Ejtőernyő
A mai modern ejtőernyőket két kategóriába sorolják: felszálló és ereszkedő ernyők. Minden felszálló ernyő a siklóernyőkre vonatkozik, amelyeket kifejezetten arra építettek, hogy felemelkedjenek és minél tovább a levegőben maradjanak. Más ejtőernyőket, beleértve a ram-air nem-elliptikusakat is, a gyártók az ereszkedő ernyők közé sorolják.
Egyes modern ejtőernyőket a félmerev szárnyak közé sorolnak, amelyek manőverezhetőek és képesek ellenőrzött ereszkedésre, hogy a talajjal való ütközéskor összeessenek.
Round
A kerek ejtőernyők tisztán légellenállási eszközök (azaz a ram-air típusokkal ellentétben nem nyújtanak felhajtóerőt), és katonai, vészhelyzeti és teherszállítási célokra (pl. légihullámok) használják őket. A legtöbbnek nagy, kupola alakú ernyője van, amely egyetlen réteg háromszög alakú szövetből készült. Egyes ejtőernyősök “medúza-ernyőnek” nevezik őket a tengeri élőlényekhez való hasonlóságuk miatt. A modern sport ejtőernyősök ritkán használják ezt a típust.Az első kerek ejtőernyők egyszerű, lapos kör alakúak voltak. Ezek a korai ejtőernyők a lengések okozta instabilitástól szenvedtek. A csúcsban lévő lyuk segített némi levegőt kiszellőztetni és csökkenteni a lengéseket. Számos katonai alkalmazásban kúpos, azaz kúp alakú, vagy parabolikus (lapos kör alakú ernyő meghosszabbított szoknyával) formát alkalmaztak, mint például az Egyesült Államok hadseregének T-10-es statikus kötélzetű ejtőernyője. A lyukak nélküli kerek ejtőernyő hajlamosabb az oszcillációra, és nem tekinthető irányíthatónak. Néhány ejtőernyőnek fordított kupola alakú ernyője van. Ezeket elsősorban nem emberi hasznos teher ledobására használják a gyorsabb süllyedési sebességük miatt.
Előrehaladási sebesség (5-13 km/h) és irányíthatóság érhető el a hátoldalon különböző szakaszokon (górék) lévő vágásokkal, vagy a hátoldalon lévő négy vonal elvágásával, ezáltal módosítva az ernyő alakját, hogy a levegő távozhasson az ernyő hátsó részéből, ami korlátozott előrehaladási sebességet biztosít. Más módosítások, amelyeket néha alkalmaznak, a különböző részeken (nyílásokon) végzett vágások, amelyek a szoknya egy részének kihajlását eredményezik. Az elfordulást a módosítások széleinek alakításával érik el, így az ejtőernyő nagyobb sebességet kap a módosítás egyik oldaláról, mint a másikról. Ez lehetővé teszi az ugrók számára az ejtőernyő irányítását (mint például az Egyesült Államok hadseregének MC sorozatú ejtőernyői), ami lehetővé teszi az akadályok elkerülését és a szélbe fordulást, hogy a leszálláskor a vízszintes sebességet minimalizálják.
Kereszt alakú
A kereszt alakú ejtőernyők egyedi tervezési jellemzői csökkentik az oszcillációt (a használója előre-hátra leng) és a heves fordulásokat ereszkedés közben. Ezt a technológiát az Egyesült Államok hadserege fogja használni, amikor a régebbi T-10-es ejtőernyőit T-11-es ejtőernyőkre cseréli a fejlett taktikai ejtőernyőrendszer (ATPS) nevű program keretében. Az ATPS ernyő egy kereszt/kereszt alakú platform erősen módosított változata, és szögletes megjelenésű. Az ATPS rendszer 30 százalékkal csökkenti a süllyedés sebességét másodpercenként 21 lábról (6,4 m/s) másodpercenként 15,75 lábra (4,80 m/s). A T-11-et úgy tervezték, hogy átlagos süllyedési sebessége 14%-kal lassabb legyen, mint a T-10D-é, ami az ugrók számára alacsonyabb leszállási sérülési arányt eredményez. A csökkenő süllyedési sebesség közel 25%-kal csökkenti a becsapódási energiát, csökkentve ezzel a sérülésveszélyt.
