Юнина А - Многопрофильной инженерной олимпиаде

Многопрофильная инженерная олимпиада
«Будущее России».
ТЕМА:
Парашютный спорт.
Выполнил:
Юнина Арина,
ученик 8 «Б» класса
МБОУ ЛАП № 135
Кировского района
Научный руководитель:
Самсонова Наталья
Юрьевна.
Самара, 2015г.
Содержание:
1. Введение.............................................................................................2-3
2. Основная часть
1)Физические свойства атмосферы ………………………….4-8
2)Особенности движения в жидкостях и газах ………………9-10
3)Устройство парашюта ……………………………………….11-16
4)Исследование зависимости скорости падения парашюта…17-18
5)Различные формы парашютов сегодня…………………….. .9-21
3. Заключение ………………………………………………………..22
4. Приложения ………………………………………………………...23-30
1
Введение.
Парашюты, родившиеся как аттракцион, со временем стали средством
спасения летчиков и сегодня получили достаточно широкое
распространение. Это и спасательное средство, и, если так можно
выразиться, вид военной техники; парашютом увлекаются любители
пощекотать свои нервы, парашютный спорт весьма популярен и имеет
множество направлений. Некоторые черты объединяют парашюты всех
поколений, хотя многие образцы современной парашютной техники
совершенно не похожи на их прародителей. Совершенствование парашюта
послужило причиной возникновения новых самостоятельных занятий. Так,
работы по улучшению аэродинамики планирующих парашютов привели к
появлению парапланеризма, а благодаря «скрещиванию» современного
парашюта -«крыло» с воздушным змеем (и отчасти — парусом) возник
кайтинг. Сейчас парашютные прыжки — очень доступное занятие. По всему
миру расположено множество аэроклубов, где практически любой
желающий может совершить ознакомительные прыжки — как с небольшой
высоты (самостоятельно, с десантным или тренировочным парашютом), так
и со значительной (в сопровождении инструкторов), испытав ни с чем не
сравнимые ощущения свободного падения. Пройдя курсы обучения, можно
заняться парашютным спортом.
Считается, что впервые идея создания парашюта пришла Леонардо да Винчи.
В его рукописи ,1495 упоминается о безопасном спуске с высоты с помощью
«палатки» из накрахмаленного полотна размером 12 х 12 локтей. Если
учесть, что средневековая мера длины — локоть— равнялась в различных
странах от 50 до 60 сантиметрам, то действительно, такое приспособление
обеспечивало безопасный спуск человека с любой высоты, ибо диаметр
современных парашютов тоже не превышает 6-7 метров.
Но, как оказалось позже, Леонардо да Винчи не первый додумался до идеи
парашюта. Древние записи свидетельствуют, что во многих странах люди
пытались спускаться с башен, деревьев, скал с помощью различных
приспособлений, похожих на зонтики. Часто такие прыжки кончались
увечьем или даже смертью, потому что никто не знал законов сопротивление
воздуха, а чутье часто подводило. Леонардо да Винчи первый указал на
самые выгодные размеры парашюта, и об этом вспомнили воздухоплаватели.
[1]
1
2
Главной проблемой работы стал вопрос, почему при прыжке с парашютом
спортсмену удается приземлиться без повреждений. Поставлены были
следующая цель: узнать, как зависит скорость снижения парашюта от
давления воздуха, плотности, температуры, движения и сопротивления.
Задачи работы: установление зависимости скорости падения парашюта от
массы прикреплённого груза ; выяснить из каких частей состоит парашют.
2
3
Основная часть.
1) Атмосфера и её физические свойства.
С момента отделения от самолета до приземления парашютист находится в
воздушной среде. Поэтому для успешного выполнения прыжка ему
необходимо знать основные свойства воздуха, влияние этих свойств на исход
прыжка. Зная основные свойства воздуха и некоторые законы механики и
аэродинамики, можно точно рассчитать любой параметр прыжка с
парашютом на всех этапах парашютирования. Газообразная оболочка,
окружающая земной шар, называется атмосферой (от греческих atmos-воздух
и sphaira-шар). Атмосфера простирается до высоты свыше 1000 км. Ее
обычно делят на тропосферу, непосредственно прилегающую к земной
поверхности, стратосферу и ионосферу. Пограничный слой в 1-2 км между
тропосферой и стратосферой называют иногда тропопаузой Тропосфера
простирается над полюсами до высоты 8 км, над экватором - 17 км и в
средних широтах - 11 км. Для тропосферы характерно резкое уменьшение
давления и постепенное понижение температуры воздуха с увеличением
высоты. Начиная с тропопаузы, дальнейшее падение температуры
прекращается. Выше тропопаузы, а при ее отсутствии - непосредственно от
верхней границы тропосферы - начинается стратосфера. В нижней части
стратосферы до высоты 25 км наблюдается постоянство или незначительное
возрастание температуры с увеличением высоты. Ветры в стратосфере
устойчивы, облачности и туманов почти нет. Начиная с 25 км в стратосфере
наблюдается повышение температуры. На высоте около 40 км она становится
равной 0° С и достигает 40-60° С на высоте около 60 км. Выше 60 км и до 80
км начинается спад температуры, который затем прекращается, и
температура вновь растет до высоты 200 км. С высоты 80-;85 км начинается
ионосфера, отличающаяся от стратосферы высокой электронной плотностью.
