具有快速開(kāi)傘功能的降落傘

付中華

摘 要：降落傘只有充滿氣時(shí)，才能起到減速和穩(wěn)定作用，但充滿氣需要一定的時(shí)間，下落中會(huì)迅速縮短人或載物相對(duì)地面的高度，損耗開(kāi)傘高度，在高度不足時(shí)，降落傘沒(méi)有完全打開(kāi)，從而造成人或載物高速墜地，導(dǎo)致身體或財(cái)產(chǎn)的重大損失，研究如何使降落傘快速充氣具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：降落傘；快速開(kāi)傘； 效果分析

中圖分類號(hào)：TB652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

降落傘組件一般包括主傘、引導(dǎo)傘、傘衣套、吊掛系統(tǒng)（背帶）、傘包、開(kāi)傘裝置及脫離裝置等。其中主傘為主減速裝置，是必不可少的組件。

降落傘的使用過(guò)程一般分為4個(gè)階段（以人用傘為例）：首先，人離開(kāi)飛機(jī)到打開(kāi)傘包的自由墜落階段；引導(dǎo)傘從傘包內(nèi)拋出到傘衣和傘繩全長(zhǎng)拉直；從傘衣傘繩全長(zhǎng)拉直到傘衣全部充滿；傘衣充滿穩(wěn)定下降到飛行員安全到達(dá)地面。

只有主傘張開(kāi)充滿空氣后，才能起到減速和穩(wěn)定的作用，但充滿氣需要一定的時(shí)間，下落中會(huì)迅速縮短人或載物相對(duì)地面的高度，損耗開(kāi)傘高度，在高度不足時(shí)，降落傘沒(méi)有完全打開(kāi)，從而造成人或載物高速墜地，導(dǎo)致身體或財(cái)產(chǎn)的重大損失，研究如何使降落傘快速充氣具有十分重要的意義。

1 傘衣初始充氣模型

針對(duì)具有一定形狀的降落傘，主傘拉直開(kāi)始充氣的瞬間，具有以下規(guī)律：Vt*Tt*St=Vs*λ

式中：Vt：為T時(shí)充氣速度； St：為T時(shí)刻進(jìn)氣口的面積；Tt：為以T時(shí)為時(shí)氣速度時(shí)，充滿體積為VS的傘衣需要的時(shí)間；λ：為變動(dòng)常量； 其中，Vt、Tt、St、Vs 均為變動(dòng)量。根據(jù)分析可知，假設(shè)Vs*λ、Vt為定值時(shí)，St與充氣時(shí)間成反比，即進(jìn)氣口面積越大，充氣時(shí)間越短。所以研究主傘衣充氣時(shí)初始進(jìn)氣口的面積，也時(shí)調(diào)節(jié)充氣速度的一個(gè)有效方向。降落傘的傘繩與傘衣底邊直接相連，在傘衣與傘繩拉直后，傘繩呈受力狀態(tài)，作用于傘衣底邊，導(dǎo)致傘衣口形成一個(gè)與傘衣口張開(kāi)方向相反的作用力，如圖1所示，進(jìn)氣口持續(xù)不能快速擴(kuò)大，進(jìn)氣速度較小，降落傘不能快速有效地張開(kāi)，形成穩(wěn)定的阻力，損耗了開(kāi)傘高度，在高度不足時(shí)，存在功能失效或墜落危險(xiǎn)。

2 問(wèn)題解決方案

為了解決上述問(wèn)題，設(shè)想在傘衣開(kāi)始充氣時(shí)形成一個(gè)具有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，既可以擴(kuò)大進(jìn)氣口的面積，又可以形成向外的張力，以抵消開(kāi)傘時(shí)傘繩形成的作用力，兩方面同時(shí)作用，形成更快的充氣面積和充氣速度，如圖2所示。由此可以將第一支傘繩和第二支傘繩的同一端固定連接，第一支傘繩和第二支傘繩的另一端分開(kāi)，構(gòu)成分叉結(jié)構(gòu)，第一支傘繩的另一端與所述傘衣的邊連接在一起，第二支傘繩的另一端與靠近所述傘衣底邊處的周圍加強(qiáng)帶和輻射加強(qiáng)帶的交叉處相連接。第一支傘繩的長(zhǎng)度小于第二支傘繩的長(zhǎng)度，用于在充氣時(shí)將兩相鄰所述第一支傘繩和第二支傘繩之間的主傘衣拉開(kāi)形成開(kāi)口向外的充氣導(dǎo)向面，所述充氣導(dǎo)向面用于增加初始進(jìn)氣口面積，并在空氣的作用下快速向四周張開(kāi)，形成更大充氣口，從而快速將主傘衣張開(kāi)，如圖3所示。

3 效果分析

通過(guò)圖1和圖2對(duì)比發(fā)現(xiàn)，主傘開(kāi)始充氣時(shí)，相臨兩根主傘繩之間的傘衣在第一支傘繩和第二支傘繩的作用下形成充氣導(dǎo)向面，在空氣作用下，形成向外的開(kāi)傘張力，形成更大的進(jìn)氣口面積，有利于于傘衣充氣，主傘能在短時(shí)間內(nèi)充滿成，形成穩(wěn)定的阻力特征和安全的下降速度，減少了開(kāi)傘前高度損耗，即在相同條件下，降低了主傘開(kāi)傘的安全高度。通過(guò)傘衣與傘繩的連接處使用分叉的連接結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，主傘充氣時(shí)有一個(gè)較大面積的進(jìn)氣口，以增加充氣效率，同時(shí)充氣導(dǎo)向面在空氣的作用下，能迅速地向四周張開(kāi)，使進(jìn)氣口迅速擴(kuò)大，增加了主傘的進(jìn)氣效率，使主傘在短時(shí)間內(nèi)快速?gòu)堥_(kāi)，短時(shí)間內(nèi)形成穩(wěn)定的阻力特征，在同等傘衣面積情況下，有效地增加主傘穩(wěn)定下降時(shí)的有效阻力面積，增加了主傘的阻力效果。

尤其是在低空低速時(shí)，減少主傘充氣時(shí)間，能降低開(kāi)傘的高度，增加降落傘的使用范圍。如正常的開(kāi)傘高度為50m才能保證安全，加快主傘充氣速度，即減少主傘充氣時(shí)間，可以將安全高度降低為30m，可以增加空降或空投的安全，也可用于類似如低空跳傘、高樓跳傘、空投等情況，具有現(xiàn)實(shí)的意義；在極限跳傘或極端條件下的使用安全等；在應(yīng)急彈射救生時(shí)，通過(guò)快速開(kāi)傘功能，可以大大提高飛行員的成功救生的安全系數(shù)，挽救飛行員的生命，提高飛行員的戰(zhàn)斗信心。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本上述結(jié)構(gòu)改進(jìn)，首先，在低空低速時(shí)，減少主傘充氣時(shí)間，可以降低開(kāi)傘的高度，增加降落傘的使用范圍；其次，極限跳傘或極端條件下，如應(yīng)急彈射救生時(shí)，通過(guò)快速開(kāi)傘功能，可以大大提高飛行員的成功救生的安全系數(shù)，挽救飛行員的生命，提高飛行員的戰(zhàn)斗信心；還有，如飛行空域限制，通過(guò)降低飛行高度，能大大提高空降或空投時(shí)的成功機(jī)率，對(duì)取得戰(zhàn)斗勝利有重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]《降落傘技術(shù)導(dǎo)論》編寫組.降落傘技術(shù)導(dǎo)論[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1977.