Húzható lefelé irányuló apex
A kerek ernyő egy változata a pull-down apex ernyő, melyet egy Pierre-Marcel Lemoigne nevű francia talált fel. Az első széles körben használt ilyen típusú ernyő a Para-Commander nevet kapta (a Pioneer Parachute Co. gyártotta), bár az azt követő években számos más, lehúzható csúcsú ernyőt gyártottak – ezek kisebb eltéréseket mutattak a nagyobb teljesítményű felszerelés létrehozására tett kísérletek során, például eltérő szellőzőkonfigurációkat. Ezek mind “kerek” ejtőernyőnek tekinthetők, de az ernyő csúcsához felfüggesztő kötelekkel, amelyek a terhelést ott alkalmazzák, és a csúcsot közelebb húzzák a terheléshez, a kerek formát oldalról nézve kissé lapított vagy lencse alakúvá torzítva. És bár kerekeknek nevezik őket, felülről vagy alulról nézve általában ellipszis alakúak, az oldaluk jobban kidomborodik, mint az elő- és hátulsó dimenzió, az akkord (lásd a jobb oldali alsó képet, és valószínűleg meg tudod állapítani a különbséget).
A lencse alakjuknak és a megfelelő szellőzésnek köszönhetően jelentősen gyorsabb előrehaladási sebességgel rendelkeznek, mint mondjuk egy módosított katonai ernyő. És az ernyő oldalain lévő szabályozható, hátrafelé néző szellőzőnyílásoknak köszönhetően sokkal gyorsabb fordulóképességgel is rendelkeznek, bár a mai ram-air felszerelésekhez képest kifejezetten alacsony teljesítményűek. Körülbelül az 1960-as évek közepétől az 1970-es évek végéig ez volt a legnépszerűbb ejtőernyőtípus a sport ejtőernyőzésben (ezt az időszakot megelőzően általában módosított katonai “kerekeket” használtak, utána pedig a ram-air “négyzetek” váltak általánossá). Megjegyzendő, hogy az elliptikus szó használata ezekre a “kerek” ejtőernyőkre kissé elavult és némi zavart okozhat, mivel egyes “négyzetek” (azaz ram-air) manapság is elliptikusak.
gyűrűs
Néhány lehúzható csúcsú kialakításnál a szövetet eltávolítják a csúcsról, hogy egy lyukat nyissanak, amelyen keresztül a levegő távozhat (a legtöbb, ha nem is minden kerek ernyőnek van legalább egy kis lyuk, hogy könnyebben le lehessen kötni a csomagoláshoz – ezek nem számítanak gyűrűsnek), így az ernyő gyűrűs geometriájú. Ez a lyuk egyes konstrukciókban nagyon kifejezett lehet, és több “helyet” foglal el, mint az ejtőernyő. Laposabb alakjuknak köszönhetően a vízszintes légellenállás is csökken, és hátrafelé néző szellőzőnyílásokkal kombinálva jelentős sebességet érhetnek el előre. A valóban gyűrű alakú kialakítások – elég nagy lyukkal ahhoz, hogy az ernyő gyűrű alakúnak minősíthető legyen – ritkák.
Rogallo-szárny
A sport ejtőernyősök kísérleteztek a Rogallo-szárnnyal, más formák mellett. Ezek általában kísérletet tettek arra, hogy növeljék az előrehaladási sebességet és csökkentsék az akkori egyéb lehetőségek által kínált leszállási sebességet. A ram-air ejtőernyő kifejlesztése és a vitorlacsúszda későbbi bevezetése a lassabb kibontakozás érdekében csökkentette a kísérletezés szintjét a sport ejtőernyős közösségben. Az ejtőernyőket ráadásul nehéz megépíteni.
Szalag és gyűrű
A szalag és gyűrűs ejtőernyők hasonlóságot mutatnak a gyűrűs kialakítással. Gyakran úgy tervezik őket, hogy szuperszonikus sebességgel nyíljanak ki. Egy hagyományos ejtőernyő a kinyíláskor azonnal szétpukkadna, és ilyen sebességnél szétszakadna. A szalag ejtőernyők gyűrű alakú ernyővel rendelkeznek, gyakran egy nagy lyukkal a közepén, hogy a nyomást levezessék. Néha a gyűrűt kötelekkel összekötött szalagokra bontják, hogy a levegő még jobban kiszivárogjon. Ezek a nagy szivárgások csökkentik az ejtőernyőre nehezedő nyomást, így az nem szakad szét vagy nem foszlik szét, amikor kinyílik. Kevlárból készült szalag ejtőernyőket használnak atombombákon, mint például a B61 és a B83.