Основная масса воздуха-75% - сосредоточена в тропосфере и представляет
собой смесь азота - 78% и кислорода - 21%. В состав воздуха входят также
аргон, водород, неон и гелий. Кроме газов, составляющих воздух, в
атмосфере земного шара находится ряд примесей: вода во всех состояниях,
споры растений, продукты горения, углекислота и другие. Содержание их
непостоянно и зависит от времени года, земного ландшафта, состояния
атмосферы. Например, при пыльной буре мелкие частицы земли могут
подниматься на высоту до 2 км и более.
3
4
Давление.
Воздух имеет массу и давит на поверхность земли с определенной силой.
Давлением называется сила, приходящаяся на единицу поверхности. Эта сила
обозначается буквой р. В механике давление обычно измеряется в кгс/см2.
Давление в 1 кгс на 1 см2 принято называть технической атмосферой. В
аэродинамике давление измеряется в мм ртутного столба. Известно, что на
уровне моря, при температуре плюс 15° С воздух давит на поверхность земли
с силой 1 кгс на 1 см2. С такой же силой давит столб ртути высотой 760 мм.
Такое давление принято считать нормальным *. В зависимости от
температуры и влажности воздуха меняется его плотность, что, в свою
очередь, вызывает изменение давления. С подъемом на высоту давление
понижается в строго определенной закономерности. Это дает возможность
заранее определить, каким оно будет на той или иной высоте. Свойство
давления изменяться в зависимости от высоты используется в
анероидномембранных устройствах: высотомерах, приборах автоматического
раскрытия парашюта.
Плотность воздуха.
Одним из факторов, влияющих на скорость падения парашютиста в
воздушной среде и скорость парашютирования, т. е. снижения с раскрытым
парашютом, является плотность воздуха. Плотность воздуха - это масса его,
соизмерения силы. 1 атм =1 -; =98 100 Па. 1 мм рт. ст =133 Па. см2
держащаяся в единице объема. Масса тела измеряется в кг, а объем - в м3.
Опытным путем установлено, что 1 м3 воздуха при нормальных условиях
(температуре плюс 15° С и давлении 760 мм рт. ст.) имеет массу 1,225 кг, т. е.
плотность его равна р = 1,225 кг/м3.
Плотность воздуха - величина непостоянная. Она меняется с изменением
температуры и давления. Если плотность воздуха у поверхности земли равна
1,225 кг/м3, то на высоте 6500 м она будет составлять всего 0,612 кг/м3, т. е.
вдвое меньше. Это значит, что 1 м3 воздуха на этой высоте содержит вдвое
меньше кислорода.
На высотах свыше 4000 м для выполнения прыжков с парашютом
необходима специальная кислородная аппаратура. Плотность воздуха влияет
не только на дыхание. От нее зависит характер работы парашюта. Чем
меньше плотность воздуха, тем больше скорость снижения парашютиста.
4
5
Температура.
Температура воздуха с подъемом на высоту понижается довольно
равномерно - в среднем на 0,65° на каждые 100 м высоты. Летом температура
с высотой изменяется более резко, чем зимой. Вертикальный температурный
градиент зависит от начальной температуры воздуха и давления. Иногда
бывают явления, при которых над более холодным слоем воздуха
располагается более теплый. Это явление называется инверсией
температуры.
Движение воздуха.
