Парапла́н (от слов: парашют планирующий) — сверхлёгкий летательный аппарат (СЛА), созданный на базе планирующего парашюта. Несмотря на внешнее сходство с парашютом (в основе обоих — мягкое крыло, без жёсткой основной конструкции), они отличаются тем, что параплан предназначен для продолжительного горизонтального полёта, а парашют — для вертикального спуска. На подвесной системе параплана может быть дополнительно установлен мотор, трансформирующий его в мотопараплан, который позволяет взлетать с твёрдой горизонтальной поверхности и набирать высоту.
Параплан представляет собой сверхлёгкий планёр-паритель, на котором опытные пилоты, несмотря на отсутствие двигателя, могут преодолевать многие сотни километров, умело используя источники подъёмной силы. Параплан является самым лёгким и компактным из существующих летательных аппаратов: комплект из крыла, подвесной системы, запасного парашюта и прибора, которые помещаются в рюкзаке весом около 12 кг, а вес сверхлёгких моделей для дисциплины «hike and fly» может не превышать 3 кг.
Параплан отличается простотой управления в благоприятных метеоусловиях, что обеспечивает относительно быстрое первоначальное обучение. Однако полёт на параплане сильно зависит от погодных условий, и в условиях термической активности требования к мастерству пилота значительно повышаются. Для безопасного выполнения маршрутных полётов в условиях термической активности, а также для безопасных самостоятельных полётов без надзора инструктора пилоту требуется серьёзное обучение и постоянное совершенствование навыков пилотирования, в том числе регулярное прохождение SIV-курса (Simulation d'Incident en Vol — «моделирование инцидента в полёте»).
Характеристики
Параплан — наиболее медленный из летательных аппаратов тяжелее воздуха. Типичная скорость полёта относительно воздуха — от 20 до 70 км/ч. Благодаря низкой скорости, склонности учебных моделей к самостоятельному выходу на стационарные режимы планирования и минимальных требований к площадке для экстренной посадки параплан прост в обучении и прощает некоторые ошибки пилота.
Сравнительно невысокие лётные характеристики параплана сильно ограничивают его возможности и делают его зависимым от погодных условий. Это самый лёгкий (3-7 кг) и доступный (от 1000 евро) среди пилотируемых летательных аппаратов. Малый вес по сравнению с планёрами и дельтапланами обусловлен тем, что все его конструкционные элементы работают только на растяжение и поэтому изготовлены из тканевых материалов.
Конструкция Параплан состоит из крыла (купола), к которому через стропы и свободные концы крепится подвесная система. Подъёмная сила возникает за счёт обтекания профиля крыла встречным потоком воздуха. Поскольку все элементы параплана работают на растяжение, в его конструкции можно избежать использования жёстких элементов. Современные парапланы, особенно предназначенные для участия в соревнованиях, часто имеют дополнительные жёсткие элементы, необходимые для поддержания формы крыла на высоких скоростях.
Крыло Крыло состоит из двух слоев ткани, которые соединены с внутренним поддерживающим материалом таким образом, чтобы образовать ряд ячеек, создающих верхнюю и нижнюю поверхности крыла. Они сшиваются по задней кромке и по бокам, а спереди оставляются зазоры — воздухозаборники, через которые набегающий поток воздуха надувает крыло изнутри. Внутри крыла параллельно направлению полёта располагаются вертикальные тканевые перегородки, задающие его профиль — нервюры.
В полёте поток воздуха, попадающий через воздухозаборники в крыло, создаёт в нём повышенное давление, благодаря чему крыло становится жёстким и приобретает соответствующий профиль.
Нервюры делятся на силовые и промежуточные. К силовым снизу крепятся стропы, промежуточные предназначены только для задания профиля крыла. В нервюрах делаются перепускные отверстия, через которые воздух может перетекать из одной секции крыла в другую. Это позволяет параплану легче надуваться при старте или после небольшого сложения в воздухе.
Крыло делается из высокопрочных непористых материалов, таких как полиэстер рипстоп или нейлоновая ткань. Для лучшего распределения нагрузки со строп силовые нервюры усиливаются каркасными лентами. Передние кромки нервюр (воздухозаборники) делаются полужёсткими, что облегчает наполнение параплана при старте.
Существуют также однослойные парапланы, отличающиеся меньшим весом и несколько худшими лётными характеристиками по сравнению с традиционными.
Стропная система и свободные концы
Стропы обычно располагаются в несколько рядов (от 2 до 5), обозначаемых буквами «A», «B», «C» и «D» (так же каждый ряд может иметь разные цвета, для более лёгкого различия) начиная с ряда, прикреплённого к передней кромке крыла. Последний ряд используется для управления и прикреплён к задней кромке крыла. Управление осуществляется клевантами. По высоте стропы делятся на ярусы. Нижний ярус крепится к свободным концам, к каждой стропе нижнего яруса крепятся несколько строп среднего яруса и т. д. Верхний ярус крепится к нервюрам. Стропы разных ярусов различаются по толщине: стропы нижнего яруса самые толстые, верхнего — самые тонкие.
Помимо рядов «A», «B», «C» и «D» на каждом параплане имеются стропы управления. Их нижний ярус состоит из двух строп, левой и правой, к которым крепятся петли для кистей рук, именуемые клеванты. Воздействуя по отдельности на правую или левую клеванту, пилот меняет направление полёта. Зажимая или отпуская обе сразу, пилот меняет скорость.
Стропы изготавливаются из пара-арамидного волокна (кевлар) либо высокопрочного полиэтиленового волокна и могут быть как защищёнными полиэстеровой оболочкой, так и безоплёточными (в этом случае используются специальные пропитки или покрытия для защиты от ультрафиолетового излучения).
