Paracaídas

Antecedentes

Un paracaídas es un dispositivo que se utiliza para ralentizar el movimiento de una persona u objeto cuando cae o se mueve por el aire. Utilizados principalmente para el descenso seguro desde grandes altitudes (por ejemplo, una nave espacial que vuelve a entrar en la atmósfera, una persona u objeto arrojado desde un avión), los paracaídas también se pueden usar en configuraciones horizontales para ralentizar objetos como autos de carrera que han terminado sus carreras.

Hay dos tipos básicos de paracaídas. Uno es un dosel abovedado hecho de tela con una forma que va desde un hemisferio hasta un cono; el dosel atrapa el aire dentro de su envoltura, creando una región de alta presión que retarda el movimiento en la dirección opuesta al flujo de aire que ingresa. El otro es un parafoil rectangular, o dosel de aire de carnero, que consta de una serie de células tubulares; comúnmente utilizado por los saltadores deportivos, el parafoil actúa como un ala, lo que permite que el saltador "vuele" hacia un objetivo. Cualquiera de los dos tipos de paracaídas pesa menos de 15 lb (7 kg) y cuesta entre $ 1,200 y $ 1,500.

Además del toldo de tela, un paracaídas diseñado para ser utilizado por una persona debe estar equipado con un arnés que es usado por el usuario. Adjunto al arnés hay un contenedor que sostiene el dosel; a menudo se trata de una mochila, pero también puede extenderse lo suficiente para que el usuario se siente sobre ella. Hay un dispositivo de actuación que abre el contenedor y libera el dosel para su uso; Uno de los dispositivos de actuación más comunes es un cordón de apertura. Cuando se abre el contenedor, se extrae un pequeño conducto piloto de aproximadamente 3 pies (1 m) de diámetro, ya sea mediante un mecanismo de resorte o con la mano. Esta rampa piloto, a su vez, saca el dosel principal del contenedor. Se utiliza algún tipo de dispositivo de despliegue, como una funda de tela, para ralentizar la apertura del dosel de modo que las líneas de suspensión tengan tiempo de enderezarse. Una apertura gradual del toldo también reduce el impacto sobre el equipo y el usuario que causaría una apertura más repentina.

Historial

Existe alguna evidencia de que los paracaídas rígidos con forma de paraguas se usaban para el entretenimiento en China ya en el siglo XII, lo que permitía a las personas saltar desde lugares altos y flotar hasta el suelo. El primer diseño registrado para un paracaídas fue dibujado por Leonardo da Vinci en 1495. Consistía en un dosel de lino en forma de pirámide mantenido abierto por un marco cuadrado de madera. Se propuso como un dispositivo de escape para permitir a las personas saltar desde un edificio en llamas, pero no hay evidencia de que alguna vez se haya probado.

El desarrollo de los paracaídas realmente comenzó en el siglo XVIII. En 1783, Louis-Sebastien Lenormand, un físico francés, saltó de un árbol mientras sostenía dos sombrillas. Dos años más tarde, J. P. Blanchard, otro francés, usó seda para hacer el primer paracaídas que no estaba abierto por un marco rígido. Existe alguna evidencia de que usó el dispositivo para saltar desde un globo aerostático.

Existe una amplia evidencia de que Andre Jacques Garnerin realizó numerosos saltos en paracaídas desde globos aerostáticos a partir de 1797. Su primer salto, en París, fue desde una altitud de al menos 2000 pies (600 m). En 1802, saltó desde una altitud de 8.000 pies (2.400 m); iba en una canasta sujeta a un poste de madera que se extendía hacia abajo desde el vértice (parte superior) del dosel, que estaba hecho de seda o lona. El conjunto del paracaídas pesaba aproximadamente 45 kg (100 lb). Durante el descenso, el dosel osciló tan violentamente que Garnerin se mareó. De hecho, una vez se le citó diciendo que "por lo general experimentaba [vómitos dolorosos] durante varias horas después de un descenso en paracaídas". En 1804, el científico francés Joseph Lelandes introdujo el respiradero del ápice, un orificio circular en el centro del dosel, y así eliminó las molestas oscilaciones.

Los estadounidenses se involucraron en el desarrollo de paracaídas en 1901 cuando Charles Broadwick diseñó un paquete de paracaídas que se ataba con una cuerda. Cuando el paracaidista saltó, una línea que conectaba el cable con la aeronave hizo que el cable se rompiera, abriendo la mochila y sacando el paracaídas. En 1912, el Capitán Albert Berry del Ejército de los Estados Unidos realizó el primer salto en paracaídas desde un avión en movimiento. Los paracaídas no se convirtieron en equipo estándar para los pilotos militares estadounidenses hasta después de la Primera Guerra Mundial (los pilotos alemanes los usaron durante el último año de esa guerra).

Los paracaídas se utilizaron ampliamente durante la Segunda Guerra Mundial, no solo como dispositivos de salvamento para los pilotos, sino también para el despliegue de tropas. En 1944, un estadounidense llamado Frank Derry patentó un diseño que colocaba ranuras en el borde exterior del dosel para hacer que un paracaídas se pudiera dirigir.

