Скорость падения парашютиста зависит от времени падения, плотности воздушной среды, площади падающего тела и коэффициента лобового сопротивления. На скорость падения масса падающего тела влияет незначительно.

На падающее в воздушной среде тело действуют две силы: сила тяжести, всегда направленная вниз, и сила сопротивления воздуха, направленная против силы тяжести. Скорость падения будет возрастать до того момента, пока сила тяжести и сила сопротивления воздуха не уравновесятся. В начале движения тела в воздухе скорость нарастает, затем становится всё медленнее, и, наконец, на 11-12 секунде скорость становится почти постоянной. Это состояние называется установившимся падением , а соответствующая ему скорость - предельной скоростью.

Помимо продолжительности падения, на скорость тела большое влияние оказывает высота прыжка, вес, размеры и положение тела.

Поскольку плотность воздуха с высотой меняется, то и скорость падения будет так же меняться. Чем дальше от земли, тем скорость падения будет больше, т.к. плотность воздуха уменьшается. Скорость Вашего падения не будет превышать 35 м/сек., т.к. Вы после отделения от самолёта будете снижаться под стабилизирующим куполом.

Нагрузки, возникающие при раскрытии парашюта.

В отношении восприятия нагрузки при раскрытии парашюта большое значение имеет подгонка подвесной системы. Чем равномернее и плотнее лежат лямки, тем равномернее по телу распределяется. Для перенесения нагрузок существенное значение имеет состояние тела - напряжено оно или расслаблено. В ожидании рывка парашютист должен сгруппироваться и напрячь мышцы. В этом случае "удар" перенесется гораздо легче. Голову нельзя поворачивать в сторону или наклонять, т.к. лямки могут нанести ушибы.

Управление парашютом в воздухе и его физическая сущность.

Под управлением парашютом понимается возможность изменения его положения в пространстве маневрированием по направлению и скорости. Горизонтального перемещения можно достигнуть и на круглом куполе.

Чтобы создать горизонтальное перемещение вперед необходимо подтянуть передние лямки , создав скольжение куполу, и удерживать его в таком положении необходимое для перемещения время. При этом горизонтальная скорость будет приблизительно = 1,5 - 2м/с.

Для того, чтобы получить горизонтальное перемещение назад, влево, вправо, необходимо соответственно тянуть задние, левые или правые лямки.

При подтягивании строп опускается кромка, создается перекос купола, при этом основная часть воздуха начинает выходить с противоположной стороны, создается реактивная сила и парашютист начинает перемещаться.

Снижение парашютиста на одном и на двух куполах.

Скорость парашютиста относительно земли при приземлении зависит от: скорости снижения; скорости ветра; управления парашютом; наличия раскачивания.

Вертикальная скорость парашютной системы зависит от: веса человека с парашютом; коэффициента сопротивления купола парашюта, который зависит от площади, формы купола и воздухопроницаемости материала; плотности воздуха.

Приближенно считается, что если вес тела увеличен на 10%, то это вызывает увеличение скорости снижения на 5%.

Например: вес парашютиста с парашютом Д-6 равен 100 кг - скорость снижения = 5,0м/с, а при весе 110кг вертикальная скорость = 5,25м/с.

В зависимости от высоты местности над уровнем моря, скорость снижения измеряется примерно так: с повышением на 200м скорость увеличивается на 1%. Зимой в морозную погоду, когда плотность воздуха несколько повышается, скорость снижения можно считать на 5% меньше, чем летом в жаркую погоду.

Снижение парашютиста на двух куполах по сравнению со скоростью снижения на одном куполе уменьшается незначительно. Причиной незначительного уменьшения вертикальной скорости является развал двух куполов во время снижения, что влечет за собой уменьшение площади куполов, работающей относительно земли.

