«Фактор платформы». Насколько эллипс эллиптичен?

Автор: Ян Беллис (Ian Bellis), возглавляет отделение Aerodyne International в США.
Перевод: Дмитрий Зуйков (идея перевода Алексей Рубинштейн).
Оригинал статьи можно прочитать по адресу:  www.aerodyne-int.com

За прошедшие несколько лет мы вошли в новую эру в разработке основных парашютов. В настоящее время большинство основных парашютов производится из тканей с нулевой проницаемостью. В тоже время эволюционировала и форма купола — мы больше не видим большого количества куполов строго прямоугольной формы. Большинство куполов имеют сужение различной степени. Что мы в действительности знаем о важных физических характеристиках своих куполов?

Термины, применяемые для описания парашютов, включают:

Площадь (Square)
135 квадратных футов, 124 квадратных фута и т.д.

Хорда (Chord)

 

 

 

Размах (Span)

 

 

 

 

 

 

 

Удлинение (Aspect Ratio)
2.1:1, 2.5:1, 2.7:1, и тд.

Форма (Planform)

 

 

 

 

 

 

Пока мы полагаем, что знаем большинство этих характеристик, так как производители сообщают нам эти значения, однако многие владельцы парашютов могут быть удивлены тем, что, казалось бы, простые значения, такие как площадь купола, может быть совсем не та, что они думали. Производители применяют различные методы измерения размеров куполов. То, что одна компания называет площадью в 150 кв. футов, другая может называть 135 кв. футов, хотя физические размеры куполов абсолютно одинаковые.

Размах (расстояние от одного стабилизатора до другого), варьируется, так же, как и хорда (расстояние от носа купола до его хвоста)

Почему же нас должны волновать все эти расхождения? Ответ прост: когда мы сравниваем характеристики куполов, их производительность, как нам узнать, что мы сравниваем купола одинакового класса? Можем ли мы сказать, что например, какой-нибудь купол площадью 130 кв. футов можно сравнить с куполом другой модели, площадью скажем 150 квадратных футов? Должны мы принимать во внимание различие в конструкции куполов, или просто сравнивать их площади?

Целая индустрия задается этим вопросом. Производители, с помощью PIA, работают над новыми стандартами измерения куполов. Но тут существует один вопиющий недосмотр: не делается никаких попыток [объективно] измерять форму (planform) купола — (двухмерную форму купола, как она выглядит со стороны). Эта характеристика может сильно влиять на такие факторы производительности, как скорость разворота (turn rate), излишняя управляемость (amount of oversteer), чувствительность к вводам управления (control input sensitivity), lift capability, аэродинамическое качество, эффективность подушки и т.п.

Все, что мы слышим — это множество маркетинговых терминов. Посмотрите, может быть некоторые вам знакомы: “слегка эллиптический”, “легкоэллиптический”, “полуэллиптический”, “полностью эллиптический”, “сильноэллиптический”. Кто-нибудь знает, что эти термины означают в действительности? На самом деле, они бессмысленны, потому что совершенно непонятно, чем отличается, например, “высоко эллиптичный” купол от “слегка эллиптичного”. Все конструкторы куполов соглашаются с тем, что значение сужения крыла важно для достижения желаемых летных характеристик, но пока ни один не предложил простой объективный метод донесения этой информации до пользователя

В начале 2002 года мы исследовали эту проблему. Результатом была простая формула, которая давала значение, которое мы назвали «Planform Factor» или Pf (Фактор формы). Это значение позволяет объективно сравнить эллиптичность куполов. Обсуждения этого фактора с другими производителями пока в процессе; могут быть легкие модификации этой формулы, пока мы не достигнем соглашения о стандарте, но предпосылка очень проста:

За основу взято отношение хорды краевой секции к хорде центральной секции, умноженное на отношение количества сужающихся секций к общему количеству секций. Результирующее значение принимается за показатель эллиптичности и его легко сравнивать.

Pf = (1-(EC/CC))*(N/C)*100

Где:
EC = хорда концевой секции
CC = хорда центральной секции
N = количество сужающихся секций
C = общее количество секций

Пример:

Модель: Vision 124 EC = 5.384 ft CC = 7.020 ft N = 6 C = 9 Pf=(1-(5.384/7.020))*(6/9)*100 Pf = 15.5

Модель: Pilot 124 EC=6.143 ft CC=7.228 ft N=4 C=9Pf = 6.67

Теперь рассмотрим Pf применительно к некоторым популярным моделям парашютов:

Pf=(1-(EC/CC))*(N/C)*100

	Pf	N
Springo 110	28.0	8 сужающихся секций
Crossfire2	21.6	8 сужающихся секций
Safire2	16.4	8 сужающихся секций
Vision 124	15.5	6 сужающихся секций
Stiletto 120	13.3	6 сужающихся секций
Diablo 120	10.7	4 сужающихся секций
Electra 150	9.5	4 сужающихся секций
Pilot 124	6.7	4 сужающихся секций
Sabre2 120	5.7	6 сужающихся секций

Теперь мы можем объективно измерять эллиптичность любого купола.

(все значения взяты на основании информации, предоставленной производителями).

Одно, это значение не может дать всю необходимую информацию о куполе, но рассмотренное в совокупности с площадью и удлинением купола, фактор формы (planform factor) помогает нам понять, каких характеристик мы можем ожидать от различных куполов, включая время разворота, излишнюю управляемость (oversteer), эффективность подушки и т.д.

Конечно, знание этой информации не заменит настоящих пробных полетов под данным куполом, однако этот стандарт, вероятно, сможет помочь сделать более обоснованное (информированное) решение при выборе купола, сводя на нет маркетинговые усилия производителей относительно эллиптичности, и даст нам объективный критерий, который может быть применен к парашютам всех производителей.