Почему в парашюте космического корабля «Союз» так много строп?

Все круглые парашюты имеют много строп, и они необходимы для распределения нагрузки на купол, сохранения его формы, а их геометрия зацепления (или даже повторного зацепления) во время развертывания может помочь с рифлением и сохранением его формы. Это не потому, что мы не можем сделать подвесные стропы достаточно прочными. Меньшее количество строп потребует более прочного купола, что, вероятно, приведет к еще более тяжелому парашюту, а меньшее количество секций приведет к менее контролируемому рифованию, и он будет более склонен к обрушению и разрыву купола.

Основной парашют корабля "Союз ТМА" представляет собой довольно крупный кольцевой раскрывающийся апекс , который раскрывается уже после торможения корабля до дозвуковой скорости с помощью двух пилотных и четырех тормозных парашютов за 15 минут до приземления ^[1], что снижает скорость снижения до ~ 80 м/с. (288 км/ч) ^[2]до того, как раскроется основной парашют, и имеет небольшое отверстие в вершине для повышения устойчивости и уменьшения колебаний. С этой связанной страницы Википедии:

Разновидностью круглого парашюта является раскрывающийся верхушечный парашют. Изобретенный французом по имени Пьер-Марсель Лемуань, в некоторых кругах он называется куполом Para-Commander в честь первой модели этого типа. Это круглый парашют, но со стропами к вершине купола, которые передают туда нагрузку и притягивают вершину ближе к грузу, искажая круглую форму в несколько сплющенную или линзовидную форму.

В некоторых конструкциях ткань удалена с вершины, чтобы открыть отверстие, через которое может выходить воздух, что придает куполу кольцевую геометрию. Они также имеют уменьшенное горизонтальное сопротивление из-за своей более плоской формы и в сочетании с обращенными назад вентиляционными отверстиями могут иметь значительную скорость движения вперед.

Таким образом, несмотря на то, что все эти стропы увеличивают вес парашюта, и есть еще один момент, который вы упустили в своем вопросе, а именно то, что большой парашют еще сложнее правильно сложить (ужасно важно для парашютов!), если бы в нем использовалось меньше строп, он бы иметь меньше секций, которые как-то должны были бы быть еще прочнее. И у него будут проблемы с сохранением формы после развертывания из-за больших секций, и из-за этого он более подвержен нестабильности или разрыву купола.

Таким образом, даже если бы мы могли построить парашют с более прочными стропами и тканью купола, мы, вероятно, не стали бы использовать меньше строп. Что касается запутывания строп, всегда есть шанс, что у вас будет действительно плохой день, но этот риск снижается за счет использования одного основного парашюта и пилотных парашютов, которые вытягивают его и помогают зарифиться. Если стропы запутываются, все еще есть хороший шанс, что купол сможет сохранить свою форму, стропы будут только растягиваться (зацепляться) немного выше. Сравните это с обычно тремя основными парашютами, которые используют большинство других космических кораблей, и вы начнете понимать, что это компромисс, и ни одно решение не является пуленепробиваемым.

Использование большого количества основных парашютов означает, что они могут запутаться, купола могут столкнуться друг с другом и частично или полностью разрушиться, а строп еще больше, но вы все равно сможете вернуться домой к обеду, даже если выйдет из строя хотя бы один из них. С одним из них, если он выйдет из строя, вам придется развернуть запасной, ^[3]и на это может не хватить времени. Это просчитанный риск и выбор дизайна. Но нет особого смысла сокращать количество строп и секций парашюта.

Использованная литература:

1. НАСА - Посадка корабля "Союз"
2. RuSpace - Профиль посадки корабля "Союз"
3. ЕКА - Союз ТМА (PDF)

Количество канатов (линий подвеса) не является произвольным. Между каждыми двумя клиньями (секторами) проходит нагрузочная лента, передающая нагрузку с тканевого купола на стропы. Ширина лопастных секторов (урезов) ограничивается прочностью ткани. Обычно ткань как минимум в два раза слабее волокна, из которого она изготовлена. Канат (однонаправленная структура волокна) является оптимальным способом передачи нагрузки. Несколько канатов с канатами малого диаметра прочнее, чем трос эквивалентного сечения (и -веса).

Парашют «Союза» имеет один купол большего диаметра, чем, например, три парашюта «Дракона». Парашюты Dragon также имеют «бесчисленное количество» веревок.

Парашюты космического корабля оптимизированы за счет компромисса между количеством клиньев, толщиной ткани и т. д.