Янв 02

Действие ускорений при парашютном прыжке

Как известно, парашют изобретен в 1911 г. в России. Его создателем был Г. Е. Котельников. Принципы устройства парашюта Котельникова используются и в современных парашютах, применяемых в военно-воздушных силах всех стран.

Падение парашютиста, как и всякого тела, происходит под действием силы земного притяжения, сообщающей ему ускорение 9,81 м/с2. При этом на него действует и сила сопротивления воздуха – аэродинамическое сопротивление. Эта сила по направлению противоположна ускорению.

Величина аэродинамического сопротивления любого тела зависит от плотности воздуха, скорости падения, размеров, формы и характера поверхности тела. При возрастании скорости падения в два раза это сопротивление увеличивается в четыре раза. Для парашютиста сопротивление воздуха является положительным фактором: чем оно больше, тем меньше скорость снижения, т. е. тем лучше парашют выполняет свою роль. В процессе свободного падения воздействие на парашютиста силы аэродинамического сопротивления возрастает вследствие того, что с уменьшением высоты увеличивается плотность воздуха. Так как эта сила направлена в сторону, противоположную движению парашютиста, его ускорение с некоторого момента начнет уменьшаться. Когда же сила аэродинамического сопротивления и сила тяжести станут равными, ускорение прекратится и парашютист начнет падать с постоянной скоростью. Эта скорость называется максимальной скоростью свободного падения и с высотой она увеличивается (табл. 22).

Таблица 22

Характеристика свободного падения

Высота покидания, км

1

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Максимальная (постоянная) скорость, м/с

50

53

59

66

73

81

90

102

115

132

150

Время ее достижения, с

12

12,5

14

15

16,5

18

19,5

21

23

25,5

28

Имея большую площадь поверхности (50–60 м2) и куполообразную форму, парашют создает значительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому при его раскрытии скорость падения парашютиста резко уменьшается, примерно до 6 м/с. В это время парашютист и ощущает динамический удар. Возникает отрицательное прямолинейное ускорение, действующее в течение 0,1–1 с. При этом перегрузка действует в благоприятном для организма направлении – от головы к ногам. Сила динамического удара будет тем больше, чем больше скорость падения парашютиста и площадь парашюта и чем быстрее он полностью раскрывается. Величина ускорения (перегрузки) при этом может быть различной. На большой высоте динамический удар будет значительно сильнее, чем на малой. Это объясняется тем, что сила его зависит от истинной скорости парашютиста и почти не зависит от плотности воздуха. Если через 15 с падения раскрыть парашют на высоте 1000 м, ускорение достигнет примерно 6g, а на высоте 11 000 м – 18g. Зарубежными исследователями при экспериментальных прыжках зарегистрировано ускорение 21 g. Максимально допустимым при раскрытии парашюта считается ускорение, равное 8g.

Ускорение и сила динамического удара могут достигать очень больших величин, если летчик, покинув самолет, немедленно раскроет парашют. Так, например, если летчик оставит самолет на скорости 400 км/ч (110 м/с) и сразу введет в действие парашют, отрицательное прямолинейное ускорение будет равно 10,4 g. Возникающая при таком ускорении перегрузка опасна, так как, во-первых, может разорваться купол парашюта, во-вторых, летчик может получить повреждения. Поэтому после отделения от самолета рекомендуется выждать несколько секунд (если позволяет высота) до установления постоянной скорости падения и после этого раскрыть парашют.

Исследования и практика показали, что перегрузки, возникающие при динамическом ударе и не превышающие предельного значения, обычно не вызывают существенных изменений в организме. По американским данным, перегрузка при динамическом ударе не должна превышать 20g при продолжительности ее действия 0,1 с.

Длительность спуска на парашюте в основном зависит от высоты, на которой он раскрыт. Так, например, с высоты 4–5 км снижение продолжается 13–15 мин, а с высоты 7–8 км – 23–25 мин.

Скорость приземления при ветре увеличивается, так как у парашютиста появляется снос. Поэтому учебные прыжки с парашютом рекомендуется производить летом при скорости ветра не более 6, а зимой – не более 7 м/с.

Скорость спуска с раскрытым парашютом может быть 4–10 м/с; при полном штиле она равна 6 м/с (с такой скоростью приземлится человек, прыгнув с высоты 1,5 м).

В момент приземления на парашютиста будет действовать отрицательное ударное прямолинейное ускорение: при скорости снижения 6 м/с оно будет примерно 1,8 и при скорости снижения 10 м/с – 5 g. Основная нагрузка при этом приходится на своды стоп. Чтобы смягчить («спружинить») удар и избежать травм, рекомендуется перед приземлением ноги несколько согнуть в коленях и держать так, чтобы ступни находились на одном уровне.

Причинами повреждений, которые иногда получают парашютисты, чаще всего являются нарушения правил приземления и сложность условий приземления (сильный ветер, неровная местность). Как известно из американских данных, при прыжке с высоты 10 м и приземлении на правильно поставленные (полусогнутые) ноги свод стопы испытывал перегрузку 250 g, при этом никаких повреждений в голеностопных суставах не наблюдалось. Если же приземление производилось на вытянутые ноги, предельной оказалась перегрузка 65 g.

Итак, прямолинейные отрицательные ускорения ударного характера, возникающие в момент раскрытия парашюта и при приземлении, серьезных функциональных изменений в организме не вызывают. Одной из выраженных и, пожалуй, наиболее существенных реакций организма на парашютный прыжок является нервно-эмоциональное напряжение, которое в процессе тренировок постепенно снижается.

Похожие статьи:

  1. Прямолинейные ускорения и их влияние на организм человека Прямолинейное ускорение возникает при изменении Скорости, не сопровождающемся изменением направления...
  2. Физиологические и инженерные требования к сверхзвуковому транспорту при М=13 J. N. Waggoner Aerospace Medicine, 1962, v. 33, N 3,...
  3. Направление перегрузки, вектор перегрузки, терминалогия перегрузок А. В. Иванов, И. А. Цветков Практика авиации, поставив человека...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.