Parachute
Les parachutes modernes d’aujourd’hui sont classés en deux catégories – les voilures ascendantes et descendantes. Toutes les voilures ascendantes font référence aux parapentes, construits spécifiquement pour monter et rester en altitude le plus longtemps possible. D’autres parachutes, y compris les parachutes béliers non elliptiques, sont classés comme des voiles descendantes par les fabricants.
Certains parachutes modernes sont classés comme des ailes semi-rigides, qui sont manœuvrables et peuvent effectuer une descente contrôlée pour s’effondrer lors de l’impact avec le sol.
Rond
Les parachutes ronds sont purement un dispositif de traînée (c’est-à-dire que, contrairement aux types à air dynamique, ils ne fournissent aucune portance) et sont utilisés dans les applications militaires, d’urgence et de fret (par exemple, les largages aériens). La plupart ont une grande voûte en forme de dôme faite d’une seule couche de tissu triangulaire. Certains parachutistes les appellent « parachutes méduses » en raison de leur ressemblance avec ces organismes marins. Les parachutistes sportifs modernes utilisent rarement ce type de parachute.Les premiers parachutes ronds étaient des parachutes circulaires simples et plats. Ces premiers parachutes souffraient d’instabilité causée par les oscillations. Un trou dans l’apex permettait d’évacuer un peu d’air et de réduire les oscillations. De nombreuses applications militaires ont adopté des formes coniques, c’est-à-dire en forme de cône, ou paraboliques (une voilure circulaire plate avec une jupe étendue), comme le parachute à ligne statique T-10 de l’armée américaine. Un parachute rond sans trous est plus enclin à osciller et n’est pas considéré comme orientable. Certains parachutes ont une voûte en forme de dôme inversé. Ceux-ci sont principalement utilisés pour le largage de charges utiles non humaines en raison de leur taux de descente plus rapide.
La vitesse avant (5-13 km/h) et la direction peuvent être obtenues par des coupes dans diverses sections (gores) à travers le dos, ou en coupant quatre lignes dans le dos modifiant ainsi la forme de la voilure pour permettre à l’air de s’échapper par l’arrière de la voilure, fournissant une vitesse avant limitée. D’autres modifications parfois utilisées sont des coupes dans diverses sections (gores) pour faire en sorte qu’une partie de la jupe se courbe. Le virage est réalisé en formant les bords des modifications, donnant au parachute plus de vitesse d’un côté de la modification que de l’autre. Cela donne aux sauteurs la capacité de diriger le parachute (comme les parachutes de la série MC de l’armée américaine), leur permettant d’éviter les obstacles et de tourner face au vent pour minimiser la vitesse horizontale à l’atterrissage.
Cruciforme
Les caractéristiques de conception uniques des parachutes cruciformes diminuent l’oscillation (son utilisateur se balançant d’avant en arrière) et les virages violents pendant la descente. Cette technologie sera utilisée par l’armée américaine lorsqu’elle remplacera ses anciens parachutes T-10 par des parachutes T-11 dans le cadre d’un programme appelé Advanced Tactical Parachute System (ATPS). La voilure de l’ATPS est une version hautement modifiée d’une plateforme cruciforme et est d’apparence carrée. Le système ATPS réduira le taux de descente de 30 pour cent, passant de 21 pieds par seconde (6,4 m/s) à 15,75 pieds par seconde (4,80 m/s). Le T-11 est conçu pour avoir un taux de descente moyen 14% plus lent que le T-10D, ce qui se traduit par des taux de blessures à l’atterrissage plus faibles pour les sauteurs. La baisse du taux de descente réduira l’énergie de l’impact de près de 25% pour diminuer le potentiel de blessures.
