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Vorrichtung zur Verminderung des Entfaltungsstoßes sowie zur Regelung
der Sinkgeschwindigkeit und zur Lenkung von Fallschirmen Die Entwicklung der Luftfahrt,
insbesondere die Erhöhung der Fluggeschwindigkeit, stellt an die Leistungsfähigkeit
von Fallschirmen erhöhte Anforderung-en. Auch werden :in zunehmendem Maße schwere
Lasten mittels Fallschirmen abgeworfen. Einer Erhöhung der Festigkeit des Fallschirms
durch Verwendung stärkeren Gewebes od. dgl. :ist aber praktisch eine iG.renze gesetzt
insofern, als die Anforderungen gerade im Augenblick .des Entfaltungsstoßes besonders
hoch sind, da der Widerstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst. Es hat
sich bei den gebräuchlichen Fallschirmen herausgestellt, daß der Entfaltungsstoß
besonders im Hinblick auf große Fluggeschwindigkeiten so groß wird, daß er außerdem
zu Körperschäden führen kann. Die Entwicklung von Fallschirmen geht daher dahin,
den Entfaltungsstoß zu dämpfen, d. h. die Entfaltung der Fallschirmkappe nicht mehr
oder weniger schlagartig, sondern kontrolliert und stetig vor sich gehen zu lassen..
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Es sind bereits Fallschirme bekanntgeworden; bei denen zwecks stetiger,
nicht schlagartiger Vergrößerung der Widerstandsfläche der Fallschirmkappe die Fangleinen
gruppenweise durch ringförmig angeordnete und gegeneinander verspannte Segmente
hindurchgeführt sind, so daß die Fangleinen je nach Höhenlage des Segm-entensystems
zwischen dem Scheitelpunkt des Fallschirms und dem Gurtzeug eine mehr oder weniger
freie Länge haben. je höher das Segmemtensystem,in der Strecklage des Fallschirms
eingesteuert ist, d. h. je näher es an der Fallschirmkappe liegt, um -so kürzer
sind die freien Längen der Fangleinen von den: Durchtrittsstel.len an den. ringförmigen
Segmenten bis zum Kappenrand. Da das Segmen.tensystem die Fangleinen verhältnismäßig
eng nebeneinander hält,
stehen die kurzen freien Längen der Fangleinen
einer Entfaltung der Fallschirmkappe entgegen, und zwar .insofern, als die Lüfteintrittsöffnung
dadurch gewissermaßen künstlich eng gehalten wird. Da in dieser Phase des Entfaltungsvorganges,
nämlich der Strecklage, die Kappe sich aber schon zu füllen beginnt, hat ihr Rand
-das Bestreben, sich zu erweitern. Die Fangleinen werden hierdurch abgewinkelt und
treiben das Segmnentensystem nach unten. Damit nehmen die freien Längen .der Fangleinen
zu, was wiederum eine Vergrößerung der Lufteintrittsöffnung und damit der Widerstandsfläche
des Fallschirms zur Folge hat. Hierdurch werden die Fangleinen erneut abgewinkelt,
so daß sich der vorbeschrielbene Vorgang kontinuierlich unter wechselseitiger Einwirkung
abspielt, bis das Segmentensystem seine Tiefstlage eingenommen hat. In diesem Augenblick
erst ,ist der Fallschirm voll entfaltet. Der Entfaltungsvorgang wird dabei so gesteuert,
daß die bisherigen hohen Spitzenkräfte des Entfaltungsstoßes nicht auftreten. Fallschirme,
deren maximale Festigkeit einer Absprungsgeschwindigkeit von 4oo km/h bei, einer
Last von zoo kg entsprachen, haben bei gleicher Last eine Abwurfgeschwindigkeit
bis 6oo km/h erreicht.
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Bei ,den bisherigen Fallschirmen dieser Art war das Segmentensystem
über die ganze Länge der Fangleinen frei beweglich; allenfalls wurde es durch eine
Verbindungsleine zum üblicherweise vorhandenen Hiafsschirm in der Strecklage hochgezogen.
Diese Anordnung kann zu Versagern führen, da mit der Wirksamkeit des Hilfsschirms
nicht mit Sicherheit gerechnet werden kann. und es hierbei auch möglich ist, daß
das Segmentensystem eine zu hohe Lage bei der Strecklage des Fallschirms einnimmt.
Die richtige Höhenlage ist in nachteiliger Weise von dem richtigen Zusammenlegen
des Fallschirms abhängig und wird nicht zwangläufig eingesteuert, wenn der Fallschirm
sich in Strecklage befindet.
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Die Erfindung geht von dem Leitgedanken aus, eine Vorrichtung der
vorbeschriebenen Art zu schaffen, die in selbsttätiger oder in willkürlich beeinfiußbarer
Weise den Füllungsvorgang an Fallschirmen bremst bzw. regelt und die die genannten
Nachteile nicht aufweist.
