В процессе проведения работы над исследовательским проектом по физике на тему «Открывая небо...» обучающийся 9 класса изучил историю возникновения и развития парашюта, изучил классификацию парашютов и сформировал представление об устройстве и назначении частей парашюта, а также определил интерес одноклассников к совершению парашютных прыжков.

Подробнее о работе:

В готовом исследовательском проекте по физике на тему «Открывая небо...» автор сделал выводы о том, что парашюты получили огромное распространение, их существует несколько видов. Круглые и овальные купола из спорта постепенно «вытесни-ли» купола нового поколения. Это купола типа «крыло», впервые появившее-ся в 70-х годах и обладающие хорошей маневренностью и устойчивостью.

Оглавление

Введение

1. Происхождение и история развития парашюта
2. Классификация и устройство парашютов
3. Конструкция парашюта
4. Сравнение видов парашютов
5. Организация исследования и его анализ

Заключение
Список использованных источников

Мечта прыгнуть с парашютом, наверняка, появляется у многих людей, особенно у мальчишек в подростковом возрасте. Ведь это и возможность испытать себя, и преодоление страха, и желание полета, и способ получения но-вых впечатлений. Такая мечта появилась и у меня.

Почему бы и мне не надеть парашют и не шагнуть в бездонное небо, а потом медленно и плавно падать, осматривая с высоты окружающую землю?! Но смогу ли я, справлюсь ли? Этими и другими вопросами я задавался до тех пор, пока, наконец, не решил испытать себя.

В моем окружении мало ребят, увлекающихся парашютным спортом, т.к. в п. Советский нет учреждения, которая бы занималась организацией парашютных прыжков, а еще не каждый может себе позволить прыжки из-за их недешевой стоимости. Основная масса тех, кто хочет совершить парашютный прыжок, – подростки, которые еще не зарабатывают.

Но, общаясь с ребятами, я пришел к выводу: данный проект может стать актуальным не только для меня, так как содействует решению сразу нескольких проблем:

• отвлекает подростков от так называемой «улицы»;
• способствует привлечению молодёжи к участию в технических видах спорта;
• оказывает на школьников патриотическое воспитание;
• содействует профориентации, выбору обучения в летных или десантных военных училищах.

Цель: изучение характеристик разных видов парашюта. Для достижения цели надо решить следующие задачи:

1. Изучить историю возникновения и развития парашюта при помощи метода анализа теоретической литературы.
2. Изучить классификацию парашютов и сформировать представление об устройстве и назначении частей парашюта, используя метод анализа методической литературы.
3. Определить интерес одноклассников к совершению парашютных прыжков, используя метод анкетирования.
4. Изучить полученную анкетную информацию с помощью математического подсчета статических данных.

Объект исследования – парашют.

Предмет исследования – скорость опускания на разных видах парашютов.
Гипотеза: Могу предположить, что разные виды парашютов имеют разную скорость опускания.

Методы исследования:

• теоретический;
• математический подсчет полученных данных;
• социологический опрос.

Данный проект и его результаты могут поспособствовать занять молодых людей интереснейшим делом – парашютными прыжками и указать возможный путь к реализации мечты о небе, а также, возможно, привлечение молодежи допризывного и призывного возраста к поступлению в летные или десантные военные учебные заведения.

В истории изобретений сложно найти более интернационального продукта, чем парашют. Идея, высказанная впервые итальянцем Леонардо да Винчи в 15в., была реализована французами в 18в., доработана англичанами в 19в. и усовершенствована российским изобретателем вначале 20в.
Идея создания парашюта появилась задолго до полета первого воздушного шара, не говоря уже о самолете.

Парашю́т (фр. parachute) – устройство из ткани, предотвращающее падение, к которому стропами прикреплена под-весная система или груз. Служит для замедления движения предмета в возду-хе. Парашюты используются для прыжков из летательных аппаратов (или с фиксированных объектов) с целью безопасного спуска и приземления людей (грузов), для торможения летательных аппаратов при посадке.

