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天空中,加纳林和他的下降伞一同,从热气球中一跃而下。晃晃悠悠地返回地上,巨大的晕厥让他无暇顾及蜂拥而至的恭喜。
随后的200余年里,下降伞得以快速开展,并敏捷扩展到军事范畴,根深蒂固不计其数名跳离战机的飞翔员安全返回地上,成为救生体系中不行代替的配备。
有数据显现,当飞翔员从千米高空跳离战机、以自由落体的办法下坠时,可到达200公里/时,简直超越了大大都指示家用轿车的最高时速。不难计算,以这样的速度“砸”向地上,飞翔员毫无生还或许。
当飞翔员纵身一跃时,巨大的伞衣会在一顶小型引导伞的牵引下瞬间“涌”出伞包,在天空中开出一朵几十平方米的巨大伞花。在下降进程中,它会“兜住”满意的气流,用来对立自由落体时的重力,将飞翔员的下降速度拖慢90%左右,就像踩刹车相同,确保其安全着陆。
下降伞原理最早呈现在我国西汉末年。直到欧洲文艺复兴时期,达·芬奇节操出生界上第一个下降伞的构图,才将下降伞原理线年,法国人卢诺尔曼规划出生界上第一具真实意义上的下降伞并亲身实验成功。
冒险似乎是人类的天分。随后,跳伞的高度再三改写,高塔、热气球纷繁成为科学家的实验台,其间不少人付出了生命的价值。走运的是,科学家总能罗致前人的阅历,推进下降伞技能向前评头论足。
迈过20世纪“门槛”,飞机的呈现为下降伞的开展按下了“加快键”。前期飞机结构简略、工艺粗糙、安全性差,飞翔时常常发生事端,创造一种飞翔员专用下降伞变得非常重要。
1911年,俄国工程师科杰尼柯夫规划的飞翔员救生伞成功面世。在随后的一战中,下降伞迎来了高光时刻——根深蒂固很多飞翔员从空战中逃生。二战期间,许多国家对下降伞的救生才干加以延伸,组建了空降部队,用以深入敌后作战。
现在,下降伞现已逐步开展成独立体系,其宗族也在不断强大,减速伞、投物伞、航弹伞等新式下降伞不断面世,在航空航天、极限运动、军事范畴的使用越来越广泛,成为歼击机、轰炸机、教练机等军用飞机的标配产品。为确保跳伞员安全,大都下降伞还添加了“两层稳妥”——配备副伞,避免因主伞失效形成人员伤亡事端。
怎么减缓下降速度?科学家给出答案:增大下降时的空气阻力。就像人们奔驰时拉住一把打开的雨伞会感到费劲,下降伞也需求经过巨大的伞面,添加与空气触摸的表面积,到达减速意图。
别看打开的下降伞是一个庞然大物,收纳到伞包里却不到0.02立方米,比一台小型家用空调的体积还要小,其分量仅有10公斤左右,外形非常轻盈。奇特的是,这样的“小体魄”能拖住分量数倍于己的飞翔员。
依照这样的理论,规划师经过数学建模办法,精确计算出适宜的伞衣表面积,以此满意不同范畴的减速要求。
更重要的是,下降伞自身也具有强硕的“骨骼”。在下降进程中,下降伞与大气发生“冲突”,发生的高热量和强冲击力,给下降伞的安全性带来巨大应战。
为避免飞翔中下降伞变形、焚烧、撕裂,规划师在下降伞资料的强度、透气性、抗撕耐燃的研讨上投入很多精力。
下降伞创造初期,棉、蚕丝等天然纤维以其柔软性好、弹性强等长处,遭到规划师的喜爱,成为其时节操下降伞的首选资料。
尼龙的呈现打破了蚕丝的独占方位,其轻浮柔软、透气性好,具有更高的强度和弹性,还摆脱了蚕丝等前期资料造价高、供应量缺乏等难题,成为下降伞织物的最佳资料。
跟着资料科学的开展,以弹性织物为代表的新式资料,让下降伞在空降中的体现愈加轻盈,小到上百斤的飞翔员、大到两三吨重的太空舱,下降伞都躲藏稳稳拖住。
以国外某型下降伞为例,构成其骨架的伞绳轻浮柔软,每根直径仅有2.5毫米,比指示鞋带还要细,每根伞绳由数十股棉线组成,每股棉线又由更细的棉线进行特别织造。这样的结构,让这副“骨骼”强度超越钢丝,每根伞绳的承重躲藏超越300公斤。
飞翔员跳伞进程中,下降伞由一个小小的伞包胀大成巨大的伞花,整个进程在数秒间完结。不仅如此,先进的下降伞乃至配备了飞翔操控体系,躲藏精确地操控开伞速度、高度和姿势。在着陆进程中,飞翔员还躲藏操作伞绳,就像在水中划桨相同,下降到指定地址。
与战机有着坚固的“铠甲”不同,下降伞是一个柔软的透气物, 2/3的构成资料是纺织物,而伞衣是其主要的组成部分。针对不同范畴、不同的减速需求,伞幅躲藏从几十平方米到上千平方米不等。使用于航天范畴的下降伞,伞幅乃至到达1200平方米,相当于3个规范篮球场的面积巨细。
从必定程度上讲,伞衣质量关系到下降伞使命能否顺利完结。在实践使用中,为尽或许减小下降伞的分量和体积,伞衣一直行走在“瘦身”的路上,将厚度操控在0.08毫米,薄如蝉翼。
但是,与轻浮体形相对立的是,现代战机的飞翔条件对下降伞的强度、耐性、熔点等特性又提出更高要求,涉及到空气动力学、结构力学和飞翔力学等多个学科,给科学家带来不小的检测。
以国外某公司出产的军用下降伞为例,其翼展可达9米,负重到达200公斤,节操阅历了一系列精细过程。
但是,不是一切的织物都躲藏成为伞布。这需求“竞争上岗”,待选的布料将经过丈量、拉力实验等一系列测验,确保投入使用的伞布条纹距离不超越3.8厘米,并能接受20公斤的拉力。选好伞布后,下降伞节操又分为以下3步:
第一步是取舍——依据不同的伞型、不同的需求,伞衣会被裁剪成不同的巨细,为确保取舍尺度精确,还需求在织物上打孔,加以辅佐丈量。
第二步是缝制——将每个伞幅缝制成一个宽厚的伞面。为了确保每个接缝处受力均匀,避免织物下降进程中撕裂,每2.5厘米的接缝还会加固7-10针的缝线。缝制完结的伞衣会持续与伞绳、背带体系、开伞器等一系列部件缝合在一同。
第三步是包伞——将惟我独尊合格的下降伞装进伞包里。包伞并不是将一切部件素净“塞”进伞包那么简略,其间还有不少考究,在狭小的伞包里每个部件都有“专属”方位,叠伞办法、装伞次序环环相扣,要确保每个部件在狭小的伞包里不彼此钩挂,才干确保开伞成功。经过机械手法和手艺作业,伞衣、伞绳、开伞设备等部件会依照特定次序,变魔术般地“蜷缩”进伞包里。
这样还不行,在正式投入使用前,下降伞还需求进行仿真测验,经过空投实验等办法,检测下降伞的开伞时刻、开伞速度、开伞过载等一系列目标,待验证成功后,才干正式交付使用。
一直以来,规划师对下降伞的研制作业从未中止,他们环绕进步开伞速度、改进开伞功能、添加稳定性不断改进,将更完善的理论研讨、更高强度的新式资料、更具仿真作用的实验办法投入到下降伞的研制进程中。
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