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Paracaídas de frenado

Un Boeing B-52 Stratofortress del 307th Bomb Wing desplegando su paracaídas de frenado para aterrizar
Paracaídas de frenado desplegado en un BAE Systems Hawk de la SAAF
El Typhoon de la RAF utiliza un paracaídas de frenado adicional después del aterrizaje
El Tupolev Tu-104B de Aeroflot en el aeropuerto de Arlanda en 1968

Un paracaídas de frenado , también llamado paracaídas de arrastre , es un paracaídas diseñado para desplegarse desde un objeto que se mueve rápidamente. Puede utilizarse para diversos fines, como disminuir la velocidad, proporcionar control y estabilidad, como paracaídas piloto para desplegar un paracaídas más grande o una combinación de estos. Los vehículos que han utilizado paracaídas de frenado incluyen paracaídas multietapa, aeronaves y sistemas de recuperación de naves espaciales .

El paracaídas de frenado fue inventado por el profesor y especialista en paracaídas ruso Gleb Kotelnikov en 1912, quien también inventó el paracaídas de mochila . La Unión Soviética introdujo su primer avión equipado con paracaídas de frenado a mediados de la década de 1930; el uso de la tecnología se expandió durante y después de la Segunda Guerra Mundial . Un gran número de aviones con propulsión a reacción han sido equipados con paracaídas de frenado, incluido el bombardero estratégico Boeing B-52 Stratofortress y el avión multifunción Eurofighter Typhoon ; también se utilizaron comúnmente en programas de recuperación de vehículos espaciales tripulados, incluido el Proyecto Mercury y el Proyecto Gemini . El paracaídas de frenado también se ha utilizado ampliamente en asientos eyectables como medio de estabilización y desaceleración.

Historia

El paracaídas de frenado fue utilizado por primera vez en 1912 en una prueba de paracaídas en tierra en ausencia de aviones, por el inventor ruso Gleb Kotelnikov, quien había patentado un paracaídas de mochila con un bote de plástico unos meses antes de esta prueba. En una carretera cerca de Tsarskoye Selo (hoy parte de San Petersburgo ), Kotelnikov demostró con éxito los efectos de frenado de un paracaídas de este tipo acelerando un automóvil Russo-Balt a su velocidad máxima y luego abriendo un paracaídas unido al asiento trasero. [1]

Instalación del paracaídas de frenado del F-4 Phantom II abierta, ubicada en la cola del avión

Durante 1937, la Unión Soviética decidió adoptar el paracaídas de frenado por primera vez en un número limitado de sus aviones, específicamente aquellos asignados para operar dentro del Ártico para proporcionar apoyo logístico a las famosas expediciones polares de la época, como las primeras estaciones de hielo a la deriva North Pole-1 , que se lanzaron ese mismo año. Se atribuyó al paracaídas de frenado el mérito de permitir que los aviones aterrizaran de forma segura en témpanos de hielo más pequeños que de otro modo serían sitios de aterrizaje inviables. [1]

Uno de los primeros aviones militares de producción estándar que utilizó un paracaídas de frenado para reducir la velocidad y acortar sus aterrizajes fue el Arado Ar 234 , un bombardero de reconocimiento con propulsión a chorro utilizado por la Luftwaffe . Tanto la serie de ocho prototipos con tren de aterrizaje con ruedas y patines para la serie Ar 234A, que nunca se produjo (uno en el avión y un sistema separado en la superficie trasera del eje principal del tren de aterrizaje con ruedas) como la serie de producción Ar 234B equipada con tren de aterrizaje triciclo estaban equipados con una capacidad de despliegue de paracaídas de frenado en el fuselaje ventral trasero extremo. [ cita requerida ]

El transbordador espacial Discovery aterriza con su paracaídas de frenado ( arrugado para reducir las cargas de desaceleración) [2]

Durante la carrera espacial entre los Estados Unidos y la Unión Soviética, se adoptaron paracaídas de frenado en numerosas naves espaciales. Todos los programas espaciales tripulados gestionados por la NASA y los soviéticos en ese momento, incluido el Proyecto Mercury y el programa Apolo , emplearon paracaídas de frenado en sus sistemas de recuperación de vehículos junto con los paracaídas principales más grandes. [3] [4] [5] [6] El gran presupuesto otorgado a la NASA en ese momento permitió el desarrollo extensivo de paracaídas, incluidos los de frenado que fueron diseñados para su despliegue en condiciones extremas y resultaron útiles para misiones interplanetarias . [7] El transbordador espacial , que aterrizó en una pista, también encontró beneficios en el uso de un paracaídas de frenado durante el aterrizaje. [2] Sus impulsores de cohetes sólidos también se recuperaron con la ayuda de paracaídas de frenado. [8]

