Стабілізуючі пристрої людських парашутних систем - про десант без кордонів

«... Я лежу на спині. Центр обертання десь біля шиї. Мої ноги ходять по великому колу, а голова - по малому. Мене обертає зі страшною швидкістю. Треба виходити з штопора, інакше буде погано. Роблю зворотні ривки, викидаю праву руку. Насилу виходжу з штопора, але землі не бачу ...
Я навіть не знаю, в якому стані я падаю. Кров дзвенить у вухах. Щоб врівноважити тиск я намагаюся співати. Але пісня не вийшла. Тоді я просто закричав, як навіжений, перше-ліпше слово ...
Втративши орієнтування, я знову нічого не бачив. Мене кидало, кидало з боку в бік, вертіло, перекидатися. Я був приголомшений і не міг збагнути, що мені треба робити, щоб припинити це мука ... »

безладне падіння

Крім стрибків з примусовим розкриттям парашута, коли парашут розкривається відразу ж після відділення від ЛА витяжною мотузкою, іноді необхідно здійснювати стрибки з затримкою розкриття. В цьому випадку парашутист стикається з багатьма труднощами, які обумовлені фізичними законами руху тіла в повітрі.

Десантування з парашутами Д-5 серії 2.
Момент стабілізованого зниження відразу після відділення від літака.

Після відділення від літального апарату швидкість падіння наростає з кожною секундою (до певної величини, коли через опір повітря і неоднорідності атмосфери швидкість падіння можна вважати постійної). Спокійний, невідчутний спочатку повітря стає пружним. Не маючи навичок стійкого вільного падіння, парашутист потрапляє під владу стихії, стає безпорадним, повітряний потік його кидає, крутить і часто змушує передчасно розкривати парашут. Сила повітряного потоку стає настільки сильною і може так сильно обертати парашутиста, що його тіло почне робити кілька оборотів в секунду. Відцентрова сила при штопор досягає такої величини, що важко дотягнутися до витяжного кільця. Парашутист відчуває таку психологічну і фізичну навантаження, що він вже не в змозі ні вести відлік часу падіння, ні спостерігати за землею. Все це дуже сильно виснажувати і важко переносилося.
Щоб навчиться володіти своїм тілом у вільному падінні і боротися зі стихією, потрібно витратити чимало часу і здійснити деяку кількість стрибків. Тобто для подібних стрибків потрібні підготовлені парашутисти. На початку «парашутної ери», коли подібними навичками практично ніхто не володів, прийшла думка про необхідність штучної стабілізації падіння за допомогою спеціального пристрою. Адже в повітряному бою або при аварії може статися, що затяжний стрибок буде змушений здійснити людина, що не має достатньої підготовки. Не вміючи керувати своїм тілом, він виявився б в небезпечному становищі.

До перших спроб

Так як же зробити вільне падіння стійким? Провівши нескладні досліди, можна помітити, що будь-який падаючий предмет стає стійким в повітрі і перестає перекидатися, якщо до нього прикріпити довгий шлейф у вигляді стрічки. Крім додання стійкості падаючому предмету, подібний пристрій ще і трохи зменшує швидкість падіння. Саме такий спосіб застосовувався для зв'язку льотчика з землею на зорі авіації, коли на літаках не було радіозв'язку. Цей пристрій одержав назву «вимпел» і, представляло собою невеликий контейнер з довгою стрічкою. Яскрава стрічка призначалася для позначення його в повітрі і на землі, а також для зменшення швидкості падіння контейнера. Для передачі повідомлення на землю, льотчик просто скидав на землю вимпел із запискою.

Спостерігаючи за падаючим вимпелом, можна бачити, що він поводиться в повітрі досить стійко.
Однак для стабілізації в повітрі падаючого парашутиста, вимпел повинен мати значні розміри. Винахідник першого ранцевого парашута Гліб Котельников запропонував стабілізувати падіння спеціальним маленьким парашутом.
У порівнянні з вимпелом, купол парашута працював більш ефективно і займав набагато менше місця в укладеному вигляді. Такі парашути намагалися робити і раніше, але ніякого зручності вони не принесли - парашути сильно розгойдувалися або оберталися навколо вертикальної осі разом з парашутистом. Ідея вимагала вивчення і серйозного підходу.