Вследствие различного рельефа местности воздух над поверхностью земли
прогревается неравномерно. Это приводит к разности температур, давления,
что вызывает перемещение воздушных масс в том или ином направлении,
называемое ветром Ветер характеризуется скоростью, с которой
перемещается масса воздуха относительно земли Скорость ветра измеряется
в м/с, а направление - в градусах. При этом отсчет ведется от направления,
откуда дует ветер . Характер движения воздуха зависит от рельефа
местности, плотности воздуха и скорости его перемещения. При медленном
движении траектории движущихся частиц воздуха параллельны между собой
(ламинарное движение). При повышенной скорости характер движения,
воздуха резко меняется, появляются беспорядочные вихри, движущиеся в
различных направлениях - движение становится турбулентным Внешние
проявления турбулентности - внезапные и быстрые изменения ветра по
скорости и направлению. Различают два вида ветра: суточный и
фронтальный При суточном ходе ветер появляется после восхода солнца, с
прогревом земной поверхности. У поверхности земли он больше, чем на
высоте. Перед заходом солнца суточный ход ветра ослабевает. Фронтальный
ветер зависит от перепада давления над поверхностью земли: на высоте он
больше, чем у поверхности Кроме горизонтального перемещения воздуха
наблюдается и вертикальное его перемещение Чаще всего вертикальные
потоки имеют термическое происхождение, т. е возникают от перегрева
воздуха на небольшом участке. В обиходе эти потоки называют «термиками»
Скорость вертикальных потоков у поверхности земли обычно составляет 1-2
м/с, но и этого достаточно, чтобы оказать существенное влияние на исход
прыжка с парашютом При восходящих потоках скорость снижения
спортсмена будет меньше, а при нисходящих она увеличивается. Особенно
сильными вертикальные потоки бывают при наличии кучевых облаков на
высотах 10001500 м. В практике были случаи, когда спортсмен, раскрыв
5
6
парашют на высоте 800 м, оказывался затем на большей высоте Следует,
однако, заметить, что такие случаи бывают крайне редко и при достаточной
подготовке парашютиста и его умении управлять куполом легко
преодолимы.
Сопротивление воздуха.
Двигаясь в воздушной среде, обладающей определенной плотностью, тело
преодолевает сопротивление. Чем плотнее среда, в которой перемещается
тело, тем больше преодолеваемое телом сопротивление. Основная причина
возникновения сопротивления воздуха - разность давлений впереди и сзади
движущегося тела. Перед телом создается повышенное давление, сзади него
пониженное.
Сопротивление воздуха тесно связано с размерами тела, его формой,
состоянием поверхности. Тела, имеющие больший размер, испытывают
большее сопротивление. У каплеобразных тел сопротивление меньше , чем у
плоских. Шероховатые тела испытывают большее сопротивление, чем тела
такой же площади и формы, но имеющие гладкую полированную
поверхность. Сопротивление воздуха зависит от скорости движения. Причем
совершенно безразлично, движется ли тело в воздушной среде или
воздушная среда движется относительно тела. Опыты показывают, что с
увеличением скорости в два раза сопротивление возрастает в четыре раза.
Таким образом, сопротивление прямо пропорционально кМвадрату скорости.
Сопротивление воздуха движению тела называется лобовым сопротивлением
тела. Оно всегда направлено в сторону, противоположную направлению
движения тела, и определяется по формуле:
где Q-сила лобового сопротивления, кгс (Н)
; Сх-коэффициент сопротивления, зависящий от формы тела и состояния
его поверхности;
р - плотность воздуха, кгс- см4 (кг/м3);
S - наибольшая площадь поперечного сечения тела (мидель), м2;
V - скорость движения, м/с.
Для определения величины лобового сопротивления какого-либо тела
необходимо знать его коэффициент сопротивления, который определяется
6
7
опытным путем. Чаще всего опыты проводят в аэродинамических трубах.
Тела различной формы имеют различный спектр обтекания и различные
коэффициенты сопротивления. Например, пластина, поставленная к потоку
перпендикулярно, и цилиндр обтекаются потоком воздуха по-разному.
Главной причиной, создающей сопротивление воздуха, являются вихри,
образующиеся около тела. У хорошо обтекаемых гладких тел вихри
появляются только сзади, у плохо обтекаемых, угловатых, они образуются по
всей поверхности . Опыт показывает, что чем больше возмущенная за телом
область, тем большее сопротивление испытывает оно при движении в
воздушной среде. Это объясняется тем, что значительная часть энергии
движения расходуется на образование вихрей.
Коэффициент сопротивления некоторых тел:
Плоская пластина, установленная под углом 90° к потоку
Парашютист, падающий плашмя, с разведенными в стороны ногами и руками
Парашютист, падающий в группировке, под углом 45° к горизонту
Двухоболочковая парашютная система
Парашют круглой формы при вертикальном снижении
1,28
0,35
0,2
1,2
0,9
Зная лобовое сопротивление тела , легко подсчитать сопротивление,
испытываемое телом при падений или куполом парашюта при
парашютировании . [1]
2. Особенности движения в жидкостях или газах .