El récord mundial del salto en paracaídas más alto se estableció en 1960. Joe Kittinger, un piloto de pruebas del Proyecto Excelsior de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Ascendió en un globo a una altitud de 31 km (102,800 pies) y saltó. Usando solo un paracaídas de 6 pies (1.8 m) para mantenerlo en una posición vertical estable, experimentó una caída esencialmente libre durante cuatro minutos y 38 segundos, alcanzando una velocidad de 714 mph (1150 km / h). A una altitud de 17.500 pies (5.3 km), su paracaídas de 28 pies (8.5 m) se abrió. En total, su caída duró casi 14 minutos.

Materias primas

Las marquesinas de paracaídas se hicieron primero con lona. La seda demostró ser más práctica porque era delgada, liviana, fuerte, fácil de empacar, resistente al fuego y elástica. Durante la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos no pudo importar seda de Japón y los fabricantes de paracaídas comenzaron a usar tela de nailon. El material resultó ser superior a la seda porque era más elástico, más resistente al moho y menos costoso. Otras telas, como Dacron y Kevlar, se han utilizado recientemente para las marquesinas de los paracaídas, pero el nailon sigue siendo el material más popular. Más específicamente, los paracaídas están hechos de nailon "ripstop" que se teje con un hilo doble o extra grueso a intervalos regulares, creando un patrón de pequeños cuadrados. Esta estructura evita que se extiendan las pequeñas lágrimas.

Otros componentes de la tela, como la cinta de refuerzo, las correas del arnés y las cuerdas de suspensión, también están hechos de nailon. Los conectores de metal están hechos de acero forjado chapado con cadmio para evitar la oxidación. Los cordones están hechos de cable de acero inoxidable.

Una planta de fabricación de paracaídas indica que su uso mensual de materiales supera las 400.000 yardas cuadradas (330.000 m ² ) de tela, 500,000 yd (455 km) de cinta y correas, 2,3 millones de yd (2,000 km) de cuerda y 3,000 lb (1,400 kg) de hilo.

Diseño

Un dosel de domo puede consistir en un círculo plano de tela, o puede tener una forma cónica o parabólica que no quedará plana cuando se extienda. Tiene un orificio de ventilación en el vértice para permitir que fluya algo de aire a través del dosel abierto. Algunos diseños también tienen algunos paneles de malla cerca del borde exterior del dosel para ayudar a dirigir el descenso. Algunos diseños usan líneas de suspensión continuas que se extienden a lo largo de todo el tramo del dosel y se extienden hasta el arnés en cada extremo. Otros, como se describe en "El proceso de fabricación", utilizan segmentos de líneas de suspensión que están unidas solo al borde exterior del dosel (ya través del respiradero del ápice).

El
proceso de fabricación

Montaje

• 1 Se extiende un paño de nailon ripstop sobre una mesa larga y se corta según las piezas del patrón. El corte puede realizarse mediante un mecanismo guiado por computadora o por una persona que utilice un cuchillo eléctrico de hoja redonda.
• 2 Se cosen cuatro paneles trapezoidales para formar una "sangre" en forma de cuña de aproximadamente 13 pies (3.96 m) de largo. Una máquina de coser industrial de dos agujas cose dos filas paralelas, manteniendo una separación constante entre Un típico paracaídas con techo abovedado. las filas. Para proporcionar suficiente resistencia y encerrar los bordes de la tela cruda, se utiliza una costura de "caída francesa"; un accesorio en la máquina de coser dobla los bordes de la tela mientras un operador altamente calificado alimenta el material a través de él. Dependiendo del diseño específico del paracaídas, algunas de las secciones de sangre se pueden coser usando malla en lugar de tela de nailon ripstop para el panel más grande.
• 3 Se cosen varios corzos (por lo general, 24), uno al lado del otro, para formar un dosel circular. Las costuras se cosen de la misma manera que en el Paso 2.
• 4 Cada panel y cada costura se inspeccionan cuidadosamente en una mesa de inspección iluminada para asegurarse de que las costuras estén correctamente dobladas y cosidas y que no haya fallas en la tela. Si se encuentra algún defecto de tejido, pliegues cosidos o un número incorrecto de puntadas por pulgada, se rechaza el dosel. Los problemas se registran en una hoja de inspección y deben repararse antes de realizar trabajos adicionales.

