Faldskærm
De moderne faldskærme af i dag er inddelt i to kategorier – opstigende og nedstigende faldskærme. Alle opstigende baldakiner henviser til paraglidere, der er bygget specifikt til at stige op og holde sig i luften så længe som muligt. Andre faldskærme, herunder ikkeelliptiske ram-air-faldskærme, klassificeres af fabrikanterne som nedadgående baldakiner.
Nogle moderne faldskærme klassificeres som halvstive vinger, som er manøvredygtige og kan foretage en kontrolleret nedstigning for at kollapse ved nedslaget på jorden.
Rund
Runde faldskærme er udelukkende en trækanordning (det vil sige, at de i modsætning til stempellufttyperne ikke giver noget løft) og anvendes i militæret, i nødsituationer og i forbindelse med fragt (f.eks. luftkastninger). De fleste har store kuppelformede baldakiner, der er fremstillet af et enkelt lag af trekantede stofporer. Nogle faldskærmsudspringere kalder dem for “jellyfish chutes” på grund af deres lighed med havorganismer. Moderne sportsfaldskærmspringere bruger sjældent denne type.De første runde faldskærme var enkle, flade cirkulære faldskærme. Disse tidlige faldskærme led af ustabilitet på grund af svingninger. Et hul i spidsen hjalp til at ventilere noget luft og mindske svingningerne. Mange militære anvendelser anvendte koniske, dvs. kegleformede, eller paraboliske (en flad cirkulær baldakin med et forlænget skørt) former, som f.eks. den amerikanske hærs T-10 static-line faldskærm. En rund faldskærm uden huller i den er mere tilbøjelig til at svinge og anses ikke for at være styrbar. Nogle faldskærme har en omvendt kuppelformet baldakin. Disse anvendes primært til nedkastning af ikke-menneskelige nyttelaster på grund af deres hurtigere nedstigningshastighed.
Fremadgående hastighed (5-13 km/t) og styring kan opnås ved at skære i forskellige sektioner (gorier) på tværs af ryggen eller ved at skære fire linjer i ryggen og derved ændre baldakinens form, så luften kan slippe ud fra baldakinens bagside, hvilket giver en begrænset fremadgående hastighed. Andre ændringer, der undertiden anvendes, er snit i forskellige sektioner (gore) for at få noget af skørtet til at bue udad. Vending opnås ved at forme ændringernes kanter, hvilket giver faldskærmen større hastighed fra den ene side af ændringen end fra den anden side. Dette giver springerne mulighed for at styre faldskærmen (som f.eks. faldskærmene i den amerikanske hærs MC-serie), så de kan undgå forhindringer og dreje mod vinden for at minimere den horisontale hastighed ved landingen.
Cruciform
De unikke konstruktionsegenskaber for cruciform-faldskærme mindsker svingning (dens bruger svinger frem og tilbage) og voldsomme drejninger under nedstigningen. Denne teknologi vil blive anvendt af den amerikanske hær, når den erstatter sine ældre T-10-faldskærme med T-11-faldskærme under et program kaldet Advanced Tactical Parachute System (ATPS). ATPS-skærmen er en stærkt modificeret udgave af en kryds-/korsformet platform og er firkantet i udseende. ATPS-systemet vil reducere nedstigningshastigheden med 30 % fra 6,4 m/s (21 fod pr. sekund) til 4,80 m/s (15,75 fod pr. sekund). T-11 er konstrueret til at have en gennemsnitlig nedstigningshastighed, der er 14 % langsommere end T-10D, hvilket resulterer i færre landingsskader for udspringere. Den lavere nedstigningshastighed reducerer nedslagsenergien med næsten 25 % for at mindske risikoen for skader.
Pull-down apex
En variation af den runde faldskærm er pull-down apex-faldskærmen, der er opfundet af en franskmand ved navn Pierre-Marcel Lemoigne. Den første udbredte baldakin af denne type blev kaldt Para-Commander (fremstillet af Pioneer Parachute Co.), selv om der er mange andre baldakiner med pull-down apex produceret i årene derefter – disse havde mindre forskelle i forsøget på at lave en mere effektiv rig, som f.eks. forskellige udluftningskonfigurationer. De betragtes alle som “runde” faldskærme, men med ophængningslinier til baldakinens spids, der påfører belastningen der og trækker spidsen tættere på belastningen, hvilket forvrænger den runde form til en noget fladtrykt eller linset form set fra siden. Og selv om de kaldes runde, har de generelt en elliptisk form, når de ses oppefra eller nedefra, hvor siderne buler mere ud end for- og agterdimensionen, korden (se det nederste foto til højre, og du kan sandsynligvis konstatere forskellen).