Ram-air
A Ram-Air Multicell Airfoil elvét 1963-ban a kanadai Domina “Dom” C. Jalbert találta ki, de komoly problémákat kellett megoldani, mielőtt a ram-air ernyőt a sport ejtőernyős közösség számára forgalmazni lehetett volna. A ram-air ernyők kormányozhatók (mint a legtöbb sport ejtőernyőzéshez használt ernyő), és két szövetrétegből állnak – a felső és az alsó szövetrétegből -, amelyeket szárnyszárny alakú szövetbordák kötnek össze, hogy “cellákat” alkossanak. A cellák magasabb nyomású levegővel töltődnek fel a szárnyfedél elülső élén lévő, előre néző szellőzőnyílásokból. A szövetet úgy alakítják ki, és az ejtőernyő zsinórjait terhelés alatt úgy vágják meg, hogy a ballonszövet szárnyprofil alakúra fújódjon. Ezt a szárnyprofilt néha a szövetből készült egyirányú szelepek, úgynevezett légzsilipek segítségével tartják fenn. “Az első ugrást ezzel az ernyővel (Jalbert Parafoil) Paul “Pop” Poppenhager, a Nemzetközi Ejtőernyős Hírességek Csarnokának tagja hajtotta végre.”
Változatok
A személyi ram-air ejtőernyőket lazán két fajtára osztják – téglalap alakú vagy kúpos -, amelyeket általában “négyzeteknek”, illetve “elliptikusoknak” neveznek. A közepes teljesítményű ernyők (tartalék-, BASE-, canopy formation- és accuracy-típusú) általában téglalap alakúak. A nagyteljesítményű, ram-air ejtőernyők elülső és/vagy hátulsó élei alaprajzban kissé kúpos alakúak, és ellipszis alakúak. Néha a teljes kúposság az elülső élen, néha pedig a hátsó élen (farok) található.
Az elliptikus ejtőernyőket általában csak sport ejtőernyősök használják. Gyakran kisebb, több szövetcellával rendelkeznek, és sekélyebb a profiljuk. Az ernyőjük az enyhén elliptikustól az erősen elliptikusig bárhol lehet, ami jelzi az ernyő kialakításában lévő kúposság mértékét, ami gyakran jelzi az ernyő érzékenységét a vezérlésre adott szárnyterhelés esetén, valamint az ernyő biztonságos vezetéséhez szükséges tapasztalat szintjét.
A téglalap alakú ejtőernyők általában négyzet alakú, felfújható légmatracokhoz hasonlítanak, nyitott elülső végekkel. Általában biztonságosabb a kezelésük, mert kevésbé hajlamosak a gyors merülésre viszonylag kis vezérlési bemenet mellett, általában kisebb négyzetlábankénti szárnyterheléssel repülnek, és lassabban siklanak. Általában alacsonyabb siklási arányuk van.
Az ejtőernyők szárnyterhelését hasonlóan mérik, mint a repülőgépekét, összehasonlítva a kilépő súlyt az ejtőernyőszövet felületével. A tanulók, pontossági versenyzők és BASE-ugrók tipikus szárnyterhelése kevesebb, mint 5 kg/négyzetméter – gyakran 0,3 kg/négyzetméter vagy kevesebb. A legtöbb ejtőernyős tanuló 5 kg/négyzetméter alatti szárnyterheléssel repül. A legtöbb sportugró 5 és 7 kg/négyzetméter közötti szárnyterheléssel repül, de sokan, akiket a teljesítmény leszállások érdekelnek, meghaladják ezt a szárnyterhelést. A hivatásos ejtőernyős pilóták 10 és 15 kilogramm/négyzetméter közötti szárnyterheléssel versenyeznek. Bár landoltak már 20 kilogramm/négyzetméternél nagyobb szárnyterhelésű ram-air ejtőernyőkkel is, ez szigorúan a profi tesztugrók birodalma.
A kisebb ejtőernyők általában gyorsabban repülnek azonos terhelés mellett, és az ellipszisek gyorsabban reagálnak a vezérlésre. Ezért a tapasztalt ernyőpilóták gyakran választják a kisméretű, elliptikus kialakításokat az általuk nyújtott izgalmas repülés miatt. A gyors elliptikus ernyő vezetése sokkal több ügyességet és tapasztalatot igényel. A gyors ellipszisrepülők leszállása is lényegesen veszélyesebb. A nagy teljesítményű elliptikus ernyőknél a kellemetlen meghibásodások sokkal súlyosabbak lehetnek, mint a szögletes kialakításúaknál, és gyorsan vészhelyzetté fajulhatnak. A nagy terhelésű, elliptikus ernyők repülése számos ejtőernyős baleset egyik fő tényezője, bár a fejlett képzési programok segítenek csökkenteni ezt a veszélyt.
