Laskuvarjo
Nykyaikaiset laskuvarjot luokitellaan nykyään kahteen luokkaan – nouseviin ja laskeutuviin kuomuihin. Kaikki nousevat kuomut viittaavat liitovarjoihin, jotka on rakennettu erityisesti nousemaan ja pysymään ilmassa mahdollisimman pitkään. Muut laskuvarjot, mukaan lukien ram-air ei-elliptiset, valmistajat luokittelevat laskeutuviksi kuomuiksi.
Joitakin nykyaikaisia laskuvarjoja luokitellaan puolijäykiksi siiviksi, jotka ovat ohjattavia ja voivat tehdä hallitun laskeutumisen romahtaakseen törmätessään maahan.
Pyöreä
Pyöreät laskuvarjot ovat puhtaasti vetovoimalaitteita (toisin sanoen, toisin kuin ram-air-tyypit, ne eivät tarjoa nostovoimaa), ja niitä käytetään sotilas-, hätä- ja rahtisovelluksissa (esim. pudotuspurkuissa). Useimmissa varjoissa on suuri kupolinmuotoinen kuomu, joka on valmistettu yhdestä kerroksesta kolmionmuotoisia kankaita. Jotkut laskuvarjohyppääjät kutsuvat niitä ”meduusavarjoiksi”, koska ne muistuttavat merieliöitä. Nykyaikaiset urheiluvarjohyppääjät käyttävät tätä tyyppiä harvoin.Ensimmäiset pyöreät laskuvarjot olivat yksinkertaisia, litteitä pyöreitä. Nämä varhaiset laskuvarjot kärsivät heilahtelujen aiheuttamasta epävakaudesta. Kärkeen tehty reikä auttoi tuulettamaan ilmaa ja vähentämään heilahteluja. Monissa sotilaallisissa sovelluksissa käytettiin kartiomaisia eli kartiomuotoisia tai parabolisia (litteä pyöreä kuomu, jossa on pidennetty helma) muotoja, kuten Yhdysvaltojen armeijan T-10-statiikkaliinavarjo. Pyöreä laskuvarjo, jossa ei ole reikiä, on alttiimpi värähtelemään, eikä sitä pidetä ohjattavana. Joissakin laskuvarjoissa on käänteinen kupolin muotoinen kuomu. Näitä käytetään ensisijaisesti muiden kuin ihmisten hyötykuormien pudottamiseen niiden nopeamman laskeutumisnopeuden vuoksi.
Nopeus eteenpäin (5-13 km/h) ja ohjaavuus voidaan saavuttaa leikkaamalla eri osiin (goreihin) leikkauksia selkäpuolella tai leikkaamalla neljä linjaa selkäpuolelle, jolloin kuomun muotoa muutetaan siten, että ilma pääsee poistumaan kuomun selkäpuolelta, mikä antaa rajoitetun nopeuden eteenpäin. Muita joskus käytettyjä muutoksia ovat leikkaukset eri osiin (aukkoihin), jotka saavat osan helman kaartumaan ulospäin. Kääntyminen saadaan aikaan muotoilemalla muutosten reunat, jolloin laskuvarjo saa enemmän nopeutta muutoksen toiselta puolelta kuin toiselta. Tämä antaa hyppääjille mahdollisuuden ohjata laskuvarjoa (kuten Yhdysvaltain armeijan MC-sarjan laskuvarjoja), jolloin he pystyvät väistämään esteitä ja kääntymään tuuleen minimoidakseen vaakasuoran nopeuden laskeutumisessa.