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Erfindungsgemäß wird daher eine Vorrichtung zur Verminderung des Entfaltungsstoßes
sowie zur Regelung der Sinkgeschwindigkeit und zur Lenkung von Fallschirmen der
vorgenannten Bauart vorgeschlagen, deren kennzeichnendes Merkmal darin besteht,
daß die Höhe des zwischen den Fangleinen beweglichen Segmentensystems während des
Entfaltungsvorganges des Fallschirms begrenzt ist. Hierdurch wird erreicht, daß
sich das Segmentensystem unabhängig von seiner Lage beim zusammengelegten Fallschirm
in der Strecklage desselben in die richtige Höhenlage einstellt, wobei eine zu hohe
Einsteuerung, die zu einem Versager führen könnte, und eine zu tiefe Einsteuerung,
die die erwünschte Wirkung des Segmentensystems verhindern würde, ausgeschlossen
ist.
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Die Höchstlage des Segmentensystems bei der Strecklage wird erfindungsgemäß
durch eine feste Verbindung, zweckmäßig eine am Gurtzeug befestigte Mittelleine
begrenzt und durch ein am Segmentensystem angreifendes Segel eingesteuert. Das Segel
verhindert gleichzeitig eine zu tiefe Lage des Segmentensystems gerade in der Strecklage,
da hierbei die Fallgeschwindigkeit des Fallschirms und damit die Zugkraft des Segels
verhältnismäßig groß ist, wodurch das System nachhaltig nach oben gezogen wird.
Eine zu hohe Einsteuerung wird durch die endliche Länge der nach unten führenden
Mittelleine vermieden.
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Die Höchstlage des Segmentensystems in der Strecklage kann erfindungsgemäß
auch durch eine zum Scheitelpunkt des Fallschirms führende obere Mittelleine eingesteuert
werden, die durch ihre endliche Länge zudem ein zu tiefes Einstellen des Sektorensystems
verhindert. Diese obere Mittelleine kann zusätzlich zu dem Segel oder auch allein
vorgesehen sein.
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Bei zunehmender Entfaltung des Fallschirms und damit verbundenem Herabgleiten
des Segmentensystems entlang der Fangleine vergrößert sich jedoch der Abstand zwischen
Scheitelpunkt des Fallschirms und System. Diese Abstandsänderung ist zwar nicht
bedeutend, da ihr die Verkürzung der gesamten Länge des gestreckten Fallschirms
durch die sich mehr und mehr mit der Erweiterung der Fallschirmkappe geneigt einstellenden
Fangleinen entgegenwirkt, jedoch wird insbesondere der letztgenannte Erfindungsvorschlag
dahingehend erweitert, daß die obere Mittelleine zwecks Spielgebung zum Ausgleich
der Abstandsänderung zwischen Scheitelpunkt und Segmentensystem mit ihrem oberen
verlängerten Ende durch eine Öse im Scheitelpunkt hindurchgeführt ist, wobei die
Spielgebung beispielsweise durch eine Ausbildung des verlängerten Endes zu einer
zusamm.enziehbaren Schlaufe oder durch Anschlag eines Endknotens der Mittelleine
an der Öse begrenzt ist. Diese Spielgebung läßt nicht etwa den ursprünglich gedachten
Zweck der Mittelleine hinfällig werden, der darin besteht, das Segmentensystem in
die gewünschte Höchstlage zu bringen, da die Gleitreibung der Mittelleine in der
Scheitelöse größer ist als die Reibung der Fangleinen in den Segmenten. In der Strecklage
verlaufen nämlich die Fangleinen vom Gurtzeug bis zum Kappenrand annähernd parallel;
eine Reibung tritt aber erst bei einer Abwinklung derselben ein. Die hierbei nach
unten gerichteten Kraftkomponenten sind aber dann so groß, daß sie die Reibung in
der Scheitelöse überwinden und die Spielgebung zur Wirkung bringen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Höhenlage des Segmentensystems
während des Sinkens des Fallschirms willkürlich veränderbar, d. h. die Widerstandsfläche
der Fallschirmkappe ist durch Maßnahmen des Springers regelbar. Dies ist besonders
dann zweckmäßig, wenn die Sinkgeschwindigkeit gesteuert werden soll, etwa um einem
für die Landung ungünstigen Gelände zu entgehen. Hierzu wird erfindungsgemäß die
obere
Mittelleine nach Umlenkung an der im Scheitelpunkt angeordneten
Öse durch das Segmentensystem hindurch bis zum Gurtzeug verlängert und dort befestigt.
