Spadochron z napędem - Powered parachute
Zasilany spadochron , często w skrócie PPC , a również nazywany motorowe spadochron lub Paraplane , to typ statku powietrznego, który składa się z parafoil z silnikiem i kołami.
FAA definiuje spadochron z napędem jako samolot z napędem składający się z elastycznego lub półsztywnego skrzydła połączonego z kadłubem, tak że skrzydło nie jest w pozycji do lotu, dopóki samolot nie jest w ruchu. Kadłub spadochronu z napędem zawiera silnik samolotu, siedzenie dla każdego pasażera i jest przymocowany do podwozia samolotu.
Samolotu prędkość powietrza wynosi zwykle około 25-35 mil (40-60 km / h). PPC działają bezpiecznie na wysokościach od kilku stóp nad ziemią („przeloty”, popularne zastosowanie samolotu) do wysokości nawet 10 000+ stóp (3,05 km), ale typowe wysokości operacyjne wynoszą od 500 do 1500 stóp (150–500 metrów) nad poziomem gruntu (AGL). Wyposażony w zbiornik paliwa o pojemności 5-15 galonów (w zależności od silnika i ograniczeń wagi), PPC może zwykle latać przez około trzy godziny, zanim będzie wymagał uzupełnienia paliwa. Mają bardzo krótkie rozbiegi przy starcie i lądowaniu, czasami poniżej 100 stóp (30 m).
PPC są jednymi z najtańszych pojazdów latających i są uważane za opłacalny sposób na zostanie lotnikiem. Nowy jednomiejscowy PPC może kosztować zaledwie 10 000 USD, podczas gdy dwumiejscowy PPC zaczyna się od około 20 000 USD. Najwyższej klasy dwumiejscowe PPC zwykle kosztują 35 000 USD, w zależności od opcji. Masa własna PPC może wynosić od 200–500 funtów (90–225 kg), a ładowność może przekraczać 500 funtów (225 kg).
W Stanach Zjednoczonych wiele najmniejszych jednomiejscowych PPC jest latanych zgodnie z 14 CFR § 103 Federalnych Przepisów Lotniczych i jest klasyfikowanych jako samoloty ultralekkie , co pozwala na latanie nimi bez licencji lub szkolenia w locie. Instruktaż w locie jest jednak wysoce zalecany, a przeciętny uczeń może nauczyć się bezpiecznie latać na PPC dzięki 5 do 10 godzinom szkolenia w locie. Dwumiejscowe PPC są klasyfikowane w Stanach Zjednoczonych jako lekkie samoloty sportowe , co oznacza, że pilot musi posiadać co najmniej certyfikat pilota sportowego wydany przez FAA, aby nimi latać. Do uzyskania tego certyfikatu wymagane jest minimum 12 godzin szkolenia w locie, w tym 2 godziny samodzielnej nauki pilotażu. Spadochroniarstwa z napędem nie należy mylić z paralotnią z napędem .
Zamieszanie z paralotniarstwem z napędem
Często istnieje niejasność co do różnic między motoparalotniami (PPC) a motolotnią (PPG) trójkołami lub quadami. Z ziemi przypadkowy obserwator może mieć trudności z rozróżnieniem między nimi.
Mówiąc prościej, „zmotoryzowane paralotnie” mogą być najłatwiej rozpoznane i rozróżnione przez systemy lotu, w których sterowanie sterami odbywa się wyłącznie za pomocą rąk , podczas gdy większość spadochronów z napędem jest sterowana za pomocą drążków sterowniczych popychanych stopą . PPC zawsze będą używać płatowca na kółkach (nazywanego również wózkiem, wózkiem lub quadem, w zależności od konfiguracji), podczas gdy płatowiec na kółkach jest zwykle uważany za wyższą opcję w motoparalotniach. Dodatkowo, paralotnie z napędem zawsze używają paralotni o wyższej wydajności, która wizualnie wydaje się cieńsza i bardziej eliptyczna, aby zrekompensować to, co zwykle są silnikami o małej mocy.
Wszelkie inne rozróżnienia są mniej jasne. W Stanach Zjednoczonych cały sprzęt paralotniowy musi mieścić się w zakresie 14 CFR § 103, a licencjonowanie pilotów (w ścisłym sensie prawnym) nie ma zastosowania, co nie różni się zbytnio od ultralekkich PPC. Inne linie są bardziej rozmyte. Na przykład, niektórzy wcześniej twierdzili, że loty dwumiejscowe są dozwolone tylko przy użyciu PPC, ale paralotniarstwo „tandem” (dwumiejscowe) jest łatwo wykonalne w wielu krajach na całym świecie, a ograniczone rodzaje paralotniarstwa w tandemie są prawnie dozwolone w USA do 2020 r. w wyniku zwolnienia FAA tylko w przypadku szkolenia lotniczego.