  A. Costura de caída francesa. B. Dobladillo de aguja. C. V-tab. D. Vista exterior de la lengüeta en V cosida.

Finalizando

• 5 Se cose una cinta del mismo ancho que la costura original en la parte superior de cada costura radial usando dos filas más de puntadas. Esta cinta refuerza el dosel.
• 6 La parte superior de cada sangre tiene unas pocas pulgadas (varios centímetros) de ancho; después de coser los gajos, sus partes superiores forman un pequeño círculo abierto (el respiradero) en el centro del dosel. Para reforzar la ventilación y evitar que la tela se deshilache, la tela se enrolla alrededor de una cinta y se cose con una máquina de coser de cuatro agujas, que cose cuatro filas paralelas a la vez.
• 7 La parte inferior de cada sangre tiene entre 2 y 3 pies (0,5 a 1 m) de ancho. Cosidos juntos, estos bordes forman el borde exterior (la falda) del dosel. Este borde se termina de la misma manera que la ventilación, como en el Paso 6.
• 8 Se cose un trozo corto de cinta de refuerzo al faldón en cada cinta radial. Está doblado en una "V" que apunta hacia afuera desde el dosel. Se utiliza una máquina de coser automática especializada, diseñada para esta operación específica, para coser exactamente el mismo número de puntadas en exactamente el mismo patrón cada vez.
• 9 Un extremo de una línea de suspensión de 20 pies (6 m) de largo se pasa a través de cada pestaña en forma de V, que distribuirá la carga desde la línea a una sección del dobladillo de la falda. Usando un patrón especial en zigzag que es fuerte y elástico, el cordón de suspensión se cose a la cinta del dobladillo del dosel y a la costura del dosel por una longitud de 4 a 10 pulgadas (10 a 25 cm).
• 10 Después de coser las 24 líneas de suspensión al dosel, se cosen de manera similar 12 líneas de ápice de 30 cm (1 pie) de largo al respiradero central. Un extremo de cada línea está cosido en una lengüeta en V, luego la línea cruza la ventilación hasta la costura opuesta donde el otro extremo está cosido en una lengüeta en V.

Aparejo

• 11 La capota se fija al arnés atando las líneas de suspensión a los eslabones del conector de acero en el arnés. Las líneas no deben estar torcidas ni enredadas para que el paracaídas funcione correctamente. Unir las líneas a sus posiciones secuenciales correctas en los eslabones de conexión del arnés y asegurarse de que las líneas sean rectas se llama aparejar el paracaídas. El extremo de la línea se puede anudar en el enlace del arnés, o el extremo se puede volver a enhebrar dentro de la línea como un "dedo chino".
• 12 Para evitar que el nudo de sujeción o el lazo del dedo se desate, el final de cada suspensión A. Dos medios tirones. B. Clavo y medio tirón. C. Línea de suspensión trenzada. La línea está cosida en zigzag a la sección principal de la línea.
• 13 Cada operación de ensamblaje, cada costura, incluso cada puntada se revisa para verificar que esté completa y correcta. Cuando se aprueba el paracaídas, se marca con un número de serie, la fecha de fabricación y un sello de inspección final.
• 14 Un aparejador de paracaídas con licencia de la Administración Federal de Aviación (FAA) ensambla los componentes (p. ej., el toldo, las líneas de suspensión, el conducto del piloto) y los pliega con cuidado y los coloca en el paquete, asegurándolo con el dispositivo de activación apropiado, como una cuerda de apertura.

Control de calidad

Los sistemas de control de calidad utilizados por los fabricantes de paracaídas deben cumplir con los requisitos para equipos de aviación civil y / o militar establecidos por el gobierno federal, bajo la supervisión de la FAA. Además de las mesas de inspección iluminadas mencionadas, otros tipos de equipos de prueba incluyen máquinas de prueba de tracción (para medir la resistencia de la tela y las costuras mientras se tira), permeámetros (para probar la cantidad de aire que puede pasar a través de la tela) y medición básica dispositivos (por ejemplo, para contar puntadas por pulgada).

El futuro

Al igual que otros fabricantes, los fabricantes de paracaídas buscan continuamente mejores materiales y diseños. Sin embargo, quizás el desarrollo futuro más intrigante para los paracaídas es su uso potencial para controlar el descenso de emergencia de toda la aeronave. Al menos una empresa, Ballistic Recovery Systems Inc. (BRS), ya está fabricando dispositivos de recuperación de aviación general (GARD) para su uso en aviones pequeños.

Utilizando una tela ligera, resistente y de porosidad extremadamente baja para el dosel, el fabricante hornea una superficie de 150 m ² ) y lo envasa al vacío en una bolsa de 15 × 10 × 6 pulgadas (38 × 25 × 15 cm) que pesa 25 libras (10 kg). El paquete se instala dentro del revestimiento del techo del avión cerca de su centro de gravedad. Para garantizar que el paracaídas se despliegue incluso en emergencias a baja altitud, se activa mediante un pequeño cohete.

A fines de la década de 1990, más de 14.000 aviones ligeros y ultraligeros ya estaban equipados con GARD que cuestan entre 2.000 y 4.000 dólares cada uno. Hasta junio de 1998, BRS había documentado 121 vidas salvadas por los dispositivos. La FAA ha aprobado un sistema GARD para dos modelos de aviones Cessna.

Se ha propuesto un sistema de cinco parafoils para su uso en aviones comerciales Boeing 747. El complejo sistema permitiría al piloto controlar el despliegue de cada toldo. En lugar de dejar caer el avión directamente hacia abajo, el sistema establecería una trayectoria de planeo que permitiría al piloto controlar y aterrizar la nave. Aún no se ha probado la viabilidad del sistema propuesto.