Нижний ярус строп крепится к системе ремней, называемых свободными концами. Их предназначение соединить стропы и подвесную систему. В нижней части свободные концы имеют петли для крепления карабинов подвесной системы, в верхней их части в петли вставляются карабины для соединения со стропами. Также свободные концы обеспечивают работу акселератора — планки, которую пилот нажимает ногами для увеличения скорости полёта.
Подвесная система Подвесная система параплана, соединённая через карабины со свободными концами стропной системы, удерживает пилота под крылом в положении, удобном для полёта. Основой всех подвесных систем является сиденье с поддержкой спины, плечевыми, поясным и ножными обхватами. Конструктивно подвесная система выполнена из мягких элементов, в некоторых случаях с твёрдыми вставками, системы ремней, карабинов и регулирующих элементов.
В зависимости от назначения, положение пилота в подвеске может быть сидячим, лежачим и полулежачим. В большинстве подвесок положение спины относительно сиденья регулируется в некоторых пределах.
Среди дополнительных, но не обязательных элементов подвесной системы можно выделить: систему протекторов, снижающих риск травмирования при падении на спину либо на бок; отсек для груза; отсек для запасного парашюта; проводку для запасного парашюта; проводку для системы акселератора; систему крепления парамотора; карманы для мелких вещей; подножку; обтекатели.
Способы управления
Существует два способа управления парапланом: аэродинамический и балансирный. В полете они обычно используются совместно.
Аэродинамический способ управления
Затягивая клеванты, пилот подгибает заднюю кромку купола. Это приводит к изменению аэродинамических сил, действующих на параплан, и к изменению траектории полета. Если клеванты запутались, «потерялись» или оборвались, парапланом можно управлять и с помощью свободных концов последнего ряда строп. Следует делать это весьма аккуратно, поскольку деформация крыла при зажатии свободных концов существенно больше, чем при работе клевантами. Главной особенностью аэродинамического способа управления парапланом является так называемый ЭФФЕКТ МАЯТНИКА, выражающийся в запаздывании реакции аппарата на управляющие воздействия, а также возможности появления раскачки пилота относительно купола. Пилот должен постоянно помнить это и предугадывать характер поведения купола в воздухе с опережением на 1—2 секунды. Это явление объясняется большим удалением друг от друга центров масс и давления. При изменении формы купола происходит изменение действующих на него сил, в то время как пилота (центр масс) держат в воздухе не аэродинамические силы, а силы натяжения строп. Запаздывание реакции параплана возникает из-за того, что сначала изменяется траектория полёта купола, и лишь спустя некоторое время, после достаточного удаления купола параплана и наклона строп, пилот тоже начнет изменять траекторию своего движения. Если же купол начинает «уходить» слишком быстро, пилот может начать раскачиваться под ним на стропах, как на качелях. Движения клевантов должны быть плавными. Чрезмерно резкое руление ведёт к раскачке параплана.
Балансирный способ управления
Своим перемещением в подвесной системе, а также перемещением подвесной системы относительно купола с помощью триммеров или акселератора пилот может изменять положение центра тяжести относительно крыла параплана. Это приводит к изменению ориентации крыла относительно воздушного потока и, далее, к изменению аэродинамических сил и траектории полета. Выполнение энергичных маневров данным способом невозможно, но потери высоты при выполнении маневров оказываются несколько меньше, чем при аэродинамическом способе управления.
Управление горизонтальной скоростью полета
Обычно параплан балансируется таким образом, чтобы при отпущенных клевантах его траектория снижения была наиболее пологой. При затягивании клевант пилот подгибает заднюю кромку купола, что приводит к увеличению значений коэффициентов подъемной силы Cy и сопротивления Cx. Параплан тормозится. Причем, поскольку коэффициент сопротивления Cx растет значительно быстрее, чем коэффициент подъемной силы Cy, траектория полета крыла наклоняется вниз.
Торможение параплана клевантами
При торможении параплана его ориентация относительно земли не меняется, так как центры давления и тяжести расположены далеко друг от друга. А поскольку траектория полета наклоняется вниз, то угол атаки крыла увеличивается. Чем глубже зажимаются клеванты, тем сильнее тормозится параплан, тем больше наклоняется к земле траектория его полета и увеличивается угол атаки. Он не может расти бесконечно. После выхода крыла за критический угол атаки происходит срыв потока. Плавность обтекания крыла воздухом прерывается, и оно начинает, складываясь, валиться вниз и назад за спину пилота. Этот режим называется ЗАДНЕЕ СВАЛИВАНИЕ. На многих парапланах выход из сваливания проблематичен из-за непредсказуемости поведения аппарата в момент раскрытия крыла.
Сертификация и классификация Крыло и подвесная система являются принадлежностями параплана как летательного аппарата. Однако классифицируются и сертифицируются они раздельно и независимо. При этом конкретные крылья и подвески можно использовать практически в любых комбинациях, учитывая условия эксплуатации.
Сертификация и классификация крыльев Классификация парапланов по безопасности неразрывно связана с их сертификацией. В разное время существовали различные системы сертификации парапланов по безопасности: Французская система ACPUL ( — Ассоциация конструкторов безмоторных СЛА) — первая система сертификации парапланов, получившая широкое признание и активно применявшаяся с начала 1990-х годов. Система AFNOR ( — Французская ассоциация по сертификации) — французский государственный стандарт на парапланы, поглотивший систему ACPUL в середние 1990-х годов. Немецкая система LTF ( — требования к лётной годности), ранее называвшаяся DHV ( — Немецкая ассоциация дельтапланеризма) начала разрабатываться одновременно с развитием массового парапланеризма (с середины 1980-х годов) исключительно для немецкого рынка, оказалась более продуманной по сравнению с ACPUL и AFNOR и, в отличие от них, со временем приобрела всё большее распространение и авторитет.