Ristivarjo
Ristivarjojen ainutlaatuiset suunnitteluominaisuudet vähentävät värähtelyä (sen käyttäjän heilahtelua edestakaisin ja edestakaista heilumista) ja rajuja käännöksiä laskeutumisen aikana. Yhdysvaltain armeija käyttää tätä teknologiaa korvatessaan vanhempia T-10-laskuvarjojaan T-11-laskuvarjoilla ATPS-ohjelmassa (Advanced Tactical Parachute System). ATPS:n kuomu on pitkälle muunnettu versio ristinmuotoisesta kuomusta, ja se on ulkonäöltään neliön muotoinen. ATPS-järjestelmä vähentää laskeutumisnopeutta 30 prosenttia 21 jalasta sekunnissa (6,4 m/s) 15,75 jalkaan sekunnissa (4,80 m/s). T-11:n keskimääräinen laskeutumisnopeus on suunniteltu 14 prosenttia hitaammaksi kuin T-10D:n, mikä vähentää hyppääjien laskeutumisvammoja. Laskeutumisnopeuden pieneneminen vähentää törmäysenergiaa lähes 25 %, mikä vähentää loukkaantumismahdollisuuksia.
Pull-down apex
Pyöreän laskuvarjon variaatio on pull-down apex-laskuvarjo (pull-down apex parachute), jonka on keksinyt eräs ranskalainen, nimeltään Pierre-Marcel Lemoigne. Ensimmäinen laajalti käytetty tämäntyyppinen kuomu oli nimeltään Para-Commander (Pioneer Parachute Co:n valmistama), vaikka sen jälkeisinä vuosina valmistettiin monia muitakin alasvedettävällä apexilla varustettuja kuomuja – näissä oli pieniä eroavaisuuksia pyrittäessä tekemään suorituskykyisempi kuomu, kuten erilaiset tuuletuskokoonpanot. Niitä kaikkia pidetään ”pyöreinä” laskuvarjoina, mutta niissä on kuomun kärkeen kiinnitetyt ripustusköydet, jotka kohdistavat kuorman sinne ja vetävät kärkeä lähemmäs kuormaa, mikä vääristää pyöreän muodon hieman litteäksi tai linssimäiseksi sivulta katsottuna. Ja vaikka niitä kutsutaankin pyöreiksi, ne ovat yleensä elliptisen muotoisia ylhäältä tai alhaalta katsottuna, jolloin sivut pullistuvat enemmän kuin keula- ja takimmainen ulottuvuus, jänne (katso alempaa kuvaa oikealla, niin voit todennäköisesti todeta eron).
Linssimäisen muotonsa ja sopivien tuuletusaukkojensa ansiosta niiden etenemisnopeus on huomattavasti nopeampi kuin esimerkiksi modifioidun sotilaskäyttöön suunnitellun laskuvarjon. Ja koska kuomun sivuissa on säädettävät taaksepäin suuntautuvat tuuletusaukot, niillä on myös paljon reippaammat kääntöominaisuudet, vaikka ne ovatkin selvästi suorituskyvyltään heikompia verrattuna nykyisiin ram-air-laitteisiin. Noin 1960-luvun puolivälistä 1970-luvun loppupuolelle tämä oli suosituin laskuvarjorakennetyyppi urheiluvarjohyppäämisessä (ennen tätä ajanjaksoa käytettiin yleensä muunneltuja sotilaskäyttöön tarkoitettuja ”pyöreitä” laskuvarjoja ja sen jälkeen yleistyivät ram-air-laskuvarjot). Huomattakoon, että sanan ”elliptinen” käyttö näistä ”pyöreistä” laskuvarjoista on hieman vanhentunutta ja saattaa aiheuttaa pientä sekaannusta, koska jotkut ”neliöt” (eli ram-air-varjot) ovat nykyään myös elliptisiä.
Rengasmainen
Joissakin malleissa, joissa on alasvedettävä kärki, kangas on poistettu kärjestä, jotta aukeaa reikä, jonka kautta ilma pääsee poistumaan (useimmissa, ellei kaikissa, pyöreissä varjoissa on ainakin pieni reikä, jotta ne voidaan helpommin kiinnittää pakkaamista varten – näitä ei pidetä rengasmaisina), jolloin kuomu saa rengasmaisen geometrian. Joissakin malleissa reikä voi olla hyvin selvä, ja se vie enemmän tilaa kuin laskuvarjo. Niiden vaakasuora vastus on myös pienempi niiden litteämmän muodon vuoksi, ja kun ne yhdistetään taaksepäin suuntautuviin tuuletusaukkoihin, niiden etenemisnopeus voi olla huomattava. Todella rengasmaiset mallit – joissa reikä on niin suuri, että kuomu voidaan luokitella renkaan muotoiseksi – ovat harvinaisia.
