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Fallschirm Die Erfindung hat einen Fallschirm zum Gegenstand, der
insbesondere zum Absprung von Hochflug- und Schnellflugzeugen geeignet ist und der
sich absatzweise öffnet, um ein Reißen des Gewebes infolge des Luftstoßes unter
die Schirmfläche beim Absprung zu verhindern. Bekanntlich ist der Augenblick des
Absprunges von einem Schnellflugzeuge der gefährlichste, und deswegen benutzt man
bereits neben dem Hauptfallschirm einen kleinen Hilfsschirm, welcher sich im Augenblick
des Absprunges öffnet, die Absprunggeschwindigkeit abbremst und die Öffnung des
Hauptschirmes so lange verzögert, bis die absolute Geschwindigkeit (nicht Fallgeschwindigkeit)
auf einen gewissen Wert gesunken ist. Bei den heutigen hohen Geschwindigkeiten der
Flugzeuge besteht bei dieser Art immer noch die Gefahr, daß das Gewebe des Schirmes,
auch wenn es sehr stark ist, wegen der hohen Geschwindigkeit beim Öffnen des Hauptschirmes
reißt. Gemäß der Erfindung findet nur ein Hauptschirm Verwendung, aber sein Öffnen,
d. h, das Abbremsen der absoluten Geschwindigkeit,-erfolgt absatzweise in Abhängigkeit
von der Zugkraft in den Leinen zum Halten der Last, d. h. die nutzbare Tragfläche
wird in konzentrischen Ringen allmählich vergrößert. Das Öffnen um eine weitere
Ringzone erfolgt erst, wenn von der bereits geöffneten Schirmfläche der Öffnungsruck
abgedämpft worden ist, also erst dann, wenn die Zugkraft in den Leinen unter einen
gewissen Wert gesunken ist. Das vollständige Öffnen des Fallschirmes wird daher
von einer Reihe von verhältnismäßig kleinen Druckstößen begleitet, und dies schließt
die Reißgefahr für das Gewebe aus, und der Fallschirm kann auch zum Abwurf sehr
schwerer toter Gegenstände benutzt werden, ohne daß das Schirmgewebe besonders stark
zu sein braucht.
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Die Auslösevorrichtungdes Schirmes, welche den Schirm absatzweise
zum Öffnen freigibt
und infolgedessen das stufenweise Bremsen bewirkt,
besteht aus einer Feder oder einer Gruppe von Federn, deren Spannung von der Zugkraft
in den Leinen zwischen Last t10: Schirm abhängig ist. Bei Verringerung cer" Zugkraft
verringert sich auch die Spannung der Federn, und das Auslösen geht x d sich. `
Der Erfindungsgedanke findet seine zweckmäßigste Verkörperung in einer Anordnung,
bei welcher die Last mit dem Schirme nicht nur durch die am Schirmende angreifenden
Leinen (Außenleinen), sondern auch durch eine an der Schirmmitte angreifende Leine
verbunden ist. Diese Mittelleine weist Knoten auf und läuft mit diesen Knoten durch
ein mit der Auslösevorrichtung zusammengefäßtes Gesperre hindurch. Die Knoten werden
von dem Gesperre absatzweise freigegeben, so daß sich die Mittelleine allmählich
verlängert. Da die Last wenigstens bis zum vollständigen öffnen sowohl von den Außenleinen
als auch von der mittleren Knotenleine gehalten ist und die Länge der letzteren
beim Abwurf den geringsten, bei vollständigem öffnen aber den größten Wert erreicht,
wird der Schirmstoff beim Abwurf einwärts gezogen und trägt nur auf einem geringen
Durchmesser; dieser Innenzug wird aber allmählich nachgelassen, wenn die Knoten
einzeln nacheinander freigegeben werden, und es vergrößert sich der tragende Durchmesser
des Schirmes. Bei vollständigem Öffnen hört der Innenzug auf oder ist auf einen
Geringstwert zurückgeführt; dann hat der Fallschirm seinen höchsten öffnungsgrad
erreicht und stellt sich senkrecht ein.
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Die Auslösevorrichtung besteht aus einem verformbaren Teile, und das
Maß seiner Verformung steht in Abhängigkeit von der Zugkraft in der Mittelleine.
