낙하산

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배경

낙하산은 사람이나 물체가 공중에서 떨어지거나 움직일 때 움직임을 늦추는 데 사용되는 장치입니다. 높은 고도에서 안전하게 하강하기 위해 주로 사용되는 낙하산(예:우주선이 대기권 재진입, 사람이나 비행기에서 떨어뜨린 물체)에 사용되는 낙하산은 달리기를 마친 경주용 자동차와 같은 물체를 느리게 하기 위해 수평 구성으로 사용할 수도 있습니다.

낙하산에는 두 가지 기본 유형이 있습니다. 하나는 반구에서 원뿔에 이르는 모양의 천으로 만든 돔 캐노피입니다. 캐노피는 외피 내부에 공기를 가두어 유입되는 공기 흐름의 반대 방향으로 움직임을 지연시키는 고압 영역을 생성합니다. 다른 하나는 일련의 관형 셀로 구성된 직사각형 파라포일 또는 램 에어 캐노피입니다. 스포츠 점퍼가 일반적으로 사용하는 파라포일은 날개 역할을 하여 점퍼가 목표를 향해 "날 수" 있습니다. 두 유형의 낙하산 무게는 7kg(15파운드) 미만이며 비용은 $1,200-$1,500입니다.

패브릭 캐노피 외에도 사람이 사용하도록 설계된 낙하산에는 사용자가 착용하는 하네스가 장착되어야 합니다. 하니스에 부착된 것은 캐노피를 담는 컨테이너입니다. 종종 이것은 배낭이지만 사용자가 앉을 수 있을 만큼 충분히 낮게 확장될 수도 있습니다. 컨테이너를 열고 사용을 위해 캐노피를 해제하는 작동 장치가 있습니다. 가장 일반적인 작동 장치 중 하나는 립코드입니다. 컨테이너가 열리면 스프링 메커니즘이나 손으로 직경이 약 3피트(1m)인 작은 파일럿 슈트가 당겨집니다. 이 파일럿 슈트는 차례로 컨테이너에서 메인 캐노피를 당깁니다. 패브릭 슬리브와 같은 일부 유형의 전개 장치는 서스펜션 라인이 곧게 펴질 시간을 갖도록 캐노피의 개방을 느리게 하는 데 사용됩니다. 캐노피를 점진적으로 열면 더 갑작스럽게 열릴 경우 장비와 사용자가 받는 충격도 줄어듭니다.

연혁

이미 12세기에 중국에서는 딱딱한 우산 모양의 낙하산이 오락용으로 사용되어 사람들이 높은 곳에서 뛰어내려 땅에 뜨게 했다는 증거가 있습니다. 낙하산에 대한 최초의 기록된 디자인은 1495년 Leonardo da Vinci에 의해 그려졌습니다. 그것은 피라미드 모양의 린넨 캐노피로 구성되어 있으며 사각형의 나무 프레임으로 열려 있습니다. 사람들이 불타는 건물에서 뛰어내릴 수 있는 탈출 장치로 제안되었지만 테스트를 거친 증거는 없습니다.

낙하산 개발은 실제로 18세기에 시작되었습니다. 1783년 프랑스의 물리학자 Louis-Sebastien Lenormand는 두 개의 파라솔을 들고 나무에서 뛰어내렸습니다. 2년 후, 또 다른 프랑스인 J. P. Blanchard는 실크를 사용하여 단단한 프레임으로 열리지 않는 최초의 낙하산을 만들었습니다. 열기구에서 점프하기 위해 장치를 사용했다는 증거가 있습니다.

Andre Jacques Garnerin이 1797년부터 열기구에서 수많은 낙하산 점프를 했다는 광범위한 증거가 있습니다. 파리에서 그의 첫 번째 점프는 최소 600m 고도에서였습니다. 1802년에 그는 8,000피트(2,400m)의 고도에서 뛰어내렸습니다. 그는 실크나 캔버스로 만들어진 캐노피의 꼭대기(상단)에서 아래쪽으로 뻗어 있는 나무 기둥에 부착된 바구니에 탔습니다. 낙하산 어셈블리의 무게는 약 45kg입니다. 하강하는 동안 캐노피가 너무 심하게 진동하여 Garnerin은 멀미를 했습니다. 실제로 그는 “낙하산을 타고 내려온 후 몇 시간 동안 [고통스러운 구토]를 자주 경험했다”고 말한 적이 있다. 1804년 프랑스 과학자 Joseph Lelandes는 꼭대기 통풍구(캐노피 중앙에 있는 원형 구멍)를 도입하여 번거로운 진동을 제거했습니다.

