Warum hat der Fallschirm des Sojus-Raumschiffs so viele Leinen?

Allround-Fallschirme haben viele Aufhängungsleinen, und sie werden benötigt, um die Last auf die Kappe zu verteilen, ihre Form beizubehalten, und ihre Geometrie zum Einhaken (oder sogar zum erneuten Einhaken) während des Einsatzes kann beim Reffen und Beibehalten der Form helfen. Das liegt nicht daran, dass wir Aufhängungsleinen nicht stark genug machen können. Weniger Fangleinen würden eine stärkere Kappe erfordern, was dann wahrscheinlich zu einem noch schwereren Fallschirm führen würde, und weniger Abschnitte würden zu einem weniger kontrollierten Reffen führen und es wäre anfälliger für Zusammenbrüche und ein Reißen der Kappe.

Der Sojus-TMA-Hauptfallschirm ist ein ziemlich großer ringförmiger Scheitelpunkttyp , der eingesetzt wird, nachdem das Raumschiff bereits 15 Minuten vor der Landung mit Hilfe von zwei Piloten- und vier Drogue-Fallschirmen auf Unterschallgeschwindigkeit abgebremst wurde, wodurch ^[1]die Sinkgeschwindigkeit auf ~ 80 m / s reduziert wird (288 km/h) ^[2]vor dem Auslösen des Hauptfallschirms, und er hat ein kleines Scheitelloch, um die Stabilität zu erhöhen und Schwingungen zu reduzieren. Von dieser verlinkten Wikipedia-Seite:

Eine Variation des runden Fallschirms ist der herunterziehbare Apex-Fallschirm. Es wurde von einem Franzosen namens Pierre-Marcel Lemoigne erfunden und wird in manchen Kreisen nach dem ersten Modell dieses Typs als Para-Commander-Baldachin bezeichnet. Es ist ein runder Fallschirm, aber mit Aufhängeleinen an der Kappenspitze, die dort Last aufbringen und die Spitze näher an die Last ziehen, wodurch die runde Form in eine etwas abgeflachte oder linsenförmige Form verzerrt wird.

Bei einigen Designs wurde der Stoff von der Spitze entfernt, um ein Loch zu öffnen, durch das Luft austreten kann, wodurch die Kappe eine ringförmige Geometrie erhält. Sie haben aufgrund ihrer flacheren Form auch einen geringeren horizontalen Luftwiderstand und können in Kombination mit nach hinten gerichteten Belüftungsöffnungen eine beträchtliche Vorwärtsgeschwindigkeit haben.

Während all diese Aufhängungsleinen das Gewicht des Fallschirms erhöhen und Sie in Ihrer Frage einen weiteren Punkt übersehen haben, dass ein großer Fallschirm noch schwieriger richtig zu falten ist (sehr wichtig bei Fallschirmen!), Würde er weniger Aufhängungsleinen verwenden würde weniger Abschnitte haben, die dann irgendwie noch stärker sein müssten. Und es hätte aufgrund größerer Abschnitte Probleme, seine Form beizubehalten, wenn es einmal entfaltet wurde, und wäre daher anfälliger für Instabilitäten oder ein Reißen der Kappe.

Selbst wenn wir also einen Schirm mit stärkeren Fangleinen und Schirmgewebe konstruieren könnten, würden wir wahrscheinlich nicht weniger Fangleinen verwenden. Was das Verwickeln von Fangleinen betrifft, so besteht immer die Möglichkeit, dass Sie einen wirklich schlechten Tag haben, aber dieses Risiko wird durch die Verwendung eines einzigen Hauptfallschirms und Pilotschirmen verringert, die ihn herausziehen und ihm beim Reffen helfen. Wenn sich die Leinen verheddern, besteht immer noch eine gute Chance, dass die Kappe ihre Form behält, die Leinen werden sich erst von etwas weiter oben ausdehnen (haken). Vergleichen Sie das mit normalerweise drei Hauptfallschirmen, die die meisten anderen Raumfahrzeuge verwenden, und Sie beginnen zu erkennen, dass es sich um einen Kompromiss handelt und keine Lösung kugelsicher ist.

Die Verwendung vieler Hauptfallschirme bedeutet, dass sie sich verheddern können, Überdachungen können aneinander stoßen und teilweise oder vollständig zusammenbrechen, und es gibt noch mehr Fangleinen, aber Sie können immer noch zum Abendessen nach Hause kommen, wenn nur einer von ihnen ausfällt. Bei einem einzelnen müssen Sie, wenn dieser ausfällt, den Ersatz einsetzen, ^[3]und dafür bleibt möglicherweise keine Zeit. Es ist ein kalkuliertes Risiko und eine Designentscheidung. Aber es macht wenig Sinn, die Anzahl der Fangleinen und Fallschirmabschnitte zu reduzieren.

Verweise:

1. NASA - Sojus-Landung
2. RuSpace - Sojus-Landeprofil
3. ESA - Sojus TMA (PDF)

Die Anzahl der Seile (Aufhängeleinen) ist nicht beliebig. Zwischen jeweils zwei Keilen (Sektoren) befindet sich ein Lastband, das die Last von der Stoffkappe auf die Leinen überträgt. Die Breite der gelappten Sektoren (Zwickel) wird durch die Stärke des Gewebes begrenzt. Typischerweise ist der Stoff mindestens zweimal schwächer als die Faser, aus der er besteht. Das Seil (unidirektionale Faserstruktur) ist die optimale Art Lasten zu übertragen. Mehrere Seile mit Seilen mit kleinem Durchmesser sind stärker als ein Kabel mit gleichem Querschnitt (und Gewicht).

Der Fallschirm von Soyuz hat beispielsweise eine einzige Haube mit größerem Durchmesser als die drei Fallschirme von Dragon. Drachenfallschirme haben auch "unzählige" Seile.

Die Raumfahrzeug-Fallschirme werden durch einen Kompromiss zwischen der Anzahl der Keile, der Dicke des Gewebes usw. optimiert.