Szycie własnego spadochronu to ciekawy projekt DIY dla pasjonatów majsterkowania. W tym wpisie pokażemy krok po kroku, jak stworzyć spadochron – od wyboru materiałów i ich testowania, po finalne szycie. Zapraszamy do lektury!

Poniższy poradnik zawiera zdjęcia z procesu szycia dwóch spadochronów wykonanych z tego samego materiału, ale o różnych średnicach. Pomarańczowy spadochron ma średnicę 1 metra, natomiast większy – 4 metry.

Wybór materiału
Do szycia spadochronu zdecydowaliśmy się na nylon Ripstop 40D. Ten materiał jest często wykorzystywany w spadochronach ze względu na swoją wytrzymałość i niską wagę, co jest kluczowe przy konstrukcjach, które muszą być lekkie, ale jednocześnie odporne na duże obciążenia. Struktura Ripstop, wzmocniona włóknami w regularnych odstępach, zapewnia wysoką odporność na rozdarcia, co zwiększa bezpieczeństwo podczas użytkowania. Dodatkowo, nylon 40D jest odporny na działanie wilgoci, co pozwala zachować właściwości aerodynamiczne spadochronu nawet w trudnych warunkach pogodowych.

Dobór rozmiaru i kształtu spadochronu. Jest to kluczowy element, który wpływa na stabilność i bezpieczeństwo opadania. Kształt czaszy decyduje o sposobie opadania, stabilności oraz efektywności hamowania, dlatego warto znać dostępne opcje i wybrać tę najbardziej odpowiednią do danego projektu.

• Czasza półkulista (półsferyczna) – Jest to jeden z najpopularniejszych kształtów w
  projektach amatorskich i modelarskich. Półkuliste czasze zapewniają stabilne opadanie
  i są stosunkowo proste do wykonania. Są często wykorzystywane do lżejszych ładunków,
  gdzie kluczowa jest stabilność podczas opadania.

W naszym projekcie zastosowaliśmy spadochron będący modyfikacją kształtu półkulistego – tzw. czaszę ćwierćsferyczną. Można powiedzieć, że jest to półsfera przecięta na połowie jej średnicy. Kształt ćwierćsferyczny, oprócz stabilności, zapewnia bardziej dynamiczne otwieranie, co może być korzystne w niektórych zastosowaniach. Na zdjęciach poniżej widać spadochron o kształcie półsfery (miedziany) oraz ćwierćsfery (zielony).

Oprócz półkulistych i ćwierćsferycznych, w branży lotniczej wyróżnia się także inne kształty spadochronów:

Czasza stożkowa – Kształt stożkowy pozwala na uzyskanie większej prędkości
opadania, co jest przydatne, gdy zależy nam na szybszym obniżeniu wysokości przy
zachowaniu stabilności. Czasze stożkowe są trudniejsze do wykonania, dlatego rzadko
stosuje się je w projektach DIY.

Czasza prostokątna (kwadratowa) – prostokątne i kwadratowe czasze są popularne w
nowoczesnych sportach spadochronowych. Pozwalają na precyzyjne sterowanie i dużą
zwrotność, jednak ich konstrukcja jest bardziej złożona, co sprawia, że są mniej
powszechne w projektach amatorskich.

Czasza eliptyczna – Ten typ czaszy stosowany jest w zaawansowanych projektach, np.
w spadochronach precyzyjnych, gdzie kluczowa jest kontrola opadania i możliwość
manewrowania. Czasze eliptyczne są wydajne aerodynamicznie, ale wymagają dużej
precyzji wykonania.

Wybór wielkości czaszy
Wielkość czaszy można obliczyć na podstawie masy obiektu, który ma być opóźniany, aby ułatwić sobie zadanie, warto skorzystać z gotowych kalkulatorów dostępnych w Internecie. Takie kalkulatory pozwalają na szybkie wyliczenie średnicy spadochronu na podstawie podstawowych danych wejściowych, takich jak masa obiektu i pożądana
prędkość lądowania. Wystarczy wprowadzić odpowiednie wartości, a kalkulator automatycznie poda wymagany rozmiar spadochronu. Przykładowy kalkulator można znaleźć tutaj: https://www.rocketreviews.com/parachute-size-calculator.html. Kalkulator wymaga podania wagi rakiety (lub dowolnego ładunku) i proponuje kilka średnic dla różnych prędkości opadania. Bardziej zaawansowany kalkulator, wymagający wprowadzenia większej ilości danych i umożliwiający większą różnorodność rozwiązań można znaleźć pod tym adresem: https://www.translatorscafe.com/unit-converter/ku-IR/calculator/parachute-size/

