Paralotnia - Polski Serwis Naukowy

Paralotnia

Paralotnia, zwana też glajtem lub parapentem, jest rodzajem szybowca o miękkim płacie nośnym (miękkopłat). Wywodzi się w prostej linii od tzw. spadochronów szybujących, od których odróżnia się dużo większą doskonałością i sterownością. Używana jest głównie do celów rekreacyjnych i sportowych (paralotniarstwo).

Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang.: United States, United States of America, US, USA) – państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu, Oceanem Atlantyckim od wschodu.
Przeciągnięcie - w aerodynamice lotniczej - zjawisko znacznego, gwałtownego spadku siły nośnej i gwałtownego przyrostu oporu aerodynamicznego, na skutek zbyt dużego kąta natarcia skrzydła - ściślej przekroczenia krytycznego kąta natarcia skrzydła i wystąpienia chwilowej, częściowej lub całkowitej utraty sterowności..

Budowa paralotni

Elementem nośnym paralotni jest skrzydło. Do niego za pomocą linek i taśm nośnych podczepiona jest uprząż dla pilota.

W skład typowego zestawu wchodzą:

skrzydło,

uprząż,

system RSH – Ratowniczy System Hamujący, tzw. spadochron zapasowy,

karabinki do połączenia uprzęży z paralotnią,

kask ochronny,

zestaw dodatkowych przyrządów – wariometr, GPS, kompas, radiotelefon, plecak.

Masa całego zestawu dochodzi do 20 kg, chociaż na potrzeby tzw. paraalpinizmu (wspinaczka połączona ze zlotem na paralotni) produkowane są zestawy o masie nieprzekraczającej 5 kg.

Narciarstwo – jedna z dyscyplin sportowych polegająca na przemieszczaniu się lub wykonywaniu ewolucji przy pomocy sprzętu narciarskiego – nart, a także kijków. Narty mocowane są do butów narciarza za pomocą specjalnych wiązań.
Global Positioning System (GPS) - właściwie GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System – NAVigation Signal Timing And Ranging) – jeden z systemów nawigacji satelitarnej, stworzony przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, obejmujący swoim zasięgiem całą kulę ziemską. System składa się z trzech segmentów: segmentu kosmicznego - 31 satelitów orbitujących wokół Ziemi na średniej orbicie okołoziemskiej; segmentu naziemnego - stacji kontrolnych i monitorujących na ziemi oraz segmentu użytkownika - odbiorników sygnału. Zadaniem systemu jest dostarczenie użytkownikowi informacji o jego położeniu oraz ułatwienie nawigacji po terenie.

Skrzydło

Budowa skrzydła paralotni:
1 Górne poszycie, 2 Dolne poszycie, 3 Żebra utrzymujące profil skrzydła, 4 Ukośne wzmocnienia (v-wsparcia) poprowadzone od żebra związanego z linkami nośnymi, 5 Linki galerii, 6 i 7 Linki nośne, 8 Taśma nośna

Skrzydło paralotni jest konstrukcją komorową, która pod ciśnieniem przepływającego przez nią powietrza uzyskuje profil aerodynamiczny. Jego powierzchnia w rozłożeniu wynosi zazwyczaj od ok. 20 do ponad 30 m² (wersje dwuosobowe do 44 m²). Masa współczesnego skrzydła to ok. 4-8 kg (do 10 kg w wersji dwuosobowej).

Silnik spalinowy — silnik wykorzystujący sprężanie i rozprężanie czynnika termodynamicznego (gazu) do wytworzenia momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest gaz "zimny", a rozprężany — "gorący". Do sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniejsza ilość energii mechanicznej niż uzyskuje się z rozprężania. Z tego powodu energia uzyskana z rozprężania zużywana jest do sprężania gazu i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa, stąd nazwa: silnik spalinowy.
Krawędź natarcia skrzydła (lub łopaty wirnika) to linia łącząca noski kolejnych profili płata. Innymi słowy jest to przednia krawędź skrzydła płatowca.

