Comme indiqué par fred_dot_u, chaque anneau agit comme un "levier de classe 2". Imaginez que vous essayez de soulever le faisceau orange illustré ci-dessous à partir d'une position proche du pivot (distance y). La force que quelqu'un d'autre devrait appliquer à l'extrémité distante (distance x) serait plus petite, d'un facteur X / Y
Imaginez maintenant qu'au lieu d'appliquer votre force directement vers le haut, vous avez plutôt choisi de l'appliquer à un angle peu profond. Vous pouvez voir que la distance perpendiculaire au pivot est réduite, malgré la force appliquée au même point sur la poutre. Si votre force appliquée (poids corporel dans le cas du parachute) reste constante, la réaction requise pour arrêter le déplacement du faisceau est maintenant encore plus faible.
Le fonctionnement de la libération à trois anneaux consiste à relier deux de ces systèmes. Il est difficile de montrer sur un «diagramme classique», en raison de la façon dont le tissu s'enroule pour former le point d'appui dans chaque levier.
J'espère que l'image ci-dessous illustre comment la force de réaction requise sur la petite boucle de tissu (flèche en bas à gauche) est plusieurs fois plus petite que la force appliquée par le poids de l'humain (flèche à l'extrême droite).
Il est essentiel de minimiser cette force de réaction, car si elle était trop grande, la force de friction contre la `` corde de traction '' (jaune dans votre .gif d'origine) serait trop grande, et il deviendrait difficile de retirer la corde et de la relâcher. le parachute.
J'espère que cela répond à votre question et explique comment se présente l'avantage mécanique. Quant à "pourquoi 3, et non 5"? Cela se résume simplement au fait que trois suffisent . 5 augmenterait simplement le coût et la complexité de fabrication du mécanisme, en plus d'ajouter plus de points de défaillance, et 2 ne réduirait pas suffisamment la force.
NB Il n'y a pas d '"action de poulie" en cours - l'avantage mécanique est simplement de réduire cette force de friction et de garantir que le cordon jaune peut être retiré facilement, quelle que soit la pesanteur de l'homme.
Je ne peux pas répondre à toutes les questions que vous avez posées, mais au moins une des réponses vient directement de l'inventeur, Bill Booth, comme indiqué dans le wiki. Il détient le brevet de l'appareil (détenu?) Et j'ai eu l'occasion de voler avec lui il y a quelques décennies.
Tout ce qui suit est le bouche à oreille. Il y a peut-être de la documentation pour le sauvegarder, mais je l'ai entendu de Bill et c'est assez bon pour moi. J'ai vu la documentation sur les brevets dans son bureau, mais c'était avant les appareils photo numériques et les téléphones-appareils photo.
On m'a expliqué qu'avant la libération à 3 anneaux, le mécanisme le plus couramment utilisé était appelé libération Capewell . Comme il le dit, le mécanisme est susceptible de se coincer et est particulièrement difficile à libérer lorsqu'il est sous charge, comme ce serait le cas lors de la chute à terre avec un parachute encrassé.
Son génie dans le développement de la libération à 3 anneaux a abouti à un système qui se libérerait complètement sous des charges élevées, se libérerait complètement sous des charges légères et serait mécaniquement simple. Il est également facile à fabriquer sans nécessiter d'usinage spécial ou de compétences inhabituelles.
La configuration actuelle, toujours décrite par Bill Booth, est qu'il y a une réduction de dix à une force pour chaque anneau. Si l'on ignore le frottement du câble au niveau de la boucle de verrouillage de l'anneau, la réduction totale est de mille à un sur les trois anneaux. Cela signifie que vous pouvez suspendre mille livres à chaque déclencheur (deux par auvent) et la force requise pour briser le câble de verrouillage, perpendiculairement au point de fixation, est d'une livre. Je ne connais pas si bien les newtons.
En ajoutant le mécanisme de fixation du câble orienté latéralement, la force requise par le parachutiste est encore moindre. S'il y a une livre de force tirant contre le câble au niveau de la boucle qui le fixe, combien de force est nécessaire pour faire glisser ce câble et libérer l'assemblage? Je ne connais pas cette réponse, mais elle est forcément très faible.
J'ai expérimenté ce concept pour un mécanisme de libération de charge utile pour un hélicoptère radiocommandé multi-rotors. En utilisant le calcul des leviers ordinaires, j'ai eu une réduction de force légèrement inférieure à 5000 à 1, en utilisant une liaison rigide plutôt que des boucles pour retenir les leviers. Les composants étaient nécessairement légers et pouvaient tolérer jusqu'à 2 livres de charge utile, peut-être plus, mais l'hélicoptère était trop lent à ce moment-là. Les composants de liaison pesaient 20 grammes.
L'image ci-dessus provient d'une entrée wiki concernant les leviers . Le déverrouillage à 3 anneaux est un levier de classe 2, pivotant à une extrémité. En se référant à l'animation dans le wiki, la première charge de levier est le grand anneau à partir duquel le chutiste est suspendu. Il applique une force au deuxième anneau vers le haut (par rapport à l'animation) du pivot du deuxième anneau.
Le deuxième anneau est verrouillé par le troisième anneau, appliquant une force au troisième anneau de la même manière. L'avantage mécanique à partir duquel les calculs du levier entrent en jeu est dû à l'espacement du pivot par rapport à l'emplacement de l'anneau suivant.
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Avant le «cirque à 3 anneaux», comme nous l'appelions cavaliers, il y avait les variations Capewell. Voici quelques photos: https://www.flickr.com/photos/43867826@N07/sets/72157622676844920/
Le "coup et demi" a nécessité le déplacement d'un couvercle pour accéder au mécanisme de libération. "One shot" libéré en déplaçant simplement la couverture.
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