미국인들은 1901년 Charles Broadwick이 끈으로 묶인 낙하산 팩을 디자인하면서 낙하산 개발에 참여하게 되었습니다. 낙하산 기사가 점프했을 때 코드와 항공기를 연결하는 줄이 끊어져 코드가 끊어져 배낭이 열리고 낙하산이 꺼졌습니다. 1912년, 미 육군의 앨버트 베리 대위는 움직이는 비행기에서 최초로 낙하산 점프를 달성했습니다. 낙하산은 제1차 세계 대전 이후까지 미군 조종사의 표준 장비가 되지 않았습니다(독일 조종사는 그 전쟁의 마지막 해에 낙하산을 사용했습니다).

낙하산은 제2차 세계 대전 중 조종사의 구명 장비뿐만 아니라 병력 배치용으로 널리 사용되었습니다. 1944년 Frank Derry라는 미국인은 낙하산을 조종할 수 있도록 캐노피 외부 가장자리에 슬롯을 배치한 디자인에 대한 특허를 받았습니다.

가장 높은 낙하산 점프에 대한 세계 기록은 1960년에 설정되었습니다. 미 공군의 Project Excelsior의 시험 조종사인 Joe Kittinger는 풍선을 타고 31km(102,800피트) 고도까지 상승하여 점프했습니다. 6피트(1.8m) 낙하산만 사용하여 안정적인 수직 자세를 유지한 그는 4분 38초 동안 기본적으로 자유 낙하를 경험하여 714mph(1,150km/h)의 속도에 도달했습니다. 17,500피트(5.3km) 고도에서 그의 28피트(8.5m) 낙하산이 열렸습니다. 전체적으로 그의 추락은 거의 14분 동안 지속되었습니다.

원자재

낙하산 캐노피는 처음에 캔버스로 만들어졌습니다. 실크는 얇고 가벼우며 강하고 포장하기 쉽고 내화성이 있으며 탄력이 있기 때문에 더 실용적인 것으로 판명되었습니다. 제2차 세계 대전 중 미국은 일본에서 실크를 수입할 수 없었고 낙하산 제조업체는 나일론 원단을 사용하기 시작했습니다. 이 소재는 더 탄력 있고, 곰팡이에 더 강하고, 저렴하기 때문에 실크보다 월등한 것으로 판명되었습니다. Dacron 및 Kevlar와 같은 다른 직물은 최근 낙하산 캐노피에 사용되었지만 나일론은 여전히 ​​가장 인기 있는 소재입니다. 보다 구체적으로, 낙하산은 규칙적인 간격으로 이중 또는 여분의 실로 짜여진 "립스톱" 나일론으로 만들어 작은 사각형 패턴을 만듭니다. 이 구조는 작은 눈물이 퍼지는 것을 방지합니다.

강화 테이프, 하네스 스트랩 및 서스펜션 라인과 같은 기타 패브릭 구성 요소도 나일론으로 만들어집니다. 금속 커넥터는 녹을 방지하기 위해 카드뮴으로 도금된 단조 강철로 만들어집니다. 립코드는 스테인리스 스틸 케이블로 만들어집니다.

한 낙하산 제조 공장은 400,000 sq yd(330,000 m ² )를 초과하는 월별 재료 사용량을 나열합니다. ) 직물, 500,000야드(455km)의 테이프 및 웨빙, 230만 야드(2,000km)의 코드, 3,000파운드(1,400kg)의 실.