Wraz z postępem technologicznym, być może największym powodem zamieszania w dzisiejszych czasach jest fakt, że najwyższy poziom „paralotniarstwa z napędem” – który obejmuje użycie silnika na stałe połączonego z lekkim płatowcem na kołach z siedziskiem – jest definiowany jako spadochron z napędem przez Part. 1 przepisów FAA. W rzeczywistości niektórzy producenci wyprodukowali nawet lekkie płatowce rolowane, które są całkowicie identyczne i są po prostu sprzedawane inaczej, aby przyciągnąć pilotów, którzy czują się komfortowo z jednym terminem w stosunku do drugiego.
Bezpieczeństwo
PPC są często uważane za bezpieczniejsze niż normalne samoloty ze stałymi skrzydłami ze względu na ich naturalną stabilność, ograniczoną reakcję na sygnały sterujące i odporność na przeciągnięcie . Istnieją dwa podstawowe sposoby kontrolowania PPC: zwiększanie lub zmniejszanie mocy silnika (która kontroluje prędkość wznoszenia w pionie) i odchylanie prawej lub lewej krawędzi spływu paralotni – zazwyczaj poprzez przesuwanie drążków sterowych stopami – co skręca samolot w prawo lub w lewo. Jeśli krawędź spływu skrzydła zostanie jednocześnie wciągnięta z obu stron, samolot „rozbłyśnie”, tj. zwalnia i tymczasowo zyskuje dodatkową siłę nośną. Flara jest zwykle używana do precyzyjnej regulacji wysokości podczas lotu blisko ziemi, a zwłaszcza podczas lądowania.
Współczynnik poślizgu przy wyłączonym silniku PPC waha się od 3:1 do 6:1. Doskonałość zmienia się w zależności od rozmiaru i kształtu rynny. Lądowania z wyłączonym silnikiem są generalnie bezpieczne pod warunkiem, że samolot znajduje się w zasięgu odpowiedniej strefy lądowania, a pilot jest odpowiednio przeszkolony w stosowaniu właściwej techniki „flaringu”. „Flaring”, w odniesieniu do spadochroniarstwa z napędem, odnosi się do jednoczesnego wypychania drążków sterowych, co powoduje kołysanie się samolotu do przodu. Jest to spowodowane zmianą kształtu tylnej części parafoilu, która jest ciągnięta w dół. Powoduje to, że cały samolot kołysze się na osi poprzecznej, co chwilowo spowalnia samolot, dzięki czemu lądowanie z wyłączonym silnikiem staje się mniej brutalne na ostatnich kilku metrach nad ziemią. Wykonane prawidłowo, poszerzenie pozwoli na znacznie płynniejsze lądowanie bez silnika, niż poleganie na podnoszeniu skrzydła, które amortyzuje lądowanie.
Chociaż jest to możliwe, trudno jest doprowadzić samolot do niebezpiecznego położenia, przeciągnięcia lub zawalenia się spadochronu za pomocą sygnałów sterujących pilota. Wielu pilotów uważa, że zapadnięcie się spadochronu jest praktycznie niemożliwe przy kwadratowych skrzydłach. Skrzydło jest bardziej podatne na zapadnięcie się przy bardziej zwrotnym, ale z natury mniej stabilnym skrzydle eliptycznym, ale takie podwinięcia są zwykle poprzedzone natychmiastowym odbiciem i często pozostają niezauważone przez pilota. W rzadkich przypadkach, gdy eliptyczne skrzydło zapada się, zawalenie jest spowodowane albo ekstremalnie niekorzystnymi warunkami meteorologicznymi, albo błędem pilota. Federalna Administracja Lotnictwa informuje, że ponad 80 procent wszystkich wypadków lotniczych wynika z błędu pilota. Nadmuchiwane skrzydła eliptyczne typu ram-air mogą mieć do 30 pojedynczych komórek, podczas gdy skrzydła kwadratowe mają zwykle mniej niż 13 komórek.
Główne zagrożenia, na jakie napotykamy podczas lotu PPC, są związane z wiatrem i przeszkodami. Lot nie powinien być podejmowany przy wietrze przekraczającym 10-15 mil na godzinę lub w porywistych warunkach. Zagrożenia związane z wiatrem obejmują zakłócenia powietrza spowodowane terenem, zwane wirnikami (wskazane jest pozostawanie pod wiatrem drzew, gór i innych przeszkód, które zakłócają przepływ wiatru). Turbulencje w śladzie aerodynamicznym powstające w wyniku przelotu innych statków powietrznych (określane jako „wiry końcówek skrzydeł”), zwłaszcza samolotów ciężkich, „brudnych” aerodynamicznie i powolnych, stanowią kolejne poważne zagrożenie. Ponadto, ponieważ wolno poruszający się PPC, podobnie jak helikopter, jest szczególnie dobrze wyposażony, aby bezpiecznie latać blisko ziemi, należy zachować szczególną ostrożność, aby uniknąć linii energetycznych, drzew i innych niskopoziomowych przeszkód terenowych.