A nagy sebességű, keresztbe merevített ejtőernyők, mint a Velocity, VX, XAOS és Sensei, a sport ejtőernyőzés egy új ágát, a “swooping”-ot hozták létre. A leszállóhelyen egy versenypályát alakítottak ki a tapasztalt pilóták számára, hogy megmérjék, milyen messzire képesek elrepülni a 1,5 méter magas belépő kapu mellett. A jelenlegi világrekordok meghaladják a 180 métert (590 láb).
Az arány egy másik módja a ram-air ejtőernyők mérésének. Az ejtőernyők oldalarányát ugyanúgy mérik, mint a repülőgépszárnyakét, a fesztávolság és az akkord összehasonlításával. Az alacsony oldalarányú ejtőernyők, azaz az akkord hosszának 1,8-szorosa, ma már csak a precíziós leszállási versenyekre korlátozódnak. A népszerű precíziós leszálló ejtőernyők közé tartoznak a Jalbert (ma NAA) Para-Foils és John Eiff Challenger Classics sorozatai. Míg az alacsony méretarányú ejtőernyők általában rendkívül stabilak, enyhe átesési jellemzőkkel, a meredek siklási arányok és a kis tolerancia, vagy “sweet spot”, a leszállás időzítésében szenvednek.
A kiszámítható nyitási jellemzőik miatt a 2,1 körüli közepes méretarányú ejtőernyőket széles körben használják tartalék, BASE és ernyőformációs versenyeken. A legtöbb közepes oldalarányú ejtőernyő hét cellával rendelkezik.
A nagy oldalarányú ejtőernyők a leglaposabb siklással és a legnagyobb toleranciával rendelkeznek a leszállási fáklya időzítésében, de a legkevésbé kiszámítható nyitások. A 2,7-es oldalarány nagyjából az ejtőernyők felső határa. A nagy oldalarányú ernyők jellemzően kilenc vagy több cellából állnak. Minden tartalék ram-air ejtőernyő a szögletes fajtából való, a nagyobb megbízhatóság és a kevésbé igényes kezelési tulajdonságok miatt.
Siklóernyők
A siklóernyők – amelyek gyakorlatilag mindegyike ram-air ernyőt használ – jobban hasonlítanak a mai sporternyőkhöz, mint mondjuk az 1970-es évek közepén és korábban használt ernyők. Technikailag felszálló ejtőernyők, bár ezt a kifejezést nem használják a siklóernyős közösségben, és ugyanazzal az alapvető szárnyszerkezettel rendelkeznek, mint a mai “szögletes” vagy “elliptikus” sport ejtőernyő ernyők, de általában több szekcionált cellával, nagyobb méretaránnyal és alacsonyabb profillal rendelkeznek. A cellaszám széles skálán mozog, jellemzően a magas 20-as évektől a 70-es évekig, míg az oldalarány 8 vagy több is lehet, bár az ilyen ernyő (vetített) oldalaránya 6 vagy annál alacsonyabb lehet – mindkettő felháborítóan magasabb, mint egy reprezentatív ejtőernyőé. A szárnyfesztávolság jellemzően olyan nagy, hogy sokkal közelebb áll egy nagyon hosszúkás téglalaphoz vagy ellipszishez, mint egy négyzethez, és ezt a kifejezést a siklóernyős pilóták ritkán használják. Hasonlóképpen, a fesztávolság lehet ~15 m, a fesztávolság (vetített) 12 m. Az ernyők még mindig függesztőkötelekkel és (négy vagy hat) emelkedővel vannak rögzítve a hevederhez, de zárható karabinereket használnak a hevederhez való végső csatlakozásként. A modern, nagy teljesítményű siklóernyőknél a cellák nyílása gyakran közelebb van a belépőél aljához, és a végcellák zártnak tűnhetnek, mindkettő az aerodinamikai áramvonalasság érdekében (ezeket a látszólag zárt végcellákat a szomszédos cellákból szellőztetik és fújják fel, amelyeknek a cellafalában szellőzőnyílások vannak).