При движении твёрдого тела в жидкости или газе возникает сила,
тормозящая движение, сила сопротивления.
Она направлена параллельно поверхности соприкосновения твёрдого тела с
жидкостью(газом) в сторону, противоположную скорости тела относительно
среды , и тормозит движение.
Сила сопротивления (жидкого трения) обычно значительно меньше силы
сухого трения. Именно по этому для уменьшения сил трения между
движущимися деталями машин применяют смазку .
Главная особенность силы сопротивления в том, что она появляется только
при относительном движении тела и окружающий среды .сила трения покоя
в жидкостях и газах полностью отсутствует.
Модуль силы сопротивления
зависит от размеров , формы и состояния
поверхности тела, свойств(вязкости) среды (жидкости или газа) , в которой
7
8
движется тело , и, наконец от относительной скорости движения тела и
среды.
Для того чтобы уменьшить силу сопротивления среды , телу придают
обтекаемую форму . наиболее выгодная в этом отношении сигарообразная
форма , близкая к форме капли дождя или рыбы .
Так если к цилиндру прикрепить конусообразную насадку, то она уменьшит
силу сопротивления в 2 или 4 раза в зависимости от размера угла при
вершине конуса. Сглаженная насадка уменьшает силу сопротивления в 5
раз.
Наконец, если придать телу сигарообразную форму, то при том же
поперечном сечении сила сопротивления уменьшится до 25 раз. По
сравнению с телом сигарообразной формы сила сопротивления для шара
( имеющего такую же площадь поперечного сечения ) больше в несколько
раз, а для тонкого диска , плоскость которого перпендикулярна направлению
скорости ,- в несколько десятков раз. Особенно велика сила сопротивления ,
возникающая при движении полусферы вогнутой стороной вперёд. По этой
причине парашюты имеют часто форму полусферы.
Если тело неподвижно относительно вязкой среды ( относительная
скорость равна нолю) , то сила сопротивления равна нолю. С увеличением
относительной скорости сила сопротивления растет медленно , а потом всё
быстрее и быстрее.
При малых скоростях движения в жидкости(газе) силу сопротивления
можно посчитать приближённо прямо пропорциональной скорости
движения тела относительно среды:
Где - коэффициент сопротивления, зависящий от формы , размеров,
состояния поверхности тела и свойств среды- её вязкости. Коэффициент
в СИ выражается в .
Его значение определяют опытным путём.
При больших скоростях относительного движения сила сопротивления
пропорциональна квадрату скорости:
8
9
Где коэффициент сопротивления
выражается в
Какую именно формулу стоит применять в каждом конкретном случае,
устанавливают опытным путём. При падении тел в воздухе сила
сопротивления становится пропорциональной квадрату скорости
практически с самого начала падения.
При ускоренном движении тела в жидкости для учета воздействия жидкости
на это тело надо к массе тела прибавить так называемую присоединённую
массу. Присоединённая масса зависит от формы тела и плотности среды.
[2]
3. Устройство парашюта.
Парашют основной.(рис.1)
1 — полотнище верхнее; 2 — нервюры; 3 — полотнище нижнее; 4 — стропы;
5 — свободные концы подвесной системы; 6 — звено управления; 7 —
устройство рифления; 8 — стропы управления; 9 — стропы дополнительные;
10 — звено.
Купол парашюта с двойной оболочкой имеет в плане форму прямоугольника,
состоит из нижнего и верхнего полотнищ, соединенных между собой
нервюрами. Верхнее полотнище купола, нижнее полотнище и боковые
нервюры, остальные нервюры изготовлены из ткани .
На нервюрах, усиленных лентой, имеется 26 петель, к которым
присоединяются стропы. Другие концы этих строп привязываются к
свободным концам подвесной системы. Стропы изготовлены из шпура.
К дополнительным стропам, расположенным на задней кромке парашюта,
присоединены две стропы управления из шпура ШКПкр-190. Каждая из двух
строп управления монтируется на одном из задних свободных концов
подвесной системы. Для удобства действий парашютиста в воздухе к
стропам управления прикреплены звенья управления. На каждой стропе
управления имеется метка, до которой укорачивают стропу при укладке.
На верхней оболочке купола имеется звено с петлей для подсоединения
вытяжного парашюта. Для снижения динамических нагрузок в момент
наполнения купола на стропах парашюта смонтировано устройство
рифления.
9
10
У нижней кромки правой боковой нервюры между стропами 4П и 5П
нанесена заводская маркировка.