Bei einer Verringerung des Innenzuges auf einen Kleinstwert tritt eine solche Verformung
ein, daß der Knoten, welcher bis dahin gesperrt -war, freigegeben wird. Infolge
der dadurch auftretenden Vergrößerung der tragenden Schirmfläche wird die Bremsung
der absoluten Geschwindigkeit des Fallschirmes erhöht, und durch den Öffnungsdruck
steigt die Zugkraft in der Leine. Daher nimmt das verformbare Glied wieder seine
ursprüngliche Form an. und sperrt den folgenden Knoten, und so geht es fort bis
zurr vollständigen Öffnen des Schirmes. Das verformbare Glied kann ein Kniehebel,
ein Gelenkvieleck, eine unsymmetrische Figur, z. B. ein Exzenter, ein Nocken o.
dgl., aber auch eine Feder oder eine Vereinigung von starren und elastischen Bauteilen
sein.
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Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. i zeigt schematisch das absatzweise Öffnen des Schirmes in konzentrischen Ring
-tonen.
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' Fig.2 zeigt schematisch den Fallschirm "' h einem Ausführungsbeispiele
der Erfing in einer Stellung mittlerer öffnungsite `P Fig. 3 zeigt den gleichen
Schirm in Stellung vollster Öffnung.
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Auslösevorrichtung in gespanntem
Zustand.
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Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Auslösevorrichtung im Ruhezustand.
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Fig.6 und 7 zeigen zwei um 9o° gegeneinander versetzte Längsschnitte
durch die Auslösevorricbtung im Ruhezustand.
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Fig. 8 entspricht der Fig. 2 und -neigt den Fallschirm nach einem
zweiten Ausführungsbeispiele der Erfindung-in Stellung teilweisen öff nens.
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Wie Fig. i zeigt, trägt der Schirm i bei vollständigem Öffnen mit
einer Fläche vom Durchmesser g. Bei geringstem Öffnungsgrad, d. h. im Augenblick
des Abwurfes, ist der Durchmesser der nutzbaren Tragfläche a: Er vergrößert sich
während der Abwärtsbewegung des Fallschirmes absatzweise auf seinen größten Durchmesser
g, indem er nach und nach die Werte b, c, d, e und f annimmt.
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Die Last 12 ist gemäß Fig. 2 und 3 mit dem Außenumfangende ra des
Schirmes i durch die Leinen :2 verbunden. Nach innen zu greifen an dem Rand ia radiale
Leinen 4. an, die durch Ringe 3 an der Innenseite des Schirmhimmels i befestigt
sind. Die Leinen . sind in der Mitte mit einem Konten 5 o. dgl. an der Rolle 6 eines
Flaschenzuges befestigt, über welche die Leine 7, 8 läuft, deren Truni an der Auslösevorrichtungg
befestigt ist. Diese ist in Fig. 2 und 3 vorerst schematisch angedeutet und wird
in ihrer baulichen Ausgestaltung noch an Hand der Fig. 4. bis 7 beschrieben werden.
Das Trum 8 läuft durch die Auslösevorrichtung g hindurch und ist in den Punkten
b', C', d', e', f', b' mit Knoten i o versehen. Je nachdem, welcher
Knoten von dem mit der Auslösevorrichtung 9 verbundenen Gesperre festgehalten wird,
nimmt der nutzbare Durchmesser des Schirmes die Werte U, c, d, e, f, g an.
Die Auslösevorrichtung ist mit der Last 12 durch eine oder mehrere Leinen i i verbunden.
Da sowohl die Außenleinen :2 als auch die Innenleinen .I am Schirmrand befestigt
sind, wird die Last 12 von beiden. Leinengruppen getragen. Die Länge der Leinen
2 ist unveränderbar. Diejenige der Mittelverbindung, bestehend aus der Leine 1 z,
den Trums 7 und 8 und den Leinen .I schwankt hingegen mit Veränderungen der Länge
des Trums 8 entsprechend der Freigabe. der Knoten i o.
