий.
21. Купол по п.19, в котором скрепленные между собой боковые кромки являются непрерывными на расстоянии от наружных кромок лопастей, причем посредством их между смежными лопастями образовано одно свободное отверстие.
22. Крестообразный парашют по п.8, который дополнительно включает слайдер, посредством которого взаимно связаны стропы.
23. Крестообразный парашют по п.14, который дополнительно включает слайдер, посредством которого взаимно связаны стропы.
24. Купол по п.1, в котором в общем квадратная центральная часть имеет четыре боковые края, а каждая из четырех боковых лопастей имеет наружную кромку, по существу параллельную боковому краю, к которому прикреплена лопасть, когда купол расположен на плоскости.
25. Крестообразный парашют по п.8, в котором в общем квадратная центральная часть и четыре боковые лопасти изготовлены из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью.
26. Крестообразный парашют по п.14, в котором в общем квадратная центральная часть и четыре боковые лопасти изготовлены из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью.
27. Крестообразный парашют по п.17, в котором в общем квадратная центральная часть и четыре боковые лопасти изготовлены из материала с нулевой или близкой к нулевой пористостью.
