Лобовое сопротивление

Другая основная сила, которая воздействует на купол — сопротивление воздуха. Эта сила имеет две составляющих — "профильное сопротивление" и "паразитное сопротивление". Первое, упрощенно говоря — результат трения воздуха о поверхность крыла. От этого страдают — в той или иной степени — крылья любой формы и конструкции (можно представить эту силу в форме подъемной силы, только направленной против движения крыла). Паразитное сопротивление — результат завихрений потока различными элементами крыла. Сопла создают турбуленцию. Швы, стропы, соединения строп, медуза, слайдер — даже вы, пилот! — все это добавляет сопротивление, но не создает подъемной силы. Парашюты никогда не были очень эффективными крыльями по сравнению с самолетами именно потому, что сама их конструкция подразумевает большое количество паразитного сопротивления.

Таким образом, и подъемная сила, и сопротивление — результат движения потока воздуха через профиль крыла. Поскольку эти аэродинамические силы вызваны взаимодействием между потоком воздуха и крылом, увеличение скорости потока означает увеличение этих сил. Подъемная сила и сопротивление увеличиваются в геометрической прогрессии к скорости: увеличение скорости вдвое увеличивает подъемную силу в четыре раза. То же касается и сопротивления. Это означает, что скорость имеет критическое значение для поведения купола. Увеличение скорости означает — до определенного момента — увеличение подъемной силы и более острую реакцию на вводы. Это также означает увеличение сопротивления — именно поэтому в конструкции быстрых куполов применяются коллапсируемые медузы и слайдеры и более тонкие стропы.

Срыв потока

Обтекание воздушным потоком профиля крыла имеет еще одну интересную черту. Ее можно легко заметить, если посмотреть, как вода в ручье течет через камень. Жидкость стремится огибать объект по самой возможно плавной кривой. Можно (до определенной степени) изменить форму профиля, не нарушив при этом плавности течения потока. Точно также можно слегка изменить направление потока, не нарушая его плавности. Но если слишком быстро изменить либо направление потока, либо форму крыла — мы получим так называемый "срыв потока". Вместо того чтобы плавно огибать профиль, поток разбивается на завихрения и волны. Это очень важно знать пилоту купола — для него это означает, что любой резкий или радикальный маневр критически уменьшает потенциал подъемной силы купола. Самый распространенный и драматичный пример срыва потока в парашютном спорте — вход в режим свала на малой скорости. В следующих главах мы выясним, что этот феномен имеет множество других проявлений — к нему могут привести излишнее усилие на передних концах, резкое прокачивание клевант и радикальные вводы клевантами.

Тяга и вес

Для того чтобы крыло двигалось в воздухе и создавало подъемную силу, необходима некая сила, обеспечивающая это движение. Обычно эта сила называется "тягой". В случае с самолетом все просто — тягу обеспечивает работа двигателя. В случае с парашютом тяговую силу обеспечивает гравитация. На парашюте-крыле стропы каскада А (передняя кромка) короче, чем стропы каскада Д (задняя кромка) — за счет этого купол наклонен вперед. Воздух отклоняется в направлении задней кромки, придавая крылу горизонтальную скорость. Общая масса (ваш вес плюс вес системы) тянет крыло вниз. Крыло скользит как санки по склону. Насколько крутой этот "склон" — зависит от разницы каскадов строп.

Чем сильнее вес тянет вас вниз, тем больше тяга. Сумма масс, которая воздействует на парашют, называется "загрузкой купола" — важнейший термин для пилотирования парашюта. В Америке загрузка купола определяется по "десантному" ("полному") весу — сумме веса парашютиста и его снаряжения — и выражается в фунтах на квадратный фут площади купола (в метрической системе для расчета загрузки нужно свой полный вес в кг разделить на 0,45 и результат разделить на площадь вашего купола). Может показаться, что загрузка купола всегда постоянна. Для ровного горизонтального полета по прямой это так и есть.

Однако загрузка может измениться радикальным образом — во время выполнения поворота. Для примера представьте, что вы раскручиваете грузик на веревке. Чем быстрее крутится грузик, тем тяжелее он кажется. То же самое происходит с вами, когда вы тянете клеванту. Когда купол начинает поворачивать, тело пилота продолжает двигаться по прямой — пока натяжение строп не остановит его и не задаст ему новое направление. Пока поворот продолжается, центробежная сила будет продолжать "выбрасывать" парашютиста из-под купола. Когда поворот окончен, подвешенная под куполом масса вернется на место. В момент, когда "вылетевшая" масса возвращается обратно под купол, парашют достигает максимальной скорости — как за счет увеличения загрузки, так и за счет перехода увеличившейся вертикальной скорости в горизонтальную.

Чем быстрее поворот, тем больше вес пилота под куполом. Его можно рассматривать как "явный" или "индуцированный" вес, который больше начального веса пилота и снаряжения. Стоит обратить внимание, что некоторые маневры позволяют — хоть и на очень короткое время — уменьшить загрузку. На многих куполах пилот может заложить поворот таким образом, чтобы "выбросить" тело вверх в то время, как купол начнет нырять вниз. В этом случае на какой-то момент натяжение на стропы исчезнет — т.е. на это мгновение загрузка будет близка к нулю. До определенного предела увеличение веса (а значит — увеличение тяги) улучшают летные характеристики парашюта. Еще раз вспомним о примере с санками. Чем больше мы нагружаем санки, тем быстрее они будут катиться вниз — до тех пор, пока под слишком большим весом санки не начнут тонуть в снегу, или вовсе не развалятся. Без эффективной загрузки парашют становится вялым, в то время как увеличение загрузки добавляет скорости. Поскольку подъемная сила увеличивается в квадрате от скорости, крыло, летящее со скоростью 50 км в час, имеет подъемную силу в четыре раза большую, чем крыло, летящее со скоростью 25 км в час. Вот почему реактивные самолеты могут иметь такие же небольшие крылья, как маленькая "Сессна", и вот почему люди с определенным опытом могут прыгать на относительно малых куполах с загрузкой 1,4 и выше (некоторые эксперементируют с загрузками 2 и больше!). (сейчас уже загрузка 2 для современных куполов и опытных парашютистов даже не кажется чем-то сверхестественным — прим. пер.) Улучшение летных характеристик, связанные с увеличением загрузки, выражаются не только в более высокой горизонтальной скорости, но и в скорости поворотов, мощности подушки и чувствительности купола. Но за все надо платить. Цена высокой загрузки будет рассмотрена позднее, когда от теории полета мы перейдет к парашютной реальности. Центр массы, центр приложения подъемной силы Центр приложения подъемной силы — это точка крыла, в которой в нашем воображении может быть сконцентрирована подъемная сила. Центр массы — точка, в которой сконцентрирован вес системы. Очевидно, что в спортивных парашютах центр массы (в виде пилота) находится намного ниже самого крыла. За счет смещения центра массы по отношению к центру приложения подъемной силы можно изменить тангаж (угол планирования — угол между продольной осью парашюта и плоскостью горизонта — прим. пер.) и угол атаки купола.