ПОНЯТТЯ ПРО ПОВІЛЬНО-ПАДАЮЧІ ТІЛА (ППТ). СИЛИ ЩО ДІЮТЬ НА ППТ ПРИ СКИДАННІ ЇХ З ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТУ

ОСНОВИ ТЕОРІЇ ПАРАШУТНОГО ДЕСАНТУВАННЯ

Основними задачами транспортної авіації являються: десантування повітряних десантів та бойової техніки; перевезення військ та сил; доставляння боєприпасів, паливо-мастильних матеріалів, та інших матеріальних засобів.

Викидання повітряних десантів (бойової техніки та вантажів) являється найбільш складним видом бойових дій транспортної авіації. Точність десантування багато в чому залежить від уміння екіпажу правильно враховувати усі фактори, що визначають траєкторію зниження десантників, бойової техніки та вантажів на парашутах.

У цьому розділі розглядаються питання предмета вивчення балістики повільно-падаючого тіла, елементів траєкторії повільно-падаючого тіла, методики їх розрахунку при відсутності та наявності вітру, а також урахування балістики повільно-падаючого тіла в сучасних автоматизованих системах.

ПОНЯТТЯ ПРО ПОВІЛЬНО-ПАДАЮЧІ ТІЛА (ППТ). СИЛИ ЩО ДІЮТЬ НА ППТ ПРИ СКИДАННІ ЇХ З ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТУ

Всі тіла (парашутисти, бойова техніка і вантажі), що скидаються з літака на парашутах і парашутно-реактивних системах, які швидко втрачають поступальну швидкість відносно повітря у горизонтальній площині і набувають постійну швидкість у вертикальній площині називають повільно-падаючими тілами (ППТ).

При десантуванні повітряних десантів, бойової техніки та вантажів з літаків транспортної авіації в якості гальмівних пристроїв використовуються однокупольні та багатокупольні парашутні системи, які є багатоступеневими і в найбільш загальному випадку складаються з витяжного, стабілізуючого, тормозних парашутів та одного (декількох) основних куполів.

Під однокупольними парашутними системами розуміють системи, які мають у своєму складі один основний купол. До таких систем відносяться Д-5, ОКС-4.

Багатокупольні парашутні системи мають у своєму складі декілька основних куполів. Ці парашутні системи застосовуються для десантування великих вантажів та бойової техніки на парашутних платформах і без них. До них відносяться системи типу МКС-5-128, МКС-5-1400, ПРС-3500, ПРСМ-925, БПС-915 та інші.

Парашутне десантування має схожість з бомбометанням, але при цьому скидається не бомба, а ППТ, і літак виводиться не в точку скидання бомби, а в точку початку викидання (ТПВ) парашутистів (вантажу), яка забезпечує приземлення ППТ в задану точку земної поверхні.

Для того, щоб приземлення парашутистів, бойової техніки і вантажу та інших ППТ відбулось в заданій точці, потрібно знати характер їх руху після відокремлення від літака, тобто потрібно знати особливості балістики ППТ, елементи траєкторії, методику їх розрахунку і введення необхідних елементів у відповідні прицільні пристрої для виведення літака в ТПВ.

При розрахунку траєкторії зниження ППТ, потрібно знати, час і швидкість на різних ділянках траєкторії. Розглянемо характер траєкторії зниження і сили, що діють на ППТ після відокремлення від літака (рис. 1.1). Балістика ППТ має ту особливість що при застосуванні гальмівних пристроїв сила опору ( ) на траєкторії руху ППТ має різко перемінний характер по величині і напряму. Траєкторія ППТ після відокремлення від літака на ділянках вільного падіння і зниження на стабілізуючому парашуті матиме вид балістичної кривої, оскільки ППТ володіє початковою швидкістю ( ) і на неї діє сила тяжіння ( ) і сила опору ( ).

Внаслідок застосування гальмуючих пристроїв, тобто парашутних систем, горизонтальна складова початкової швидкості гаситься до нуля (через 10–12 секунд), і умовно прийнято, що при введенні в дію основних парашутів, ППТ в умові безвітря знижується вертикально.

