3リングリリースシステムの機械的利点


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このWikipediaの記事で説明されているように、パラシュートで使用されている3リングリリースシステムにかなり興味があります。

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

このシステムはなぜそれほど人気が​​あるのでしょうか。業界ではほぼどこにでもあると言われていますが、グーグルでスカイダイバーに尋ねた後でも、何がそれをより良くするかを見つけることができませんでした。

より具体的には、ウィキペディアの記事では、各ループは黄色のワイヤーで固定された小さなコードループの機械的な利点を倍増させると述べています。誰かがこの機械的利点の乗算がどのように行われるかを詳細に説明できますか?なぜリングの数が5ではなく3に選択されているのですか?

3リングリリースシステム

回答:


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fred_dot_uで述べたように、各リングは「クラス2レバー」として機能します。以下に示すオレンジ色のビームを、ピボット(距離y)に近い位置から持ち上げようとしていると想像してください。他の誰かが遠端で適用する必要がある力(距離x)は、X / Yの因数だけ小さくなります

シンプルなレバー

ここで、力を直接上向きに適用するのではなく、浅い角度で適用することを想像してください。ビームの同じ点に力が加えられているにもかかわらず、ピボットへの垂直距離が短くなっていることがわかります。適用した力(パラシュートの場合は体重)が一定のままであれば、ビームの移動を停止するために必要な反作用はさらに低くなります。

傾斜力レバー

Three-Ring-Releaseが機能する方法は、これらのシステムの2つをリンクすることです。ファブリックが各レバーの支点を形成するように折り返される方法のため、「古典的な図」で示すのは困難です。

下の画像が、小さな布ループに必要な反力(左下の矢印)が、人間の体重によって加えられる力(右端の矢印)よりも何倍も小さいことを示していると思います。

この反力を最小限に抑えることが重要です。大きすぎると、「プルコード」(元の.gifでは黄色)に対する摩擦力が大きくなりすぎて、コードを取り外して解放することが難しくなります。パラシュート。

3つのリングリリースレバー

これがあなたの質問に答え、機械的な利点がどのようにもたらされるかを説明したいと思います。「なぜ5ではなく3なのか」は?これは単に3つで十分であるという事実に帰着します。5はメカニズムを製造するためのコストと複雑さを増加させるだけでなく、より多くの故障点を追加し、2は力を十分に低減しません。

注意:進行中の「プーリーアクション」はありません。機械的な利点は、この摩擦力を減らし、人間の重さに関係なく、黄色のコードを簡単に取り除くことができることです。


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非常に良い答え-あなたが提供した写真は、私が必要とする視覚的な助けにすぎませんでした。ありがとう!
S.ロトス2018

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私があなたが提起したすべての質問に対処することはできませんが、少なくとも1つの回答は、wikiに記載されているように、発明者のBill Boothから直接来ています。彼はデバイスの特許を保持しています(保持されていますか?)。数十年前、私は彼と一緒に飛ぶ機会がありました。

以下はすべて口コミです。おそらく、それをバックアップするためのドキュメントがあるでしょうが、私はビルからそれを聞いたので、それで十分です。私は彼のオフィスで特許文書を見ましたが、それはデジタルカメラとカメラ付き携帯電話の前でした。

3リングリリース以前は、最も一般的に使用されていたメカニズムケープウェルリリースと呼ばれていたと説明されました。彼が言うように、メカニズムは詰まりがちであり、汚れたパラシュートで地球に急降下するときのように、負荷がかかっているときに解放することは特に困難です。

3リングリリースの開発における彼の天才は、高負荷時に完全に解放され、軽負荷時に完全に解放され、機械的にシンプルなシステムをもたらしました。また、特別な機械加工や特別なスキルを必要とせずに簡単に製造できます。

現在も、Bill Boothが説明しているように、各リングの力は10対1に減少しています。リングロックループでのケーブルの摩擦を無視すると、3つのリングで合計1,000分の1の減少になります。つまり、各リリースから1,000ポンド(キャノピーあたり2ポンド)を吊るすことができ、ロックケーブルを接続ポイントから垂直に自由に切断するのに必要な力は1ポンドです。私はニュートンをよく知りません。

横向きのケーブル固定機構を追加すると、落下傘兵が必要とする力はさらに小さくなります。ケーブルを固定しているループでケーブルに1ポンドの力がかかる場合、そのケーブルをスライドさせてアセンブリを解放するには、どれくらいの力が必要ですか?その答えはわかりませんが、非常に低くなるはずです。

私は、マルチローターラジコンヘリコプターのペイロードリリースメカニズムについて、この概念を実験しました。通常のレバーの数学を使用すると、レバーを保持するためにループではなくリジッドリンケージを使用して、力が5000〜1弱減少しました。コンポーネントは必然的に軽量で、おそらく2ポンドまでのペイロードを許容できますが、その時点ではヘリコプターの動作が遅すぎました。リンケージコンポーネントの重量は20グラムでした。

レバークラス

上の画像は、レバーに関するwikiエントリからのものです。3リングリリースは、クラス2レバーで、一端が回転します。wikiのアニメーションを参照すると、最初のレバーの負荷は、チャット奏者が吊り下げられている大きなリングです。2番目のリングのピボットの上方に(アニメーションに対して)2番目のリングに力を加えます。

2番目のリングは3番目のリングによってラッチされ、同じ方法で3番目のリングに力を加えます。レバーの計算が役立つ機械的な利点は、次のリングの位置に対するピボットの間隔にあります。


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「3リングサーカス」の前に、ジャンパーがそれを呼んだように、ケープウェルのバリエーションがありました。ここにいくつかの写真があります:https : //www.flickr.com/photos/43867826@N07/sets/72157622676844920/

「ショットとハーフ」では、リリースメカニズムにアクセスするためにカバーを移動する必要がありました。カバーを動かすだけでリリースされる「ワンショット」。

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