Paracadute
I paracadute moderni di oggi sono classificati in due categorie – canopy ascendenti e discendenti. Tutti i canopi ascendenti si riferiscono ai parapendii, costruiti appositamente per salire e rimanere in alto il più a lungo possibile. Altri paracadute, tra cui ram-air non ellittici, sono classificati come baldacchini discendenti dai produttori.
Alcuni paracadute moderni sono classificati come ali semirigide, che sono manovrabili e possono fare una discesa controllata per collassare all’impatto con il suolo.
Round
I paracadute round sono puramente un dispositivo di trascinamento (cioè, a differenza dei tipi ram-air, non forniscono alcuna portanza) e sono utilizzati in applicazioni militari, di emergenza e cargo (ad esempio lanci aerei). La maggior parte ha grandi tettucci a forma di cupola fatti da un singolo strato di tessuto triangolare. Alcuni paracadutisti li chiamano “scivoli medusa” a causa della somiglianza con gli organismi marini. I paracadutisti sportivi moderni usano raramente questo tipo di paracadute. Questi primi paracadute soffrivano di instabilità causata dalle oscillazioni. Un buco all’apice aiutava a sfogare un po’ d’aria e a ridurre le oscillazioni. Molte applicazioni militari adottarono forme coniche, cioè a forma di cono, o paraboliche (una calotta circolare piatta con una gonna estesa), come il paracadute a linea statica T-10 dell’esercito degli Stati Uniti. Un paracadute rotondo senza fori è più incline ad oscillare e non è considerato orientabile. Alcuni paracadute hanno una calotta a forma di cupola rovesciata. Questi sono utilizzati principalmente per la caduta di carichi non umani a causa del loro più veloce tasso di discesa.
La velocità in avanti (5-13 km/h) e la sterzata può essere ottenuta con tagli in varie sezioni (gores) attraverso la parte posteriore, o tagliando quattro linee nella parte posteriore modificando così la forma della calotta per consentire all’aria di uscire dalla parte posteriore della calotta, fornendo limitata velocità in avanti. Altre modifiche a volte usate sono tagli in varie sezioni (gores) per causare una parte della gonna ad arco. L’inversione si ottiene formando i bordi delle modifiche, dando al paracadute più velocità da un lato della modifica che dall’altro. Questo dà ai saltatori la capacità di dirigere il paracadute (come i paracadute della serie MC dell’esercito degli Stati Uniti), permettendo loro di evitare gli ostacoli e di girare controvento per minimizzare la velocità orizzontale all’atterraggio.
Cruciforme
Le caratteristiche uniche di progettazione dei paracadute cruciformi diminuiscono l’oscillazione (il suo utilizzatore che oscilla avanti e indietro) e le virate violente durante la discesa. Questa tecnologia sarà usata dall’esercito degli Stati Uniti quando sostituirà i suoi vecchi paracadute T-10 con paracadute T-11 nell’ambito di un programma chiamato Advanced Tactical Parachute System (ATPS). Il baldacchino ATPS è una versione altamente modificata di una piattaforma a croce/crociforme e ha un aspetto quadrato. Il sistema ATPS ridurrà il tasso di discesa del 30% da 21 piedi al secondo (6,4 m/s) a 15,75 piedi al secondo (4,80 m/s). Il T-11 è progettato per avere un tasso medio di discesa del 14% più lento del T-10D, con il risultato di una minore percentuale di lesioni all’atterraggio per i saltatori. La diminuzione del tasso di discesa ridurrà l’energia d’impatto di quasi il 25% per diminuire il potenziale di lesioni.
