Keuntungan mekanis dari sistem rilis 3-ring


8

Saya cukup ingin tahu tentang sistem rilis 3-cincin yang digunakan dalam parasut, seperti yang dijelaskan dalam artikel Wikipedia ini:

https://en.wikipedia.org/wiki/3-ring_release_system

Saya heran mengapa sistem ini begitu populer? Saya telah diberitahu bahwa ini hampir ada di mana-mana di industri ini, tetapi bahkan setelah Googling dan menanyakan beberapa skydivers saya belum dapat menemukan apa yang membuatnya lebih baik.

Lebih khusus lagi, artikel Wikipedia menyebutkan bahwa masing-masing loop mengalikan keuntungan mekanis dari loop kabel kecil yang diamankan oleh kabel kuning. Dapatkah seseorang menjelaskan secara terperinci bagaimana penggandaan keunggulan mekanis ini terjadi, dan mengapa jumlah cincin dipilih menjadi 3 bukannya mengatakan, 5?

Sistem rilis 3-cincin

Jawaban:


1

Seperti dicatat oleh fred_dot_u, setiap dering bertindak sebagai "Tuas Kelas 2". Bayangkan Anda mencoba mengangkat balok oranye yang ditunjukkan di bawah ini dari posisi dekat dengan pivot (jarak y). Gaya yang dibutuhkan orang lain di ujung (jarak x) akan lebih kecil, dengan faktor X / Y

tuas sederhana

Bayangkan sekarang daripada menerapkan kekuatan Anda secara langsung ke atas, Anda malah memilih untuk menerapkannya pada sudut yang dangkal. Anda dapat melihat bahwa jarak tegak lurus ke poros berkurang, meskipun gaya diterapkan pada titik yang sama pada balok. Jika gaya yang Anda terapkan (berat badan dalam kasus parasut) tetap konstan, maka reaksi yang diperlukan untuk menghentikan pergerakan balok sekarang bahkan lebih rendah.

tuas gaya miring

Cara Three-Ring-Release bekerja, adalah dengan menghubungkan dua sistem ini bersama-sama. Sulit untuk ditunjukkan pada 'diagram klasik', karena cara kain membungkus untuk membentuk titik tumpu di setiap tuas.

Saya harap gambar di bawah ini menggambarkan bagaimana gaya reaksi yang diperlukan pada loop kain kecil (panah kiri bawah) berkali-kali lebih kecil dari gaya yang diterapkan oleh berat manusia (panah paling kanan).

Sangat penting untuk meminimalkan gaya reaksi ini, karena jika terlalu besar, maka gaya gesekan terhadap 'kabel tarik' (kuning pada .gif asli Anda) akan terlalu besar, dan akan menjadi sulit untuk melepas kabel dan melepaskannya. parasut.

Tiga Tuas Rilis Cincin

Saya harap ini menjawab pertanyaan Anda, dan menjelaskan bagaimana keuntungan mekanis muncul. Adapun "mengapa 3, dan bukan 5"? Ini hanya karena fakta bahwa tiga sudah cukup . 5 hanya akan menambah biaya dan kompleksitas untuk membuat mekanisme, serta menambahkan lebih banyak titik kegagalan, dan 2 tidak akan mengurangi gaya secara memadai.

NB Tidak ada "aksi katrol" yang terjadi - keuntungan mekanisnya hanyalah untuk mengurangi gaya gesekan ini dan memastikan bahwa tali kuning dapat dilepas dengan mudah, terlepas dari seberapa berat manusia.


1
Jawaban yang sangat bagus - gambar yang Anda berikan hanyalah bantuan visual yang saya butuhkan. Terima kasih!
S. Rotos

5

Saya tidak dapat menjawab semua pertanyaan yang Anda ajukan, tetapi setidaknya salah satu jawaban datang langsung dari penemunya, Bill Booth, sebagaimana disebutkan dalam wiki. Dia memegang hak paten untuk perangkat (dimiliki?) Dan saya memiliki kesempatan untuk terbang bersamanya beberapa dekade yang lalu.

Semua yang berikut ini adalah dari mulut ke mulut. Mungkin ada dokumentasi untuk mendukungnya, tetapi saya mendengarnya dari Bill dan itu cukup baik untuk saya. Saya memang melihat dokumentasi paten di kantornya, tapi itu sebelum kamera digital dan kamera ponsel.

Telah dijelaskan kepada saya bahwa sebelum rilis 3-cincin, mekanisme yang paling umum digunakan disebut rilis Capewell . Seperti yang ia katakan, mekanismenya rawan macet dan sangat sulit untuk dilepaskan saat di bawah beban, seperti halnya ketika jatuh ke bumi dengan parasut yang kotor.

Kejeniusannya dalam mengembangkan pelepasan 3-cincin menghasilkan sistem yang akan melepaskan sepenuhnya ketika di bawah beban tinggi, akan melepaskan sepenuhnya ketika di bawah beban ringan dan menjadi sederhana secara mekanis. Ini juga mudah dibuat tanpa memerlukan permesinan khusus atau keterampilan yang tidak biasa.

Konfigurasi saat ini, sekali lagi seperti yang dijelaskan oleh Bill Booth, adalah bahwa ada pengurangan gaya sepuluh ke satu untuk setiap cincin. Jika seseorang mengabaikan gesekan kabel pada loop pengunci cincin, total reduksi adalah seribu banding satu di atas tiga cincin. Itu berarti Anda dapat menggantung seribu pound dari setiap rilis (dua per kanopi) dan gaya yang diperlukan untuk mematahkan kabel pengunci, tegak lurus dari titik attachment, adalah satu pound. Saya tidak begitu mengenal newton.

Menambahkan mekanisme pengamanan kabel yang berorientasi lateral, gaya yang dibutuhkan oleh penerjun payung bahkan lebih sedikit. Jika ada satu pon gaya yang ditarik ke arah kabel pada simpul yang menahannya, berapa besar kekuatan yang diperlukan untuk menggeser kabel itu keluar dan membebaskan rakitan? Saya tidak tahu jawaban itu, tetapi pasti sangat rendah.

Saya telah bereksperimen dengan konsep ini untuk mekanisme pelepasan muatan untuk helikopter yang dikendalikan radio multi-rotor. Dengan menggunakan matematika pengungkit biasa, saya memiliki sedikit pengurangan kekuatan kurang dari 5000 menjadi 1, menggunakan ikatan yang kaku dan bukannya pengulangan untuk mempertahankan pengungkit. Komponen-komponennya tentu ringan, dan akan mentolerir muatan hingga 2 pon, mungkin lebih, tetapi helikopter itu terlalu lamban pada saat itu. Komponen tautan memiliki berat 20 gram.

kelas tuas

Gambar di atas berasal dari entri wiki tentang tuas . Rilis 3-cincin adalah tuas kelas 2, diputar di satu ujung. Merujuk animasi di wiki, tuas beban pertama adalah cincin besar tempat chutist ditangguhkan. Ini berlaku paksa ke dering kedua ke atas (relatif terhadap animasi) dari pivot dering kedua.

Cincin kedua terkunci oleh cincin ketiga, menerapkan kekuatan ke cincin ketiga dengan cara yang sama. Keuntungan mekanis dari mana tuas matematika berperan karena jarak pivot relatif ke lokasi cincin berikutnya.


Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.