Diseño y características

Un A-4N Skyhawk de la IAF aterriza con un drogue en forma de cruz

En comparación con un paracaídas convencional, el paracaídas de frenado es más alargado y tiene una superficie mucho más pequeña; como resultado, proporciona mucha menos resistencia . El paracaídas de frenado se puede desplegar a velocidades a las que los paracaídas convencionales se romperían, aunque no frenará un objeto tanto como lo haría un paracaídas convencional. [9] Debido a su diseño más simple, el paracaídas de frenado también es más fácil de desplegar, lo que minimiza el riesgo de enredarse mientras se despliega o de no inflarse correctamente.

Usar

Paracaidismo

Un paracaídas de piloto de frenado desacelerando a un par de paracaidistas en tándem

Los paracaídas de frenado se utilizan a veces para desplegar un paracaídas principal o de reserva utilizando la resistencia generada por el frenado para sacar el paracaídas principal de su contenedor. Este tipo de paracaídas se denomina paracaídas piloto cuando se utiliza en un sistema de paracaídas de un solo usuario (deportivo). El paracaídas piloto solo se utiliza para desplegar el paracaídas principal o de reserva; no se utiliza para reducir la velocidad ni para lograr estabilidad. Los sistemas en tándem son diferentes; un paracaídas de frenado se despliega poco después de salir de la aeronave para reducir la velocidad terminal del par de paracaidistas en tándem durante la caída libre. Posteriormente se utiliza para desplegar el paracaídas principal como en los paracaídas para una sola persona. [10] [11]

Se han realizado numerosas innovaciones y mejoras en los paracaídas de frenado destinados a este propósito; algunos ejemplos incluyen una patente para una característica antigiro otorgada durante 1972, [12] y una distribución de fuerza mejorada otorgada en 2011. [13]

Desaceleración

Paracaídas de frenado dobles instalados en dragsters a reacción : los paracaídas están en tubos más pequeños con correas amarillas.

Cuando se utiliza para acortar la distancia de aterrizaje de una aeronave, un paracaídas de frenado se denomina paracaídas de arrastre o de frenado . Siguen siendo eficaces para aterrizajes en pistas mojadas o heladas y para aterrizajes de emergencia a alta velocidad. [14]

Los paracaídas de frenado también se utilizan para reducir la velocidad de los coches durante las carreras de aceleración ; la Asociación Nacional de Hot Rod exige su instalación en todos los vehículos capaces de alcanzar velocidades de 150 millas por hora o más. También se han instalado en múltiples vehículos experimentales destinados a intentar batir récords de velocidad en tierra . [15] [16]

Estabilidad

Un F-111F lanzando bombas con balines de frenado

Los paracaídas de frenado también se pueden utilizar para ayudar a estabilizar la dirección de los objetos en vuelo, como las granadas antitanque RKG-3 o las bombas lanzadas desde el aire . Los paracaídas de recuperación de pérdida se utilizan para mitigar el riesgo de giros incontrolables durante las pruebas de vuelo de aeronavegabilidad . [17] Se ha utilizado para fines similares cuando se aplica a varias bombas nucleares, como la B61 y la B83 , ralentizando el descenso del arma para proporcionar al avión que la lanzó suficiente tiempo para escapar de la explosión nuclear. [ cita requerida ]

Los paracaídas de frenado se han utilizado en asientos eyectables tanto para estabilizar como para reducir la velocidad casi inmediatamente después del despliegue; algunos ejemplos incluyen el sistema de escape personal ACES II . [18] De manera similar, varias cápsulas de escape, utilizadas tanto en aeronaves supersónicas como en naves espaciales, han empleado paracaídas de frenado tanto para estabilidad como para frenado, lo que permite desplegar un paracaídas principal o que el piloto salga de la cápsula y use un paracaídas personal. [19] [20]

Los paracaídas de frenado (vistos durante una prueba de caída en 2014) se utilizan para estabilizar la nave espacial Orión antes del despliegue del paracaídas principal.