Как же он происходит?
Карабин стабилизирующего парашюта надо зацепить в самолете за трос. Как только вы шагнули за борт самолета откроется стабилизирующий парашют площадью полтора квадратных метра. Его камера останется в самолете. Благодаря стабилизирующему куполу ваше падение немного замедляется (до 30-35 м/с), а главное вы не будете кувыркаться, в процессе падения ваше тело примет положение комфортное для раскрытия основного купола (ногами вниз). Для справки — без стабилизирующего парашюта скорость падения составляет 60-60 м/с — около 200 км/ч. Брррр! Через три секунды надо выдернуть кольцо и инициировать открытие основного купола. Усилие не более 16 кг. Это не так уж и мало, дергайте кольцо от души! Но не теряйте его после того, как выдернули в процессе прыжка. Стабилизирующий парашют извлекает из ранца основной. После раскрытия основного вы будете снижаться с вертикальной скоростью не более 5 метров в секунду (при полетном весе парашютиста до 120кг). Такую вертикальную скорость обеспечит вам купол площадью 83 кв.м. Вес основного парашюта — около 12 кг.
Запасной парашют крепится на груди. Площадь у него поменьше (50 кв.м.), и вес поменьше (около 5 кг). На запасном парашютист с полетным весом 120 кг будет снижаться со скоростью 7,5 м/с. Это конечно быстрее, чем на основном, но при правильном приземлении травмы вы не получите. Ну и надеемся, что дело до запасного купола не дойдет.
И на основном, и на запасном парашютах установлены парашютные страхующие приборы. Прибор взводится укладчиком парашюта. Как только мы отделились от самолета начинается отсчет времени. Три секунды до раскрытия. Если с парашютистом что-нибудь случилось (замешкался, потерял сознание), прибор сработает и парашют раскроется сам, без вашего участия.
На основном парашюте прибор срабатывает по времени, а на запасном — по высоте. Установочная высота обычно -300м.
Если основной парашют раскрылся, и все в порядке — вы должны не допустить срабатывания запасного. Впрочем если откроется запасной парашют, ничего ужасного не случится, однако придется его переукладывать. Оба купола могут работать вместе, так как у них разная длина строп. Девять метров у основного, и шесть у запасного. Но лучше запасной не открывать. Для этого вы должны разблокировать страхующий прибор, вытянув чекующий шнур красного цвета.
Далее стоит осмотреться вокруг, и если ваш коллега слишком близко от вас, требуется предпринять меры против сближения.
Удобно усевшись в подвесной системе можно наслаждаться пейзажами лишь до высоты 100-150м. Далее надо готовиться к приземлению, очень важному этапу прыжка. Стопы и колени свести вместе, ноги слегка согнуть. Ноги и все тело перед приземлением должны быть напряжены и готовы к контакту с землей. Парашют надо развернуть так, чтобы двигаться в сторону набегающей земли (или себя развернуть на лямках относительно купола). Взгляд направить вперед, вниз смотреть нельзя.
Немедленно после приземления надо встать и погасить купол, чтобы избежать волочения по земле. Для этого надо забежать сбоку. Если все же вы замешкались, и парашют, наполненный ветром поволок вас по земле, гасите его, подтягивая и наматывая одну нижнюю стропу.

Кратко последовательность действий:

1. После отделения от самолета отсчитать три секунды (501, 502, 503) и выдернуть вытяжное кольцо.
2. Осмотреть купол.
3. Разблокировать прибор на запасном парашюте.
4. Осмотреть воздушное пространство для предотвращения схождения.
5. Удобно сесть в подвесной системе.
6. Определить направление сноса ветром и место вероятного приземления.
7. На высоте 100-150м приготовиться к приземлению (ноги вместе, разворот в сторону набегающей земли, взгляд вперед).
8. После приземления вскочить и погасить купол.

После гашения купола парашюта надо собрать его в специальную сумку. Она кладется под грудную лямку подвесной системы, когда вы надеваете парашют. Далее можно следовать к месту сбора.

Куда же целиться? Мэги грохнулся на каменный вокзальный пол, но его падение затормозилось, когда он за момент до этого пробил стеклянную кровлю. Больно, зато спасительно. Сгодится и стог сена. Некоторые счастливчики остались живы, угодив в густой кустарник. Лесная чаща — тоже неплохо, хотя можно напороться на какой-нибудь сук. Снег? Просто идеально. Болото? Мягкая, покрытая растительностью трясина — самый желанный вариант. Хамильтон рассказывает о случае, когда скайдайвер с нераскрывшимся парашютом угодил прямо на высоковольтные провода. Провода спружинили и подбросили его вверх, сохранив ему жизнь. Самая опасная поверхность — вода. Как и бетон, она практически несжимаема. Результат падения на океанскую гладь будет примерно таким же, как на тротуар. Разница только в том, что асфальт- увы! — не раскроется под вами, чтобы навсегда поглотить разбитое тело.

