陈振北编
在航空发展的历史上,降落伞作为一种空中救生设备,远在飞机出现以前就被人们所研究和应用了。但是,真正的航空降落伞的出现还是在1912年。在第一次世界大战中,由于降落伞在拯救飞行人员生命方面有显著作用,得到了广泛应用。随航空事业的发展,降落伞除了用来拯救飞行人员生命外,还被用来空投武器、伞兵,在体育运动中也出现了新的项目——跳伞运动。随着航空事业的蓬勃发展,降落伞的应用将更为广泛。
一、降落伞的发明
1910年彼得堡(现列宁格勒)举行的一次飞机试飞中,飞机飞到四百公尺高度时突然发生故障,驾驶员摔了下来,光荣牺牲了。
在当场观看的戏剧演员格·耶·柯杰尼可夫非常难过,他想:难道飞行员在飞机发生故障时,注定要摔死吗?难道没有办法来救他的生命吗?他想起过去听到过降落伞的故事,如果飞行员有一个很好的降落伞就不会摔死了。
柯杰尼可夫想设计一个能够急救飞行员生命的降落伞。他研究了当时一切有关航行和跳伞的著作,他懂得了要拯救飞行员的生命,就须要制造一种经常带在人身上、占很小地方,在任何紧急情况下,都能顺利打开的降落伞,这种降落伞在任何国家还没有过。
柯杰尼可夫绘制了大量图样,还制作了一个模型降落伞爬到屋顶上去试验,挂着洋娃娃的降落伞每次都很好的张开,洋娃娃便轻松地落在地上。
经过多次试验,证明设计是正确的,并且确定了真正的降落伞直径至少也得七公尺。这么大的伞衣只有放在一个特制的伞包里才行。于是他又设计了伞包,伞包固定在飞行员身上,伞包上安有拉环,飞行员只要把拉环一拉,伞就可以张开了。
柯杰尼可夫到处奔波,终于得到了一些经费,很快作好了二个试验降落伞。在汽车上试验后证明强度是够的,于是正式试验可以进行了。
1912年6月6日,发明家用气球进行试验。当气球升到一百五十公尺时,一个黑色的身形从吊篮里掉下来,过了三秒钟,突然在降落的身形上出现了一团小雪球,再一霎眼,雪球便张开成为一个白色的大伞了,大伞下面挂着一个木偶。木偶降落得那么轻松,甚致落到地上还站了好一会儿。
世界上第一个适合飞行员用的降落伞发明了,但是在俄国沙皇时代发明得不到重视,柯杰尼可夫的发明倒被外国人劫夺了去!
二、降落伞的原理
降落伞的原理很简单,它好象一把雨伞,下面垂以重物从高处落下(图1),伞本身有很大面积,当它在空气中运动时必然受到很大阻力,正如刮风天打着雨伞逆风前进时感到困难一样。
图1降落伞的原理
空气阻力,在我们逆风前进时是有害的,但是在重物从空中落下时却是有利的,它可以避免物体落下时速度太快而损坏。不难想到,如果伞的面积很大,产生的阻力也很大,我们就可利用这阻力来减低下落的速度,使人也能安全的着陆。这就是降落伞能保证飞行员从失事的飞机上跳下而不致摔死的道理(图2)。
图2降落伞可以拯救飞行员的生命
三、降落伞的构造和要求
降落伞是用一种强度大、轻而薄、并具有一定透气性的丝织物或尼隆制成,大多伞衣由许多楔形块或宽条带缝成。因为在伞张开时的冲击力很大,要求有足够的强度;为了携带方便,占地小,必须轻而薄;如果伞衣透气性太大会减小阻力,下落速度就会增大,透气太小又会使开伞时冲击力过大,因此必须适当。
为了得到安全的下降速度,就必须有足够的面积,一般降落伞的直径在7~9公尺之间。
降落伞在突然张开时有很大冲击力,为了使力分布在全身上,必须附有背带系统。它由很宽的帆布做成的腰带、胸带、肩皮带和挡带组成的。为了在大风时降落,必须能很快脱掉降落伞以避免被风急吹拖着在地上飞跑,在伞带上装有特殊的钩子。
降落伞在下降时必须要稳定,不然摆来摆去就不能保证物体准确、安全的降落。这样,伞的形状、伞的绳索长短、透气性等就必须根据各种伞的要求来决定了。
降落伞的种类可分为以下四种:
1.平面型降落伞:由楔形块缝成,展开时能铺平。根据形状又分为圆形、方形和三角形的(图3),这种降落伞稳定性稍差。
图3平面型降落伞
2.立体型降落伞:伞衣是做成一定形状的,底边较短,展开时不能铺平。稳定性比前一种好(图4)。
图4立体型降落伞
3.环形带条降落伞:伞衣由很宽的带条组成,稳定性非常好(图5)。
图5环形带条降落伞
4.带控制面的降落伞(图6):这种伞稳定性最好。
图6带有控制面的降落伞
以上是按形状分类的一般常见的降落伞。
四、降落伞的应用
降落伞在民用上常用来对灾区空投粮食、衣物、医疗药品等;森林失火时可空投救灾人员;在体育运动中跳伞运动在解放后大力开展起来,这是锻炼青年人身体和学习国防知识的有意义的运动。
降落伞在军用上就更为重要,不但可以空投伞兵、武器、车辆,还用作喷气式飞机着陆时的空气刹车(图7),这种刹车装置可用降落伞是因为它重量轻、体积小,得到的迎面阻力很大,可以大大降低着陆速度,缩短滑跑距离。
图7用降落伞减低飞机着陆速度
近年来,各种升入高空进行试验的火箭都用降落伞来回收,它可以在火箭着陆时不致损坏里面的仪器。
由于现代喷气式飞机的飞行速度很高,从高速飞机上跳伞是件困难的事,现今都采用了弹射座椅装置,飞行员只需在紧急时按一下座椅的按钮,人和座椅就会被下面一个“火箭筒”一起弹离飞机,这时降落伞就会自动打开。为了安全的把伞打开,常常在主伞没开之前一个小直径的“引导伞”预先打开,再使主伞逐渐打开,以减少主伞打开时之冲击力。
航空事业在不断发展中,随着飞行速度、高度的不断提高,降落伞也会更好的发展起来。