Im Augenblick
des Abwurfes weist die Länge der Doppelleinen 7, 8 den geringsten Wert auf, weil
der Knoten bei b' im Gesperre g festgelegt ist. Aus diesem Grunde sind die Innenleinen
q. weitestgehend einwärts gezogen, und fast der ganze Schirmstoff ist auf eine Kalotte
vom Durchmesser a zusammengerafft. Wenn die Doppelleine 7, 8 sich allmählich verlängert,
so verlängern sich die radial im Schirm verlaufenden Enden der Leinen q., und der
Schirm wird entfaltet. Wenn der Knoten bei f' im Gesperre liegt, ist der nutzbare
Schirmdurchmesser e usw., bis nach der Freigabe des Knotens bei g' der Schirm vollständig
entfaltet ist und sein nutzbarer Durchmesser den Wert g annimmt. Es ist noch ein
weiterer Knoten bei x vorhanden, doch hat dieser lediglich den Zweck, ein Ausfädeln
des Leinenendes 8a aus dem Gesperre zu verhindern, denn das ganze Gewicht der Last
kann jetzt den Außenleinen 2 anvertraut werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 8 fehlen die radialen Leinen
q. und die Ringe 3 zu deren Führung. Es ist vielmehr die Rolle6 des Flaschenzuges
an der Mitte 5a des Schirmes i unmittelbar befestigt. Die Wirkungsweise ist derjenigen
der Ausführung nach Fig.2 und 3 gleichwertig. Nur nimmt der Schirmstoff, anstatt
konzentrisch gerafft zu werden, die Form einer Trompete an, deren Mundstück man
sich bei .5a vorzustellen hat und deren Schallöffnung mit ihren Rändern zurückgeschlagen
ist. Der Schirm nimmt den Luftdruck auf, der sich auf der Rückseite der Trompete
ergibt, und die Trompetenform geht nach Maßgabe der Freigabe der Knoten io in der
Leine 7, 8 durch die Auslösevorrichtung g absatzweise in die Kalottenform nach Fig.
i über.
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Die Auslösevorrichtung (Fig. q. bis 7) besteht im wesentlichen aus
einem Gelenkvierecke, an dessen oberem Scheitel das Trum 7 der Knotenleine angreift,
während am unteren Scheitel die zur Last laufende Leine i i befestigt ist.
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Aus baulichen Gründen ist der untere Scheitel in zwei Zapfen 15 unterteilt,
die an den Enden eines kurzen Querträgers 13a gelagert sind, welcher einen Teil
des Gehäuses 13 des Knotengesperres bildet. Dieses Gehäuse 13 besteht aus zwei seitlichen
Platten und reicht in den Innenraum des Gelenkvieleckes hinein. Letzteres verhält
sich also zwar wie ein Gelenkviereck, weist aber die Form eines Gelenkfünfecks auf.
Eine Seite dieses Fünfeckes wird vom Querträger 13a gebildet. An den Zapfen 15 sind
Blattfedern 14 angelenkt, welche zwei weitere elastische Seiten des Fünfeckes bilden.
Die beiden restlichen Seiten werden von Stangen 16 gebildet, deren Länge durch Stellschrauben
regelbar ist und die an den Federn 1,4 durch Zapfen 17 ange lenkt und untereinander
zirkelartig durch den Zapfen 18 verbunden sind. An diesem Zapfen 18 greift die Klammer
ig zum Festhalten des Leinenendes 7 an.
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Das Leinenende 8 mit seinem Knoten io läuft durch das Gesperregehäuse
13 und durch das in dessen Innern liegende Rohr 2o hindurch. Letzteres ist mit Hilfe
eines Bundringansatzes drehbar im Querträger 13a gelagert, und an ihm greifen die
Lastleinen i i mit Hilfe der Schraubenmutter 20a an. Die Blattfedern 14 werden über
die Enden einer Stütze 21 gebogen (Fig. ,4), welche ebenfalls vom Rohr 2o getragen
wird. Um die Biegsamkeit der Federn 14 zu regeln, kann die Lage der Stütze 21 längs
des Rohres 20 verändert werden. Zu diesem Zweck ist das Rohr 2o euch oben mit Gewinde
versehen, und die Nabe 21a der Stütze 21 ist als Schraubenmutter ausgebildet. Da
diese sich nicht drehen kann, verstellt sich die Stütze 21 längs des Rohres nur,
wenn letzteres mit einem zu diesem Zwecke vorgesehenen Sechskante gedreht wird.
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Der im Gehäuse 13 liegende Knoten io wird von zwei Sperrschienen 22
an der Aufwärtsbewegung zunächst gehindert. Diese Sperrschieber 22 werden im Spannungszustand
der Vorrichtung (Fig. :f) von den Federn 1.4 gegeneinander und gegen die Leine 8
gedrückt. Um sich zwecks Vergrößerung der Länge der Mittelleine aufwärts bewegen
zu können, muß der Knoten io also die Spannung der Federn 14 überwinden, welche
Spannung von der unter der Zugkraft der Leine 7 sich einstellenden Streckung des
Gelenkfünfeckes abhängt. Diese Zugkraft wiederum, abgesehen vom Gewicht der Last,
hängt von dem Drucke der Luft auf die Schirmfläche ab.