Запасной парашют.( рис.2)
1 — парашют вытяжной; 2 — купол; 3 — подвесная система; 4 — ранец; 5 —
звено ручного раскрытия
Устройство рифления.(рис.3)
Устройство рифления предназначено для снижения динамических нагрузок
при наполнении купола, состоит из полотнища с лентами, к которым
прикреплены четыре кольца. В верхней части полотнища нашиты два
кармана .
Подвесная система.(рис.4)
Подвесная система является соединительным звеном между парашютами
(основным и запасным) и парашютистом.
Левая и правая лямки с ножными обхватами и лентами подтяга являются
силовыми элементами подвесной системы.
К правой лямке прикреплена лента грудной перемычки, к левой лямке —
лента с пряжкой и перемычкой.
Каждая лямка в нижней части имеет пряжки, к которым подсоединяются
ножные обхваты и ленты подтяга, а в верхней части образует ленты для
подсоединения к ранцу и свободные концы с пряжками-полукольцами для
монтажа строп запасного парашюта. На задних сторонах свободных концов
имеются кольца, через которые проходят стропы управления запасного
парашюта и расположена текстильная застежка для крепления двух колец
управления парашютом.
Пряжки-полукольца соединены между собой перемычкой.
На левой лямке (на уровне груди) находится карман для звена ручного
раскрытия основного парашюта, на правой — карман для звена ручного
раскрытия запасного парашюта.
Оба кармана образованы (между лентами передней лямки) поперечной
строчкой лент и скрепками.
10
11
Для исключения выпадения конусов колец звеньев ручного раскрытия в
карманы вшиты соты.
В подвесной системе имеются две пары свободных, концов для
подсоединения к ним основного купола. В верхней части свободных концов
имеются четыре кольца для подсоединения строп купола и строп управлений
основного парашюта. На задних свободных концах имеются текстильные
застежки для фиксации звена управления основного парашюта.
В нижней части свободные концы заканчиваются пряжками, которыми они
подсоединяются к правой и левой лямкам подвесной системы, и карманами,
в которые укладываются концы троса звена отсоединения.
На каждой лямке имеется конус с пластиной, большое и малое кольца,
которые при подсоединении к пряжкам свободных концов основного
парашюта и зачековки на трос звена отсоединения образуют кольцевые
замковые устройства (КЗУ).
Ножные обхваты имеют пряжки с перемычкой, которые служат для их
замыкания.
Ленты подтяга, подсоединенные к пряжкам левой и правой лямок,
предназначены для подтягивания ранца к телу парашютиста.
На правой и левой лямках имеются шлевки для крепления шлангов
парашютной системы.
Для правильного присоединения свободных концов к подвесной системе
передний свободный конец отмечен буквой «Л». Длина свободных концов
550 мм.
На подвесной системе имеются предохранители под ножные обхваты,
предназначенные для смягчения удара при наполнении купола парашюта.
1 — кольца; 2 — свободные концы основного парашюта; 3 — свободные
концы запасного парашюта; 4 — кольцо большое; 5 — кольцо малое; 6 —
конус с пластиной; 7 — карман для звена ручного раскрытия основного
парашюта; 8, 16 — соты резиновые; 9 — лента с пряжкой с перемычкой; 10
— подтяга ранца; 11 — пряжка; 12 — пряжка с перемычкой; 13 — обхват
ножной; 14 — предохранитель; 15 — карман для звена ручного раскрытия
запасного парашюта; 17 — грудная перемычка; 18 — карман троса; 19, 22 —
текстильные застежки; 20, 21 — шлевки; 23 — кольцо; 24 — кольцо
управления; 25 — перемычка.
11
12
Ранец. (рис.5а/б)
Предназначен для укладки в него запасного, основного (в чехле), вытяжных
парашютов, свободных концов подвесной системы, монтажа парашютного
полуавтомата .
1 — воротник; 2, 14 — шланги гибкие; 3 — клапан левый; 4 — клапан
боковой; 5 — предохранитель; 6 — люверсы с пришивной шайбой; 7 —
кармана прибора; 8 — основа ранца; 9 — нижний клапан основы ранца; 10 —
клапан промежуточный; 11 — кольцо шнуровое; 12 — пряжка с перемычкой;
13 — клапан правый; 15 — ручка; 16 — дно накладное.
1 — шлевка; 2 — предохранитель правый; 3 — предохранитель; 4 — клапан
верхний; 5 — предохранитель нижний; 6 — петли резиновые; 7 — клапан
средний; 8 — петля; 9 — клапан; 10 — сота; 11 — предохранитель левый; 12
— предохранитель верхний.
Ранец состоит из двух отсеков.
В верхний отсек укладывается запасной парашют, в нижний — основной.