Pull-down apex
Une variation du parachute rond est le parachute pull-down apex, inventé par un Français nommé Pierre-Marcel Lemoigne. La première voile de ce type largement utilisée s’appelait le Para-Commander (fabriqué par la Pioneer Parachute Co.), bien qu’il y ait beaucoup d’autres voiles avec un apex tiré vers le bas produites dans les années qui ont suivi – celles-ci avaient des différences mineures dans les tentatives de faire un gréement plus performant, comme des configurations d’évent différentes. Ils sont tous considérés comme des parachutes « ronds », mais avec des suspentes à l’apex de la voilure qui appliquent la charge à cet endroit et tirent l’apex plus près de la charge, déformant la forme ronde en une forme quelque peu aplatie ou lenticulaire lorsqu’elle est vue de côté. Et bien qu’ils soient appelés ronds, ils ont généralement une forme elliptique lorsqu’ils sont vus d’en haut ou d’en bas, avec les côtés plus bombés que la dimension for’d-et-arrière, la corde (voir la photo inférieure à droite et vous pouvez probablement établir la différence).
En raison de leur forme lenticulaire et de la ventilation appropriée, ils ont une vitesse vers l’avant considérablement plus rapide que, disons, une voilure militaire modifiée. Et en raison des évents contrôlables orientés vers l’arrière dans les côtés de la voilure, ils ont également des capacités de virage beaucoup plus vives, bien qu’ils soient décidément peu performants par rapport aux rigs ram-air d’aujourd’hui. Du milieu des années 1960 à la fin des années 1970, c’était le type de parachute le plus populaire pour le parachutisme sportif (avant cette période, les « ronds » militaires modifiés étaient généralement utilisés et après, les « carrés » à air dynamique sont devenus courants). Notez que l’utilisation du mot elliptique pour ces parachutes « ronds » est quelque peu datée et peut entraîner une légère confusion, car certains « carrés » (c’est-à-dire les ram-airs) sont également elliptiques de nos jours.
Annulaire
Certaines conceptions avec un apex tiré vers le bas ont le tissu retiré de l’apex pour ouvrir un trou par lequel l’air peut sortir (la plupart, sinon toutes les voiles rondes ont au moins un petit trou pour permettre un arrimage plus facile pour le pliage – ceux-ci ne sont pas considérés comme annulaires), donnant à la voilure une géométrie annulaire. Ce trou peut être très prononcé dans certains modèles, prenant plus d’espace que le parachute. Ils ont également une traînée horizontale réduite en raison de leur forme plus plate et, lorsqu’ils sont combinés avec des évents orientés vers l’arrière, ils peuvent avoir une vitesse vers l’avant considérable. Les conceptions véritablement annulaires – avec un trou suffisamment grand pour que la voilure puisse être classée en forme d’anneau – sont rares.
Aile Rogallo
Le parachutisme sportif a expérimenté l’aile Rogallo, parmi d’autres formes. Celles-ci étaient généralement une tentative d’augmenter la vitesse d’avancement et de réduire la vitesse d’atterrissage offerte par les autres options de l’époque. Le développement du parachute à air dynamique et l’introduction ultérieure du glisseur de voile pour ralentir le déploiement ont réduit le niveau d’expérimentation dans la communauté du parachutisme sportif. Ces parachutes sont également difficiles à construire.
Ribbon et anneau
Les parachutes à ruban et à anneau présentent des similitudes avec les conceptions annulaires. Ils sont fréquemment conçus pour se déployer à des vitesses supersoniques. Un parachute conventionnel éclaterait instantanément à l’ouverture et serait déchiqueté à de telles vitesses. Les parachutes à rubans ont une voilure en forme d’anneau, avec souvent un grand trou au centre pour libérer la pression. Parfois, l’anneau est brisé en rubans reliés par des cordes pour laisser échapper encore plus d’air. Ces grandes fuites réduisent la pression exercée sur le parachute afin qu’il n’éclate pas ou ne se déchire pas lors de l’ouverture. Les parachutes à rubans fabriqués en Kevlar sont utilisés sur les bombes nucléaires, comme la B61 et la B83.