Не упуская из виду намеченную цель, займитесь положением вашего тела. Чтобы снизить скорость падения, действуйте, как парашютист при затяжном прыжке. Раскиньте пошире ноги и руки, запрокиньте повыше голову, расправьте плечи, и вы сами собой развернетесь грудью к земле. Ваше лобовое сопротивление сразу вырастет, и появятся возможности для маневра. Главное — не расслабляйтесь. В вашем, откровенно скажем, затруднительном положении вопрос, как подготовиться к встрече с землей, остается, к сожалению, до конца не решенным. В журнале War Medicine от 1942 года была опубликована статья на эту тему. В ней говорилось: «В попытке избежать травм большую роль играет распределение нагрузок и их компенсация». Отсюда рекомендация — падать нужно плашмя. С другой стороны, доклад 1963 года, опубликованный Федеральным агентством авиации (FAA), утверждает, что оптимальной для сохранения жизни будет классическая группировка, принятая среди скайдайверов: ноги вместе, колени повыше, голени прижаты к бедрам. В том же источнике отмечено, что выживанию при катастрофе весьма способствует натренированность в таких видах спорта, как борьба или акробатика. При падении на твердые поверхности особенно полезно было бы иметь некоторые навыки в восточных единоборствах.

Японский скайдайвер Ясухиро Кубо тренируется так: выбрасывает из самолета свой парашют, а затем выпрыгивает сам. Затягивая процесс до предела, он догоняет свое снаряжение, надевает и после этого дергает за кольцо. В 2000 году Кубо выпрыгнул на высоте 3 км и провел в свободном падении 50 секунд, пока не догнал ранец со своим парашютом. Все эти полезные навыки можно отрабатывать и в более безопасной обстановке, например в тренажерах свободного падения — вертикальных аэродинамических трубах. Впрочем, тренажеры не позволят вам отработать самый ответственный этап — встречу с землей.

Если вас ждет внизу водная поверхность, готовьтесь к быстрым и решительным действиям. По оставшимся в живых любителям прыгать с высоких мостов можно сделать вывод, что оптимальным был бы вход в воду «солдатиком», то есть ногами вперед. Тогда у вас будут хоть какие-то шансы выбраться на поверхность живым.

С другой стороны, знаменитые ныряльщики со скал, оттачивающие свое мастерство неподалеку от Акапулько, считают, что лучше входить в воду головой вперед. При этом руки со сплетенными пальцами они выставляют перед головой, защищая ее от удара. Вы можете выбрать любую из этих поз, но постарайтесь до самой последней секунды сохранять парашютирующую позицию. Затем, над самой водой, если вы предпочтете нырнуть «солдатиком», настоятельно рекомендуем вам изо всех сил напрячь ягодицы. Объяснять, почему, было бы не слишком прилично, но вы наверняка и сами догадаетесь.

Какая бы поверхность вас внизу ни ждала, ни в коем случае не приземляйтесь на голову. Исследователи из Института безопасности дорожного движения пришли к выводу, что в подобных ситуациях основной причиной смерти оказывается черепно-мозговая травма. Если вас все равно несет головой вперед, лучше уж приземляйтесь на лицо. Это безопаснее, чем удар затылком или верхней частью черепа.

07:02:19 Высота 300 метров

Если, выпав из самолета, вы занялись чтением этой статьи, то к настоящему моменту дошли как раз до этих строк. Начальный курс у вас уже есть, и теперь пора взять себя в руки и сосредоточиться на стоящей перед вами задаче. Впрочем, вот еще кое-какая дополнительная информация.