Верхний отсек имеет клапаны: левые, правые, боковые, верхний, средний
клапан основы ранца.
Средний клапан служит нижним клапаном для верхнего отсека и верхним
клапаном для нижнего отсека. По периметру верхнего отсека с внутренней
стороны нашиты верхний и нижний предохранители, которые
предотвращают сдувание запасного парашюта потоком воздуха.
Для удержания клапанов в закрытом положении на них имеется замыкающее
устройство, состоящее из четырех люверсов с пришивной шайбой и двух
петель, пропущенных через блочки и расположенных на среднем клапане.
Замыкающее устройство прикрывается предохранителем и застегивается
текстильной застежкой.
К правому боковому клапану пришита шлевка для прохождения через нее
гибкого шланга.
К основе ранца у верхнего клапана пришит воротник, на который
монтируются гибкие шланги, левый и правый предохранители,
перекрывающие карман звена ручного раскрытия основного парашюта, звено
отсоединения; клапаны, отделяющие свободные концы запасного парашюта
12
13
от свободных концов основного парашюта; шлевки для прохождения гибких
шлангов.
На дне верхнего отсека имеются две пары резиновых петель для укладки в
них строп запасного парашюта.
Нижний отсек образуют четыре клапана: два боковых, нижний (основы
ранца) и средний.
На левом боковом клапане (с внешней стороны) имеется карман для прибора,
клапан для прикрытия шланга прибора; шлевка, через которую пропущен
гибкий шланг; пластина для крепления шланга парашютного полуавтомата;
клапан, который закрывает замыкающее устройство. Клапаны застегиваются
на текстильную застежку.
С внутренней стороны среднего клапана имеется клапан с резиновой сотой, с
помощью которой зачековывается промежуточный клапан нижнего клапана
основы ранца и тем самым основной парашют, уложенный в чехол,
отделяется от вытяжного.
Для удержания клапанов нижнего отсека в закрытом положении на них
имеется замыкающее устройство, состоящее из трех люверсов с пришивной
шайбой и шнурового кольца.
На дно ранца с внешней стороны (для придания ему жесткости) нашиты
ленты, а по нижнему обрезу — лента, которая заканчивается пряжками с
перемычкой для подтяга ранца к телу парашютиста. Дно ранца закрывается
накладным дном, под которым имеется прокладка из пенополиуретана.
К верхней части ранца пришиты плечевые обхваты из ленты ЛТКОкр-441600 (они соединяются с подвесной системой), ручка для переноски
парашютной системы и карман для хранения ленты затяжки.
Звено ручного раскрытия основного парашюта.(рис.6)
1 — шпилька; 2 — трос; 3 — кольцо; 4 — ограничитель; 5 — скоба
На одном конце троса закреплена шпилька, на другом — ограничитель.
Шпилька звена ручного раскрытия предназначена для замыкания шнурового
кольца, проходящего через люверсы клапанов.
Длина троса звена ручного раскрытия от ограничителя до конца шпильки 900
мм, длина шпильки — 38 мм.
13
14
Трос звена ручного раскрытия проходит внутри полого вытяжного кольца.
Кольцо изготовлено из стальной трубы диаметром 10 мм. К нему приварена
скоба, которая вкладывается в карман, расположенный на левой лямке
подвесной системы. Для удобства захватывания рукой кольцо по отношению
к скобе согнуто под углом 135°.
Звено ручного раскрытия запасного парашюта.(рис.7)
1 — кольцо; 2 — трос; 3 — шпильки; 4 — скоба; 5 — ограничитель
Шпильки длиной 32 мм расположены одна от другой на расстоянии 90 мм.
Длина троса звена ручного раскрытия от ограничителя до конца последней
шпильки 842 мм.
Кольцо изготовлено из стальной трубы диаметром 10 мм. К нему приварена
скоба, которая вкладывается в карман, расположенный на правой лямке
подвесной системы
Чехол основного парашюта.(рис.8)
Чехол основного парашюта имеет клапан, люверсы с пришивной шайбой,
карман, соты и петли.
Люверсы с пришивной шайбой на клапане и соты служат для замыкания в
чехле уложенного купола, петли — для укладки строп. Через люверс (с
пришивной шайбой) в верхней части чехла проходит звено к вытяжному
парашюту.
Карман служит для удобства укладки.
1 — клапан; 2 — люверс с пришивной шайбой; 3 — петля; 4 — сота; 5 —
карман.
3вено отсоединения.(рис.9)
Предназначено для отсоединения свободных концов основного парашюта
при его отказе. Звено состоит из основы звена и троса.
