O Paraquedas: História, Design e Inovações Futuras

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Contexto

Um paraquedas é um dispositivo projetado para reduzir a velocidade de uma pessoa ou objeto caindo ou movendo-se pelo ar. Usado principalmente para descidas seguras de grandes altitudes — como reentrada de espaçonaves ou lançamentos de aeronaves — paraquedas também podem ser configurados para implantação horizontal para desacelerar carros de corrida ou outros veículos após sua corrida.

Dois designs principais existem. O primeiro é um dossel em forma de cúpula feito de tecido que pode variar de hemisfério a cone. O segundo é um parafoil retangular (dossel ram-air) que opera como uma asa, permitindo que paraquedistas direcionem-se a um alvo. Ambos os tipos pesam menos de 7 kg e custam entre $1.200 e $1.500.

Para uso pessoal, um arnês é integrado a um container que guarda o dossel. O container é geralmente uma mochila mas pode ser desenhado para que o usuário sente sobre ele. Um dispositivo de implantação — mais comumente um cordão de abertura — abre o container, liberando um pequeno dossel piloto (~1 m de diâmetro) que puxa o dossel principal de seu saco. Uma manga de implantação ou dispositivo similar modera a abertura do dossel para reduzir choque no equipamento e usuário.

História

Registros chineses do século XII descrevem paraquedas rígidos, tipo guarda-chuva, usados para entretenimento, permitindo que pessoas saltassem de lugares altos e flutuassem seguramente ao solo. Leonardo da Vinci esboçou o primeiro paraquedas moderno em 1495 — um dossel de linho em forma de pirâmide suportado por estrutura de madeira — proposto como dispositivo de fuga para edifícios em chamas, embora nunca testado.

Os primeiros experimentos reais começaram no século XVIII. Em 1783, o físico francês Louis-Sebastien Lenormand saltou de uma árvore segurando dois guarda-sóis. Dois anos depois, Jean-Pierre Blanchard usou seda para criar o primeiro dossel não rígido, testando-o supostamente de um balão de ar quente. André-Jacques Garnerin realizou múltiplos saltos de balão a partir de 1797, atingindo altitudes de 2.400 m com dossel de seda ou lona pesando cerca de 45 kg. Seus saltos iniciais foram assolados por oscilações, mitigadas em 1804 pela introdução de uma ventilação no ápice — um orifício circular que permitia escape de ar e estabilizava o dossel — por Joseph Lelandes.

Nos Estados Unidos, Charles Broadwick introduziu um pacote com cordão em 1901 que implantava automaticamente quando a linha rompia. Capitão Albert Berry realizou o primeiro salto de paraquedas de um avião em movimento em 1912. Paraquedas tornaram-se equipamento padrão para pilotos militares dos EUA após a Primeira Guerra Mundial, após uso generalizado por pilotos alemães no último ano da guerra.

A Segunda Guerra Mundial viu paraquedas usados não apenas para segurança de pilotos mas também para despliegue de tropas. Em 1944, Frank Derry patenteou um design dirigível que incorporava fendas na borda externa do dossel.

O recorde de salto mais alto foi estabelecido em 1960 por Joe Kittinger, que subiu em balão a 31 km e saltou usando dossel de 1,8 m. Experimentou 4 minutos e 38 segundos de queda livre, atingindo 1.150 km/h, antes de implantar dossel de 8,5 m a 5,3 km. A descida total durou quase 14 minutos.

Matérias-Primas

Dosseis iniciais eram de lona, mas seda provou ser superior devido à sua finura, leveza, resistência, resistência ao fogo e elasticidade. Durante a Segunda Guerra Mundial, fabricantes dos EUA mudaram para náilon após embargo da seda. A elasticidade, resistência a mofo e menor custo do náilon tornaram-no material dominante. Dosseis modernos são tipicamente construídos de náilon ripstop, tecido com fio duplo ou extra-grosso em intervalos regulares formando padrão de pequenos quadrados, impedindo propagação de rasgos.