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In der Ruhestellung (Fig. 5 und 6) sind die beiden Sperrglieder 22
durch leichte Federn 23 in Sperrlage gehalten und durch Zähne 2.4a einer Gabel 24
gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert, welche Gabel sich unter Zwischenschaltung
einer schwachen Feder 25 auf der Innenrippe 26 des Gehäuses i3 abstützt.
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Beim Absprung werden die Sperrschieber von den sich durchbiegenden
Federn 14. angezogen, außerdem aber von den Zähnen 2.4a mit Hilfe eines Kniegelenkes
28 zweier an den Zapfen 17 angelenkten Stangen 27 von veränderbarer Länge freigegeben.
Das Kniegelenk ist nämlich in einem Schlitz 28' der Seitenwände des Gehäuse 13 geführt.
Am Gelenk befindet sich eine Platte 29, die mit Ansätzen 29a versehen ist. Beim
Abwurf wird infolge der Annäherung der Zapfen 17 aneinander das Gelenk 28 und damit
die Platte
29 abwärts bewegt. Die Ansätze 29a kommen durch Öffnungen
im Gehäuse 13 hindurch an das Joch der Gabel 24 zu liegen, drücken diese nach unten
und bringen daher die Zinken :24.a außer Eingriff der Sperrschieber 22.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichteng ist die folgende:
Sofort nach dem Abwerfe des Fallschirmes geht das Gelenkfünfeck aus der Ruhestellung
nach Fig. 5 infolge der Spannung m Leinentrum 7 in die Stellung nach Fig. ¢ über.
Die Federn 14 biegen sich durch und spannen sich infolgedessen, und die Sperrschieber
22 werden von den Zähnen 24a frei. Die Sperrschieber 22 ihrerseits sperren das Leinentrum
8, indem sie sich vor den ersten Knoten io legen. Der Knoten und die Sperrschieber
sind derart geformt, daß der Knoten keilartig die Sperrschieber zurückzudrücken
bestrebt ist. Er steht hierbei unter der Spannung in der Leine 8, die eine Funktion
des konstanten Lastgewichtes und des sich ändernden Luftdruckes auf die Schirmfläche
ist.
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Unmittelbar nach dem Abwerfe des Fallschirmes nimmt lediglich die
kleine Mittel. flache mit dem Durchmesser a den Luftdruck auf. Infolge der großen
Bewegungsgeschwindigkeit, die fast derjenigen des verlassenen Flugzeuges gleich
ist, ist dieser Druck sehr erheblich, und das Gelenkfünfeck wird daher sehr kräftig
gestreckt. Infolgedessen ist der von den Federn 14 auf die Sperrschieber 22 ausgeübte
Druck so hoch, daß er von der Zugkraft in der Leine 8 nicht überwunden werden kann.
Der Druck auf die teilweise geöffnete Schirmfläche nimmt aber alsbald ab; da ja
auch die absolute Bewegungsgeschwindigkeit des Fallschirmes nachläßt. Unter der
Spannwirkung der Federn 14 erweitert sich daher das Gelenkfünfeck, wodurch die Spannwirkung
der Federn 14 ihrerseits nachläßt, bis der Knoten zo in der Läge ist, die Sperrschieber
22 auseinander zu drücken und zwischen ihnen durchzurutschen. Die Leine kann sich
also verlängern, dies jedoch nur bis zum nächsten Knoten, d. h. bis die nutzbare
Schirmfläche den Durchmesser b angenommen hat. Denn infolge der teilweisen Vergrößerung
der tragenden Schirmfläche tritt ein Öffnungsruck ein, der die Zugkraft in der Leine
wieder erhöht; wodurch das Gelenkfünfeck erneut gestreckt, die Federn 14 gespannt
und der Schließdruck auf die Sperrschieber 22 erhöht wird. Wenn dieser Öffnungsruck
abgedämpft ist, nimmt die Zugkraft in der Leine wieder ab, der nächste Knoten iö
wird freigegeben, und der Durchmesser der nutzbaren Schirmfläche erreicht den Wert
c. So geht es weiter, indem die absolute Geschwindigkeit des Fallschirmes bei steigender
Fallgeschwindigkeit abnimmt und der Fallschirm sich senkrecht einstellt. Das endgültige
öffnen des Fallschirmes zu voller Tragfiächengräße wird also durch eine Reihe leichter
Stöße herbeigeführt, welche so gering sind, daß sie den Fallschirm nicht sonderlich
stark beanspruchen. Der Öffnungsvorgang spielt sich in einer Reihenfolge ab, die
unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit und der Flughöhe des Luftfahrzeuges dadurch
eingestellt wird, daß die Stellung der Stütze 21, d. 1i. die Aus. gangsspannung
der Federn 14, die Länge der Stangen 16, d. h. die Verformung des Gelenkfünfeckes,
und die Länge der Stangen 27 gerebelt werden.
