Параплан

Крыло состоит из двух полотен синтетической ткани, создающих верхнюю и нижнюю поверхности крыла. Они сшиваются по задней кромке и по бокам, а спереди оставляются зазоры — воздухозаборники, через которые набегающий поток воздуха надувает крыло изнутри. Внутри крыла параллельно направлению полёта располагаются вертикальные тканевые перегородки, задающие его профиль — нервюры.

В полёте поток воздуха, попадающий через воздухозаборники в крыло, создаёт в нём повышенное давление, благодаря чему крыло становится жёстким и приобретает соответствующий профиль.

Нервюры делятся на силовые и промежуточные. К силовым снизу крепятся стропы, промежуточные предназначены только для задания профиля крыла. В нервюрах делаются перепускные отверстия, через которые воздух может перетекать из одной секции крыла в другую. Это позволяет параплану легче надуваться при старте или после подсложения в воздухе.

Крыло делается из воздухонепроницаемых тканей. Для лучшего распределения нагрузки со строп силовые нервюры усиливаются каркасными лентами. Передние кромки нервюр (воздухозаборники) делаются полужёсткими, что облегчает наполнение параплана при старте.

Существуют также однооболочковые парапланы, отличающиеся меньшим весом и несколько худшими летными характеристиками по сравнению с традиционными двухоболочковыми.

Однако первый ЛА, напоминающий параплан, был сделан Дэвидом Бэришем именно по однооболочковой схеме.

Свободные концы и работа акселератора (акселератор показан синим)

Стропы обычно располагаются в несколько рядов (от 2 до 5), обозначаемых буквами «A», «B», «C» и «D» начиная с ряда, прикреплённого к передней кромке крыла. Последний ряд используется для управления и прикреплён к задней кромке крыла. Управление осуществляется клевантами. По высоте стропы делятся на ярусы. Нижний ярус крепится к свободным концам, к каждой стропе нижнего яруса крепятся несколько строп среднего яруса и т. д. Верхний ярус крепится к нервюрам. Стропы разных ярусов различаются по толщине: стропы нижнего яруса самые толстые, верхнего — самые тонкие.

Свободные концы имеют специальные петли для крепления карабинов подвесной системы.

Стропы изготавливаются из пара-арамидного волокна (кевлар) либо высокопрочного полиэтиленового волокна и могут быть как защищёнными полиэстеровой оболочкой, так и безоплеточными (в этом случае используются специальные пропитки или покрытия для защиты от ультрафиолетового излучения).

Подвесная система параплана, соединённая через карабины со свободными концами стропной системы, удерживает пилота под крылом в положении, удобном для полёта. Основой всех подвесных систем является сиденье с поддержкой спины, плечевыми, поясным и ножными обхватами. Конструктивно подвесная система выполнена из мягких элементов, в некоторых случаях с твёрдыми вставками, системы ремней, карабинов и регулирующих элементов.

В зависимости от назначения, положение пилота в подвеске может быть сидячим, лежачим и полулежачим. В большинстве подвесок положение спины относительно сиденья регулируется в некоторых пределах.

Среди дополнительных, но не обязательных элементов подвесной системы можно выделить:

• систему протекторов, снижающих риск травмирования при падении на спину либо на бок;
• отсек для груза;
• отсек для запасного парашюта;
• проводку для запасного парашюта;
• проводку для системы акселератора;
• систему крепления парамотора;
• карманы для мелких вещей;
• подножку;
• обтекатели.

Существует два способа управления парапланом: аэродинамический и балансирный. В полете они обычно используются совместно.

Аэродинамический способ управления

Затягивая клеванты, пилот подгибает заднюю кромку купола. Это приводит к изменению аэродинамических сил, действующих на параплан, и к изменению траектории полета. Если клеванты запутались, «потерялись» или оборвались, парапланом можно управлять и с помощью свободных концов последнего ряда строп. Следует делать это весьма аккуратно, поскольку деформация крыла при зажатии свободных концов существенно больше, чем при работе клевантами. Главной особенностью аэродинамического способа управления парапланом является так называемый ЭФФЕКТ МАЯТНИКА, выражающийся в запаздывании реакции аппарата на управляющие воздействия, а также возможности появления раскачки пилота относительно купола. Пилот должен постоянно помнить это и предугадывать характер поведения купола в воздухе с опережением на 1—2 секунды. Это явление объясняется большим удалением друг от друга центров масс и давления. При изменении формы купола происходит изменение действующих на него сил, в то время как пилота (центр масс) держат в воздухе не аэродинамические силы, а силы натяжения строп. Запаздывание реакции параплана возникает из-за того, что сначала изменяется траектория полета купола, и лишь спустя некоторое время, после достаточного удаления купола параплана и наклона строп, пилот тоже начнет изменять траекторию своего движения. Если же купол начинает «уходить» слишком быстро, пилот может начать раскачиваться под ним на стропах, как на качелях. Движения клевантов должны быть плавными. Чрезмерно резкое руление ведет к раскачке параплана.