Pull-down apex
Una variazione del paracadute rotondo è il paracadute pull-down apex, inventato da un francese chiamato Pierre-Marcel Lemoigne. Il primo paracadute ampiamente utilizzato di questo tipo è stato chiamato Para-Commander (prodotto dalla Pioneer Parachute Co.), anche se ci sono molti altri paracadute con un apice tirato giù prodotti negli anni successivi – questi avevano piccole differenze nei tentativi di fare un impianto con prestazioni più elevate, come ad esempio diverse configurazioni di ventilazione. Sono tutti considerati paracadute ‘rotondi’, ma con linee di sospensione all’apice della calotta che applicano il carico lì e tirano l’apice più vicino al carico, distorcendo la forma rotonda in una forma un po’ appiattita o lenticolare quando vista di lato. E mentre si chiamano rotondi, hanno generalmente una forma ellittica se visti dall’alto o dal basso, con i lati che si gonfiano più della dimensione for’d-and-aft, la corda (vedi la foto in basso a destra e probabilmente puoi accertare la differenza).
A causa della loro forma lenticolare e dello sfiato appropriato, hanno una velocità di avanzamento considerevolmente più veloce di, diciamo, un canopy militare modificato. E a causa delle prese d’aria posteriori controllabili nei lati del baldacchino, hanno anche capacità di virata molto più scattanti, anche se sono decisamente a basse prestazioni rispetto alle attuali attrezzature ram-air. Da circa la metà degli anni ’60 alla fine degli anni ’70, questo è stato il tipo di paracadute più popolare per il paracadutismo sportivo (prima di questo periodo, i “round” militari modificati sono stati generalmente utilizzati e dopo, i “quadrati” ram-air sono diventati comuni). Si noti che l’uso della parola ellittica per questi paracadute ‘rotondi’ è un po’ datato e può causare una leggera confusione, dal momento che alcuni ‘quadrati’ (cioè ram-air) sono ellittici anche oggi.
Annulare
Alcuni disegni con un apice a strappo hanno il tessuto rimosso dall’apice per aprire un foro attraverso il quale l’aria può uscire (la maggior parte, se non tutti, i paracadute rotondi hanno almeno un piccolo foro per consentire una più facile legatura per il confezionamento – questi non sono considerati anulari), dando alla calotta una geometria anulare. Questo foro può essere molto pronunciato in alcuni disegni, occupando più ‘spazio’ del paracadute. Hanno anche una minore resistenza orizzontale a causa della loro forma più piatta e, quando combinati con prese d’aria posteriori, possono avere una notevole velocità in avanti. Disegni veramente anulari – con un foro abbastanza grande che la calotta può essere classificata come a forma di anello – sono rari.
L’ala Rogallo
Il paracadutismo sportivo ha sperimentato l’ala Rogallo, tra altre forme. Queste erano di solito un tentativo di aumentare la velocità di avanzamento e ridurre la velocità di atterraggio offerta dalle altre opzioni del momento. Lo sviluppo del paracadute ram-air e la successiva introduzione del cursore a vela per rallentare il dispiegamento ha ridotto il livello di sperimentazione nella comunità del paracadutismo sportivo. I paracadute sono anche difficili da costruire.
Paracadute ad anello e a nastro
I paracadute a nastro e ad anello hanno delle somiglianze con i disegni anulari. Sono spesso progettati per dispiegarsi a velocità supersoniche. Un paracadute convenzionale scoppierebbe istantaneamente all’apertura e sarebbe fatto a pezzi a tali velocità. I paracadute a nastro hanno una calotta a forma di anello, spesso con un grande foro al centro per rilasciare la pressione. A volte l’anello è rotto in nastri collegati da corde per far uscire l’aria ancora di più. Queste grandi perdite abbassano lo stress sul paracadute in modo che non scoppi o si frantumi quando si apre. I paracadute a nastro in Kevlar sono usati sulle bombe nucleari, come la B61 e la B83.