Na dolnej części krawędzi natarcia znajdują się wloty, przez które pod wpływem prędkości postępowej dostaje się powietrze. Jego zwiększone ciśnienie powoduje wypełnienie płata i uzyskanie profilu aerodynamicznego. Bardzo istotne dla prawidłowej pracy skrzydła jest, by nie zwalniało poniżej prędkości minimalnej. Z powodu zbyt niskiego ciśnienia następuje wtedy deformacja profilu i utrata siły nośnej.

Krótkofalówka – (krótkofalowa radiostacja ręczna lub nasobna 3-30 Mhz) urządzenie radiowe nadawczo-odbiorcze przesyłające informacje głosowe drogą radiową w paśmie fal krótkich. Potocznie jednak (i w związku z tym nieprawidłowo) określenie to używane jest na oznaczenie ręcznego nadajnika-odbiornika (radiotelefonu, transceivera) pracującego w paśmie fal ultrakrótkich. Do przekazywania informacji drogą radiową potrzebne są następujące elementy: nadajnik i odbiornik radiowy oraz antena nadawcza i odbiorcza. Pomiędzy antena nadawczą i odbiorczą tworzy się tor łączności radiowej. Fala nośna wytworzona przez nadajnik, przed wypromieniowaniem musi być zmodulowana. Rozróżniamy kilka rodzajów modulacji np.:
Profil lotniczy – obrys przekroju skrzydła samolotu, łopaty śmigła itp. w płaszczyźnie prostopadłej do osi biegnącej wzdłuż rozpiętości skrzydła (lub promienia śmigła czy wirnika). Cechą charakterystyczną profilu lotniczego jest zdolność do efektywnego wytwarzania siły nośnej pod wpływem powietrza opływającego profil (płat).

W celu łatwiejszego napełniania się płata powietrzem, w żebrach znajdują się otwory umożliwiające przepływ pomiędzy komorami. Dzięki nim nawet znacznie podwinięte skrzydło jest w stanie odzyskać właściwy kształt.

Z dolną częścią żeber związane są linki nośne, a z krawędzią spływu – sterówki.

Linki i taśmy nośne

Taśmy nośne z przyspieszaczem:
1 Taśmy nośne, 2 Mocowanie uprzęży, 3 Mocowanie linek przyspieszacza, 4 Przyspieszacz (część skrzydłowa), 5 Bloczki, 6 i 7 Taśmy ściągające

Linki umocowane są do uprzęży za pomocą taśm nośnych w dwóch punktach, co ułatwia sterowanie, natomiast do skrzydła w kilkudziesięciu, dzięki czemu siły są równomiernie rozłożone i utrzymują właściwy kształt płata. Łączna długość linek dochodzi do 500 m. Średnica zazwyczaj zawiera się w zakresie 1-2 mm.

Doskonałość statku powietrznego (doskonałość aerodynamiczna) - jest to stosunek współczynnika siły nośnej Cz do współczynnika oporu Cx (np.: 32).
Skrzydło samolotu (płat nośny) – zespół płatowca, jeden z głównych elementów konstrukcyjnych statków powietrznych (samolotów, szybowców) służący do wytwarzania siły nośnej. W przekroju skrzydło ma kształt profilu lotniczego. Na krawędzi skrzydła umieszczone są lotki i często urządzenia do zwiększenia siły nośnej. Skrzydło tworzy często zespół konstrukcyjny w skład którego mogą wchodzić gondole silnikowe, podwozie, zbiorniki paliwa oraz pomieszczenia na ładunek użytkowy.

Sterówki

Sterówki umocowane są do krawędzi spływu skrzydła. W odróżnieniu od linek nośnych, ich dolne końce nie są przymocowane nieruchomo do taśm nośnych, lecz przeprowadzone przez bloczek i zakończone uchwytami (po jednym do każdej z rąk pilota). Poprzez zaciąganie sterówki następuje zmiana kąta natarcia jednej z połówek skrzydła powodująca skręcanie paralotni w wybranym kierunku.

