Как отмечено fred_dot_u, каждое кольцо действует как «рычаг класса 2». Представьте, что вы пытаетесь поднять оранжевый луч, показанный ниже, из положения, близкого к оси вращения (расстояние у). Сила, которую кто-то еще должен будет применить на дальнем конце (расстояние х), будет меньше в X / Y раз
Представьте себе, что вместо того, чтобы прикладывать силу прямо вверх, вы решили применить ее под небольшим углом. Вы можете видеть, что перпендикулярное расстояние до оси уменьшается, несмотря на силу, приложенную в той же точке на балке. Если приложенная вами сила (вес тела в случае с парашютом) остается постоянной, то реакция, необходимая для остановки движения луча, теперь еще ниже.
Способ, которым работает Three-Ring-Release, заключается в соединении двух этих систем. Это трудно показать на «классической диаграмме» из-за того, как ткань оборачивается, образуя точку опоры в каждом рычаге.
Я надеюсь, что изображение ниже иллюстрирует, как сила реакции, необходимая для маленькой петли ткани (нижняя левая стрелка), во много раз меньше, чем сила, действующая на человека (дальняя правая стрелка).
Крайне важно минимизировать эту силу реакции, так как если бы она была слишком большой, то сила трения, воздействующая на «трос» (желтый в исходном .gif), была бы слишком большой, и было бы трудно удалить шнур и освободить его. парашют
Я надеюсь, что это ответит на ваш вопрос и объяснит, как получается механическое преимущество. Что касается "почему 3, а не 5"? Это сводится просто к тому факту, что трех достаточно . 5 просто увеличит стоимость и сложность изготовления механизма, а также добавит больше точек отказа, а 2 не уменьшит силу в достаточной степени.
NB. «Шкива не происходит» - механическое преимущество состоит в том, чтобы просто уменьшить эту силу трения и обеспечить легкое удаление желтого шнура, независимо от того, насколько тяжел человек.
Я не могу ответить на все вопросы, которые вы задали, но по крайней мере один из ответов приходит непосредственно от изобретателя Билла Бута, как отмечается в вики. У него есть патент на устройство (проведено?), И у меня была возможность летать с ним пару десятилетий назад.
Все следующее - из уст в уста. Возможно, есть документация, подтверждающая это, но я услышал это от Билла, и этого достаточно для меня. Я видел патентную документацию в его офисе, но это было до цифровых камер и камерофонов.
Мне объяснили, что до выпуска с 3 кольцами наиболее часто используемый механизм назывался выпуском Кейпвелла . По его словам, механизм подвержен заклиниванию, и его особенно трудно разблокировать под нагрузкой, как это было бы в случае падения на землю с загрязненным парашютом.
Его гений в разработке 3-х кольцевого расцепителя привел к созданию системы, которая полностью высвобождается при высоких нагрузках, полностью высвобождается при малых нагрузках и является механически простой. Его также легко изготовить, не требуя специальной обработки или необычных навыков.
Текущая конфигурация, опять же, как описано Биллом Бутом, заключается в том, что для каждого кольца снижается сила от 10 до 1. Если игнорировать трение кабеля в контуре блокировки кольца, общее уменьшение составляет три тысячи к одному кольцу. Это означает, что вы можете повесить одну тысячи фунтов из каждого выпуска (по два на полог) и усилие, необходимые для разрушения фиксирующей кабель свободной, перпендикулярной от точки крепления, это один фунта. Я не очень хорошо знаю ньютонов.
Прибавив к боковому механизму крепления кабеля, сила, необходимая парашютисту, еще меньше. Если существует один фунт силы, натягивающий кабель на петлю, которая его закрепляет, то какая сила требуется, чтобы вытащить этот кабель и освободить сборку? Я не знаю этого ответа, но он обязательно будет очень низким.
Я экспериментировал с этой концепцией механизма освобождения полезной нагрузки для многороторного радиоуправляемого вертолета. Используя математику обычных рычагов, у меня было чуть менее 5000 к 1 уменьшению силы, используя жесткую связь, а не петли для удержания рычагов. Компоненты были обязательно легкими и выдерживали до 2 фунтов полезной нагрузки, возможно, больше, но вертолет был слишком вялым в этот момент. Компоненты рычага весили 20 грамм.
Изображение выше взято из вики о рычагах . Выпуск с 3 кольцами представляет собой рычаг класса 2, поворачиваемый на одном конце. Ссылаясь на анимацию в вики, первый рычаг загрузки - это большое кольцо, на котором подвешен чутист. Он применяет силу ко второму кольцу вверх (относительно анимации) оси второго кольца.
Второе кольцо фиксируется третьим кольцом, прикладывая усилие к третьему кольцу таким же образом. Механическое преимущество, из-за которого математика рычага вступает в игру, обусловлено расстоянием вокруг оси относительно местоположения следующего кольца.
источник
Перед «3-мя кольцевыми цирками», как мы это называли прыгунами, были вариации Кейпвелла. Вот некоторые фотографии: https://www.flickr.com/photos/43867826@N07/sets/72157622676844920/
«Полтора выстрела» требовали перемещения крышки для доступа к механизму спуска. «Один выстрел» выпускают, просто сдвинув крышку.
источник