Статистика показывает, что в случае катастрофы выгоднее оказаться членом экипажа или ребенком, и если есть выбор, лучше терпеть крушение на военном самолете. За последние 40 лет зафиксировано по крайней мере 12 авиакатастроф, когда в живых оставался только один человек. В этом списке четверо были членами экипажа, а семь — пассажирами в возрасте до 18 лет. Среди спасшихся Мохаммед эль-Фатех Осман, двухлетний ребенок, который пережил крушение «боинга» в Судане в 2003 году, приземлившись среди его обломков. В прошлом июне, когда неподалеку от Коморских островов потерпел крушение лайнер Yemenia Airways, в живых осталась только 14-летняя Бахия Бакари.

Выживание членов экипажа можно связать с более надежными системами пассивной безопасности, а вот почему чаще в живых остаются дети — пока не ясно. В исследованиях FAA отмечается, что у детей, особенно в возрасте до четырех лет, более гибкие кости, мышцы более расслаблены и более высокий процент подкожного жира, эффективно защищающего внутренние органы. Люди маленького роста — если их голова не высовывается из-за спинок самолетных кресел — хорошо защищены от летящих обломков. При небольшом весе тела ниже будет и устоявшаяся скорость падения, а меньшее лобовое сечение снижает шанс напороться при приземлении на какой-нибудь острый предмет.

07:02:25 Высота 0 метров

Итак, приехали. Удар. Вы все еще живы? И каковы ваши действия? Если вы отделались мелкими травмами, можете встать и закурить, как поступил британец Николас Алкемейд, бортстрелок хвостового пулемета, который в 1944 году после падения с шестикилометровой высоты приземлился в заснеженную чащобу. Если же без шуток, то впереди вас ждет еще немало хлопот.

Вспомним случай с Юлианой Копке. В 1971 году в канун Рождества она летела на самолете Lockheed Electra. Лайнер взорвался где-то над Амазонкой. 17-летняя немка пришла в себя на следующее утро под пологом джунглей. Она была пристегнута к своему сиденью, а вокруг валялись груды рождественских подарков. Раненная, в полном одиночестве, она заставила себя не думать о погибшей матери. Вместо этого она сосредоточилась на совете отца-биолога: «Потерявшись в джунглях, ты выйдешь к людям, следуя за течением воды». Копке шла вдоль лесных ручейков, которые постепенно сливались в речки. Она обходила крокодилов и колотила по мелководью палкой, чтобы распугать скатов. Где-то, споткнувшись, потеряла туфлю, из одежды на ней осталась только рваная мини-юбка. Из еды при ней был только пакет конфет, а пить приходилось темную, грязную воду. Она не обращала внимания на сломанную ключицу и на воспалившиеся открытые раны.

Допустим, что парашютист совершает затяжной прыжок (рис. 3.28). Пусть масса парашютиста коэффициент сопротивления воздуха при движении парашютиста с нераскрытым парашютом а с раскрытым

Движение парашютиста до раскрытия парашюта будет неравномерным. Во время движения на него действуют две силы (рис. 3.29): сила тяжести и сила сопротивления воздуха Будем считать положительным направление вниз. Запишем для этого случая уравнение второго закона Ньютона:

В этом уравнении два неизвестных: . Необходимым дополнительным уравнением будет уравнение, связывающее силу сопротивления воздуха со скоростью:

Подставляя значение из этого уравнения в уравнение второго закона Ньютона, получим:

Воспользуемся этим уравнением и проследим за изменением ускорения. По условию в начальный момент скорость следовательно, и сила сопротивления воздуха равна нулю. Поэтому ускорение . В первые моменты движения скорость быстро нарастает. Вместе с ней растет сила сопротивления воздуха, разность сил убывает и ускорение начинает уменьшаться. График изменения ускорения во времени представлен на рис. 3.30, а.

Так как ускорение а становится все меньше, то в последующие промежутки времени рост скорости и изменение силы сопротивления все более замедляются.

Как видно из уравнения, можно указать такую предельную скорость упр, при которой сила сопротивления воздуха станет равной силе тяжести, а ускорение обратится в нуль. Значение этой скорости определится из уравнения

Используя график (рис. 3.30, б), можно проследить за изменением скорости. Вначале скорость быстро возрастает. Затем рост ее замедляется, и она постепенно приближается к значению упр, равному скорости установившегося равномерного движения.