Ram-air
Il principio del Ram-Air Multicell Airfoil è stato concepito nel 1963 dal canadese Domina “Dom” C. Jalbert, ma seri problemi dovevano essere risolti prima che un paracadute ram-air potesse essere commercializzato alla comunità del paracadutismo sportivo. I parapendio ad aria d’ariete sono orientabili (come la maggior parte dei baldacchini usati per il paracadutismo sportivo), e hanno due strati di tessuto – in alto e in basso – collegati da costole di tessuto a forma di aletta per formare delle “celle”. Le celle si riempiono di aria ad alta pressione da prese d’aria che si affacciano in avanti sul bordo d’attacco del profilo d’aria. Il tessuto è modellato e le linee del paracadute sono tagliate sotto carico in modo che il tessuto del pallone si gonfi in una forma a profilo d’aria. Questo profilo d’aria è talvolta mantenuto dall’uso di valvole unidirezionali in tessuto chiamate airlocks. “Il primo salto di questo baldacchino (un Jalbert Parafoil) è stato effettuato dal membro della International Skydiving Hall of Fame Paul “Pop” Poppenhager.”
Varietà
I paracadute ad aria compressa personali sono vagamente divisi in due varietà – rettangolari o affusolati – comunemente chiamati “quadrati” o “ellittici”, rispettivamente. I paracadute a medie prestazioni (riserva, BASE, formazione di baldacchini e di precisione) sono di solito rettangolari. I paracadute ad alte prestazioni ad aria compressa hanno una forma leggermente rastremata ai loro bordi d’entrata e/o d’uscita quando visti in pianta, e sono conosciuti come ellittici. A volte tutta la conicità è sul bordo d’attacco (anteriore), e talvolta nel bordo d’uscita (coda).
Gli ellittici sono di solito utilizzati solo dai paracadutisti sportivi. Hanno spesso celle di tessuto più piccole e più numerose e sono meno profonde nel profilo. Le loro cappottine possono essere ovunque da leggermente ellittiche ad altamente ellittiche, indicando la quantità di conicità nel disegno della cappottina, che è spesso un indicatore della reattività della cappottina all’input di controllo per un dato carico alare, e del livello di esperienza richiesto per pilotare la cappottina in modo sicuro.
I disegni di paracadute rettangolari tendono ad assomigliare a quadrati, materassi gonfiabili ad aria con estremità anteriore aperta. Sono generalmente più sicuri da utilizzare perché sono meno inclini ad immergersi rapidamente con input di controllo relativamente piccoli, sono di solito volati con carichi alari inferiori per piede quadrato di area, e planano più lentamente. Hanno tipicamente un rapporto di planata più basso.
Il carico alare dei paracadute viene misurato in modo simile a quello degli aerei, confrontando il peso in uscita con l’area del tessuto del paracadute. Il carico alare tipico per studenti, concorrenti di precisione e BASE jumpers è inferiore a 5 kg per metro quadrato – spesso 0,3 kg per metro quadrato o meno. La maggior parte degli studenti paracadutisti vola con un carico alare inferiore a 5 kg per metro quadrato. La maggior parte dei saltatori sportivi vola con un carico alare tra i 5 e i 7 kg per metro quadrato, ma molti interessati ad atterraggi performanti superano questo carico alare. I piloti professionisti di canopy gareggiano con un carico alare da 10 a oltre 15 chilogrammi per metro quadrato. Mentre i paracaduti ram-air con un carico alare superiore a 20 chilogrammi per metro quadrato sono stati atterrati, questo è strettamente il regno dei piloti professionisti.
I paracadute più piccoli tendono a volare più velocemente per lo stesso carico, e gli ellittici rispondono più velocemente agli input di controllo. Pertanto, i disegni piccoli ed ellittici sono spesso scelti da piloti esperti di canopy per il volo emozionante che forniscono. Volare un’ellittica veloce richiede molta più abilità ed esperienza. Le ellittiche veloci sono anche considerevolmente più pericolose da far atterrare. Con i baldacchini ellittici ad alte prestazioni, i malfunzionamenti fastidiosi possono essere molto più seri che con un design quadrato, e possono rapidamente degenerare in emergenze. Volare con baldacchini ellittici altamente caricati è uno dei principali fattori che contribuiscono a molti incidenti di paracadutismo, anche se i programmi di addestramento avanzato stanno contribuendo a ridurre questo pericolo.