У 1940 році, після закінчення Фінської війни, цим вирішили зайнятися більш серйозно. Розробкою і випробуваннями стабілізатора для падаючого парашутиста займалися Ігор Глушков, Станіслав Карамишев, Порфирій Полосухин, Сергій Щукін і Яків Мошковський.
З огляду на виявлені раніше недоліки, Ігор Глушков запропонував свою конструкцію стабілізатора для використання з існуючими тоді парашутами. Стабілізатор був невеличкий квадратний парашут зі стропами, сходилися на замку, вшитий в кругову лямку (головний обхват) підвісної системи. Замок стабілізатора сконструював Станіслав Карамишев.

Замок призначався для від'єднання стабілізатора перед розкриттям парашута, щоб виключити можливі зачепи основного купола під час його розкриття. Так як замок був змонтований на круговій лямці (головний обхват), то стабілізатор повинен був стабілізувати падаючого парашутиста в положенні «вниз головою». На думку розробників, це було найбезпечніше положення тіла парашутиста, до того ж подібне кріплення дозволяло «безболісно» закріпити стабілізатор на підвісній системі будь-якого тодішнього парашута.
Роботу замку спочатку перевірили на землі, підвісивши на тросі до стельових балок швейної майстерні парашутиста Полосухіна в повному парашутному спорядженні. Дивлячись на нього, Глушков, Щукін та Карамишев перевірили стан, яке займе парашутист при падінні зі стабілізатором. Переконавшись в тому, що падати буде зручно, парашутист висмикнув кільце замку і впав на руки товаришам. Замок працював надійно!
Після стабілізатор випробували в повітрі. Стрибали з новою конструкцією Порфирій Полосухин і Сергій Щукін з субстратостата, який піднявся на висоту 5500 метрів.

Для першого випробування стабілізатори не вкладалися в ранець. Яків Мошковський, який перебував в гондолі стратостата, притримував їх рукою, щоб вони не зачепилися за що-небудь, і відпустив в момент відділення.
Пристрій спрацював нормально і забезпечило прекрасне, трохи уповільнене падіння. Ні обертання, ні штопора, ні розгойдування. Лише одне здалося незручним: тіло парашутиста жодного разу не змінило положення, і через невдало обраної точки кріплення стабілізатора, парашутист весь час дивився вниз. Оскільки зниження відбувалося вниз головою і в обличчя сильно бив зустрічний повітря, через що потім боліли очі.

У цьому стрибку затримка розкриття була в 50 секунд. Для того щоб розкрити парашут, потрібно було спочатку від'єднати стабілізатор, висмикнувши спеціальне кільце. Полосухин, коли потягнувся лівою рукою до кільця замку, випадково зачепив витяжний кільце парашута. Парашут відкрився, не зачепивши стабілізатора. Динамічний удар внаслідок зменшеної швидкості був слабшим, ніж при звичайних затяжних стрибках.
У Сергія Щукіна все пройшло нормально. Він відокремився від стабілізатора, а потім розкрив парашут.

У цих перших дослідах, стабілізуючий пристрій працював самостійно і могло застосовуватися з будь-якими типами наявних тоді парашутів, тому що його функція зводилася тільки до запобігання безладного падіння парашутиста. У розкритті основного парашута стабілізуючий пристрій участі не брала, тому його слід було відчепити перед розкриттям.

Десантування з парашутами Д-1-8 серії 3.
Момент стабілізованого зниження відразу після відділення від літака.