Rogallo-siipi
Sporttivarjoilussa on kokeiltu Rogallo-siipeä muiden muotojen ja muotojen ohella. Näillä pyrittiin yleensä lisäämään etenemisnopeutta ja vähentämään muiden silloisten vaihtoehtojen tarjoamaa laskeutumisnopeutta. Ram-air-laskuvarjon kehitys ja sitä seurannut purjeen sliderin käyttöönotto hidastamaan avautumista vähensivät kokeilujen määrää urheiluvarjohyppääjäyhteisössä. Laskuvarjot ovat myös vaikeita rakentaa.
Nauha ja rengas
Nauha- ja rengasvarjoilla on yhtäläisyyksiä rengasmaisten mallien kanssa. Ne on usein suunniteltu avautumaan yliääninopeudella. Perinteinen laskuvarjo räjähtäisi välittömästi avautuessaan ja silpoutuisi tällaisissa nopeuksissa. Nauhavarjoissa on rengasmainen kuomu, jonka keskellä on usein suuri reikä paineen purkamiseksi. Joskus rengas katkeaa nauhoiksi, jotka on liitetty toisiinsa köysillä, jotta ilmaa vuotaisi vielä enemmän. Nämä suuret vuodot alentavat laskuvarjon rasitusta, joten se ei repeä tai pirstoudu, kun se aukeaa. Kevlarista valmistettuja nauhavarjoja käytetään ydinpommeissa, kuten B61:ssä ja B83:ssa.
Ram-air
Kanadalainen Domina ”Dom” C. Jalbert suunnitteli vuonna 1963 Ram-Air Multicell Airfoilin periaatteen, mutta vakavia ongelmia piti ratkaista, ennen kuin ram-air-varjoa voitiin markkinoida urheiluvarjohyppääjille. Ram-air-varjot ovat ohjattavia (kuten useimmat urheiluvarjohyppäämiseen käytettävät varjot), ja niissä on kaksi kangaskerrosta – ylä- ja alakangas – jotka on yhdistetty kantolevyn muotoisilla kangaskylkiluilla ”soluiksi”. Solut täyttyvät korkeapaineisella ilmalla tuuletusaukoista, jotka suuntautuvat profiilin etureunassa eteenpäin. Kangas muotoillaan ja laskuvarjon siimat leikataan kuormituksen alaisena siten, että ilmapallokangas täyttyy siipiprofiilin muotoon. Siipimuotoa ylläpidetään joskus käyttämällä kankaan yksisuuntaisia venttiileitä, joita kutsutaan ilmalukoksi. ”Ensimmäisen hypyn tällä kuomulla (Jalbert Parafoil) teki International Skydiving Hall of Fame -jäsen Paul ”Pop” Poppenhager.”
Variaatioita
Henkilökohtaiset ram-air-laskuvarjot jaetaan löyhästi kahteen lajityyppiin – suorakulmaisiin tai kartiomaisiin – joita kutsutaan yleisesti ”neliöiksi” tai ”elliptisiksi”. Keskisuorituskykyiset varjot (vara-, BASE-, muodostus- ja tarkkuusvarjot) ovat yleensä suorakaiteen muotoisia. Korkean suorituskyvyn ram-air-varjojen etu- ja/tai takareunat ovat suunnitelmallisesti katsottuna hieman kapenevat, ja niitä kutsutaan ellipsinmuotoisiksi. Joskus kaikki kapeneminen on etureunassa (etureunassa) ja joskus takareunassa (pyrstössä).
Elliptisiä laskuvarjoja käyttävät yleensä vain urheiluvarjohyppääjät. Niissä on usein pienemmät, useammat kangaskennot ja ne ovat profiililtaan matalampia. Niiden kuomut voivat olla lievästi elliptisistä erittäin elliptisiin, mikä osoittaa kuomun suunnittelun kapenevuuden määrän, joka on usein indikaattori kuomun reagointikyvystä ohjauspanokseen tietyllä siipikuormituksella ja kuomun turvalliseen ohjaamiseen vaadittavasta kokemuksen tasosta.