Парашютизм (или скайдайвинг от англ. skydiving – в буквальном пере-воде «ныряние c небес») – один из видов авиационного спорта, связанный с применением парашютов. Цели и задачи парашютизма постоянно менялись. Если первоначально парашют предназначался для спасения жизни, позже он стал важным элементом подготовки десанта.

Считается, что впервые идея создания парашюта пришла Леонардо да Винчи. В его рукописи 1495 года можно найти следующий текст: «Если у человека есть шатер из прокрахмаленного полотна, размером в 12 x12 локтей, то он сможет бросаться с любой высоты без опасности для себя». Поверхность предложенного Леонардо да Винчи устройства для спуска человека равна примерно 60м2. Эти данные близки к современному парашюту. Отсут-ствие практической надобности в применении парашюта служило препятствием для изобретения и совершенствования таких снарядов, и только развитие воздухоплавания и частые катастрофы побудили изобретателей вплотную за-няться созданием аппарата для благополучного спуска человека с большой высоты.

Впервые воспользовался подобной конструкцией француз Лавен в 20-х гг. 17 века. Французский заключённый бежал из тюрьмы с помощью предварительно сшитого из простынь шатра, к низу которого были прикреплены верёвки и пластины из китового уса. Выпрыгнув из тюремного окна, беглец успешно приводнился. В 1777 году Жан Думье, приговорённый к смертной казни, опробовал «летающий плащ профессора Фонтажа». Узнику было пред-ложено выполнить прыжок с крыши с «плащом». В случае удачного приземления, ему даровалась жизнь. Эксперимент удался. Так появился первый аналог парашюта.

Практическое же применение парашютов началось в 18 веке. Первый настоящий прыжок с парашютом был совершен 22 октября 1797 года в Париже. Француз Андре-Жак Гарнерен прыгнул с воздушного шара, находящегося на высоте 2230 футов. Андре-Жак Гарнерен был одним из первых воздухоплавателей, демонстрировавших полёты на воздушном шаре в 1803 году в России.

1 марта 1912 года был совершен первый прыжок с парашютом из самолёта. Его совершил американский капитан Альберт Берри в штате Монтанна. Выпрыгнув с высоты 1500 футов и пролетев 400 футов в свободном падении, Берри раскрыл парашют и удачно приземлился на плацу своей части.

Огромный вклад в развитие парашюта внес Глеб Евгеньевич Котельников. Он вошел в историю техники как изобретатель первого в мире авиационного ранцевого парашюта2. В сентябре 1910г. он вместе с женой пришёл посмотреть на показательный полёт капитана Мациевича, во время которого пилот выпал из кабины своего самолёта и разбился насмерть. Когда возвращались домой, потрясенная жена спросила: «Неужели нельзя придумать такой парашют, который падал бы вместе с летчиком и раскрывался по его желанию»? Как ни странно, эти слова запали в душу, и Глеб Евгеньевич засел за книги о воздухоплавании.

К этому времени уже были опубликованы труды известных конструкторов Бонне, Роббер, Поморцева и Янге. Котельников Г.Е. проштудировал и их и сделал заключение: парашюты этих изобретателей чрезвычайно громоздки и размещаются отдельно от летчика в специальном контейнере, а то и вообще в районе шасси. После долгих поисков Котельников пришел к выводу: спасти летчика может лишь такой парашют, который можно надевать на себя.

В октябре 1911г. Котельников запатентовал своё изобретение. Первая модель па-рашюта называлась РК-1, что означает «русский котельниковский первый». Первый парашют был лёгким, укладывался в ранец и, как показали испытания, раскрывался в 100% случаев. Позже, в 1923г. Котельников предложил ранец для укладки парашюта, сделанный в виде конверта с сотами для строп.
Первый в СССР спасательный парашют применил лётчик-испытатель М.М. Громов 23.06. 1927г. Он преднамеренно ввел машину в штопор, из которого выйти не мог, и на высоте 600м. покинул самолёт со спасательным парашютом.

В 1951г. был проведён первый Чемпионат мира по парашютному спорту. В 1982г. в международной парашютной комиссии было уже около 60 стран.
Сегодня существует множество самых разных парашютов.

В соответствии с назначением выделают следующие виды:

• тормозной парашют;
• для десантирования грузов;
• для решения вспомогательных задач (спасательные);
• для десантирования людей.

