具有快速開傘功能的降落傘

付中華

摘 要：降落傘只有充滿氣時，才能起到減速和穩定作用，但充滿氣需要一定的時間，下落中會迅速縮短人或載物相對地面的高度，損耗開傘高度，在高度不足時，降落傘沒有完全打開，從而造成人或載物高速墜地，導致身體或財產的重大損失，研究如何使降落傘快速充氣具有十分重要的意義。

關鍵詞：降落傘；快速開傘； 效果分析

中圖分類號：TB652 文獻標志碼：A

降落傘組件一般包括主傘、引導傘、傘衣套、吊掛系統（背帶）、傘包、開傘裝置及脫離裝置等。其中主傘為主減速裝置，是必不可少的組件。

降落傘的使用過程一般分為4個階段（以人用傘為例）：首先，人離開飛機到打開傘包的自由墜落階段；引導傘從傘包內拋出到傘衣和傘繩全長拉直；從傘衣傘繩全長拉直到傘衣全部充滿；傘衣充滿穩定下降到飛行員安全到達地面。

只有主傘張開充滿空氣后，才能起到減速和穩定的作用，但充滿氣需要一定的時間，下落中會迅速縮短人或載物相對地面的高度，損耗開傘高度，在高度不足時，降落傘沒有完全打開，從而造成人或載物高速墜地，導致身體或財產的重大損失，研究如何使降落傘快速充氣具有十分重要的意義。

1 傘衣初始充氣模型

針對具有一定形狀的降落傘，主傘拉直開始充氣的瞬間，具有以下規律：Vt*Tt*St=Vs*λ

式中：Vt：為T時充氣速度； St：為T時刻進氣口的面積；Tt：為以T時為時氣速度時，充滿體積為VS的傘衣需要的時間；λ：為變動常量； 其中，Vt、Tt、St、Vs 均為變動量。根據分析可知，假設Vs*λ、Vt為定值時，St與充氣時間成反比，即進氣口面積越大，充氣時間越短。所以研究主傘衣充氣時初始進氣口的面積，也時調節充氣速度的一個有效方向。降落傘的傘繩與傘衣底邊直接相連，在傘衣與傘繩拉直后，傘繩呈受力狀態，作用于傘衣底邊，導致傘衣口形成一個與傘衣口張開方向相反的作用力，如圖1所示，進氣口持續不能快速擴大，進氣速度較小，降落傘不能快速有效地張開，形成穩定的阻力，損耗了開傘高度，在高度不足時，存在功能失效或墜落危險。

2 問題解決方案

為了解決上述問題，設想在傘衣開始充氣時形成一個具有導向結構的進氣結構，既可以擴大進氣口的面積，又可以形成向外的張力，以抵消開傘時傘繩形成的作用力，兩方面同時作用，形成更快的充氣面積和充氣速度，如圖2所示。由此可以將第一支傘繩和第二支傘繩的同一端固定連接，第一支傘繩和第二支傘繩的另一端分開，構成分叉結構，第一支傘繩的另一端與所述傘衣的邊連接在一起，第二支傘繩的另一端與靠近所述傘衣底邊處的周圍加強帶和輻射加強帶的交叉處相連接。第一支傘繩的長度小于第二支傘繩的長度，用于在充氣時將兩相鄰所述第一支傘繩和第二支傘繩之間的主傘衣拉開形成開口向外的充氣導向面，所述充氣導向面用于增加初始進氣口面積，并在空氣的作用下快速向四周張開，形成更大充氣口，從而快速將主傘衣張開，如圖3所示。

3 效果分析

通過圖1和圖2對比發現，主傘開始充氣時，相臨兩根主傘繩之間的傘衣在第一支傘繩和第二支傘繩的作用下形成充氣導向面，在空氣作用下，形成向外的開傘張力，形成更大的進氣口面積，有利于于傘衣充氣，主傘能在短時間內充滿成，形成穩定的阻力特征和安全的下降速度，減少了開傘前高度損耗，即在相同條件下，降低了主傘開傘的安全高度。通過傘衣與傘繩的連接處使用分叉的連接結構的改進，主傘充氣時有一個較大面積的進氣口，以增加充氣效率，同時充氣導向面在空氣的作用下，能迅速地向四周張開，使進氣口迅速擴大，增加了主傘的進氣效率，使主傘在短時間內快速張開，短時間內形成穩定的阻力特征，在同等傘衣面積情況下，有效地增加主傘穩定下降時的有效阻力面積，增加了主傘的阻力效果。

尤其是在低空低速時，減少主傘充氣時間，能降低開傘的高度，增加降落傘的使用范圍。如正常的開傘高度為50m才能保證安全，加快主傘充氣速度，即減少主傘充氣時間，可以將安全高度降低為30m，可以增加空降或空投的安全，也可用于類似如低空跳傘、高樓跳傘、空投等情況，具有現實的意義；在極限跳傘或極端條件下的使用安全等；在應急彈射救生時，通過快速開傘功能，可以大大提高飛行員的成功救生的安全系數，挽救飛行員的生命，提高飛行員的戰斗信心。

結語

通過本上述結構改進，首先，在低空低速時，減少主傘充氣時間，可以降低開傘的高度，增加降落傘的使用范圍；其次，極限跳傘或極端條件下，如應急彈射救生時，通過快速開傘功能，可以大大提高飛行員的成功救生的安全系數，挽救飛行員的生命，提高飛行員的戰斗信心；還有，如飛行空域限制，通過降低飛行高度，能大大提高空降或空投時的成功機率，對取得戰斗勝利有重要的作用。

參考文獻

[1]《降落傘技術導論》編寫組.降落傘技術導論[M].北京：國防工業出版社，1977.