Outros componentes — fita de reforço, tiras de arnês, linhas de suspensão — também são feitos de náilon. Conectores metálicos são aço forjado banhado a cádmio para resistir à corrosão, enquanto cordões de abertura usam cabo de aço inoxidável.

Uma fábrica de produção relata uso mensal de mais de 330.000 m² de tecido, 455 km de fita e cadarço, 2.000 km de cordão e 1.400 kg de linha.

Design

Um dossel de cúpula pode ser um círculo plano ou forma cônica/parabólica que não fica plano quando estendido. Uma ventilação no ápice permite fluxo de ar, e painéis de malha perto da borda auxiliam na direção. Linhas de suspensão podem correr continuamente através da extensão do dossel ou ser segmentadas, fixando apenas na borda externa e ventilação.

Processo de Fabricação

Montagem

1. Náilon ripstop é estendido numa mesa longa e cortado em peças de padrão usando corte guiado por computador ou faca elétrica de lâmina redonda.
2. Quatro painéis trapezoidais são costurados num gore em forma de cunha (≈3,96 m). Máquina industrial de duas agulhas costura fileiras paralelas com costura French-fell que dobra as bordas para resistência. Algumas seções de gore podem usar malha em vez de náilon ripstop.
3. Tipicamente 24 gores são costurados lado a lado para formar o dossel circular, com costuras idênticas à Etapa 2.
4. Cada painel e costura é inspecionado numa mesa iluminada para dobra adequada, costura e ausência de defeitos. Defeitos são registrados e reparados antes de prosseguir.

Acabamento

• Costuras superiores são reforçadas com fita costurada sobre cada costura radial.
• A ventilação central é reforçada enrolando o tecido ao redor de cadarço e costurando quatro fileiras paralelas com máquina de quatro agulhas.
• A saia externa (0,5-1 m de largura) é finalizada como a ventilação.
• Abas em V são costuradas na saia com máquina automática especializada para garantir uniformidade.
• Linhas de suspensão (6 m) são passadas por cada aba em V, então costuradas em zigue-zague na bainha e costura por 10-25 cm.
• 12 linhas de ápice (30 cm) são costuradas na ventilação central, cada uma cruzando a ventilação e fixando em abas em V em costuras opostas.

Equipagem (Rigging)

• O dossel é amarrado ao arnês via links de conector de aço. Linhas devem permanecer sem torção e na ordem correta.
• Nós ou métodos de finger-trap chinês fixam extremidades das linhas, com costura zigue-zague prevenindo libertação acidental.
• Todas as operações passam por inspeção final. Paraquedas aprovados recebem número de série, data de fabricação e carimbo de inspeção.
• Um rigger licenciado pela FAA monta o dossel, linhas de suspensão, dossel piloto e dispositivo de ativação (ex: cordão) no pacote.

Controle de Qualidade

Fabricantes devem cumprir padrões de aviação civil e militar da FAA. Controle de qualidade inclui mesas de inspeção iluminadas, máquinas de teste de tração para medir resistência de tecido e costura, permeâmetros para avaliar permeabilidade ao ar, e ferramentas de medição de precisão para contagem de pontos.

O Futuro

Pesquisa contínua busca melhores materiais e designs. Um avanço notável é o uso potencial de paraquedas para descida de emergência de aeronaves. Ballistic Recovery Systems Inc. (BRS) produz Dispositivos de Recuperação de Aviação Geral (GARDs) para pequenas aeronaves. Seus dosseis são de 150 m², embalados a vácuo numa bolsa de 38×25×15 cm pesando 10 kg, e são ativados por pequeno foguete para garantir implantação mesmo em baixa altitude.

No final dos anos 1990, mais de 14.000 aviões leves e ultraleves tinham GARDs custando $2.000-4.000 cada. BRS documentou 121 vidas salvas até junho de 1998, e a FAA aprovou o sistema para dois modelos Cessna.

Uma proposta para sistema de cinco parafoils em Boeing 747s criaria caminho de planagem controlável para descida de emergência, embora sua praticidade permaneça não comprovada.