Ram-air
Le principe de la voilure multicellulaire Ram-Air a été conçu en 1963 par le Canadien Domina « Dom » C. Jalbert, mais de sérieux problèmes ont dû être résolus avant qu’une voilure Ram-air puisse être commercialisée auprès de la communauté du parachutisme sportif. Les parafoudres ram-air sont orientables (comme la plupart des voiles utilisées pour le parachutisme sportif), et ont deux couches de tissu – haut et bas – reliées par des nervures de tissu en forme d’aile pour former des « cellules ». Les cellules se remplissent d’air à haute pression à partir d’évents orientés vers l’avant, sur le bord d’attaque du profil aérodynamique. Le tissu est mis en forme et les suspentes du parachute sont ajustées sous charge de sorte que le tissu du ballon se gonfle en forme de profil d’aile. Ce profil d’aile est parfois maintenu par l’utilisation de valves unidirectionnelles en tissu appelées sas. « Le premier saut de cette voilure (un Jalbert Parafoil) a été effectué par Paul « Pop » Poppenhager, membre de l’International Skydiving Hall of Fame. »
Variétés
Les parachutes ram-air personnels sont vaguement divisés en deux variétés – rectangulaire ou conique – communément appelées respectivement « carrés » ou « elliptiques ». Les voilures de performance moyenne (de type réserve, BASE, formation de voilure et de précision) sont généralement rectangulaires. Les parachutes hautes performances de type ram-air ont une forme légèrement effilée sur leurs bords d’attaque et/ou de fuite lorsqu’ils sont vus en plan, et sont appelés elliptiques. Parfois, toute la conicité se trouve sur le bord d’attaque (avant), et parfois dans le bord de fuite (queue).
Les elliptiques sont généralement utilisés uniquement par les parachutistes sportifs. Ils ont souvent des cellules de tissu plus petites et plus nombreuses et leur profil est moins profond. Leurs voilures peuvent être n’importe où, de légèrement elliptique à très elliptique, indiquant la quantité d’effilage dans la conception de la voilure, ce qui est souvent un indicateur de la réactivité de la voilure aux entrées de contrôle pour une charge alaire donnée, et du niveau d’expérience requis pour piloter la voilure en toute sécurité.
Les conceptions de parachutes rectangulaires ont tendance à ressembler à des matelas à air gonflables carrés avec des extrémités avant ouvertes. Ils sont généralement plus sûrs à utiliser parce qu’ils sont moins enclins à plonger rapidement avec des entrées de contrôle relativement petites, ils sont généralement volés avec des charges alaires plus faibles par pied carré de surface, et ils planent plus lentement. Ils ont généralement une finesse plus faible.
La charge alaire des parachutes est mesurée de façon similaire à celle des avions, en comparant le poids de sortie à la surface de la toile du parachute. La charge alaire typique des étudiants, des compétiteurs de précision et des sauteurs BASE est inférieure à 5 kg par mètre carré – souvent 0,3 kilogramme par mètre carré ou moins. La plupart des élèves parachutistes volent avec une charge alaire inférieure à 5 kg par mètre carré. La plupart des parachutistes sportifs volent avec une charge alaire comprise entre 5 et 7 kg par mètre carré, mais ceux qui sont intéressés par les atterrissages de performance dépassent cette charge alaire. Les pilotes professionnels de voilure tournent avec une charge alaire de 10 à plus de 15 kg par mètre carré. Alors que des parachutes bélier avec une charge alaire supérieure à 20 kilogrammes par mètre carré ont été posés, c’est strictement le domaine des sauteurs d’essai professionnels.
Les parachutes plus petits ont tendance à voler plus rapidement pour la même charge, et les elliptiques répondent plus rapidement aux entrées de commande. Par conséquent, les petites conceptions elliptiques sont souvent choisies par les pilotes de voilure expérimentés pour le vol excitant qu’elles offrent. Le pilotage d’un elliptique rapide requiert beaucoup plus de compétences et d’expérience. Les elliptiques rapides sont également beaucoup plus dangereux à l’atterrissage. Avec les voiles elliptiques à haute performance, les dysfonctionnements peuvent être beaucoup plus graves qu’avec un modèle carré, et peuvent rapidement se transformer en urgences. Le vol de voilures elliptiques fortement chargées est un facteur contributif majeur dans de nombreux accidents de parachutisme, bien que des programmes de formation avancés contribuent à réduire ce danger.