Los paracaídas de frenado siguen siendo una tecnología clave para los vuelos espaciales, porque se pueden utilizar para controlar descensos muy rápidos, incluidos los de las naves espaciales durante la entrada atmosférica . Por lo general, se despliegan hasta que se hayan establecido las condiciones de entrada que permitan el uso de paracaídas principales o retropropulsión . Estos incluyen el avión espacial Boeing X-37 , [21] [22] las cápsulas SpaceX Dragon [23] y las mitades de carenado, [24] las primeras etapas Rocket Lab Electron , [25] los módulos Gaganyaan de ISRO [26] y la nave de reentrada Chang'e 5. [27] Las cápsulas de retorno de muestra Stardust y OSIRIS-REx [28] y todas las misiones de aterrizaje exitosas en Marte a partir de enero de 2024 [29] utilizaron paracaídas de frenado supersónicos. Algunos cohetes de gran altitud también han utilizado paracaídas de frenado como parte de un sistema de doble despliegue, desplegando posteriormente un paracaídas principal para controlar y ralentizar su descenso. [19] [20]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "Paracaidismo en el sitio Divo: El libro ruso de récords y logros" (en ruso). bibliotekar.ru.
  2. ^ ab Lowry, Charles H. "Resumen del paracaídas de arrastre del orbitador del transbordador espacial" (PDF) . Servidor de informes técnicos de la NASA .
  3. ^ "Paracaídas, freno, mercurio". Instituto Smithsoniano, Museo Nacional del Aire y el Espacio . Consultado el 17 de junio de 2020 .
  4. ^ "Paracaídas, Drogue, Géminis". Instituto Smithsoniano, Museo Nacional del Aire y el Espacio. Archivado desde el original el 17 de junio de 2020. Consultado el 17 de junio de 2020 .
  5. ^ Anita Sengupta; Ricardo Machin; Gary Bourland; Ellen Longmire ; Mitch Ryan; Erik Haugen; Edward White; James Ross; Joes Laguna; Robert Sinclair; Elsa Hennings; Daniel Bissell (2012). "Rendimiento de un paracaídas de frenado de cinta cónica en la estela de un módulo de comando Orion de subescala". Conferencia Aeroespacial IEEE 2012. IEEE Xplore. págs. 1–11. doi :10.1109/AERO.2012.6186996. ISBN . 978-1-4577-0557-1. Número de identificación del sujeto  35463923.
  6. ^ "La Soyuz se lanza en paracaídas hacia un aterrizaje seguro: la tripulación de la Estación Espacial regresa tras 186 días en órbita - Soyuz TMA-19M | Spaceflight101". 2016-06-18 . Consultado el 2024-01-16 .
  7. ^ ¿Por qué la NASA sigue utilizando los resultados de las pruebas de paracaídas de 1960? , consultado el 16 de enero de 2024
  8. ^ Wood, T. David; Kanner, Howard S.; Freeland, Donna M.; Olson, Derek T. (2012). "PROPULSOR DE COHETE SÓLIDO (SRB): LA MEJOR INTEGRACIÓN DEL SISTEMA DE VUELO" (PDF) . Servidor de informes técnicos de la NASA .
  9. ^ "Reviva el glosario del Apolo 11: abreviaturas y acrónimos". NASA . Consultado el 17 de junio de 2020 .
  10. ^ Brain, Marshall (27 de agosto de 2002). "Cómo funciona el paracaidismo". adventure.howstuffworks.com . Consultado el 17 de junio de 2020 .
  11. ^ "¿Qué son los drogues en el paracaidismo?". skydivecal.com. 9 de diciembre de 2018.
  12. ^ "Bengala aérea con paracaídas de frenado". 1972.
  13. ^ "Equipo de paracaidismo para distribuir las fuerzas de tensión de un paracaídas de frenado". 2011.
  14. ^ "Paracaídas de desaceleración". Miles Manufacturing . Consultado el 17 de junio de 2020 .
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  16. ^ "Informe especial de ingeniería: Cómo frenar un automóvil supersónico con un paracaídas". bloodhoundlsr.com. 27 de agosto de 2019.
  17. ^ Qiu, Zhijie; Dai, Wei; Guan, Gaozhi (noviembre de 2021). "Investigación sobre pruebas de despliegue de paracaídas en vuelo con recuperación de pérdida" . Simposio internacional de 2021 sobre informática y controles inteligentes . IEEE. págs. 24–27. doi :10.1109/ISCSIC54682.2021.00016.
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  29. ^ Koerner, Brendan I. "Los paracaídas supersónicos que llevan los sueños marcianos de la NASA". Wired . ISSN  1059-1028 . Consultado el 17 de enero de 2024 .

Enlaces externos