Suorakulmaiset laskuvarjomallit näyttävät yleensä neliönmuotoisilta, ilmatäytteisiltä paineistetuilta paineistetuilta paineistetuilta ilmapatjoilta, joissa on avonaiset etuosat. Ne ovat yleensä turvallisempia käyttää, koska ne ovat vähemmän alttiita sukeltamaan nopeasti suhteellisen pienillä ohjauspanoksilla, niitä lennetään yleensä pienemmällä siipikuormituksella neliöjalkaa kohti ja ne liukuvat hitaammin. Niiden liukukerroin on yleensä pienempi.
Varjojen siipikuormitus mitataan samalla tavalla kuin lentokoneiden siipikuormitus vertaamalla poistumispainoa laskuvarjokankaan pinta-alaan. Opiskelijoiden, tarkkuuskilpailijoiden ja BASE-hyppääjien tyypillinen siipikuorma on alle 5 kg neliömetriä kohti – usein 0,3 kg neliömetriä kohti tai vähemmän. Useimmat laskuvarjohyppyoppilaat lentävät siipikuormituksella, joka on alle 5 kg neliömetriä kohti. Useimmat urheiluhyppääjät lentävät siipikuormituksella, joka on 5-7 kiloa neliömetriä kohti, mutta monet suorituslaskuista kiinnostuneet ylittävät tämän siipikuormituksen. Ammattilentäjät kilpailevat siipikuormituksella, joka on 10 tai yli 15 kiloa neliömetriä kohti. Vaikka ram-air-laskuvarjoja, joiden siipikuormitus on yli 20 kiloa neliömetriä kohti, on laskeuduttu, tämä on tiukasti ammattimaisten testihyppääjien aluetta.
Pienemmillä laskuvarjoilla on taipumus lentää nopeammin samalla kuormituksella, ja elliptiset laskuvarjot reagoivat nopeammin ohjaukseen. Siksi kokeneet varjopilotit valitsevat usein pienet, elliptiset mallit niiden tarjoaman jännittävän lentämisen vuoksi. Nopean elliptisen laskuvarjon lentäminen vaatii paljon enemmän taitoa ja kokemusta. Nopeat elliptiset koneet ovat myös huomattavasti vaarallisempia laskeutua. Suorituskykyisillä elliptisillä kuomuilla häiritsevät toimintahäiriöt voivat olla paljon vakavampia kuin neliön muotoisilla kuomuilla, ja ne voivat nopeasti kärjistyä hätätilanteiksi. Voimakkaasti kuormitettujen elliptisten laskuvarjojen lentäminen on merkittävä tekijä monissa laskuvarjohyppyonnettomuuksissa, vaikka kehittyneet koulutusohjelmat auttavat vähentämään tätä vaaraa.
Korkeanopeat, ristikkäiset laskuvarjot, kuten Velocity, VX, XAOS ja Sensei, ovat synnyttäneet urheiluvarjohyppäämisen uuden haaran, jota kutsutaan nimellä ”swooping”. Laskeutumisalueelle on pystytetty kilparata, jossa asiantuntijalentäjät voivat mitata, kuinka pitkän matkan he pystyvät lentämään 1,5 metriä korkean portin ohi. Nykyiset maailmanennätykset ylittävät 180 metriä (590 ft).
Aspect ratio on toinen tapa mitata ram-air-laskuvarjoja. Laskuvarjojen sivusuhteet mitataan samalla tavalla kuin lentokoneiden siivet, vertaamalla jänneväliä jänteeseen. Matalan sivusuhteen laskuvarjoja, joiden jänneväli on 1,8 kertaa jänne, käytetään nykyään vain tarkkuuslaskeutumiskilpailuissa. Suosittuja tarkkuuslaskeutumislaskuvarjoja ovat Jalbertin (nykyisin NAA) Para-Foils ja John Eiffin Challenger Classics -sarja. Vaikka matalan kuvasuhteen laskuvarjot ovat yleensä erittäin vakaita ja niillä on loivat sakkausominaisuudet, ne kärsivät jyrkästä liukusuhteesta ja pienestä toleranssista tai ”sweet spotista” laskeutumisen ajoituksessa.