A fő különbség a siklóernyők használatában van, jellemzően hosszabb, akár egész napos, esetenként több száz kilométeres repülésekben. A hám is teljesen különbözik az ejtőernyős hámtól, és drámaian változhat a kezdőknek szánt hámoktól (ami lehet csak egy nejlon anyagból és hevederrel ellátott pad, hogy a pilóta biztonságban legyen, bármilyen helyzetben), a nagy magasságú és tereprepülésekhez használt, ülés nélküli hámokig (ezek általában teljes testű, gubó- vagy függőágyszerű eszközök, amelyek magukban foglalják a kinyújtott lábakat is – úgynevezett speedbags, aerocones stb. – az aerodinamikai hatékonyság és a melegség biztosítása érdekében). Sok kialakításban a hát- és vállrészek védelme is beépítésre kerül, valamint egy tartalék baldachin, víztartály stb. alátámasztása. Egyesek még szélvédővel is rendelkeznek.
Mivel a siklóernyők láb- vagy sílécindításra készülnek, nem alkalmasak végsebességű nyitáshoz, és természetesen nincs csúszka, ami lassítaná a nyitást (a siklóernyős pilóták általában nyitott, de fel nem fújt ernyővel indulnak). A siklóernyő indításához az ernyőt jellemzően a földön széthúzzák, hogy a nyitott ernyőhöz közelítsen, a függesztőkötelek kevés lazasággal és kisebb összegabalyodással – lásd bővebben a siklóernyőzésben. A széljárástól függően a pilótának három alapvető lehetősége van: 1) futó indítás előre (jellemzően szélcsendben vagy gyenge szélben), 2) álló indítás (ideális szélben) és 3) fordított indítás (nagyobb szélben). Ideális szélben a pilóta meghúzza a felső szárnyakat, hogy a szél felfújja a cellákat, majd egyszerűen leengedi a fékeket, hasonlóan a repülőgép fékszárnyaihoz, és felszáll. Vagy ha nincs szél, a pilóta fut vagy síel, hogy felfújja, jellemzően egy szikla vagy domb szélén. Amint az ernyő a fejünk fölött van, ideális szélben egy gyengéd lehúzás mindkét görgővel, egy vontatás (mondjuk egy jármű mögött) sík terepen, egy további futás a dombon lefelé, stb. A földön való kezelés különböző szélben fontos, és vannak olyan ernyők is, amelyeket szigorúan erre a gyakorlatra gyártanak, hogy megkíméljék a drágább ernyők kopását, amelyeket mondjuk XC, verseny vagy csak szabadidős repülésre terveztek.
Általános jellemzők
A mai ejtőernyősök által használt ejtőernyőket úgy tervezték, hogy lágyan nyíljanak. A túl gyors kinyílás korai problémát jelentett a ram-air kialakítású ejtőernyőknél. Az elsődleges újítás, amely lassítja a ram-air ernyő kinyílását, a csúszka; egy kis téglalap alakú szövetdarab, amelynek minden sarka közelében van egy tömítés. Négy kötélcsomó vezet át a tömítéseken a felhúzókötelekhez (a felhúzókötelek olyan hevedercsíkok, amelyek összekötik a hámot és az ejtőernyő kötélzetét). A kibontás során a csúszka lecsúszik az ernyőről közvetlenül a felhúzók fölé. A csúszót a légellenállás lelassítja ereszkedés közben, és csökkenti a zsinórok szétterjedésének sebességét. Ez csökkenti azt a sebességet, amellyel az ernyő kinyílhat és felfújódhat.
Az ejtőernyő általános kialakítása ugyanakkor még mindig jelentős hatással van a kinyílási sebességre. A modern sport ejtőernyők kinyílási sebessége jelentősen eltér. A legtöbb modern ejtőernyő kényelmesen nyílik, de az egyes ejtőernyősök a keményebb kinyílást részesíthetik előnyben.
A kinyílási folyamat eredendően kaotikus. Gyors kibontakozás még jól viselkedő ernyők esetén is előfordulhat. Ritkán a kibontás olyan gyors is lehet, hogy az ugró zúzódásokat, sérüléseket vagy halált szenved. A szövet mennyiségének csökkentése csökkenti a légellenállást. Ez történhet a csúszka kisebbé tételével, egy hálós panel beillesztésével, vagy egy lyuk kivágásával a csúszkán.