Подводя итоги, можно сказать, что сначала движение парашютиста было ускоренным, а потом равномерным. При этом ускорение его уменьшилось от значения до нуля, а скорость увеличивалась от нуля до значения соответствующего установившемуся движению.

С какой бы достаточно большой высоты ни начал падение парашютист, он с нераскрытым парашютом подходил бы к Земле с постоянной скоростью, равной примерно

Таким образом, действие сил сопротивления воздуха совершенно меняет всю картину свободного падения тел: при падении в воздухе все тела движутся ускоренно только в начальный, не очень большой промежуток времени, а затем их движение становится равномерным. Такую картину возникновения стационарного равномерного движения можно увидеть, наблюдая за падением шарика в сосуде с какой-либо вязкой жидкостью (рис. 3.31).

А теперь рассмотрим, что же происходит при раскрытии парашюта.

Во время раскрытия парашюта резко возрастает сила сопротивления воздуха, и коэффициент сопротивления становится равным Сила сопротивления становится больше силы тяжести (рис. 3.32). Возникают ускорения, направленные вверх. Движение становится замедленным, начиная с момента полного раскрытия парашюта.

Повторяя рассуждения, проведенные в начале решения задачи, можно установить, что возникающее при этом отрицательное ускорение также будет убывать до нуля, а скорость уменьшаться до нового стационарного значения, равного

Полные графики изменения ускорения и скорости для всего времени падения парашютиста представлены на рис. 3.33.

(кликните для просмотра скана)

Парашют рассчитывается так, чтобы предельная скорость спуска с раскрытым парашютом не превышала 5-7 м/с. С момента раскрытия парашюта до установления равномерного движения парашютист успевает пролететь около 100-150 м, поэтому прыжки с таких малых высот опасны.

Читайте также: Биологическая эволюция, прогресс нашего биологического вида – это снижение примативности, повышение альтруистичности и укрепление парной половой структуры. Биологическая эволюция, прогресс нашего биологического вида - это снижение примативности, повышение альтруистичности и укрепление парной половой структуры. Какой показатель не используется при осуществлении капитальных вложений, направленных на снижение себестоимости? Ла депутатов и сенаторов, снижение возрастного ценза сенаторов Мероприятия, направленные на снижение уровня радиоактивного загрязнения сельскохозяйственной продукции Основные задачи Республиканской программы - снижение уровней производственного травматизма и профессиональной заболеваемости. Отработки изделий на технологичность. Снижение трудоемкости пригоночных работ Рекомендуемое снижение допускаемой нагрузки на ветви стропа Себестоимость сельскохозяйственной продукции и методика ее исчисления. Факторы, определяющие снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции в рыночных условиях.

Скорость падения парашютиста зависит от времени падения, плотности воздушной среды, площади падающего тела и коэффициента его лобового сопротивления.

На скорость падения масса падающего тела влияет незначительно.

Ввиду того что спортивные и тренировочные прыжки с. парашютом выполняются из самолетов, летящих на небольших скоростях, влияние начальной горизонтальной скорости на вертикальную скорость падения при расчетах не учитывается.

Если начальная вертикальная скорость равна нулю, то расстояние, пройденное телом до тех пор пока скорость невелика, будет зависеть только от одной величины - ускорения силы тяжести g и пройденный путь можно определить по формуле

где t- время падения, с.

С нарастанием скорости вступает в силу целый ряд других факторов.

На падающее в воздушной среде тело действуют две силы:-сила тяжести G, всегда направленная вниз, и сила сопротивления воздуха Q, направленная в сторону, противоположную направлению перемещения тела. Если отсутствует горизонтальная составляющая скорости, то сила сопротивления воздуха направлена против силы тяжести (рис. 1).

Скорость падения будет возрастать до того момента, пока силы G и Q не уравновесятся:

Это состояние называется установившимся падением, а соответствующая ему скорость - предельной (критической) скоростью.

Критическая скорость определяется по формуле

Эта скорость при Сх парашютиста 0,3 будет равна 42 м/с, а при Сх парашютиста 0,15-58 м/с.

Поскольку плотность воздуха с высотой меняется, то и скорость падения будет постоянно меняться.

Рис. 1. Противодействие сил при падении парашютиста

Расстояние, проходимое парашютистом за время падения с высоты 1500-2000 м в зависимости от положения тела, показано в табл. 1.