Балансирный способ управления

Своим перемещением в подвесной системе, а также перемещением подвесной системы относительно купола с помощью триммеров или акселератора пилот может изменять положение центра тяжести относительно крыла параплана. Это приводит к изменению ориентации крыла относительно воздушного потока и, далее, к изменению аэродинамических сил и траектории полета. Выполнение энергичных маневров данным способом невозможно, но потери высоты при выполнении маневров оказываются несколько меньше, чем при аэродинамическом способе управления.

Управление горизонтальной скоростью полета

Обычно параплан балансируется таким образом, чтобы при отпущенных клевантах его траектория снижения была наиболее пологой. При затягивании клевант пилот подгибает заднюю кромку купола, что приводит к увеличению значений коэффициентов подъемной силы Cy и сопротивления Cx. Параплан тормозится. Причем, поскольку коэффициент сопротивления Cx растет значительно быстрее, чем коэффициент подъемной силы Cy, траектория полета крыла наклоняется вниз.

Торможение параплана клевантами.

При торможении параплана его ориентация относительно земли не меняется, так как центры давления и тяжести расположены далеко друг от друга. А поскольку траектория полета наклоняется вниз, то угол атаки крыла увеличивается. Чем глубже зажимаются клеванты, тем сильнее тормозится параплан, тем больше наклоняется к земле траектория его полета и увеличивается угол атаки. Он не может расти бесконечно. После выхода крыла за критический угол атаки происходит срыв потока. Плавность обтекания крыла воздухом прерывается, и оно начинает, складываясь, валиться вниз и назад за спину пилота. Этот режим называется ЗАДНЕЕ СВАЛИВАНИЕ. На многих парапланах выход из сваливания проблематичен из-за непредсказуемости поведения аппарата в момент раскрытия крыла.

Классификация парапланов по безопасности неразрывно связана с их сертификацией. В разное время существовали различные системы сертификации парапланов[1] по безопасности:

1. Французская система ACPUL (фр. Association des Constructeurs des Planeurs Ultra-Legers — Ассоциация конструкторов безмоторных СЛА) — первая система сертификации парапланов, получившая широкое признание и активно применявшаяся с начала 1990-х годов.
2. Система AFNOR (фр. Association Francaise de NORmalisation — Французская ассоциация по сертификации) — французский государственный стандарт на парапланы, поглотивший систему ACPUL в середние 1990-х годов.
3. Немецкая система LTF (нем. Lufttüchtigkeitsforderungen — требования к лётной годности), ранее называвшаяся DHV (нем. Deutscher Hangegleiter Verband — Немецкая ассоциация дельтапланеризма) начала разрабатываться одновременно с развитием массового парапланеризма (с середины 1980-х годов) исключительно для немецкого рынка, оказалась более продуманной по сравнению с ACPUL и AFNOR и, в отличие от них, со временем приобрела всё большее распространение и авторитет.
4. Единая евронорма CEN (фр. Comité Européen de Normalisation или англ. European Committee for Standardization — Европейский комитет по стандартизации) разрабатывалась как единая система для всех стран Евросоюза с начала XXI века на основе систем AFNOR и DHV, но широко применяться начала лишь в 2006 году.

Сравнение шкал сертификационных систем AFNOR, LTF и CEN[2]:

Характеристика классов безопасности парапланов (в системе AFNOR):

• Парапланы класса «Standart» — отличаются простотой управления и высокой степенью безопасности, прощают многие ошибки пилотирования и самостоятельно выходят из опасных режимов, но вместе с тем обладают более низкими лётными качествами. Предназначены для начинающих пилотов и пилотов, имеющих небольшой налёт, а также для редко летающих пилотов (пилотов «выходного дня»)'''''.
• Парапланы класса «Performance» — требуют определённого опыта пилотирования, для выхода из опасных режимов требуют однократного правильного воздействия пилота, обладают лучшими лётными качествами. Предназначены для подготовленных и опытных пилотов.
• Парапланы класса «Competition» — обладают самыми высокими лётными качествами, но при этом очень требовательны к пилоту, для выхода из опасных режимов требуют совершения определённой последовательности правильных действий. Предназначены для спортсменов, профессионалов и пилотов со значительным опытом.

В зависимости от назначения можно выделить следующие виды парапланов:

• учебные («школьные») — для первоначального обучения;
• для маршрутных полётов (англ. cross-country);
• «акро» — для выполнения фигур высшего пилотажа (аэробатика);
• тандем — двухместные парапланы (как правило, для полётов опытного инструктора с пассажиром, не имеющим специальной подготовки);
• для моторизированных полётов (см. парамоторы, паралёты).

Подвесные системы в зависимости от условий использования условно делятся на несколько типов:

• учебные — с сидячим положением пилота и хорошей системой защитных протекторов;
• универсальные — с полулежачим, регулируемым в широких пределах положением пилота.
• спортивные — с лежачим положением пилота и съёмными либо выполненными за одно целое обтекателями;
• облегчённые — имеющие только базовые элементы и минимум дополнительных;
• трансформеры (комбинированные) — совмещают функциональность подвески и рюкзака для переноски всего комплекта оборудования;
• для тандемных полётов — снабжённые специальной дополнительной подвесной системой для пассажира.
• для моторизированных полётов — снабжённые системой крепления парамотора.
• акро — выдерживающие максимальные нагрузки и имеющие место для двух запасных парашютов.