science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe werkt een parachute?

Al vóór de komst van het vliegtuig aan het begin van de 20e eeuw had de mensheid ernaar gestreefd de parachute te perfectioneren. Inderdaad, rudimentaire versies van deze levensreddende apparaten dateren uit ten minste de 15e eeuw en Leonardo da Vinci. Met toepassingen die variëren van recreatieve skydiving tot militaire gevechtsmissies, zijn parachutes tegenwoordig verkrijgbaar in verschillende vormen die zijn ontworpen voor specifieke doeleinden en omgevingen; dienovereenkomstig werken deze op verwante maar verschillende manieren.

Basisprincipes van parachutes

Alle parachutes zijn ontworpen voor één fundamenteel doel: de door zwaartekracht aangedreven val van een object vertragen - vaak een persoon, soms levenloze lading - door de lucht. Dit doen ze door gebruik te maken van atmosferische weerstand, een fysieke hoeveelheid die ingenieurs vaker overlast bezorgen dan een zegen. Hoe groter de weerstand die door een parachute wordt gegenereerd, hoe langzamer een bepaald voorwerp dat aan die parachute is bevestigd, naar de aarde zal afdalen. In een vacuüm zou een parachute waardeloos zijn omdat hij geen luchtmoleculen zou hebben om tegen aan te trekken.

Het grootste deel van de parachute wordt een koepel genoemd, die naar buiten ballonnen als zijn lading begint te dalen. De vorm van de luifel is de grootste bepalende factor voor het gedrag van een parachute.

Ronde parachutes

De vroegste ronde parachutes waren cirkelvormig toen ze werden afgevlakt, en dit maakte ze met name onstabiel in actie omdat ze zich verzetten tegen het vormen van een koepel vorm; dit leidde tot een groot aantal dodelijke ongevallen. Later, militair-gebouwde ronde parachutes werkten veel beter omdat ze parabolisch waren van vorm. Sommige ronde parachutes zijn niet bestuurbaar, dus ze reizen in overeenstemming met de heersende windomstandigheden. Stuurbare ronde parachutes hebben echter gaten in de randen van hun luifels, zodat hun passagiers een zekere mate van landingscontrole kunnen uitoefenen. Ronde parachutes worden vaak gebruikt in medische missies en het droppen van militaire vracht.

Andere algemene ontwerpen

Voor veel doeleinden is de oorspronkelijke ronde of conische parachute vervangen door de ram-lucht, of parafoil, parachute. Dit type parachute heeft een zelfopblazende luifel; hierdoor creëert het bij inzet een veel grotere weerstand tegen trekken en trekken dan bij een rond model en is de eindsnelheid ook langzamer. Bovendien geeft de langzamere afdaling de parachutist meer controle over de richting van de val.

Voor vliegers in vliegtuigen die met supersonische snelheden reizen, wat zou kunnen resulteren in het uiteenvallen van de hiervoor genoemde glijbanen, zijn lint- of ringparachutes de tool naar keuze. Deze hebben gaten ingebouwd in de kap om de druk te verminderen waaraan het materiaal wordt blootgesteld, maar deze gaten zijn niet zo groot dat de stortkoker zelf niet effectief is als een veiligheidsgereedschap.

Implementatie-apparaten

Veel moderne parachutes zijn sterk gemechaniseerd, met ontwerpen en functies die aangeven hoe de parachute werkt op de kritieke momenten wanneer en nadat de lading uit een vliegtuig is vrijgegeven. Een drogue-geweer initieert parachute-inzet bijvoorbeeld door een projectiel te ontsteken dat door een stijgbuis op hoge snelheid met de glijgoot verbonden is, terwijl een trekkerraket het voorwerp dat verbonden is met de parachute uit het compartiment van de laadruimte van het vliegtuig haalt en het in de luchtstroom introduceert. Ten slotte werpt een mortier een gepakte parachute uit als een enkele eenheid, waarmee het implementatieproces snel en soepel wordt gestart.