Тормозной парашют имеет давнюю историю. Он был разработан в 1912 году российским конструктором Г.Е. Котельниковым и изначально предназначался для торможения гоночных автомобилей «Руссо – Балт». В таком виде идея не прижилась, но в конце 1930-х гг. она начинает внедряться в авиации.
Сегодня тормозной парашют входит в комплекс тормозной системы истребителей, которые имеют большую посадочную скорость и короткую поса-дочную дистанцию, например, на военных кораблях. При заходе на ВПП у таких воздушных судов из хвостовой части фюзеляжа выбрасывается один тормозной парашют с одним или несколькими куполами. Его использование позволяет сократить тормозной путь на 30%. Кроме того, тормозной пара-шют используется при посадках космических челленджеров.

Для десантирования (приземления) грузов, выбрасываемых из самолетов, используют специальные посадочные парашютные системы, состоящие из одного или нескольких куполов. В случае необходимости такие системы могут комплектоваться реактивными двигателями, придающими дополнительный тормозящий импульс перед непосредственным контактом с землей. Подобные парашютные системы используются также при спуске космических аппаратов на землю.

Аварийные ситуации в современной авиации возникают достаточно редко, благодаря высокой надежности летательных аппаратов, хорошей подготовке экипажей и тщательной работе наземных технических служб. Несмотря на это, иногда происходят аварии самолетов, например, вследствие отказа силовой установки, нехватки топлива, возникновения пожара на самолете, неисправности системы управления, потери пилотом ориентации в пространстве, из-за исключительно неблагоприятных метеорологических условий и т.п. Кроме того, военные самолеты постоянно подвергаются опасности оказаться в аварийной ситуации в результате действий противника.

К наиболее неблагоприятным относятся быстротечные аварии, когда время, которым располагает экипаж, для того чтобы покинуть самолет или произвести вынужденную посадку, невелико. Поэтому спасательные средства экипажей должны обеспечивать безопасность не только в любой ситуации, но и в любой момент времени. В таких случаях используются спасательные па-рашюты, они есть у каждого летчика.

Десантные парашюты и их модификации получили наибольшее распространение. Наиболее яркими представителями своего семейства парашютов стали Д-5 и его усовершенствованные модификации Д-6, Д-10 и Д-12. Указанные парашюты разрабатывались для десантирования людей, и используются вооруженными силами. Десантный парашют Д5 и его модификации разработаны в НИИ парашютостроения, который и сегодня занимается производством парашютов и разработкой оборудования и механизмов для усовершенствования парашютов, снижения их веса при повышении грузоподъемности, маневренности и безопасности.

Основными парашютами десантных войск считаются системы Д-10 и Д-12, пришедшие на смену Д-6. Основное отличие всех российских парашютов – высокая степень надежности. Если соблюдены все этапы укладки, гарантируется срабатывание купола и достаточно мягкое приземление.
Парашют Д-10 позволяет выполнять прыжки при полном боевом обмундировании с высоты от 200 до 4000 метров. Максимальный подъемный вес – 140 кг вместе с парашютом. Такие параметры парашюта позволяют десантироваться в бронежилете и в полной боевой нагрузке с запасом питания и боеприпасов на два дня автономного существования.

Модификация Д-12 получила романтичное название «Листик» из-за формы купола. Его уникальность заключается в сверхманевренности. Такой парашют можно разворачивать в воздухе всего на несколько градусов при практически полной остановке. Максимальный общий вес увеличен в этой модели до 160 кг.

У всех указанных моделей парашютов есть важное преимущество – надежность, но есть и недостаток – это снижение боеспособности десантника после приземления, так как для того чтобы снять парашютную систему, необходимо разоружиться. Спецназ ФСБ поставил задачу разработать парашютную систему, которая не будет отнимать время на разоблачение. Так появился парашют «Штурм». В настоящее время ведутся тестовые испытания указанной модели и доработки системы.

Спортивные. Сейчас совершить прыжок с парашютом может каждый после небольших тренировок. Парашютным спортом занимаются смелые люди, и если у вас появилось желание стать парашютистом, то уже сейчас вы должны заниматься спортом и воспитывать силу воли.