В середині 1950-х років, на постачання ВПС надійшли нові транспортні літаки Ту-4Д. Це були бомбардувальники, спеціально переобладнані в транспортні. Ту-4Д мали свої переваги в порівнянні з більш старими машинами і дозволяли десантировать особовий склад на більш високих швидкостях, ніж це було раніше. На постачанні ВДВ в той час перебували парашути Д-1, цілком влаштовували за своїми технічними параметрами і надійності.

Але перше масове десантування з Ту-4Д принесло одні проблеми: основний купол вивертався навиворіт і рвався, стропи скручувалися джгутом до самої кромки купола. Були відзначені випадки, коли купола виявилися згорнутими в грудку і зав'язані стропами! Деякі парашутисти отримали забої голови і обличчя вільними кінцями, інші втратили свідомість від сильного динамічного удару ...

Як же так? Надійний раніше парашут Д-1, масово поширений і використовуваний в ВДВ вже кілька років, виявився непридатним для використання!

Спеціально створена комісія фахівців, вивчивши всі ці випадки, прийшла до висновку, що парашут руйнується через те, що не витримує навантажень при розкритті на такій швидкості.
Просте збільшення затримки в розкритті парашута не принесло належного ефекту, тому що парашутист після відділення зберігав швидкість ЛА досить довго. Посилювати парашут також не представлялося можливим через істотно збільшується маси і вартості такого доопрацювання. Потрібно було щось нове.

Брати Микола, Сміла та Анатолій Дороніни запропонували використовувати стабілізуючий парашут, щоб знизити горизонтальну і вертикальну складову швидкості. У комплексі з невеликою затримкою, стабілізуючий парашут дозволив би зменшити власну швидкість парашутиста, тим самим взявши на себе частину динамічного навантаження при розкритті, крім усього іншого можна було використовувати головна властивість стабілізуючого парашута - стабілізацію парашутиста в положенні, найбільш зручному для роботи основного парашута. Основний купол зі стропами залишався незмінним, що дозволяло використовувати його від вже наявних парашутів. Дороніни і взялися доопрацювати парашут Д-1 для стрибків на збільшеній швидкості.

У 1959 році, після всіх доопрацювань, на озброєння повітряно-десантних військ був прийнятий новий парашут Д-1-8, який, по суті, був глибокою модернізацією парашута Д-1. Очевидно, що був вивчений досвід створення вже наявного парашута із стабілізуючим пристроєм ПДПС-48, тому що новий Д-1-8 структурно повторював його логіку роботи, хоча конструктивно істотно відрізнявся.

Нова система працювала таким чином: Після відділення від літака витяжною мотузкою відкривався ранець, клапана якого під дією гумок відкидалися в сторони. Одночасно з відділенням парашутиста від літака за допомогою тієї ж витяжної мотузки включався прилад.
З розкритого ранця, виходив витяжний парашут, який розкривався під дією пружинного механізму. Наповнюючись, витяжний парашут витягав з'єднаний з ним чохол стабілізуючого парашута і стягував його. Наповнився повітрям купол стабілізуючого парашута в свою чергу витягав з ранця частина чохла з покладеним в нього куполом основного парашута.
Нижня частина чохла купола, що знаходиться в кишені ранця, в роботу не вступала, так як вона утримувалася на ранці за допомогою пряжок-люверсов силових тасьма чохла і двоконусного замку.
У такому вигляді, з наповненим стабілізуючим куполом і частково витягнутому чохлі купола відбувалося стабілізовану зниження парашутиста.
Після закінчення заданого часу парашутист висмикувати витяжний кільце, в результаті чого петля витяжного троса провертала затвор двоконусного замку, пряжки-люверси силових тасьма звільнялися від зачеплення. Чохол купола витягувався у всю довжину, стропи виходили з сот чохла і купол основного парашута наповнювався. Після повного наповнення основного купола чохол повністю сходив з купола основного парашута і приземлявся автономно разом із стабілізуючим парашутом.
Витяжний парашут з чохлом стабілізуючого купола також приземлявся окремо.

Схема роботи парашута при використанні стабілізації показана на малюнку: