Крылья для парашютиста. вингэм. wing-m.

Изобретение относится к области авиации и парашютного спорта. Крылья парашютиста состоят из раскладного каркаса и гибкой обшивки. Каркас имеет сверху и сзади свободную зону для работы строп и безопасного раскрытия куполов. Каркас состоит из закрепленной на корпусе спортсмена жесткой рамы с шарнирными плечевыми узлами, а также подвижных боковых балок, воспринимающих подъемную силу и формирующих переднюю кромку крыла. Достигается снижение нагрузки на руки парашютиста и увеличение дальности полета. 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области авиации и парашютного спорта. Цель изобретения - увеличение возможностей по маневрированию, планированию и перемещению в пространстве парашютиста, находящегося в фазе свободного падения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время широко известен костюм для парашютного спорта - вингсьют, представляющий собой костюм с тремя крыльями в виде перепонок подмышками и между ног. По решаемым задачам и возможным областям применения это наиболее близкий аналог описываемого технического решения. В обычном режиме парашютист от момента «прыжка» с самолета до момента раскрытия купола падает практически вертикально либо незначительно относится ветром от первоначальной точки прыжка. При использовании вингсьюта спортсмен может получить горизонтальную составляющую скорости примерно в 2-3 раза больше, чем скорость падения. Перепонки вингсьюта изготавливаются из плотной двухслойной ткани, внутри которой расположены нервюры и имеются отверстия для забора воздуха, с помощью которых крыло надувается набегающим воздушным потоком, принимает требуемую аэродинамическую форму и приобретает небольшую жесткость.

Проблема вингсьюта заключается в том, что вся подъемная сила с несущих крыльев приходится на руки спортсмена и в итоге на его плечевые суставы и мышцы. Чем больше площадь крыла, тем выше сила, с которой руки прижимаются к телу и задираются назад. В связи с этим площадь крыльев существенно ограничена и представляет собой небольшие треугольники. Из-за малой площади крыла и высокого лобового сопротивления благодаря широко раскинутым рукам и ногам аэродинамическое качество вингсьюта составляет 2-2,5. Кроме того, весь вингсьют выполнен из гибкого материала, что на высоких скоростях и при увеличении площади крыльев ведет к их колебаниям и нестабильности полета.

ИЗВЕСТНЫЕ АНАЛОГИ

Известны конструкции вингсьютов, имеющие различные формы и площади крыльев, а также полезная модель RU 110609 (костюм для парашютных видов спорта), которая по сути также представляет собой вингсьют с описанными выше проблемами. Исполнение крыльев, закрепленных на руках человека, как в патентах RU 124483 или US 2011/0226895 A1, не представляется возможным, поскольку вся увеличенная площадь крыла на увеличенном рычаге приходится на тот же самый слабый плечевой сустав, который вряд ли долго удержит даже собственный вес таких крыльев на вытянутых руках, а уж об аэродинамических силах не приходится и говорить.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описываемое техническое решение по принципу схоже с вингсьютом, только крыльям придает жесткость металлический каркас, а аэродинамические силы приходятся на раму, а затем уже на корпус спортсмена. При таком решении площадь крыльев и допустимые нагрузки зависят уже не от силы человека, а от конструкции рамы: балок, распорок и растяжек. Базовый вариант конструкции (Фиг.1) представляет собой жесткую раму, закрепленную на спине парашютиста под парашютным ранцем, на которую при помощи шарнирных узлов установлены боковые балки. Рама и балки выполнены из тонкостенного дюралюминия. В открытом состоянии балки фиксируются распорками. Обшивка крыльев в базовом варианте представляет собой двухслойный гибкий материал с внутренними нервюрами и воздухозаборниками, наполняющийся воздушным потоком. Обшивка сильно натягивается внутри каркаса и частично закреплена на костюме спортсмена, что придает жесткость крыльям и высокую стабильность полету.

До прыжка с самолета крылья парашютиста сложены вдоль тела за спиной (Фиг.2) и по ширине не превышают десантную дверь Ан-2. После прыжка парашютист раскрывает крылья, натягивая тем самым обшивку между каркасом и своим телом Фиг.3. А набегающий воздушный поток наполняет обшивку, создавая требуемую аэродинамическую форму и дополнительную жесткость. Во время полета на крыльях спортсмен располагает руки вдоль тела, снижая лобовое сопротивление. Управление полетом осуществляется при помощи ног, между которыми в базовом варианте расположено третье стабилизирующее крыло, аналогичное крылу вингсьюта. Движения ног также отклоняют кромки боковых крыльев. Кроме того, управление возможно перемещением веса рук или изменением угла раскрытия боковых балок, то есть изменением стреловидности. Перед тем как раскрыть купол или сразу после раскрытия, спортсмен складывает крылья, располагая боковые балки за спиной вдоль тела. Конструкция центральной рамы имеет свободное пространство за спиной и над плечами спортсмена для безопасного раскрытия обоих куполов, для броска «медузы» и достаточно места для расположения строп во время приземления.

Форма несущей рамы отличается наличием двух плечевых шарниров, необходимых для складывания крыльев во время прыжка и приземления, тем самым напоминая очертания буквы М, поэтому конструкция имеет рабочее название ВингЭМ (Wing-M).

С использованием описываемых крыльев парашютист способен улетать от точки прыжка на многие километры (4-6 км на каждый километр высоты) до момента раскрытия парашюта, оставаясь незаметным, быстрым и маневренным. Кроме того, существует теоретическая возможность доработки описываемой конструкции путем существенного увеличения площади крыла и использования дополнительных стабилизаторов, с целью совершения приземления без парашюта.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описываемое техническое решение простое по конструкции и не требует дорогостоящих материалов и технологий. Балка и рама выполнены в основном из дюралюминия, узлы и распорки стальные, обшивка тканевая. Масса базового варианта конструкции около 20 кг. Аэродинамическое качество 4-6, что более чем в два раза превышает характеристики вингсьюта. Благодаря жесткому каркасу и сильному натяжению обшивки крыло в полете намного более стабильное и ведет к более стабильному полету. Руки спортсмена во время полета свободны и позволяют как помогать стабилизировать полет или маневрировать, так и решать дополнительные задачи, такие как управление рулями, элеронами, изменением стреловидности крыла, а также выполнять бросок «медузы», не нарушая стабильности полета.

Кроме перечисленных преимуществ, конструкция имеет широкие возможности по совершенствованию, улучшению аэродинамических характеристик, модернизации органов управления, увеличению стабилизации и расширению областей применения.

ВАЖНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Несмотря на преимущества описываемого технического решения перед вингсьютом данная конструкция более сложная в управлении и обладает более чем в 3 раза большей подъемной силой, а значит большей маневренностью и более высокими скоростями полета, поэтому прыжки с крыльями должны выполняться спортсменами исключительно после получения достаточного опыта прыжков с вингсьютом! Несмотря на увеличенную площадь крыльев конструкция в данном виде не способна затормозить падение человека до безопасной скорости, поэтому приземление на крыльях без парашюта невозможно!

Крылья парашютиста, предназначенные для увеличения его маневренности в фазе свободного падения, состоящие из раскладного каркаса и гибкой обшивки, отличающиеся тем, что каркас имеет сверху и сзади свободную зону для работы строп и безопасного раскрытия куполов, причем каркас состоит из закрепленной на корпусе спортсмена жесткой рамы с шарнирными плечевыми узлами, а также подвижных боковых балок, воспринимающих подъемную силу и формирующих переднюю кромку крыла.