1 — основа звена; 2 — застежка текстильная; 3 — блочек; 4 — трос
Основа звена изготовлена из ткани, вкладки — из ленты и прокладки — из
пенополиуретана. Основа звена имеет форму «подушечки», удобную для
захвата рукой. Через блочек, установленный на основе звена, пропущен трос,
образующий петлю и два конца длиной 260 и 1060 мм для замыкания
14
15
кольцевого замкового устройства на подвесной системе. Петля троса
закреплена втулкой, а концы троса опаяны.
Звено удерживается на подвесной системе с помощью текстильной застежки
между правой лямкой и предохранителем. [3]
4)Исследование зависимости скорости падения парашюта.
Изготовление собственного парашюта.
Материалы:
1)
ножницы
2)
линейка
3)
скотч
4)
нитки
5)
полиэтиленовый пакет
6)
фломастер
Для начала фломастером необходимо нарисовать на пакете форму будущего
парашюта, затем вырезать её. С помощью скотча прикрепить симметрично
нити к краям парашюта. Парашют готов, можно приступать к опытам.
В эксперименте исследовалась зависимость скорости падения
прямоугольного и круглого парашюта относительно массы прикрепленного
груза. Для этого сбрасывались парашюты с высоты 5м с грузиками в 20г и
40г, а далее находилась скорость снижения аппаратов . Для чистоты
эксперимента каждый опыт повторялся 5 раз, а далее находилось среднее
арифметическое полученных результатов.
Высота
5м
Круглый
парашют
Прямоугольный 5м
парашют
Круглый
5м
парашют
Прямоугольный 5м
парашют
Время
2.76 сек
Масса груза
20 г
Скорость
1.81 м/сек
3.04 сек
20 г
1.64 м/сек
1.98 сек
40 г
2.52 м/сек
2.17 сек
40 г
1.85 м/сек
15
16
По результатам эксперимента видно, что скорость снижения парашюта
пропорциональна массе подвешенного груза.
Исходя из вышеизложенных результатов могу сделать вывод, что
прямоугольный парашют ( по подобию парашюта Леонардо да Винчи)
обеспечивает более медленный и безопасный спуск груза.
5. Парашюты сегодня.
Классификация парашютов.
Все существующие парашюты можно классифицировать несколькими
способами:
1)По назначению:
•грузовые (однокупольные и многокупольные);
•тормозные;
• вспомогательные (вытяжные, стабилизирующие, поддерживающие);
• пристрелочные;
•людские.
2)Людские парашюты можно классифицировать по области применения:
•десантные;
•учебно-тренировочные, спортивно-тренировочные;
•спортивные;
•спасательные;
•специального назначения.
3)По конструкции:
•однооболочковые;
•двухоболочковые («крылья»).
4)По характеристикам («крылья»):
•классические (точностные);
•скоростные;
16
17
•переходные;
•студенческие;
•тандемы;
•купольные
1) По форме купола («крылья»):
•прямоугольные;
•слабо эллиптические;
•полуэллиптические;
•эллиптические;
•с косыми нервюрами.
Классификация парашютов по назначению. Грузовые парашюты
применяются для Десантирования крупногабаритных тяжелых грузов, как
правило, военными и спасателями. Грузы (например, боеприпасы и продукты
в ящиках, боевые машины десанта с экипажем) закрепляются на грузовой
платформе, к которой крепят одно- или многокупольную парашютную
систему. В однокупольной системе используется один большой купол, в
многокупольной (МКС) — несколько (от 2 до 12) небольших. Выброску
производят с транспортных самолетов, например Ил-76, через
открывающуюся в воздухе рампу. Вытаскивание грузовой платформы из
самолета производится с помощью вытяжного парашюта, вводимого в
воздушный поток. Грузовые парашютные системы для смягчения
приземления используют пороховые ускорители, включаемые
непосредственно перед касанием земли и производящие дополнительное
торможение. Примеры: многокупольная система «Кентавр» имеет 5 куполов
площадью по 760 м2. Однокупольная бесплатформенная парашютнореактивная система ПРСМ-915 использует один 540-метровый купол и
реактивную систему мягкой посадки; многокупольная бесплатформенная
ПБС-950 «Шельф» — до 12 куполов площадью 350 м2 и реактивные
тормозные двигатели. Спускаемые аппараты космических кораблей также
используют грузовые парашюты, созданные специально для них. Сегодня
возвращение экипажа и оборудования таким способом является более
дешевым вариантом по сравнению с многоразовыми кораблями. Тормозные
парашюты используются для быстрого торможения при больших начальных
17
18
скоростях, когда другие способы торможения малоэффективны. Такие
парашюты применяются на реактивных самолетах, некоторых специальных
автомобилях, устанавливающих рекорды скорости. Без применения
тормозных парашютов на указанных аппаратах приходилось бы строить
слишком длинные посадочные полосы. Особенности тормозных парашютов:
небольшая площадь, обычно крестообразная форма.