В состав современной спортивной парашютной системы входят два парашюта (основной и запасной), подвесная система с ранцем и страхующий прибор.

По конструкции основной вытяжной парашют может быть с пружиной или без неё. При помощи пружины парашют отталкивается от парашютиста и попадает в набегающий воздушный поток. В современных спортивных парашютных системах запасной парашют вводится в действие с помощью кольца, при выдёргивании которого освобождается удерживаемый клапанами ранца вытяжной парашют с пружиной.
Вытяжной парашют без пружины состоит из капроновой ткани и имеет круглую форму площадью от 0,4 до 1,2 м2.

На сленге парашютистов он называется «медуза» и укладывается чаще всего в эластичный карман, расположенный в нижней части ранца. Вытяжной купол («медуза») соединён при помощи капроновой ленты, выдерживающей нагрузку на разрыв более 600 кг, с камерой основного купола и основным куполом.

Камера основного купола предназначена для укладки в него купола со стропами и системой рифления (слайдер). При укладке в камеру сначала укладывают купол, затем камера зачековывается стропами. При раскрытии происходит обратный процесс: вначале из резиновых сот выходят стропы, затем, натянувшись, открывается фартук камеры основного купола и из неё выходит купол, который под воздействием набегающего потока воздуха раскрывается. Резиновые соты используются для того, чтобы упорядочить процесс раскрытия купола.

Современное крыло в русском языке часто называется куполом, несмот-ря на его форму. Купол (сленг. – мешок) состоит из верхней и нижней оболочек, мнервюр, стабилизаторов. Нервюры задают профиль крыла и делят крыло на секции. Наибольшее распространение получили 7- и 9-секционные купола. По форме крылья различают прямоугольные и эллиптические. В конструкции наиболее продвинутых куполов-крыльев для уменьшения искажений формы крыла используются дополнительные косые нервюры, в этом случае количество секций возрастает до 21-27. Материал крыла: ткань F-111, или ткань рипстоп нейлон Zero Porosity (нулевой проницаемости).

Стропы соединяют нижнюю оболочку крыла со свободными концами. Стропы делят на ряды A, B, C, D. Ряд A – лобовой. К заднему ряду D крепятся стропы управления с клевантами (петлями управления парашютом). Материал строп – обычно спектра (микролайн), реже толстый дакрон, который хорошо растягивается. На пилотажных куполах ставят вектран и HMA (High Modulus Aramid). Стропы из них тоньше, и соответственно, имеют меньшее аэродинамическое сопротивление и меньший укладочный объём.

В целях равномерного открытия парашюта и плавного, постепенного за-медления свободного падения человека со скорости порядка 200 км/ч до скорости раскрытия парашюта используется устройство замедления раскрытия парашюта – слайдер (устройство рифления). Это квадрат ткани, скользящий на люверсах по стропам. Слайдер препятствует мгновенному раскрытию па-рашюта и продлевает раскрытие на 3 – 5 секунд, снижая перегрузки.

Четыре свободных концах (райзеры) соединяют стропы с подвесной системой. На задних свободных концах расположены клеванты. Стропы крепятся к райзерам карабинами, или софтлинками (мягкими карабинами). Часто в свободных концах вшиты гибкие трубки, антитвисты, предотвращающие за-клинивание тросиков отцепки при сильной закрутке.

Запасной парашют предназначен для спасения жизни парашютиста в случае частичного или полного отказа основного парашюта. Перед раскрытием запасного парашюта производят отцепку основного парашюта. Запасной парашют укладывают специально подготовленные укладчики запасных парашютов или сами спортсмены после прохождения программы обучения, допущенные приказом по организации к укладке индивидуальной спортивной системы.

Устройство запасного парашюта для увеличения надёжности и возможности автоматического раскрытия без участия парашютиста, имеет ряд отличий. Вытяжной парашют в спортивной парашютной системе имеет пружину, которая отбрасывает его в поток из зоны затенения за парашютистом после расчековки клапанов ранца, что позволяет раскрывать парашют при помощи прибора. Соединительное звено запасного парашюта с вытяжным парашютом выполнено из другого типа капроновой или нейлоновой ленты шириной 50 мм, за счёт чего даже в случае зацепления вытяжного парашюта за парашютиста или его снаряжение способно вытянуть камеру с уложенным в неё запасным куполом, работая как дополнительный ленточный вытяжной парашют.