I paracadute ad alta velocità e con bretelle incrociate, come il Velocity, VX, XAOS, e Sensei, hanno dato vita ad un nuovo ramo del paracadutismo sportivo chiamato “swooping”. Nella zona d’atterraggio viene allestito un percorso di gara per i piloti esperti per misurare la distanza che sono in grado di volare oltre il cancello d’ingresso alto 1,5 metri (4,9 piedi). Gli attuali record mondiali superano i 180 metri (590 piedi).
Il rapporto d’aspetto è un altro modo per misurare i paracaduti ram-air. I rapporti d’aspetto dei paracaduti sono misurati allo stesso modo delle ali degli aerei, confrontando la campata con la corda. I paracaduti a basso rapporto d’aspetto, vale a dire con una campata di 1,8 volte la corda, sono ora limitati alle gare di atterraggio di precisione. I paracadute per l’atterraggio di precisione più popolari includono Jalbert (ora NAA) Para-Foils e la serie di Challenger Classics di John Eiff. Mentre i paracadute a basso rapporto d’aspetto tendono ad essere estremamente stabili, con caratteristiche di stallo delicate, soffrono di rapporti di planata ripidi e di una piccola tolleranza, o “sweet spot”, per la tempistica del flare di atterraggio.
A causa delle loro caratteristiche di apertura prevedibili, i paracadute con un rapporto d’aspetto medio intorno a 2,1 sono ampiamente utilizzati per riserve, BASE, e gare di formazione di canopy. La maggior parte dei paracadute con rapporto d’aspetto medio hanno sette celle.
I paracadute con rapporto d’aspetto elevato hanno la planata più piatta e la più grande tolleranza per la tempistica della flare di atterraggio, ma le aperture meno prevedibili. Un rapporto d’aspetto di 2,7 è circa il limite superiore per i paracadute. I paracadute ad alto rapporto d’aspetto hanno tipicamente nove o più celle. Tutti i paracadute di riserva sono della varietà quadrata, a causa della maggiore affidabilità, e le caratteristiche di gestione meno impegnative.
Parapendio
I parapendii – virtualmente tutti quelli che usano tettucci ad aria compressa – sono più simili ai paracadute sportivi di oggi che ai paracadute della metà degli anni 70 e precedenti. Tecnicamente, sono paracadute ascensionali, anche se questo termine non è usato nella comunità del parapendio, e hanno lo stesso disegno di base del profilo alare dell’odierno paracadute sportivo ‘quadrato’ o ‘ellittico’, ma generalmente hanno più celle sezionate, un rapporto di aspetto più alto e un profilo più basso. Il numero di celle varia ampiamente, tipicamente dagli alti 20 agli anni 70, mentre l’aspect ratio può essere di 8 o più, anche se l’aspect ratio (proiettato) per una tale calotta potrebbe essere giù a 6 o giù di lì – entrambi scandalosamente più alti di un paracadute da paracadutista rappresentativo. L’apertura alare è tipicamente così grande che è molto più vicina ad un rettangolo o ellisse molto allungato che ad un quadrato e questo termine è raramente usato dai piloti di parapendio. Allo stesso modo, l’apertura potrebbe essere di ~15 m con un’apertura (proiettata) di 12 m. I canopy sono ancora attaccati all’imbrago con linee di sospensione e (quattro o sei) elevatori, ma usano moschettoni bloccabili come connessione finale all’imbrago. I moderni parapendio ad alte prestazioni hanno spesso le aperture delle celle più vicine alla parte inferiore del bordo d’attacco e le celle finali possono sembrare chiuse, sia per l’aerodinamica che per l’aerodinamica (queste celle finali apparentemente chiuse sono ventilate e gonfiate dalle celle adiacenti, che hanno sfiati nelle pareti delle celle).