Les parachutes à grande vitesse et à croisillons, tels que le Velocity, le VX, le XAOS et le Sensei, ont donné naissance à une nouvelle branche du parachutisme sportif appelée « swooping ». Un parcours de course est aménagé dans la zone d’atterrissage pour que les pilotes experts puissent mesurer la distance qu’ils sont capables de parcourir au-delà de la porte d’entrée haute de 1,5 mètre (4,9 ft). Les records mondiaux actuels dépassent 180 mètres (590 ft).
Le rapport d’aspect est une autre façon de mesurer les parachutes à air dynamique. Les rapports d’aspect des parachutes sont mesurés de la même manière que les ailes d’avion, en comparant l’envergure à la corde. Les parachutes à faible allongement, c’est-à-dire dont l’envergure est égale à 1,8 fois la corde, sont désormais limités aux compétitions d’atterrissage de précision. Les parachutes d’atterrissage de précision les plus populaires sont les Para-Foils de Jalbert (maintenant NAA) et la série de Challenger Classics de John Eiff. Alors que les parachutes à faible allongement ont tendance à être extrêmement stables, avec des caractéristiques de décrochage douces, ils souffrent de rapports de plané abrupts et d’une petite tolérance, ou « sweet spot », pour le timing de l’arrondi d’atterrissage.
En raison de leurs caractéristiques d’ouverture prévisibles, les parachutes à allongement moyen autour de 2,1 sont largement utilisés pour les réserves, le BASE et les compétitions de formation de voilure. La plupart des parachutes à allongement moyen ont sept cellules.
Les parachutes à allongement élevé ont le plané le plus plat et la plus grande tolérance pour le timing de l’arrondi d’atterrissage, mais les ouvertures les moins prévisibles. Un rapport d’aspect de 2,7 est à peu près la limite supérieure pour les parachutes. Les parachutes à rapport d’aspect élevé ont généralement neuf cellules ou plus. Tous les parachutes ram-air de réserve sont de la variété carrée, en raison de la plus grande fiabilité, et des caractéristiques de manipulation moins exigeantes.
Parapentes
Les parapentes – qui utilisent pratiquement tous des voiles à air dynamique – ressemblent davantage aux parachutes sportifs d’aujourd’hui que, disons, aux parachutes du milieu des années 1970 et d’avant. Techniquement, ce sont des parachutes ascendants, bien que ce terme ne soit pas utilisé dans la communauté des parapentistes, et ils ont le même profil de base que les voiles de parachutisme sportif « carrées » ou « elliptiques » d’aujourd’hui, mais ils ont généralement des cellules plus sectionnées, un allongement plus élevé et un profil plus bas. Le nombre de cellules varie largement, généralement entre 20 et 70, tandis que le rapport d’aspect peut être de 8 ou plus, bien que le rapport d’aspect (projeté) pour une telle voile puisse être de 6 ou plus – tous deux outrageusement plus élevés que ceux d’un parachute de parachutiste représentatif. L’envergure de l’aile est typiquement si grande qu’elle est beaucoup plus proche d’un rectangle ou d’une ellipse très allongée que d’un carré et ce terme est rarement utilisé par les pilotes de parapente. De même, l’envergure peut être de ~15 m avec une envergure (projetée) de 12 m. Les voiles sont toujours attachées à la sellette par des suspentes et (quatre ou six) élévateurs, mais elles utilisent des mousquetons verrouillables comme connexion finale à la sellette. Les parapentes modernes à haute performance ont souvent les ouvertures des cellules plus proches du bas du bord d’attaque et les cellules d’extrémité pourraient sembler fermées, à la fois pour la rationalisation aérodynamique (ces cellules d’extrémité apparemment fermées sont ventilées et gonflées à partir des cellules adjacentes, qui ont des évents dans les parois des cellules).