Як і на бомбу, на ППТ після відокремлення від літака діють дві сили: сила тяжіння ( ) і сила опору ( ). У початковий момент горизонтальна складова сили опору ( ) має значну величину і гасить горизонтальну складову початкової швидкості ППТ до моменту розкриття основних куполів практично до нульової величини (рис. 1.1 а, б). У подальшому ППТ рухається у вертикальній площині і відчуває на собі дію двох сил: вертикальної складової сили опору ( ) і сили тяжіння ( ) (рис. 1.1 в).

Результуючу силу, що діє на ППТ, можна виразити наступним чином:

.

(1.1)

Оскільки сила тяжіння рівна вазі тіла (вазі ППТ), то можна записати:

,

(1.2)

де: – маса ППТ (разом з парашутною системою);

– прискорення сили тяжіння;

– вертикальна складова прискорення сили опору.

Тоді результуюче прискорення ППТ:

.

(1.3)

Якщо проаналізувати зміну результуючого прискорення, то можна помітити наступне: на початку падіння тіла, коли сила опору повітря незначна, то результуюче прискорення оскільки вертикальне прискорення (рис. 1.1а). По мірі збільшення часу падіння збільшується сила опору повітря, зростає і зменшується результуюче прискорення " ". Настає момент, коли тобто але протилежно направлені (рис. 1.1в). При цьому вага ППТ врівноважується силою опору . Цей момент називається рівновагою і ППТ починає знижуватися із постійною так званою рівноважною швидкістю.

Рівноважною швидкістю називається така швидкість вертикального руху, при якій вага тіла дорівнює силі лобового опору.

Величина лобового опору визначається по формулі:

,

(1.4)

де: – площа максимального перетину тіла, що знижується (парашутної системи), ;

– масова щільність повітря при десантуванні, ;

– швидкість зниження тіла, ;

– коефіцієнт лобового опору (коефіцієнт опору купола парашута).

Величина рівноважної швидкості визначається із формули (1.4) для моменту рівноваги, тобто для моменту, коли :

,

(1.5)

де: – рівноважної швидкість зниження ППТ, ;

– вага ППТ (разом з парашутною системою), .

Рівноважна швидкість зниження використовується для характеристики балістичних властивостей ППТ.

При, вільному, падінні будь-якого тіла з висоти 100 м рівноважна швидкість настає приблизно через 11-12 сек. За цей час тіло втрачає висоту, що дорівнює 390-440 м.

Рівноважна швидкість вільного падіння парашутиста при нестійкому положенні тіла приблизно дорівнює 50 м/с, але із збільшенням висоти десантування, оскільки змінюється масова щільність повітря, рівноважна швидкість збільшується:

─ на висоті Н = 3000 м = 55 м/с;

─ на висоті Н = 6000 м = 65 м/с;

─ на висоті Н = 9000 м = 75 м/с.

По мірі наближення до землі ППТ входить в щільніші шари атмосфери і його рівноважна швидкість зменшується, поступово наближаючись до швидкості 50 м/с.

У загальному випадку, як вже наголошувалося, використовуються багатоступінчаті парашутні системи, які дозволяють змінювати рівноважну швидкість декілька разів при переході з одного ступеня на інший. Наприклад, швидкість зниження парашутиста на стабілізуючому парашуті на висоті від 4000 м до 800 м дорівнює 30-35 м/с, а на основному парашуті – 4.5-6 м/с (в залежності від ваги). Отже, на кожній ділянці зниження рівноважна швидкість буде різною. Як відомо, з балістики авіаційної бомби, траєкторія руху бомби (тіла) вважається вивченою, якщо відомі її елементи.

Таким чином, знання характеру руху повільно-падаючого тіла після відділення його від літака дозволяє визначити елементи траєкторії зниження ППТ, що необхідно для розрахунку положення точки початку викидання десантників (вантажів) (ТПВ) відносно площадки десантування (точки приземлення).