Die obere Mittelleine kann dabei mit ihrer Verlängerung und die untere Mittelleine
zusammen eine einzige Leine bilden, die nur durch das Segmentensystem selbst unterbrochen
und die am Scheitelpunkt gleitbar und am Gurtzeug unter Anschlag beispielsweise
zwischen zwei Führungsringen umgelenkt wird. Eine derartige Anordnung stellt einen
Füllungsregler dar, mit dessen Hilfe der Fallschirm gelenkt «erden kann. Durch Zug
an der unmittelbar zum Scheitelpunkt führenden Leine wird nämlich über die obere
Mittelleine das Segmentensystem nach oben gezogen, wodurch die freie Länge der Fangleinen
wieder verkürzt und damit die Widerstandsfläche der Fallschirmkappe verkleinert
wird. Der Fallschirm beginnt dann schneller zu sinken. Durch Zug an der zum Segmentensystem
führenden Leine kann dasselbe wieder herabgezogen und damit die Sinkgeschwindigkeit
wieder verkleinert werden.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht, und zwar zeigen Abb. i bis 3 einen Fallschirm mit einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung in drei verschiedenen Entfaltungsstadien und Abb. q. bis 6 verschiedene
Ausführungsarten der Vorrichtung in schematischer Darstellung. _ Die dargestellten
Vorrichtungen haben als gemeinsames Merkmal ein Segmentensystem; das aus vier gleichen,
kreisförmig gekrümmten Segmenten 7 besteht, die zweckmäßig aus Aluminium gefertigt
sind. Die Metallsegmente 7 haben je acht polierte Bohrungen 8, durch deren innere
sechs Bohrungen die Fangleinen 9 hindurchgeführt sind, und zwar in der Reihenfolge,
wie diese am Basisrand 12a der Fallschirmkappe 12, und in Gruppen, wie sie am Gurtzeug
1o befestigt sind. Durch die beiden äußeren Bohrungen eines jeden Metallsegments
7 sind Spannseile 11 so durchgeführt, daß sie die vier Segmente in einer Ebene halten,
wenn sie gespannt sind, d.11. wenn der Fallschirm sich entfaltet bzw. entfaltet
hat. In den Abb. q. bis 6 sind die Segmente 7 und der Verlauf der Spannseile i i
erkennbar; die Fangleinen 9 sind lediglich bei den rückwärtigen Segmenten 7 angedeutet.
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Die Metallsegmente 7 werden von den Fangleinen 9 gleitbar geführt
und können somit ihre Höhenlage ändern. je näher das Segmentensystem bei sich öffnendem
Fallschirm dem Basisrand 12a der Fallschirmkappe 12 liegt, um so kürzer sind die
freien Längen 9a der Fangleinen 9, d. h. also die von den Segmenten 7 bis zum Basisrand
12a verlaufenden Teile der Fangleinen. Das Segmentensystem nimmt zweckmäßig im ersten
Entfaltungsstadium des Fallschirms, der sogenannten Strecklage, eine möglichst hohe
Stellung ein (Abb. i). Hierdurch wird die Lufteintrittsöffnung bewußt klein gehalten,
womit die Entfaltung der Kappe 12 verzögert wird. Der Luftdruck innerhalb des oberen
Teils der Kappe 12 steigt zufolge der großen Fallgeschwindigkeit trotzdem rasch
an, und es entwickelt sich die sogenannte Keulenform des Fallschirms (Abb. 2). Bei
normalen Fallschirmen erfolgt dann mehr oder weniger schlagartig die volle Entfaltung
der Kappe 12 gemäß Abb. 3. Gerade dieser letztgenannte Entfaltungsstoß ist bei hoher
Absprungsgeschwindigkeit so groß, daß die Bauteile des Fallschirms über ihre Festigkeitsgrenzen
hinaus beansprucht werden können. Auch ist er dem menschlichen Körper nicht mehr
zuträglich.