Seurattavien avautumisominaisuuksiensa vuoksi keskisuuren kuvasuhteen laskuvarjoja, joiden kuvasuhde vaihtelee noin 2,1:n tienoilla, käytetään laajalti reservissä, BASE:ssä ja kuomunmuodostelukilpailuissa. Useimmissa keskisuuren kuvasuhteen laskuvarjoissa on seitsemän kennoa.
Korkean kuvasuhteen laskuvarjoilla on tasaisin liuku ja suurin toleranssi laskeutumisen ajoituksen suhteen, mutta ne avautuvat huonoimmin ennustettavasti. Sivusuhde 2,7 on suunnilleen laskuvarjojen yläraja. Suuren kuvasuhteen varjoissa on tyypillisesti yhdeksän tai enemmän kennoja. Kaikki varavarjon ram-air-varjot ovat nelikulmaisia, koska ne ovat luotettavampia ja niiden käsittelyominaisuudet ovat vähemmän vaativat.
Paragliderit
Paragliderit – joista lähes kaikki käyttävät ram-air-varjostimia – muistuttavat läheisemmin tämän päivän urheiluvarjovarjoja kuin vaikkapa 1970-luvun puolivälin ja sitä varhaisempien aikojen laskuvarjoja. Teknisesti ne ovat nousevia laskuvarjoja, vaikka tätä termiä ei käytetäkään paragliding-yhteisössä, ja niissä on sama perusprofiilirakenne kuin nykyisissä ”neliönmuotoisissa” tai ”ellipsinmuotoisissa” urheiluvarjoissa, mutta niissä on yleensä useampia soluja, korkeampi sivusuhde ja matalampi profiili. Solujen lukumäärä vaihtelee suuresti, tyypillisesti 20-luvulta 70-luvulle, kun taas sivusuhde voi olla 8 tai enemmän, vaikka tällaisen kuomun sivusuhde (projisoitu) voi olla 6 tai noin – molemmat ovat törkeästi korkeampia kuin edustavan laskuvarjohyppääjän laskuvarjo. Siipiväli on tyypillisesti niin suuri, että se on paljon lähempänä hyvin pitkänomaista suorakulmiota tai ellipsiä kuin neliötä, ja varjoliitolentäjät käyttävät tätä termiä harvoin. Vastaavasti jänneväli voi olla ~15 m ja jänneväli (projisoitu) 12 m. Varjot kiinnitetään edelleen valjaisiin ripustusköysillä ja (neljällä tai kuudella) nousuköydellä, mutta niissä käytetään lukittavia karabiineja lopullisena liitäntänä valjaisiin. Nykyaikaisissa korkean suorituskyvyn varjoliitimissä kennoaukot ovat usein lähempänä etureunan alareunaa, ja päätykennot saattavat näyttää suljetuilta aerodynaamisen virtaviivaistamisen vuoksi (nämä näennäisesti suljetut päätykennot tuuletetaan ja puhallutetaan viereisistä kennoista, joiden kennon seinämissä on tuuletusaukot).
Eroa on lähinnä varjoliitimien käytössä, tyypillisesti pidemmissä lennoissa, jotka voivat kestää koko päivän ja joissain tapauksissa satoja kilometrejä. Valjaat ovat myös aivan erilaiset kuin laskuvarjohyppyvaljaat, ja ne voivat vaihdella dramaattisesti aloittelijoille tarkoitetuista valjaista (jotka saattavat olla vain penkkiistuin, jossa on nailonmateriaalia ja hihnat, joilla varmistetaan, että lentäjä on turvassa asennosta riippumatta) istuimettomiin valjaisiin, jotka on tarkoitettu suurten korkeuksien ja maastolentojen lennoille (nämä ovat tavallisesti kokovartalokokongin tai riippumatonmuotoisia välineitä, jotka käsittävät myös ulospäin ojennetut jalat – niitä kutsutaan speedbagsiksi, aeroconeiksi jne. – aerodynaamisen tehokkuuden ja lämmön varmistamiseksi). Monissa malleissa on sisäänrakennettu suoja selkä- ja hartiaseudulle sekä tuki varakatoksen, vesisäiliön jne. tueksi. Joissakin on jopa tuulilasit.