Operacje
Piloci PPC zazwyczaj lubią latać nisko i wolno, a PPC to doskonała platforma do zwiedzania i fotografowania . PPC są również wykorzystywane w rolnictwie , a czasami przez organy ścigania i organizacje poszukujące lotów.
PPC nie potrzebują lotniska do startu i lądowania. Wielu pilotów wybiera i woli latać z podwórek, małych lotnisk i skoszonych pól siana.
W Stanach Zjednoczonych ultralekkie samoloty PPC z części 103 (podobnie jak inne klasy samolotów ultralekkich ) nie mogą latać w nocy ani nad gęsto zaludnionymi obszarami. Jednak FAA wdrożyła w 2004 roku zasadę pilota sportowego , która rozszerzyła obszary i przestrzeń powietrzną, w których mogą legalnie latać lekkie samoloty sportowe (LSA). W rzeczywistości właściwie wyposażony PPC może być nawet oblatany nocą lub nad obszarami metropolitalnymi przez prywatnego pilota z uprawnieniami PPC.
Zastosowania
Egzekwowanie prawa
Zasilany spadochron działający jako platforma obserwacyjna przez Departament Policji Ripon i inne wydziały policji pomagał w przechwytywaniu podejrzanych, ratowaniu rzeki, przelotach nad infrastrukturą krytyczną, zdjęciach miejsc przestępstw, egzekwowaniu narkotyków i tłumieniu przestępstw za niewielką część kosztów z helikoptera policyjnego . Ten tani zasób lotniczy został zakupiony w Programie Technologii Lotniczych Departamentu Sprawiedliwości Stanów Zjednoczonych.
Pogotowie ratunkowe
I-Fly Maverick to eksperymentalny samolot z certyfikatem legalizacji ruchu ulicznego, przeznaczony do świadczenia usług medycznych w nagłych wypadkach dla rdzennej ludności Huaorani w amazońskich lasach deszczowych w Ekwadorze .
Polowanie i harcerstwo
Zasadniczo w Stanach Zjednoczonych polowanie/strzelanie z jakiegokolwiek samolotu jest nielegalne, z wyjątkiem bardzo ograniczonych pewnych okoliczności. Jednak PPC jest uważany za idealny samolot do wstępnego badania lokalizacji zwierząt i stad na kilka dni lub tygodni przed sezonem łowieckim, ze względu na jego naturalnie wolniejszą charakterystykę lotu. Podczas sezonu polowań większość stanów USA ma ścisłe zasady dotyczące obowiązkowych okresów oczekiwania między czasem, w którym myśliwy używa samolotu, a faktycznym polowaniem, i praktycznie wszystkie mają ograniczenia i poważne kary za korzystanie z dowolnego samolotu do polowania w czasie rzeczywistym (np. współpraca/komunikacja powietrze-ziemia). W związku z całkowitymi zakazami w wielu stanach, które zabraniają używania UAV w jakiejkolwiek sytuacji związanej z polowaniem i nękaniem dzikich zwierząt, niektórzy uważają, że PPC są bardziej przyjazną dla zwierząt i opłacalną alternatywą.
Historia
W 1930 r. artykuł z okładki w Modern Mechanix , październikowy numer, opisywał projekt Buddy'ego Bushmeyera dotyczący spadochronu z napędem . narodziła się koncepcja „zmotoryzowanego spadochronu”, która przyczynia się do tego, że sport ten nazywa się spadochronem z napędem, mimo że faktycznie używa paralotni.
Po II wojnie światowej skoki sportowe stały się działalnością rekreacyjną i rozpoczęły się od dostępnych wówczas okrągłych spadochronów o średnicy od 20 do 30 stóp.
1 października 1964 roku Domina Jalbert złożyła wniosek o patent na swoje nowe „skrzydło wielokomórkowe”, które nazwał „ parafoil ” (znane również jako skrzydło „ram-air”), co było nowym projektem spadochronu. Jego pomysły zostały zarejestrowane w amerykańskim patencie 3 285 546 15 listopada 1966 r.
Możliwości projektu Jalberta szybko stały się oczywiste: ponieważ parafoil tworzył kształt skrzydła po napełnieniu, możliwe były zwiększone doskonałości, a przebyta odległość prawdopodobnie mogła zostać wydłużona, zakładając, że osoba lub ładunek zawieszony pod spadochronem miał dodany ciąg. Przy jeszcze większej mocy można było zmienić kąt natarcia, a skrzydło mogło latać poziomo, a nawet wznosić się.