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Der dargestellte und beschriebene Fallschirm kann mit einer Vorrichtung
versehen werden, finit welcher der Abspringer im Bedarfsfall ein schnelleres Entfalten
der ersten Stufen des Schirmes herbeiführen kann; wenn beispielsweise ungewöhnlicberweise
der Absprung von einem sich nur langsam bewegenden Flugzeug erfolgen soll und infolgedessen
die Öffnungsweite finit dein Durchmesser a und vielleicht auch mit dein Durchmesser
b und c zu gering ist, um die Mittelleine so hinreichend zu spannen, daß die selbsttätige
Einrichtung zum abwechselnden Auslösen und Sperren der Knoten in Betrieb treten
kann. In dieseln Falle wird die Gabel.24 mit einem Züggliede versehen,. welches
im Griffbereich des Abspringers liegt. Dieser kann daher die Gabel 24 abwärts -ziehen
und dadurch die Sperrschieber 22 willkürlich aus den Zähnen 24a befreien, so daß
der Knoten io durchrutschen kann. Dieses Manöver kann der Abspringer so oft wiederholen,
bis die Zugkraft in den Leinen jenen Wert angenoininen hat, bei welchem die selbsttätige
Einrichtung zum abwechselnden Auslösen und Sperren der Knoten in Wirkung tritt.
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Hierbei kann eine Sicherheitsvorrichtung getroffen werden, welche
dem Abspringer nur eine bestimmte geringe Anzahl von Malen, beispielsweise zwei
oder dreimal das willkürliche Freigeben der Knoten io gestattet. Zu diesem Zwecke
kann das auf die Gabel 24 wirkende Zugglied so ausgestaltet sein, daß es beim Zug
seitens des Abspringers absatzweise eine gewisse Verformung, beispielsweise eine
Verlängerung erleidet und bei jedem Absatz ein Knoten io freigegeben wird, und daß
durch besondere Mittel nach beispielsweise zwei oder drei Verlängerungen eine weitere
Verlängerung nicht mehr möglich -ist.
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Der Abspringer kann auch in entgegengesetztem Sinn die Öffnungsvorrichtung
für den Schirm willkürlich beeinflussen, d. h. das Öffnen des Schirmes verzögern
und dadurch den Abstieg beschleunigen; indem er sich an dem Ende 3a der Leine 8
aufwärts zieht. Zu
diesem Zwecke muß das Ende 8a so lang und derart
geführt werden, daß es im Griffbereich des Abspringers liegt.
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Im Verlauf der Beschreibung der Erfindung sind die Mittel an der Leine,
auf welche das Gesperre wirkt, der Einfachheit halber mit Knoten bezeichnet worden.
Es sei jedoch bemerkt, daß im Sinne der Erfindung unter Knoten Verdickungen, Schleifen,
Schlingen o. dgl. beliebiger Art zu verstehen sind. Die Knoten genannten Verdickungen
können beispielsweise aus zwei lösbaren Metallteilen gebildet sein, durch welche
die Leine in Wellen hindurchläuft, um eine starke Reibung herbeizuführen. Wenn durch
Versuch oder Messung der Knoten an die richtige Stelle geschoben worden ist, wird
der zum Messen bzw. Versuch verwendete Knoten oder ein anderes Bauteil, beispielsweise
eine Kugel, an der betreffenden Stelle starr befestigt. Diese starre Befestigung
kann beispielsweise durch Wärmebehandlung (Aufschrumpfen, Aufschweißen) erfolgen,
wenn Leinen und Knoten aus metallischem Werkstoff bestehen.
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Im Rahmen der Erfindung sind viele von den dargestellten Beispielen
abweichende Ausfiihrungsmöglichkeiten vorhanden.