Krawędź spływu to linia łącząca ostrza kolejnych profili płata, czyli tylna część skrzydła, gdzie zbiegają się strugi powietrza znad i spod skrzydła.
X-38 "Statek Powrotny Załogi" (ang. Crew Return Vehicle, CRV) - jest to autonomiczny pojazd ratunkowy, który miał służyć przebywającym na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronautom jako rodzaj szalupy ratunkowej, wykorzystywanej w razie wystąpienia poważnej awarii na stacji i powstania zagrożenia życia dla jej załogantów (np. ciężka choroba bądź poważne obrażenia astronautów wskutek wypadku na stacji - wymagające natychmiastowego leczenia szpitalnego). NASA przerwała realizacje tego projektu w roku 2001.

Przyspieszacz (speedsystem)

Działanie przyspieszacza

Wiele paralotni wyposażonych jest w przyspieszacz. Do belki znajdującej się pod nogami pilota przymocowane są dwie linki, których zaciągnięcie skraca przednie linki nośne skrzydła, zmniejszając kąt natarcia. Paralotnia osiąga wtedy większą prędkość postępową, jednocześnie opadając szybciej.

Sterowność - cecha procesu lub obiektu (np. samolotu, statku) określająca jego podatność na sygnały sterujące (np na wychylenie wolantu, obrót koła sterowego, ale także na zmianę sterującego napięcia elektrycznego na wejściu wzmacniacza), objawiająca się właściwą, przewidzianą reakcją na te sygnały.
Śmigło - rodzaj pędnika, urządzenie służące do przetwarzania momentu obrotowego (a ściślej mocy) napędzającego silnika na siłę ciągu. Siła ta powstaje podczas ruchu obrotowego śmigła w wyniku różnicy ciśnienia przed i za powierzchnią składających się na śmigło łopat. Oprócz łopat śmigło posiada również piastę. Niektóre śmigła mają urządzenia do zmiany kąta natarcia (może być zmieniany ręcznie lub automatycznie tzw. skok śmigła}, do ustawienia w tzw. chorągiewkę (po awarii silnika), do odladzania krawędzi natarcia.

Uprząż

Uprząż paralotniowa przypomina kształtem plecak. Wyposażona jest w system taśm, które zabezpieczają pilota przed wypadnięciem. Najważniejsze z nich są trzymające pilota taśmy udowe oraz taśma piersiowa, utrzymująca odstęp pomiędzy taśmami nośnymi skrzydła.

Uprząż łączy się z taśmami skrzydła za pomocą dwóch karabinków. Pod siedziskiem znajduje się deska (rzadziej płyta z tworzywa sztucznego), która pozwala pilotowi poprzez balans ciałem nierównomiernie obciążać połówki skrzydła i w ten sposób sterować paralotnią.

Spadochron – statek powietrzny, który wykorzystując opór powietrza do zmniejszenia prędkości opadania w atmosferze, pozwala na bezpieczne wylądowanie podwieszonego skoczka, sprzętu lub ładunku.
Ziemia (łac. Terra) − trzecia licząc od Słońca, a piąta co do wielkości planeta Układu Słonecznego. Pod względem średnicy, masy i gęstości jest to największa planeta skalista Układu.

W dolnej i plecowej części uprzęży (w niektórych – również po bokach) znajduje się protektor, zabezpieczający pilota przed urazami w razie upadku z niewielkiej wysokości (np. przy nieudanym lądowaniu).

Większość uprzęży wyposażona jest w specjalny pojemnik na spadochron zapasowy. Zazwyczaj znajduje się on bezpośrednio pod siedzeniem. W modelach pozbawionych tego pojemnika, spadochron przewozi się w specjalnej torbie przymocowanej z przodu pomiędzy karabinkami, zwanej kontenerem.