La differenza principale è nell’uso del parapendio, tipicamente voli più lunghi che possono durare tutto il giorno e centinaia di chilometri in alcuni casi. L’imbracatura è anche abbastanza diversa da un’imbracatura da paracadutismo e può variare drasticamente da quelle per i principianti (che potrebbero essere solo una panca con materiale di nylon e fettucce per assicurare che il pilota sia sicuro, indipendentemente dalla posizione), a quelle senza selleria per voli ad alta quota e di cross-country (queste sono di solito dispositivi a bozzolo o amaca per tutto il corpo che includono le gambe distese – chiamate speedbags, aerocones, ecc. – per assicurare efficienza aerodinamica e calore). In molti disegni, ci sarà una protezione per la schiena e le spalle incorporata, e il supporto per un baldacchino di riserva, un contenitore d’acqua, ecc. Alcuni hanno anche il parabrezza.
Perché i parapendii sono fatti per essere lanciati a piedi o con gli sci, non sono adatti per aperture a velocità terminale e, naturalmente, non c’è alcun cursore per rallentare un’apertura (i piloti di parapendio in genere iniziano con una calotta aperta ma non gonfiata). Per lanciare un parapendio, uno tipicamente stende la calotta a terra per avvicinarsi ad una calotta aperta con le linee di sospensione che hanno poco lasco e meno grovigli – vedi di più in Parapendio. A seconda del vento, il pilota ha tre opzioni di base: 1) un lancio in avanti in corsa (tipicamente in assenza di vento o con vento leggero), 2) un lancio in piedi (con venti ideali) e 3) un lancio inverso (con venti più forti). Con vento ideale, il pilota tira gli elevatori superiori per far gonfiare le celle dal vento e semplicemente allenta i freni, come i flap di un aereo, e decolla. O se non c’è vento, il pilota corre o scia per farlo gonfiare, tipicamente sul bordo di una scogliera o collina. Una volta che il baldacchino è sopra la testa, si tratta di una leggera spinta verso il basso su entrambe le alette in venti ideali, un traino (ad esempio, dietro un veicolo) su terreno pianeggiante, una corsa continua giù per la collina, ecc. La gestione a terra in una varietà di venti è importante e ci sono anche paracadute fatti rigorosamente per questa pratica, per risparmiare l’usura dei paracadute più costosi progettati per il XC, la competizione o solo per il volo ricreativo.
Caratteristiche generali
I principali paracadute usati dai paracadutisti oggi sono progettati per aprirsi dolcemente. Un dispiegamento troppo rapido è stato un problema iniziale con i progetti ram-air. L’innovazione principale che rallenta il dispiegamento di un baldacchino ram-air è il cursore; un piccolo pezzo rettangolare di tessuto con un occhiello vicino ad ogni angolo. Quattro collezioni di linee passano attraverso i grommets fino agli elevatori (gli elevatori sono strisce di fettuccia che uniscono l’imbracatura e le linee di rigging di un paracadute). Durante il dispiegamento, il cursore scivola giù dalla calotta fino a poco sopra gli elevatori. Il cursore è rallentato dalla resistenza dell’aria mentre scende e riduce la velocità con cui le linee possono estendersi. Questo riduce la velocità alla quale la calotta può aprirsi e gonfiarsi.
Al tempo stesso, il design generale di un paracadute ha ancora una significativa influenza sulla velocità di apertura. Le velocità di apertura dei paracadute sportivi moderni variano notevolmente. La maggior parte dei paracadute moderni si aprono comodamente, ma i paracadutisti individuali possono preferire un dispiegamento più duro.
Il processo di dispiegamento è intrinsecamente caotico. Dispiegamenti rapidi possono comunque verificarsi anche con paracadute ben educati. In rare occasioni, il dispiegamento può anche essere così rapido che il saltatore subisce contusioni, ferite o morte. Ridurre la quantità di tessuto diminuisce la resistenza all’aria. Questo può essere fatto rendendo lo slider più piccolo, inserendo un pannello a rete, o tagliando un buco nello slider.