Основы движения тела в воздушной среде.

 

В безвоздушном пространстве скорость падения тела возрастает пропорционально времени:

V = gt,

V - скорость падения парашютиста в первый период его падения;

g - ускорение свободного падения =9.81м/с²

t - время падения, с.

Путь проходимый телом определяется по формуле ;

С нарастанием скорости вступает в силу целый ряд других факторов.

На падающее в воздушной среде тело действует две силы:

- сила тяжести - G кгc;

- сила лобового сопротивления Q, кгс.

Обе силы направлены противоположно.

Скорость падения будет возрастать до того момента, пока силы Q = G;

Это состояние называется установившимся падением, а составляющая ему скорость - равновесной (критической) скоростью.

Критическая скорость определяется по формуле ;

S=квадрату высоты тела l².

Подсчитав по формуле для парашютиста весом 90кг, ростом - 1,72м., падающего плашмя С=0,30, находим, что она на высоте 1000м. ρ=0,12 над поверхностью земли его минимальная критическая скорость равна ≈ 43м/с.

При тех же данных, но падая в вертикальном положении вниз головой С=0,15, его максимальная критическая скорость равна ≈58м/с.

Критическая скорость для парашютиста падающего в группировке несколько больше и достигается за большее время.

Попробуем подсчитать, за какое время падения достигается критическая скорость.

Известна формула: пройденный путь равен скорости умноженной на время

h = Vt;

Путь свободного падающего тела выражается формулой:

;

подставим значение

; ; ; ;

найдем: t=2V/g=2×53 /9,81≈11сек.

Вывод: Из выше изложенного становиться понятно, что при падении тела в любом положении равновесная скорость достигается на 11-12-й секунде.

Для наглядности приведем пример: Н=1000м.---V_кр-12сек.

Н=2000м.---V_кр-12,5сек.

Н=3000м.---V_кр-14сек.

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

Большое влияние на стабильность падения оказывает взаимное расположение центра тяжести тела (ЦТ) и его центра давления (ОЦД). При установившемся падении оба они находятся на траектории падения тела.

Замена расположения ЦТ происходит:

Ø подгонка парашюта;

Ø подгибание рук или ног.

Замена расположения ОЦД происходит:

Ø изменение положения рук или ног.

 

Из физики известно, что тело может находиться в:

1. неустойчивом равновесии;

2. безразличном равновесии;

3. устойчивом равновесии.

¤ ЦТ ↑ ОЦД - неустойчивое падение;

¤ ЦТ = ОЦД - безразличное падение;

¤ ЦТ ↓ ОЦД - устойчивое падение.

 

Существует большое множество стилей падения, основные из них:

Ø Ласточка;

Ø Стреловидный;

Ø Крест;

Ø Группировка.

Если парашютист сильно напряжен или прогиб велик, то устойчивое падение будет сопровождаться или же перейдет в:

☺ клевок на голову - прямые ноги или руки заброшены назад;

☺ кабрирование – руки вынесены вверх;

☺ рыскание – излишнее напряжение;

☺ крен влево или вправо – руки несимметрично;

☺ беспорядочное падение – раскинуть ноги и руки;

☺ падение на спине – прижать одну руку отвести вторую;

☺ штопор – раскинуться и повернуть ладони в противоположную сторону.

 

 

IV. ПОДГОТОВКА К ПРИМЕНЕНИЮ

И ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАШЮТА.

Перед применением парашюта при ручном способе раскрытия необходимо создать условия для его нормального раскрытия которые определены в РО (РТЭ) на каждый тип парашюта.

Парашютист должен помнить, что потеря высоты невосполнима.

Существует несколько способов введения парашюта в работу:

o принудительный;

o автоматический;

o ручной;

При ручном раскрытии парашюта применяются следующие способы:

v с одновременным подносом рук к груди;

v с подносом левой руки к груди с опорой на правую;

Если конструкцией предусмотрено введение основного парашюта выбрасыванием мягкого вытяжного парашюта в поток рукой может быть использован второй способ.

Продолжительность раскрытия парашюта уложенного в чехол позволяет повернуть тело парашютиста ногами вниз, что способствует легкому перенесению перегрузки в момент раскрытия парашюта.

Раскрытие парашюта можно разделить на три этапа:

Ø вытяжной парашют и его наполнение;

Ø чехол, стропы и сход чехла;

Ø наполнение купола.

Время раскрытия парашюта- 1-4с., при этом потеря высоты - 50-200м.

При раскрытии парашюта сразу после отделения потеря высоты меньше, т.к. наполнение происходит в горизонтальном потоке.

При введении парашюта в работу происходит снижение приобретен­ной при падении скорости. Всякое изменение скорости в единицу вре­мени по величине или по направлению называется ускорением.

Ускорение определяется по формуле:

, где а - ускорение, м/с;

- скорость в конце движения, м/с;

- скорость в начале движения;

t - время, за которое произошло изменение скорости.

Если принять скорость падения V₁ =50м/с, скорость после раскрытия V₂ = 5м/с и время за которое произошло полное раскрытие парашюта = 1с (Для Ут-15), то получим: а = 5 - 50 =─45м/c

Знак "─" обозначает на торможение скорости. Зная, что ускорение свободного падения равно =9.81м/с² определим во сколько раз увеличилось ускорение, т.е. определим какова величина перегрузки (n),

;

Имея данные о перегрузке, легко определить нагрузку (F), действующую на тело парашютиста в момент раскрытия парашюта по формуле:

F = m×g×n

При массе парашютиста = 90кгс

F = = 4050H (412,2кгс)

Такие перегрузки человек переносит сравнительно легко, тем более что они возникают не мгновенно, а достигают максимальной величины через 1с., за которое происходит изменение скорости.

Уменьшению воздействию динамической нагрузки на организм способствует равномерная подгонка подвесной системы парашюта. Определенное значение при этом имеет физическая натренированность организма парашютиста. При достаточном опыте и соответствующей тренировке человек может перенести без вреда для организма и большие перегрузки.

Меры безопасности при раскрытии парашюта:

· осмотрительность во время свободного падения;

· выдерживание эшелонов раскрытия парашютов;

· занятие изготовочной позы;

· контроль за раскрытием по времени;