W 1968 Lowell Farrand spróbował właśnie tego i poleciał zmotoryzowaną wersją o nazwie „Irish Flyer I”, opracowaną przez dr Johna Nicolaidesa z Notre Dame University. Był to zmodyfikowany standardowy wiatrakowiec Benson, ze śmigłem usuniętym i zastąpionym 6-stopową poprzecznicą, do której przymocowano parafoil. Śmigło zostało osłonięte, aby uniknąć zaplątania się w linki paralotni. Irish Flyer I został przetestowany latem 1968 przez holowanie go w górę i wypuszczanie go do długich ślizgów z napędem. W ciągu następnych lat opracowano i oblatano dodatkowe prototypy oparte na holowaniu.
Niestety ciężkie silniki, a także ograniczenia w dostępności mocnych i lekkich materiałów parafoilu i ramy, przyczyniły się do utrudnienia realizacji koncepcji.
Późniejszy rozwój pierwszego masowo produkowanego spadochronu z napędem trwał około dwóch i pół roku.
Inżynier aeronautyki Steve Snyder wdrażał i doskonalił wykorzystanie kwadratowych paralotów ramowych i postanowił kontynuować ideę i cel stworzenia bezpiecznego i prostego samolotu, który nawet amatorzy mogliby łatwo startować i latać.
Pierwszy spadochron z napędem, który mógł wystartować o własnych siłach, poleciał w 1981 roku, kiedy Steve Snyder, Dan Thompson i Adrian Vandenburg połączyli swoje talenty i inspirację. Pomysłem Snydera było wykorzystanie najnowszych konstrukcji paralotni spadochronowych i dodanie nowszych (i lżejszych) silników, podczas gdy umiejętności Vandenburga jako mechanika miały kluczowe znaczenie dla zbudowania ramy kokpitu, która została ukończona w marcu 1981 roku. Daniel Thompson, projektant ultralekkich samolotów i małych... mechanik silnika, został włączony do projektu trzy miesiące później, aby zidentyfikować elektrownię dla samolotu. Wyposażył samolot w dwa małe silniki Chryslera, dzięki czemu powstał pierwszy prototyp samolotu P-1.
Pierwszego dnia lotu próbnego podjęto próby prostego oderwania PPC od ziemi. Snyder, ważący 150 funtów, w końcu spróbował zmniejszyć moc przy pełnym otwarciu przepustnicy podczas startu i zdołał wznieść się na wysokość od 40 do 50 stóp. Snyder miał trudności ze sterowaniem samolotem ze względu na moment obrotowy wytwarzany przez śmigła obu silników obracające się w tym samym kierunku. Całkowity czas lotu wynosił 30-35 sekund przy prędkości od 20 do 25 mil na godzinę. P-1 latał ponad 10 razy, raz przez kobietę ważącą 110 funtów, co pozwoliło na lepsze wykonanie lotów testowych. Podczas tych lotów testowych dokonano wielu zmian, w tym dodanie statecznika pionowego, klap, lotek i optymalizację trymu paralotni.
Paraloty z powietrza taranowego tego dnia miały płaski profil i oferowały ograniczoną kontrolę. W rezultacie zastosowano bardziej anhedryczną (krzywą w dół) konstrukcję i dodano żebra do paralotni, co ostatecznie dało samolotowi większą stabilność i ciśnienie oraz rozwiązało problem sterowania.
W trakcie opracowywania konstrukcji paralotni i rozwiązań sterowania Thompson opracował ulepszoną konstrukcję płatowca, w tym pomysł Snydera na składanie podwozia w celu zapewnienia mobilności. Problem momentu obrotowego został rozwiązany poprzez zastosowanie przeciwbieżnych obrotów śmigieł, co znosiło wzajemne oddziaływanie momentu obrotowego. Samolot P-2 został ukończony w styczniu 1983 roku.
Projektowanie i budowa P-3 rozpoczęły się 26 lutego 1983 roku. Trzy miesiące później prototyp zadebiutował na Sun & Fun Airshow na Florydzie. Reakcja była przytłaczająca i utworzono ParaPlane Corporation, aby wyprodukować pierwszy komercyjnie opłacalny spadochron z napędem P-3. Od tego czasu powstało wiele innowacji i ulepszeń.
Inżynieria modelowa
Istnieją również modele spadochronów sterowanych radiowo.
Zobacz też
- Latawiec foliowy
- Lotnia
- Parawing
- Paralotnia z napędem – napędzany napęd nożny.
- Lotnia z napędem – lotnia startowa z nogą.
- Lotnictwo ultralekkie