På grund af deres linsede form og passende udluftning har de en betydeligt hurtigere fremadrettet hastighed end f.eks. en modificeret militær baldakin. Og på grund af kontrollerbare bagudrettede udluftninger i baldakinens sider har de også meget hurtigere drejeegenskaber, selv om de er decideret lavtydende sammenlignet med nutidens ram-air-rigger. Fra omkring midten af 1960’erne til slutningen af 1970’erne var dette den mest populære faldskærmskonstruktionstype til sportsfaldskærmsudspring (før denne periode blev der generelt anvendt modificerede militære “round”, og efter denne periode blev ram-air “squares” almindelige). Bemærk, at brugen af ordet “elliptisk” for disse “runde” faldskærme er noget forældet og kan skabe en vis forvirring, da nogle “firkanter” (dvs. ram-air) også er elliptiske nu til dags.
Annular
I nogle konstruktioner med en nedtrækkelig spids er stoffet fjernet fra spidsen for at åbne et hul, hvorigennem luften kan trænge ud (de fleste, hvis ikke alle, runde baldakiner har i det mindste et lille hul for at gøre det lettere at binde dem fast til pakning – disse betragtes ikke som ringformede), hvilket giver baldakinen en ringformet geometri. Dette hul kan være meget udtalt i nogle konstruktioner og optager mere “plads” end faldskærmen. De har også mindre horisontal modstand på grund af deres fladere form og kan, når de kombineres med bagudvendte ventilationsåbninger, have en betydelig fremadrettet hastighed. Virkelig ringformede konstruktioner – med et hul, der er stort nok til, at baldakinen kan klassificeres som ringformet – er ualmindelige.
Rogallo wing
Sport faldskærmsudspring har eksperimenteret med Rogallo wing blandt andre former og former. Disse var normalt et forsøg på at øge den fremadrettede hastighed og reducere den landingshastighed, som de andre muligheder på det pågældende tidspunkt tilbød. Udviklingen af ramluftsfaldskærmen og den efterfølgende indførelse af sejlskyderen for at bremse udfoldelsen reducerede niveauet af eksperimenter i sportsfaldskærmssammenhæng. Faldskærmene er også svære at bygge.
Ribbon og ring
Ribbon- og ringfaldskærme har ligheder med ringformede konstruktioner. De er ofte konstrueret til at blive udfoldet ved supersoniske hastigheder. En konventionel faldskærm ville straks sprænges ved åbning og blive flået i stykker ved sådanne hastigheder. Båndfaldskærme har en ringformet baldakin, ofte med et stort hul i midten for at frigøre trykket. Nogle gange er ringen opdelt i bånd, der er forbundet med reb, så luften slipper endnu mere ud. Disse store lækager mindsker presset på faldskærmen, så den ikke brister eller flækker, når den åbnes. Båndfaldskærme af kevlar anvendes på atombomber som B61 og B83.
Ram-air
Princippet med Ram-Air Multicell Airfoil blev udtænkt i 1963 af den canadiske Domina “Dom” C. Jalbert, men der skulle løses alvorlige problemer, før en ram-air-skærm kunne markedsføres til sportsfaldskærmsudspringere. Ram-air-parafoils er styrbare (som de fleste baldakiner, der anvendes til sportsfaldskærmsudspring) og har to lag stof – øverst og nederst – der er forbundet med luftformede stofribber for at danne “celler”. Cellerne fyldes med luft under højere tryk fra ventilationsåbninger, der vender fremad på flyvepladens forkant. Stoffet formes, og faldskærmslinierne trimmes under belastning, således at ballonstoffet pustes op til en flyvepladeform. Denne flyveprofil opretholdes undertiden ved hjælp af envejsventiler i stoffet, der kaldes luftsluser. “Det første spring med denne baldakin (en Jalbert Parafoil) blev foretaget af Paul “Pop” Poppenhager, der er medlem af International Skydiving Hall of Fame.”
Varianter
Personlige ram-air-faldskærme er løst opdelt i to varianter – rektangulære eller koniske – almindeligvis kaldet henholdsvis “firkanter” eller “elliptiske”. Mellemtyper af faldskærme (reserve-, BASE-, canopy formation- og accuracy-type) er normalt rektangulære. Højtydende ram-air-faldskærme har en let tilspidset form på deres for- og/eller bagkanter, når de ses i planform, og kaldes elliptiske faldskærme. Nogle gange er hele tilspidsningen på forkanten (forkant), og nogle gange på bagkanten (hale).
Elliptiske faldskærme anvendes normalt kun af sportsfaldskærmspringere. De har ofte mindre, mere talrige stofceller og er fladere i profilen. Deres baldakiner kan være alt fra let elliptiske til meget elliptiske, hvilket angiver mængden af tilspidsning i baldakindesignet, hvilket ofte er en indikator for baldakinens reaktionsevne på kontrolinput for en given vingebelastning og for det erfaringsniveau, der kræves for at styre baldakinen sikkert.