Napęd

Paralotnia może zostać wyposażona w napęd spalinowy. Jest to zazwyczaj silnik dwusuwowy ze śmigłem obudowanym w kosz, zamocowany na plecach pilota. Ze względu na znaczną wagę napędu i inny rozkład sił niż przy swobodnym lataniu, paralotnie przeznaczone do lotów z napędem mają nieznacznie odmienną konstrukcję.

Lotnia klasyczna jest aerodyną, w której sterowanie odbywa się poprzez zmianę względnego położenia środka ciężkości pilota. Według polskiego prawa lotnia umożliwia swoją konstrukcją start z nóg oraz posiada wewnętrzne elementy usztywniające oraz rozpięte na nich powierzchnie nośne.
National Aeronautics and Space Administration (NASA) (pl. Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej) – agencja rządu Stanów Zjednoczonych odpowiedzialna za narodowy program lotów kosmicznych, ustanowiona 29 lipca 1958 r. na mocy National Aeronautics and Space Act.

Po domontowaniu do skrzydła od paralotni (odpowiedniej wielkości) wózka z napędem otrzymujemy pojazd latający nazywany motoparalotnią (paraplanem).

System hamujący (spadochron zapasowy)

Ratowniczy system hamujący jest obowiązkowym wyposażeniem paralotni. Składa się z pojedynczego spadochronu klasycznego (okrągłego) lub – rzadziej – systemu kilku połączonych spadochronów. Przechowywany jest w uprzęży lub osobnej torbie przymocowanej do taśmy krzyżakowej, z uchwytem znajdującym się w łatwo dostępnym miejscu, tak by w razie awarii lub utraty kontroli nad paralotnią mógł być natychmiast użyty przez pilota.

Paralotniarstwo – sport i forma rekreacji polegająca na lataniu przy użyciu paralotni. Jest jednym z najpopularniejszych (szczególnie w Europie i Ameryce Południowej) sportów lotniczych. Paralotniarstwo jest często mylone z lotniarstwem. Zasadniczą różnicą jest brak sztywnych elementów konstrukcyjnych w paralotni.
Plecak – worek przystosowany do noszenia na plecach. Szczególnie popularny w turystyce. Duże plecaki zazwyczaj wyposażone są w stelaż, który rozkłada ciężar plecaka bardziej równomiernie na plecach człowieka. Pojemność plecaka zazwyczaj określa się w litrach.

Dodatkowe wyposażenie

Osobny artykuł: Paralotniarstwo.

W zależności od rodzaju wykonywanych lotów piloci paralotni korzystają z dodatkowych akcesoriów, takich jak krótkofalówka, GPS czy wariometr.

Sterowanie

Sterowanie paralotni opera się na asymetrycznej deformacji skrzydła i zmianie sił działających na jego połowy. Można tego dokonać na dwa sposoby: zaciąganiem sterówki oraz przez balans ciałem.

Sterówki

Zaciągnięcie jednej ze sterówek powoduje skierowanie krawędzi spływu ku dołowi i zwiększa m.in. współczynnik oporu jednej strony. W efekcie paralotnia skręca w kierunku zaciągniętej sterówki.

Plecy są dużym grzbietowym (tylnym) obszarem ludzkiego ciała zaczynającym się od górnej granicy okolicy pośladkowej, a kończącym na tylnej powierzchni szyi i ramion.
Silnik dwusuwowy jest to silnik spalinowy, w którym cztery fazy pracy (ssanie, sprężanie, praca i wydech) wykonywane są w ciągu dwóch suwów (od górnego do dolnego skrajnego położenia) tłoka.

Balans ciałem

Przechylenie ciała pilota w bok powoduje przesunięcie środka cieżkości ukladu i w efekcie zakręt w stronę przechylenia. W taki sam sposób steruje się lotnią.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)