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Es ist aus den Abb. i bis 3 ersichtlich, daß das in der Strecklage
(Abb. i) möglichst hoch angeordnete Segmentensystem den Entfaltungsvorgang zwangläufig
verzögert. Die kurzen freien Längen 911 der Fangleinen 9 lassen eine schnelle Vergrößerung
der Lufteintrittsöffnung gar nicht zu, da sie bei einer sich anbahnenden Erweiterung
des Basisrandes 12a durch die Führung in den Segmenten 7 gegenüber den unterhalb
des Systems verlaufenden Teilen 9b abgewinkelt werden, wodurch in den Bohrungen
8 der Segmente 7 ein Reibungswiderstand entsteht. Hierdurch werden die freien Längen
9a etwas festgehalten, so daß sie eine schnelle Erweiterung des Basisrandes 12a
verhindern. In dem Maße jedoch, wie an den Segmenten 7 zufolge der abgewinkelten
Fangleinen 9a einerseits und der Reibungskraft andererseits sich eine nach unten
gerichtete resultierende Kraft einstellt, gleitet das System nach unten, bis die
Reibungskraft wieder überwiegt und eine weitere Entfaltung der Kappe 12a in vorbeschriebenem
Sinne verhindert. Diese beiden Vorgänge gehen in der Praxis ineinander über, so
daß ein stetiges Abwärtsgleiten des Segmentensystems bis zu einer unteren Endlage
(Abb. 3) die Folge ist. Hierdurch wird aber gerade das unkontrollierbare und schlagartige
Entfalten der Kappe 12 vermieden.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ist in Abb. q. bis
6 schematisch dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Abb. q. ist die Einsteuerung
des Segmentensystems nach oben durch eine am Gurtzeug io befestigte untere Mittelleine
13 begrenzt. Das System wird durch ein Segel 14. bei der Strecklage des Fallschirms
so weit nach oben gezogen, bis die Höchstlage erreicht, d. h. die Mittelleine 13
gestreckt ist (Abb. i). Wenn das Segmentensystem zufolge der vorbeschriebenen Vorgänge
nach unten gleitet, hängt die Mittelleine 13 locker (Abb. 2 und 3).
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Eine andere Ausführungsart des Erfindungsgegenstandes zeigt Abb. 5.
Hier ist nicht nur eine untere Mittelleine 13, sondern als Ersatz für das Segel
14 auch eine obere Mittelleine 15 vorgesehen, die zum Scheitelpunkt der Kappe 12
führt, daselbst durch eine Öse 16 umgelenkt wird und zu einer zusammenziehbaren
Schlaufe 15a ausgebildet ist. Die Schlaufe 15a hat die Aufgabe, beim Heruntergleiten
des Segmentensystems der Mittelleine 15 mehr Länge zu geben. Diese Spielgebung braucht
jedoch nur der effektiven Entfernungszunahme des Segmentensystems vom Scheitelpunkt
zu entsprechen; wie sie beim Vergleich der Abb. i bis 3 ersichtlich ist. Der Gleitwiderstand
der Schlaufe 15a reicht
aus, um der oberen Mittelleine 15 im Augenblick
der Strecklage eine feste Einspannung zu geben, damit sie das System so hoch zieht,
wie es die Länge der unteren Mittelleine 13 erlaubt. Eine zu tiefe Lage des Systems,
die die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht zur vollen Wirkung kommen lassen würde,
wird durch die Begrenzung nach oben vermieden.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung des Erfindungsgegenstandes zeigt
Abb.6. Die obere Mittelleine 15 ist hierbei auch durch eine Öse 16 am Scheitelpunkt
der Rappe 12 hindurchgeführt, jedoch nicht zu einer Schlaufe ausgebildet, sondern
bis zum Gurtzeug io durch das Segmentensystem hindurch verlängert, wobei die Verlängerung
15v sich an die untere Mittelleine 13 anschließt. Die beiden Leinen 13 und 15 bilden
also mit der Verlängerung 15v und dem System ein geschlossenes Ganzes. Die untere
Mittelleine 13 ist nicht am Gurtzeug io befestigt, sondern sie ist dort durch zwei
im Abstand voneinander angeordnete Führungsringe 17 hindurchgeführt und geht dann
in die Verlängerung i5v, d. h. die zum Scheitelpunkt durchgehende Leine, über. An
dem zwischen den beiden Führungsringen 17 verlaufenden Stück ist die untere Mittelleine
13 zu einem Anschlagknoten 18 verdickt, wodurch die Höchstlage des Systems analog
zu den Ausführungsarten nach Abb. 4 und 5 begrenzt wird. Der Abstand der beiden
Führungsringe 17 sowie das nach unten überhängende Teil der durchgehenden Leine
15c ersetzen die Spielgebung für die obere Mittelleine 15 analog der Schlaufe 1511
in Abb. 5. Die richtige Einsteuerung des Reglersystems in der Strecklage ist also
auch bei dieser Anordnung sichergestellt. Darüber hinaus ist .es nunmehr möglich,
durch die lange Leine 15b von oben auf das Reglersystem einzuwirken. Durch Zug an
dieser durchgehenden Leine kann der Springer nämlich das Abgleiten des Systems aufhaltend
beeinflussen, wodurch die Entfaltung des Fallschirms nachhaltig verzögert wird.
Er kann selbst das bereits herabgeglittene System wieder hochziehen und dadurch
Entfaltungsstadien gemäß den Abb.2 und i wiederherstellen. Die Regelbarkeit der
Füllung während des Sinkens versetzt den Springer in die Lage, seine Sinkgeschwindigkeit
zu erhöhen, etwa um einem ungünstigen Landungsplatz zu entgehen, der bei normaler
Sinkgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Abtrift zu erwarten ist.