Вытяжной парашют, соединительное звено (стреньга) и камера запасного парашюта не имеют соединения с куполом после наполнения, что позволяет нормально наполниться куполу в случае зацепления за части летательного аппарата, стропы или снаряжение парашютиста, что увеличивает его надёжность по сравнению с основным. Запасной парашют наполняется быстрее благодаря особенностям укладки и конструкции. Все эти отличия необходимы для увеличения надёжности запасного парашюта.

Подвесная система и ранец предназначены для укладки в него основного и запасного парашютов. Имеет раскрывающие приспособления, которые позволяют производить: ручное раскрытие основного парашюта с помощью мягкого вытяжного парашюта, ручное раскрытие запасного парашюта, автоматическое раскрытие запасного парашюта страхующим прибором, принуди-тельное раскрытие запасного парашюта в случае отцепки парашютистом основного купола.

Страхующий прибор предназначен для автоматического раскрытия запасного парашюта в случае, если парашютист по каким-либо причинам не смог раскрыть основной парашют. Срабатывание происходит вне зависимости от скорости снижения парашютиста на заранее определённой высоте либо по истечении определённого промежутка времени с момента, когда парашютист покидает летательный аппарат.

Физика открытия и полёта парашюта
После ввода в действие устройства раскрытия основного парашюта вытяжной парашют, попадая в воздушный поток, наполняется воздухом и за счёт собственного сопротивления вытягивает стреньгу на всю длину, к которой, в свою очередь, пришита шпилька зачековки клапанов ранца. После выдергивания шпильки происходит раскрытие клапанов ранца, стреньга вытягивает смонтированную к ней камеру основного парашюта с уложенным в неё куполом и стропами. За счет натяжения стропы вытягиваются из резиновых сот, камера расчековывается и из неё выходит купол.

Купол под действием набегающего потока воздуха, преодолевая силу со-противления слайдера, постепенно наполняется. Слайдер под действием со-противления набегающему потоку воздуха медленно скользит по стропам вниз к свободным концам подвесной системы. Полное наполнение основного парашюта занимает от 2 до 5 сек.

Этапы Задачи этапа Сроки
исполнения Результат
Подготовительный Выбор темы, цели и задач проекта 15-17 ок-тября 2022 Определение темы, корректировка цели и задач проекта
Планирование Составление плана работы 5-7 ноября 2022 Разработан поэтап-ный план, опреде-лены сроки выпол-нения того или ино-го вида работы
Выполнение
проекта Поиск и изучение теоретического ма-териала 5-7 декабря 2022 Найден, изучен и обработан теорети-ческий материал
Анкетирование 10-12 ян-варя 2023 Поиск анкеты в сети Интернет и ее рас-печатка.
Проведение анкети-рования в 9 – х классах школы
Анализ результатов анкетирования 17-19 ян-варя 2023 Диаграммы
Презентация
проекта Презентация проек-та на классном часе в 9А классе 23-25 ян-варя 2023 Представление про-екта и просмотр презентации
Рефлексия Оценка результатов работы над проек-том 1-3 февра-ля 2023 Самоанализ

Чтобы безопасно для жизни и здоровья воплотить мечту в реальность, необходимо обладать определенными теоретическими знаниями и практическими умениями. Поэтому для осуществления моей мечты родители записали меня в ОУ «Йошкар-Олинский авиационно – спортивный клуб ДОСААФ России», где я познакомился с историей развития парашютного спорта, а так-же прошел специальную подготовку (прыжки с парашютной вышки, гироскоп, лопинг, парашютная горка и т.д.).

Теперь я знаю, что процесс прыжка состоит из следующих основных этапов: первый этап – падение после отделения от самолета; второй этап – снижение на стабилизирующем парашюте; третий этап – наполнение купола основного парашюта; четвертый этап – снижение на раскрытом парашюте.
Только овладев техникой прыжков с парашютами, я был допущен к своему первому прыжку, а впоследствии – к последующим моим прыжкам и к участию в республиканских и Всероссийских соревнованиях.