디자인

돔 캐노피는 평평한 원의 천으로 구성되거나 펼쳐질 때 평평하게 놓이지 않는 원추형 또는 포물선 모양을 가질 수 있습니다. 상단에 통풍구가 있어 열린 캐노피를 통해 약간의 공기가 흐를 수 있습니다. 일부 디자인에는 하강 방향을 조정하는 데 도움이 되도록 캐노피 바깥쪽 가장자리 근처에 몇 개의 메쉬 패널이 있습니다. 일부 디자인은 캐노피의 전체 범위를 가로질러 양쪽 끝에 있는 하니스까지 확장되는 연속 서스펜션 라인을 사용합니다. "제조 공정"에 설명된 대로 다른 것들은 캐노피의 바깥쪽 가장자리(그리고 정점 통풍구를 가로질러)에만 부착된 서스펜션 라인의 세그먼트를 사용합니다.

제조
프로세스

조립

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1 긴 테이블에 립스탑 나일론 천을 깔고 패턴 조각에 따라 자른다. 절단은 컴퓨터 가이드 메커니즘 또는 둥근 날 전기 칼을 사용하는 사람에 의해 수행될 수 있습니다.

2 4개의 사다리꼴 패널을 꿰매어 길이가 약 3.96m인 쐐기 모양의 "고어"를 형성합니다. 두 개의 바늘로 된 산업용 재봉틀은 두 개의 평행한 줄을 꿰매어 두 줄 사이의 일정한 간격을 유지합니다. 전형적인 돔형 캐노피 낙하산. 행. 충분한 강도를 제공하고 원단 가장자리를 감싸기 위해 "프렌치 펠" 솔기가 사용됩니다. 재봉틀의 부착물은 고도로 숙련된 작업자가 천의 가장자리를 접을 때 천을 통해 재료를 공급합니다. 낙하산의 특정 디자인에 따라 가장 큰 패널의 경우 립스탑 나일론 천이 아닌 메쉬를 사용하여 일부 고어 섹션을 꿰맬 수 있습니다.

3 여러 개의 고어(보통 24개)를 나란히 꿰매어 원형 캐노피를 형성합니다. 솔기는 2단계와 같은 방식으로 재봉됩니다.

4 모든 패널과 모든 솔기는 조명이 켜진 검사 테이블에서 신중하게 검사하여 솔기가 올바르게 접히고 재봉되고 천에 흠집이 없는지 확인합니다. 직조 결함, 재봉된 주름 또는 인치당 잘못된 스티치 수가 발견되면 캐노피가 거부됩니다. 문제는 점검 시트에 기록되며 추가 작업이 수행되기 전에 수리해야 합니다.

A. 프렌치 펠트 솔기. 나. 바늘 밑단. 다. V-탭. D. 스티치된 V-탭의 외부 모습입니다.

마무리

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5 두 줄의 스티칭을 더 사용하여 각 방사형 솔기 위에 원래 솔기와 같은 너비의 테이프를 꿰매십시오. 이 테이프는 캐노피를 강화합니다.

6 각 고어의 상단 너비는 몇 인치(수 센티미터)입니다. 고어를 함께 꿰매고 나면 상단이 캐노피 중앙에 작은 열린 원(배기구)을 형성합니다. 통풍구를 강화하고 천이 흐트러지는 것을 방지하기 위해 천을 웨빙에 감고 한 번에 4개의 평행 행을 꿰매는 4바늘 재봉틀로 재봉합니다.

7 각 고어 바닥의 너비는 0.5-1m입니다. 함께 꿰매어 이러한 가장자리가 캐노피의 외부 가장자리(스커트)를 형성합니다. 이 모서리는 6단계에서와 같이 통풍구와 같은 방식으로 마감됩니다.

8 각 방사형 테이프에서 스커트에 짧은 보강 테이프 조각을 꿰매십시오. 캐노피에서 바깥쪽을 가리키는 "V"자로 접혀 있습니다. 이 특정 작업을 위해 설계된 특수 자동 재봉틀을 사용하여 매번 정확히 같은 패턴으로 같은 땀수를 정확하게 재봉합니다.

9 20피트(6m) 길이의 서스펜션 라인의 한쪽 끝이 각 V자형 탭에 끼워져 라인에서 스커트 밑단 부분으로 하중이 분산됩니다. 강력하고 탄력 있는 특수 지그재그 패턴을 사용하여 서스펜션 코드를 캐노피의 헴 테이프와 캐노피 솔기에 4-10인치(10-25cm) 길이로 재봉합니다.