Koska varjoliitimet on tehty jalka- tai hiihtolaskua varten, ne eivät sovellu terminaalinopeudella tapahtuviin avautumisiin, eikä avautumisen hidastamiseksi tietenkään ole liukusäädintä (varjoliitinlentäjät aloittavat tyypillisesti avoimella, mutta tyhjentämättömällä kuomulla). Varjoliitimen laukaisua varten kuomu tyypillisesti levitetään maahan siten, että se vastaa hyvin pitkälti avointa kuomua, jossa ripustusnarut ovat vähän löysät ja sotkeutuvat vähemmän – katso lisätietoja kohdasta Paragliding. Tuulesta riippuen lentäjällä on kolme perusvaihtoehtoa: 1) etukäteislaukaisu (tyypillisesti tuulettomassa tai lievässä tuulessa), 2) seisova laukaisu (ihanteellisessa tuulessa) ja 3) käänteislaukaisu (kovemmassa tuulessa). Ihanteellisessa tuulessa ohjaaja vetää yläkannattajista, jotta tuuli puhaltaa kennot, ja sitten hän yksinkertaisesti laskee jarrut alas, aivan kuten lentokoneen laskusiivekkeet, ja lähtee lentoon. Jos tuulta ei ole, lentäjä juoksee tai hiihtää saadakseen sen täyttymään, yleensä jyrkänteen tai kukkulan reunalla. Kun kuomu on pään yläpuolella, se vedetään varovasti alas molemmista hihnoista ihanteellisessa tuulessa, hinataan (vaikkapa ajoneuvon taakse) tasaisella maalla, jatketaan juoksua mäkeä alas jne. Maakäsittely erilaisissa tuulissa on tärkeää, ja on jopa olemassa varjoja, jotka on tehty nimenomaan tätä harjoittelua varten, jotta säästytään kalliimpien varjojen kulumiselta, jotka on suunniteltu vaikkapa XC-, kilpailu- tai pelkkään harrastuslentämiseen.
Yleisominaisuudet
Pääasialliset laskuvarjovarjot, joita laskuvarjohyppääjät nykyään käyttävät, on suunniteltu avautumaan pehmeästi. Liian nopea avautuminen oli varhainen ongelma ram-air-malleissa. Tärkein innovaatio, joka hidastaa ram-air-varjon avautumista, on liukulaite; pieni suorakaiteen muotoinen kangaspala, jossa on läpivienti lähellä jokaista kulmaa. Läpivientien läpi kulkee neljä köysikokoelmaa nousuköysiin (nousuköydet ovat hihnakaistaleita, jotka yhdistävät valjaat ja laskuvarjon kiinnitysköydet). Laukaisun aikana liukulaite liukuu alas kuomusta juuri nousuköysien yläpuolelle. Ilmanvastus hidastaa liukulaitetta sen laskeutuessa ja vähentää köysien leviämisnopeutta. Tämä vähentää nopeutta, jolla kuomu voi avautua ja täyttyä.
Samaan aikaan laskuvarjon yleinen rakenne vaikuttaa edelleen merkittävästi avautumisnopeuteen. Nykyaikaisten urheiluvarjojen avautumisnopeudet vaihtelevat huomattavasti. Useimmat nykyaikaiset laskuvarjot avautuvat mukavasti, mutta yksittäiset laskuvarjohyppääjät saattavat haluta kovempaa avautumista.
Purkautumisprosessi on luonnostaan kaoottinen. Nopeita avautumisia voi silti tapahtua jopa hyvin käyttäytyvillä kuomuilla. Harvoin avautuminen voi olla jopa niin nopeaa, että hyppääjä saa ruhjeita, loukkaantuu tai kuolee. Kankaan määrän vähentäminen vähentää ilmanvastusta. Tämä voidaan tehdä pienentämällä liukulaitetta, lisäämällä siihen verkkopaneeli tai leikkaamalla liukulaitteeseen reikä.