De rektangulære faldskærmskonstruktioner har tendens til at ligne firkantede, oppustelige luftmadrasser med åbne forender. De er generelt mere sikre at betjene, fordi de er mindre tilbøjelige til at dykke hurtigt med relativt små kontrolinput, de flyves normalt med lavere vingebelastninger pr. kvadratfod areal, og de glider langsommere. De har typisk en lavere glidekvote.
Flyvebelastningen af faldskærme måles på samme måde som for fly, idet man sammenligner udgangsvægten med faldskærmstoffets areal. Den typiske vingebelastning for elever, nøjagtighedskonkurrenter og BASE-jumpere er mindre end 5 kg pr. kvadratmeter – ofte 0,3 kg pr. kvadratmeter eller mindre. De fleste faldskærmsspringelever flyver med en vingebelastning på under 5 kg pr. kvadratmeter. De fleste sportsudspringere flyver med en vingebelastning på mellem 5 og 7 kg pr. kvadratmeter, men mange, der er interesseret i præstationslandinger, overskrider denne vingebelastning. Professionelle canopy-piloter konkurrerer med en vingebelastning på 10 til over 15 kg pr. kvadratmeter. Selv om der er blevet landet ram-luft-faldskærme med en vingebelastning på over 20 kg pr. kvadratmeter, er dette udelukkende forbeholdt professionelle testspringere.
Mindre faldskærme har tendens til at flyve hurtigere for den samme belastning, og elliptiske faldskærme reagerer hurtigere på kontrolinput. Derfor vælges små, elliptiske designs ofte af erfarne faldskærmspiloter på grund af den spændende flyvning, de giver. At flyve en hurtig elliptisk kræver meget mere dygtighed og erfaring. Hurtige elliptiske flyvemaskiner er også betydeligt farligere at lande. Med højtydende elliptiske baldakiner kan generende fejlfunktioner være meget mere alvorlige end med et firkantet design og kan hurtigt udvikle sig til nødsituationer. Flyvning med højt belastede, elliptiske baldakiner er en vigtig medvirkende faktor i mange faldskærmsudspringulykker, selv om avancerede træningsprogrammer er med til at reducere denne fare.
Højhastigheds, tværforbøjede faldskærme, såsom Velocity, VX, XAOS og Sensei, har givet fødsel til en ny gren af sportsfaldskærmsudspring kaldet “swooping”. Der er opstillet en løbebane i landingsområdet, hvor erfarne piloter kan måle den afstand, de er i stand til at flyve forbi den 1,5 meter høje indgangsport. De nuværende verdensrekorder overstiger 180 meter (590 ft).
Aspekt ratio er en anden måde at måle ram-air-faldskærme på. Aspektforholdet for faldskærme måles på samme måde som for flyvinger, nemlig ved at sammenligne spændvidden med sekvensen. Faldskærme med lavt højde/breddeforhold, dvs. med et spændvidde på 1,8 gange korden, er nu begrænset til præcisionslandingskonkurrencer. Populære præcisionslandingsfaldskærme omfatter Para-Foils fra Jalbert (nu NAA) og John Eiff’s serie af Challenger Classics. Mens faldskærme med lavt højde/breddeforhold har tendens til at være ekstremt stabile med blide stallkarakteristika, lider de under stejle glideforhold og en lille tolerance, eller “sweet spot”, for timing af landingens flare.
På grund af deres forudsigelige åbningsegenskaber anvendes faldskærme med et medium højde/breddeforhold omkring 2,1 i vid udstrækning til reserver, BASE og canopy-formationskonkurrencer. De fleste faldskærme med middelhøjt højde/breddeforhold har syv celler.
Faldskærme med højt højde/breddeforhold har det fladeste glid og den største tolerance med hensyn til timing af landingsflare, men de mindst forudsigelige åbninger. Et aspektforhold på 2,7 er omtrent den øvre grænse for faldskærme. Skærme med højt højde/breddeforhold har typisk ni eller flere celler. Alle reserve-stamluftsfaldskærme er af den firkantede type på grund af den større pålidelighed og de mindre krævende håndteringsegenskaber.