Сравнительная таблица видов парашютов
Критерии
сравнения Юниор Д-6 Д-1-5у ПТЛ Л-3
Площадь
купола 83 кв.м. 83 кв.м. 82,5 кв.м. 70 кв.м. 27 кв.м.
Предназначение Начинаю-щий, тре-нировоч-ный Десант-ный Десантный Учебно-трениро-вочный Спортив-ный, спа-сатель-ный
Скорость
раскрытия 3 сек. 3 сек. 3 сек. 3 сек. 3 сек.
Способ
раскрытия Саморас-крытие Кольцо Кольцо Кольцо Кольцо
Количество строп 28 шт. 30 шт. 28 шт. 24 шт. 24 шт.
Управление Неуправля-емый Частично управля-емый Частично управляе-мый Управля-ем Управля-емый,
планиру-ющий
Материал, из которого сделан парашют Капроновая ткань Капроно-вая лен-та,ЛТКкр Пер-каль,отверстия купо-ла усиле-ны с двух сторон ка-проновой лентой Капроно-вая ткань Капроно-вая и нейлоно-вая ткань
Вес груза 12 кг 11,5 кг 17,5 кг 15,5 кг 14 кг

В общей сложности я совершил 13 прыжков на разных видах парашютов и могу сказать, что мне больше всего понравилось прыгать на «Л-3», потому что он хорошо управляемый и скоростной и от этого парашюта я получил наибольшие удовольствия и эмоции.

Вывод: Совершенные мной прыжки, позволили мне прийти к выводу, что материал, из которого изготовлен купол парашюта, влияет на время его приземления. Также я убедился в том, что, вес груза, с которым опускается парашют, влияет на время его полета.

Среди школьников крайне редко встречаются ребята, совершившие прыжки с парашютом, но мне хотелось узнать мнение старшеклассников об этом. Свое исследование я провел на базе МОУ «Советская средняя общеобразовательная школа №2» в январе 2023 года. В исследовании принимали участие обучающиеся 9 – х классов в возрасте от 15 – 16 лет.
На вопрос «Боитесь ли вы высоты», 35,3% школьников ответили, что боятся высоты, 64,7% – высоты не боятся.

57,6% респондентов ответили, что «прыгать с парашютом опасно», иначе считают 42,4% школьников.

Вопрос «Задумывались ли вы когда-нибудь совершить прыжок с пара-шютом», показал неожиданные результаты: оказывается, что 58,8% школьни-ков мечтают совершить свой первый прыжок, опасаются 41,2%.

На вопрос «Могут ли вам пригодиться прыжки с парашютом в жизни» мнение респондентов разделились поровну.

В ходе работы над проектом «Открывая небо», я изучил исторические сведения и основные вехи развития парашюта. Сделал выводы о значимости этого изобретения в деле спасения жизни людей и пришел к следующему выводу: парашюты получили огромное распространение, их существует несколько видов. Круглые и овальные купола из спорта постепенно «вытесни-ли» купола нового поколения. Это купола типа «крыло», впервые появившееся в 70-х годах и обладающие хорошей маневренностью и устойчивостью.

Исследуя историю развития парашютного спорта, я научился работать с различными источниками информации, познакомился с историей появления парашюта, его совершенствованием, проанализировал отношение к данному виду деятельности учащихся нашей школы.
Цели и задачи, которые я ставил перед собой, приступая к этой работе, достигнуты.

1. Андреев Е.Н. «Небо вокруг меня» - М., Издательство ДОСААФ СССР, 1983 г.;
2. Андреев Е.Н. «Общее положение для начинающих парашютистов. Ру-ководство по парашютной подготовке» - М. Издательство ДОСААФ СССР, 1983 г.;
3. Псурсев П.А. «Прыжки с парашютом» – М.: Изд-во АСТ серия Мир увлечений, 2005 г.;
4. Черненко Г.Т. «Глеб Евгеньевич Котельников» - Л: Наука, 1998 г.;