С увеличением массы парашютиста увеличивается и скорость его падения. При этом, однако, надо учитывать, что увеличение массы парашютиста всегда связано с увеличением миделя тела, а следовательно, и с увеличением сопротивления воздуха, что в среднем приводит к незначительному увеличению скорости. Ориентировочно можно считать, что изменение массы парашютиста на 10 кг вызывает изменение скорости при установившемся падении на 2%, что у поверхности земли составит разницу в 1 м/с.

Нагрузки при раскрытии парашюта. При введении парашюта в действие происходит снижение приобретенной при падении скорости. Из механики известно, что всякое изменение скорости в единицу времени по величине или направлению называется ускорением.

Если, например, скорость в начале движения была , а через время t стала , то среднее ускорение определяют по формуле

где а - ускорение;

Скорость в начале движения;

- скорость в конце движения;

t- время, за которое произошло изменение скорости.

Зная скорость в начале и конце движения, например при раскрытии парашюта, а также время, за которое происходит его полное раскрытие, можно определить величину среднего ускорения.

Если принять скорость падения равной 50 м/с, скорость после раскрытия парашюта , равной 5 м/с, и время t, за которое произошло полное раскрытие парашюта, равным 2 с, то получим

=

Знак минус указывает на замедление (торможение) скорости падения.

Зная, что ускорение при свободном падении равно 9,81 м/с 2 , определим, во сколько раз увеличилось ускорение, т. е. какова величина перегрузки:

Имея данные о перегрузке, легко определить и нагрузку F, действующую на тело в момент раскрытия парашюта. Ее вычисляют по формуле

F == mgn.

При массе парашютиста 70 кг получим

F =70.9,81.2,3= 1579,4 Н (161 кгс).

Это значит, что парашютист в момент раскрытия парашюта как бы «прибавляет» в массе на величину, пропорциональную перегрузке. Такие перегрузки человек переносит легко, тем более что они возникают не мгновенно, а достигают максимальной величины через 2 с, за которые происходит изменение скорости

Таблица 1

Время падения,	Положение тела
устойчивое вниз головой	неустойчивое	устойчивое плашмя
расстояние, пройденное телом, м
	4.9	4,9	4.9
	19.5	19.5	19,5
	44,0	43,8	43.5
	76,0	75,0	73,5

Скорость снижения с раскрытым парашютом. При установившейся скорости снижения с парашютом, не имеющим собственной горизонтальной скорости, сила сопротивления купола Q находится в равновесии с силой тяжести G. Силы. в этом случае располагаются, как это указано на рис. 1.

Когда равновесие достигнуто, т. е. G==Q, тогда

Отсюда скорость снижения у земли для парашютнойсистемы будет

Если принять силу тяжести системы G==90 кгс, коэффициент лобового сопротивления =0,9, а площадь купола парашюта S=55 м 2 , то получим

=

что соответствует снижению с куполом парашюта УТ-15

Современные спортивные парашюты имеют собственную горизонтальную скорость. Это дает им возможность перемещаться при снижении не только вместе с воздушной массой по отношению к земле, но и относительно воздушной массы в том или ином направлении. Собственная горизонтальная скорость возникает у купола за счет реактивного эффекта, получаемого при выходе воздуха через отверстия в куполе.

Из аэродинамики известно, что в результате перемещения тела в воздушной среде, силе, действующей на тело по оси перемещения, противодействует сила сопротивления воздуха. При условии равенства этих сил движение по оси перемещения будет равномерным. При увеличении одной из сил возникает дополнительная сила, направленная перпендикулярно линии движения. В аэродинамике эта сила называется подъемной и обозначается буквой Y.

Рис. 2. Схема разложения сил при парашютировании с "планирующим "куполом:

G - общий полетный вес системы «парашютист + парашют»; Q - сила лобового сопротивления; Y - подъемная сила; W - скорость парашютирования: R - результирующая сила

Сила эта невелика и поднять купол вверх, как например при полете самолета, она не может, но оказывает существенное влияние на скорость снижения при прыжках с парашютом, имеющим собственную горизонтальную скорость перемещения, и с ней необходимо считаться.