Paraglidere
Paraglidere – der stort set alle anvender ram-luft baldakiner – er mere beslægtet med nutidens sportsfaldskærme end f.eks. faldskærme fra midten af 1970’erne og tidligere. Teknisk set er de opstigende faldskærme, selv om dette udtryk ikke anvendes i paraglidingmiljøet, og de har samme grundlæggende profilkonstruktion som nutidens “firkantede” eller “elliptiske” sportsfaldskærm, men har generelt flere sektionerede celler, et højere højde/breddeforhold og en lavere profil. Celletallet varierer meget, typisk fra de høje 20’ere til 70’erne, mens aspektforholdet kan være 8 eller mere, selv om aspektforholdet (projekteret) for en sådan baldakin kan være nede på 6 eller deromkring – begge dele er uhyrligt meget højere end en repræsentativ faldskærm for faldskærmsspringere. Vingespændvidden er typisk så stor, at den er langt tættere på et meget aflangt rektangel eller en ellipse end et kvadrat, og denne betegnelse bruges sjældent af paragliderpiloter. Tilsvarende kan spændvidden være ~15 m med en spændvidde (projiceret) på 12 m. Baldakinerne er stadig fastgjort til selen med ophængningsliner og (fire eller seks) stigbånd, men de bruger låsbare karabinhager som den endelige forbindelse til selen. Moderne højtydende paraglidere har ofte celleåbningerne tættere på bunden af forkanten, og endecellerne kan se ud til at være lukkede, både af hensyn til den aerodynamiske strømlining (disse tilsyneladende lukkede endeceller ventileres og oppustes fra de tilstødende celler, som har udluftning i cellevæggene).
Den største forskel ligger i brugen af paraglidere, typisk længere flyvninger, der kan vare hele dagen og i nogle tilfælde flere hundrede kilometer. Selen er også helt anderledes end en faldskærmsele og kan variere dramatisk fra en sele til begyndere (som måske bare er et bænksæde med nylonmateriale og webbing for at sikre, at piloten er sikker, uanset position) til sædebrætløse seler til flyvninger i stor højde og over land (disse er normalt helkropskokon- eller hængekøje-lignende anordninger, der omfatter de udstrakte ben – kaldet speedbags, aerocones osv. – for at sikre aerodynamisk effektivitet og varme). I mange designs er der indbygget beskyttelse af ryg- og skulderområdet og støtte til en reservekappe, vandbeholder osv. Nogle har endda vindskærme.
Da paraglidere er lavet til fod- eller skistart, er de ikke egnede til åbninger med terminalhastighed, og der er naturligvis ingen skyder til at bremse en åbning (paragliderpiloter starter typisk med en åben, men ikke oppustet baldakin). For at starte en paraglider spreder man typisk skærmen ud på jorden for at tilnærme sig en åben skærm, hvor ophængslinerne har lidt slaphed og mindre sammenfiltring – se mere i Paragliding. Afhængigt af vinden har piloten tre grundlæggende muligheder: 1) en løbende fremadrettet start (typisk ved ingen vind eller svag vind), 2) en stående start (ved ideel vind) og 3) en baglæns start (ved kraftigere vind). I ideelle vindforhold trækker piloten i de øverste stigrør for at få vinden til at puste cellerne op, hvorefter piloten blot letter bremserne ned, ligesom et flys flaps, og letter. Eller hvis der ikke er vind, løber eller står på ski for at få den til at puste sig op, typisk ved kanten af en klippe eller bakke. Når først baldakinen er over ens hoved, er det et forsigtigt træk nedad på begge toggles i ideel vind, et slæb (f.eks. bag et køretøj) på fladt terræn, et fortsat løb ned ad bakken osv. Jordhåndtering i en række forskellige vinde er vigtig, og der findes endda baldakiner, der er lavet udelukkende til denne praksis for at spare på sliddet af dyrere baldakiner, der er designet til f.eks. XC, konkurrence eller bare fritidsflyvning.
Generelle egenskaber
De vigtigste faldskærme, der bruges af faldskærmsspringere i dag, er designet til at åbne blødt. En alt for hurtig udfoldelse var et tidligt problem med ram-air-designs. Den primære nyskabelse, der bremser udfoldelsen af en ram-air-skærm, er slideren, et lille rektangulært stykke stof med en sløjfe i nærheden af hvert hjørne. Fire samlinger af liner går gennem øsknerne til stigbøjlerne (stigbøjler er strimler af webbing, der forbinder selen og faldskærmens rigningslinier). Under udfoldelsen glider glideren ned fra baldakinen til lige over stigrørene. Glideren bremses af luftmodstanden, når den falder ned, og reducerer den hastighed, hvormed linerne kan spredes. Dette reducerer den hastighed, hvormed baldakinen kan åbne sig og puste sig op.
Samtidig har en faldskærms overordnede udformning stadig en betydelig indflydelse på udfoldelseshastigheden. Moderne sportsfaldskærmsudløsningshastigheder varierer betydeligt. De fleste moderne faldskærme åbnes komfortabelt, men enkelte faldskærmsspringere kan foretrække en hårdere udfoldelse.
Udfoldelsesprocessen er i sagens natur kaotisk. Hurtige udfoldelser kan stadig forekomme, selv med velopdragne baldakiner. I sjældne tilfælde kan udfoldelsen endda være så hurtig, at springeren får blå mærker, kommer til skade eller dør. Ved at reducere mængden af stof mindskes luftmodstanden. Dette kan gøres ved at gøre skyderen mindre, indsætte et netpanel eller ved at skære et hul i skyderen.