Вспомогательными парашютами можно назвать парашюты, обеспечивающие
работу других куполов. Вытяжные парашюты служат для раскрытия
основных (или запасных) парашютов. Они бывают жесткие (с пружинным
каркасом) и мягкие (без него). Стабилизирующие парашюты также являются
вытяж-и id ми, но предварительно выполняют дополнительную функцию —
стабилизацию падения парашютиста (или груза). Поддерживающие
парашюты, применяемые на некоторых системах (например, ПЛП-60),
нужны для предотвращения неправильного процесса раскрытия.
Пристрелочные парашюты используются, как несложно догадаться, для
пристрелки, то есть для определения точки выброски парашютистов.
Пристрелочный парашют должен обеспечивать скорость снижения под
куполом такую же, как в среднем у парашютистов, то есть 5 м/с. Так как
расчет точки выброски ведется для нейтрального купола, пристрелочный
парашют должен быть нейтральным. Людские парашюты — это все
парашютные системы, предназначенные для прыжков людей. Таких систем
существует больше всего, и их надо классифицировать отдельно. [4]
18
19
Заключение.
В ходе работы удалось выяснить, каким образом парашютист приземляется
без повреждений, как зависит скорость снижения парашюта от давления
воздуха, плотности, температуры, движения и сопротивления, из чего
состоит парашют. Установлена была опытным путём зависимость скорости
падения парашюта от массы прикреплённого груза.
В 70-х годах 20-го века круглые и овальные купола из спорта постепенно
вытеснили купола нового поколения. Это купола типа "крыло", они обладают
хорошей маневренностью и устойчивостью.
Первоначально парашюты предназначались для мягкого приземления людей.
Сегодня персональные или десантные парашюты используются
для десантирования с воздуха, спасения людей и как спортивные снаряды
в парашютизме.
Для приземления машин и грузов используются грузовые парашюты. Для
приземления тяжелой техники могут использоваться несколько таких
парашютов одновременно. Их разновидностью являются спасательные
системы на самолётах, которой оборудованы многие лёгкие самолёты.
Система состоит из парашюта и ускорителей принудительного вытягивания
(баллистических, ракетных, или пиротехнических). При развитии опасной
ситуации пилот вводит в действие спасательную систему, и весь самолёт
целиком приземляется на парашюте. Спасательные системы вызывают много
критики.
Тормозные парашюты применяются для сокращения тормозного пути на
военных и транспортных самолётах, в дрэг-рейсингедля остановки машин.
Например, тормозными парашютами были оборудованы самолёты Ту-104 и
ранние версии Ту-134.
Маленькие стабилизирующие парашюты (они же выполняют функции
вытяжных) используется для стабилизации положения тела во время
свободного падения.
Парашюты часто используются для снижения скорости космических
аппаратов. Парашюты космических аппаратов имеют самый широкий
диапазон применения (высокие скорости, высокие или низкие температуры).
Кроме атмосферы Земли, парашютыиспользовались для посадки зондов
на Венеру, Марс, Юпитер, спутник Сатурна Титан. Для использования
парашюта необходимо наличие атмосферы у планеты или спутника.
19
20
Атмосферы других планет отличаются по свойствам от земной, например,
атмосфера Марса очень разрежена, и финальное торможение обычно
выполняется с помощью ракетных двигателей или надувных подушек.
Парашюты могут иметь самые разные формы. Кроме обычных, круглых
парашютов, которые используются для мягкого приземления грузов и людей,
существуют круглые парашюты со втянутой вершиной, в форме крыла
Рогалло, ленточные парашюты для сверхзвуковых скоростей, парафойлы —
крылья в форме прямоугольника и эллипса, и многие другие.
20
21
Список литературы:
[1]- https://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E0%F0%E0%F8%FE%F2%E8%E7%EC
[2]- Г.Я Мякишев; Физика механика 10 класс; Дрофа 2001г
[3]- http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/PARASHYUT.html
[4]- Псурцев, П.А. Прыжки с парашютом
21
22
Приложение.
Рис.1
22
23
Рис. 2
23
24
Рис. 3
Рис. 4
24
25
Рис. 5 а
25
26
Рис.5б
Рис. 6
26
27
Рис .7
Рис . 8
27
28
Рис . 9
Список литературы:
28
29
29