10 24개의 서스펜션 라인을 캐노피에 재봉한 후 12개의 1피트(30cm) 길이의 정점 라인을 중앙 통풍구에 유사하게 재봉합니다. 각 라인의 한쪽 끝은 V-탭으로 스티칭된 다음 라인이 통풍구를 가로질러 반대쪽 솔기로 연결되고 다른 쪽 끝은 V-탭으로 스티칭됩니다.

리깅

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11 서스펜션 라인을 하니스의 강철 커넥터 링크에 묶어 캐노피를 하니스에 부착합니다. 낙하산이 제대로 작동하려면 줄이 꼬이거나 엉켜서는 안 됩니다. 하네스 연결 링크의 올바른 순차적 위치에 라인을 연결하고 라인이 직선인지 확인하는 것을 낙하산 리깅이라고 합니다. 라인 끝은 하네스 링크에서 매듭을 짓거나 끝이 "중국식 핑거 트랩"과 같이 라인 안쪽으로 다시 끼워질 수 있습니다.

12 부착된 매듭이나 손가락 걸이가 풀리지 않도록 각 서스펜션의 끝 A. 두 개의 하프 히치. 나. 정향과 하프 히치. 다. 브레이드 서스펜션 라인. 선은 선의 주요 부분에 지그재그로 스티칭됩니다.

13 모든 조립 작업, 모든 솔기, 심지어 모든 스티치가 완성과 정확성을 위해 검토됩니다. 낙하산이 승인되면 일련번호, 제조일자, 최종 검사 스탬프가 찍힙니다.

14 미연방항공청(FAA)의 허가를 받은 낙하산 조작자가 구성 부품(예:캐노피, 서스펜션 라인, 파일럿 슈트)을 조립하고 조심스럽게 접고 정리하여 다음과 같은 적절한 작동 장치로 고정합니다. 립코드.

품질 관리

낙하산 제조업체가 사용하는 품질 관리 시스템은 FAA의 감독 하에 연방 정부가 수립한 민간 및/또는 군용 항공 장비에 대한 요구 사항을 충족해야 합니다. 언급된 조명 검사 테이블 외에도 다른 유형의 테스트 장비에는 인장 시험기(천을 잡아당기는 동안 이음새 및 천의 강도 측정), 투과율(천을 통과할 수 있는 공기의 양을 테스트) 및 기본 측정이 있습니다. 장치(예:인치당 바늘 수 계산).

미래

다른 제조업체와 마찬가지로 낙하산 제조업체는 더 나은 재료와 디자인을 지속적으로 찾고 있습니다. 그러나 아마도 낙하산에 대한 가장 흥미로운 미래 개발은 전체 항공기의 비상 하강을 제어하기 위한 잠재적인 사용입니다. BRS(Ballistic Recovery Systems Inc.)라는 회사는 이미 소형 항공기에 사용하기 위한 GARD(General Aviation Recovery Devices)를 제조하고 있습니다.

캐노피용으로 다공성이 매우 낮고 강하고 가벼운 천을 사용하여 제조업체는 1,600제곱피트(150m ² ) 캐노피를 덮고 진공 포장하여 10kg(25파운드)의 15×10×6인치(38×25×15cm) 가방에 넣습니다. 팩은 무게 중심 근처에 있는 비행기의 루프 라이너 내부에 설치됩니다. 낙하산이 저고도 비상 상황에서도 전개되도록 하기 위해 소형 로켓 장치로 작동됩니다.

1990년대 후반까지 14,000대 이상의 경량 및 초경량 항공기에 이미 각각 $2,000-$4,000의 GARD가 장착되어 있습니다. 1998년 6월 현재, BRS는 장치로 구한 121명의 생명을 기록했습니다. FAA는 Cessna 항공기의 두 가지 모델에 대해 GARD 시스템을 승인했습니다.

보잉 747 상업용 여객기에 사용하기 위해 5개의 파라포일 시스템이 제안되었습니다. 복잡한 시스템을 통해 조종사는 각 캐노피의 배치를 제어할 수 있습니다. 비행기를 똑바로 아래로 떨어뜨리는 대신 시스템은 조종사가 기체를 제어하고 착륙할 수 있는 활공 경로를 설정합니다. 제안된 시스템의 실용성은 아직 입증되지 않았습니다.