La principale différence réside dans l’utilisation des parapentes, typiquement des vols plus longs qui peuvent durer toute la journée et des centaines de kilomètres dans certains cas. Le harnais est également très différent d’un harnais de parachutisme et peut varier considérablement de ceux pour le débutant (qui peuvent être juste une banquette avec un matériau en nylon et des sangles pour s’assurer que le pilote est sécurisé, quelle que soit la position), à ceux sans siège pour les vols à haute altitude et les vols de cross-country (ce sont généralement des dispositifs de type cocon ou hamac pour tout le corps, incluant les jambes étendues – appelés speedbags, aerocones, etc. – pour assurer l’efficacité aérodynamique et la chaleur). De nombreux modèles intègrent une protection pour le dos et les épaules, ainsi que le support d’un parachute de secours, d’un réservoir d’eau, etc. Certains ont même des pare-brise.
Parce que les parapentes sont faits pour être lancés à pied ou à ski, ils ne sont pas adaptés aux ouvertures à vitesse terminale et, bien sûr, il n’y a pas de curseur pour ralentir une ouverture (les pilotes de parapente commencent généralement avec une voile ouverte mais non gonflée). Pour lancer un parapente, on étale généralement la voile sur le sol pour se rapprocher d’une voile ouverte avec les suspentes ayant peu de mou et moins d’emmêlement – voir plus dans Parapente. En fonction du vent, le pilote a trois options de base : 1) un décollage en marche avant (généralement par vent nul ou faible), 2) un décollage debout (par vent idéal) et 3) un décollage en marche arrière (par vent fort). Dans des vents idéaux, le pilote tire sur les élévateurs supérieurs pour que le vent gonfle les cellules et il suffit de relâcher les freins, un peu comme les volets d’un avion, pour décoller. S’il n’y a pas de vent, le pilote court ou skie pour le faire gonfler, généralement au bord d’une falaise ou d’une colline. Une fois que la voile est au-dessus de la tête, il suffit de tirer doucement sur les deux bascules dans des vents idéaux, de la remorquer (par exemple, derrière un véhicule) sur un terrain plat, de continuer à descendre la colline, etc. La tenue au sol dans une variété de vents est importante et il existe même des voiles fabriquées strictement pour cette pratique, pour économiser l’usure de voiles plus coûteuses conçues pour, disons, le XC, la compétition ou simplement le vol de loisir.
Caractéristiques générales
Les principaux parachutes utilisés par les parachutistes aujourd’hui sont conçus pour s’ouvrir en douceur. Un déploiement trop rapide était un problème précoce avec les conceptions à air dynamique. La principale innovation qui ralentit le déploiement d’une voilure ram-air est le slider ; une petite pièce rectangulaire de tissu avec un œillet près de chaque coin. Quatre ensembles de suspentes passent à travers les œillets jusqu’aux élévateurs (les élévateurs sont des bandes de sangles qui relient le harnais et les suspentes d’un parachute). Lors du déploiement, le slider glisse de la voile jusqu’à un point situé juste au-dessus des élévateurs. Le glisseur est ralenti par la résistance de l’air lors de sa descente et réduit la vitesse à laquelle les suspentes peuvent se déployer. Cela réduit la vitesse à laquelle la voilure peut s’ouvrir et se gonfler.
Dans le même temps, la conception globale d’un parachute a encore une influence significative sur la vitesse de déploiement. Les vitesses de déploiement des parachutes sportifs modernes varient considérablement. La plupart des parachutes modernes s’ouvrent confortablement, mais les parachutistes individuels peuvent préférer un déploiement plus brutal.
Le processus de déploiement est intrinsèquement chaotique. Des déploiements rapides peuvent toujours se produire même avec des voilures qui se comportent bien. En de rares occasions, le déploiement peut même être si rapide que le sauteur souffre de contusions, de blessures ou de mort. Réduire la quantité de tissu diminue la résistance à l’air. Cela peut être fait en rendant le glisseur plus petit, en insérant un panneau de maille, ou en coupant un trou dans le glisseur.