Przykładowo, w naszym projekcie użyliśmy czaszę o średnicy 4 metrów, która jest zoptymalizowana do bezpiecznego lądowania rakiety sondującej o wadze 30kg z wysokości 3 km. Taki rozmiar zapewnia odpowiednie spowolnienie i stabilne lądowanie, minimalizując ryzyko uszkodzeń ładunku przy kontakcie z ziemią. Następnie należy wygenerować szablon, który posłuży do wycinania poszczególnych paneli materiału. Taki szablon można wygenerować np. na stronie Scott Bryce.

Krok 1 : Przygotowanie do szycia

Krok 2 : Łączenie paneli czaszy

Po przygotowaniu i wycięciu paneli, zaczynamy od ich zszycia. Wykonujemy następujące kroki:

1. Przygotowanie paneli – Ułóż dwa panele obok siebie, wyrównując ich krawędzie,
   które zamierzasz połączyć.
2. Układanie paneli do zszycia – Przesuń jeden z paneli pod drugi, tak aby ich
   krawędzie zachodziły na siebie, tworząc zakładkę.
3. Zszycie paneli – Zszyj panele wzdłuż zakładki, tworząc równy szew na całej
   długości styku obu paneli.
4. Zagięcie wystającej części szwu – Po zszyciu paneli, zagnij wystający fragment
   szwu wzdłuż linii szycia, aby ukryć surową krawędź materiału.
5. Przyszycie taśmy nośnej – Na zakończenie przyszyj taśmę nośną na dwóch jej
   krawędziach, wzdłuż zagiętego fragmentu, starannie wszywając ją na całej
   długości zagięcia. Możesz zostawić trochę taśmy na dolnej stronie czaszy, aby
   wykonać oczka na linki.

Poniżej przedstawiono schematyczne połączenie paneli z taśmą

Zszyty materiał z obu stron powinien wyglądać mniej więcej tak:

Po zszyciu paneli czaszy, warto dodatkowo zabezpieczyć krawędzie, które będą najbardziej narażone na działanie sił podczas otwierania spadochronu. Przyszywamy taśmę nośną wzdłuż całej zewnętrznej krawędzi czaszy.

Krok 3: Obszywanie otworu wentylacyjnego

Aby spadochron otwierał się stabilnie, potrzebujemy otworu wentylacyjnego na szczycie czaszy, który zapobiegnie nadmiernemu obracaniu się konstrukcji w locie oraz zapewni zmniejszenie siły podczas otwierania czaszy. Górny otwór szyjemy podobnie jak panele – Brzegi wzmacniamy taśmą nośną.

Krok 4: Przygotowanie linek i końcówek taśm

Przygotowujemy linki, które przymocują czaszę spadochronu do systemu nośnego (np. do rakiety lub innego ładunku). Końcówki taśmy nośnej przy każdym panelu łączymy, tworząc oczka – można to zrobić za pomocą maszyny do szycia lub węzłów, jeśli materiał i taśmy są wystarczająco wytrzymałe. Linki przymocowujemy równomiernie wzdłuż całej czaszy, tak aby każda była tej samej długości, co zapewni równomierne rozłożenie sił podczas otwierania spadochronu.

Otrzymujemy gotowy do lotu spadochron ! Oto kilka zdjęć prezentujących go swojej pełnej okazałości:

Okazuje się, że zaprezentowanie otwartego spadochronu o takich rozmiarach na ziemi to nie taka prosta sprawa.

Dla ciekawskich przedstawiamy również testy wykonanych skrawków dwóch spadochronów wykonane na maszynie wytrzymałościowej podczas próby rozciągania.

Tak przygotowane próbki zamocowano na maszynie, gdzie były rozciągane aż do zerwania

Tak oto przygotowane spadochrony pojechały na zawody European rocketry challenge
2024 w Portugalii, gdzie zapewniły bezpieczny powrót rakiety na ziemię (drzewo :P). Przy
okazji mogliśmy się przekonać o wytrzymałości na zrywanie materiału Ripstop.

HAPPY ENDING🙂

Autor: Jakub Szostek, członek PWR in Space, Politechnika Wrocławska