📍Một bộ dù bao gồm vòm dù (wing), được kết nối với phi công thông qua đai ngồi (harness) bằng hệ thống dây dù (lines), bó dây (risers) và móc khóa (carabiners). Mỗi chi tiết đều có cấu trúc đặc biệt liên tục được nghiên cứu và nâng cấp trong hàng thập kỷ nhằm đảm bảo an toàn trong hoạt động bay.
Cấu trúc vòm dù lượn
🔹 Vòm dù có hình gần giống hình elip khi nhìn từ trên xuống và có nửa cánh trái và phải (hướng được xác định theo hướng bay). Vòm dù bao gồm các khoang (cells), được phân chia bởi các vách ngăn.
🔹 Phần phía trước của vòm dù được gọi là mép trước (leading edge), đây là nơi đặt các cửa gió của khoang. Đây là nơi luồng không khí đi vào và bơm căng vòm dù. Phần phía sau của vòm dù được gọi là mép sau (trailing edge). Vùng ngoài cùng của mỗi nửa cánh được gọi là tai dù (ear), kết thúc bằng đầu cánh (wing tip). Khoảng cách giữa hai đầu cánh được gọi là sải cánh (wing span).
🔹 Khi được bơm căng, vòm dù có hình cánh cung khi nhìn từ cả phía trước và phía sau. Có sự khác biệt giữa sải cánh hình chiếu (projected wing span) khi dù đang bay và sải cánh phẳng khi dù được trải phẳng trên mặt đất (flat span). Cũng có sự khác biệt giữa diện tích hình chiếu (projected surface) và diện tích bề mặt thực tế của cánh. Diện tích hình chiếu là phần chịu tải, bất kể diện tích trải phẳng trên mặt đất lớn bao nhiêu.
Các thành phần của vòm dù nhìng từ trước, trên xuống và mặt cắt biên dạng
🔹 Mỗi nửa cánh bao gồm một bộ biên dạng (profiles), được tạo hình bởi các vách khoang. Biên dạng có bề mặt trên và bề mặt dưới. Khoảng cách giữa phần trước và phần sau của mỗi biên dạng được gọi là dây cung cánh (chord). Các đặc tính chính của một biên dạng là độ dài dây cung, độ dày biên dạng tối đa và vị trí của nó.
Hệ thống dây treo
⚙️ Hệ thống dây treo có nhiệm vụ:
▶ Phân bổ trọng lượng của phi công dọc theo bề mặt vòm dù;
▶ Tạo hình cho cánh dù;
▶ Thiết lập các góc tấn cân bằng tại các phần khác nhau của cánh (phần trung tâm, tai dù) bằng cách thay đổi cấu trúc chiều dài dây;
▶ Kiểm soát góc tấn trong khi bay.
⚙️ Hệ thống treo bao gồm dây dù (lines), riser và carabiner. Các dây dù được gắn vào nhiều điểm kết nối tại nơi giao nhau giữa vách khoang và mặt dưới của vòm dù.
⚙️ Vì dây dù tạo ra lực cản, các nhà thiết kế dù lượn luôn cố gắng giảm tổng chiều dài của chúng – ví dụ: việc sử dụng các vách chéo giữa các khoang giúp cải thiện sự phân bổ tải trọng và giảm số lượng điểm kết nối dây.
⚙️ Theo chiều ngang (nếu nhìn từ phía sau), các dây được chia thành bên trái và bên phải, tùy thuộc vào việc chúng được kết nối với nửa cánh nào. Mép đầu cánh (ở ngoài cùng) được kết nối với dây ổn định (stabilo line), thường có màu khác và được sử dụng để xử lý các lỗi cravat dù.
⚙️ Theo chiều dọc (nếu nhìn từ bên cạnh), các dây được chia song song thành hàng dây A, B, C và D. Dây hàng A gần mép trước nhất và dây hàng D xa nhất. Gần mép sau nhất là các dây phanh (brake lines) (dây điều khiển).
⚙️ Các dây nối trực tiếp với mặt dưới vòm dù (được gọi là dây nhánh) được nhóm lại và hợp nhất thành một dây dày hơn (dây chính), từ đó tạo nên các dây chính A, B, C, D. Cuối cùng, các dây này được chụm vào các riser chính A, B, C và D tương ứng thông qua các móc kim loại hình tam giác gọi là Maillon. Các nhánh riser chính được may lại thành một vòng ở đầu, để khóa carabiner kết nối chúng với đai ngồi của phi công.
⚙️ Có một ròng rọc được may vào riser sau cùng, dây phanh luồn qua ròng rọc này và nối với tay phanh. Bằng cách này, tay điều khiển vẫn nằm trong tầm với của phi công nếu anh ta vô tình buông tay.
⚙️ Một số vòm dù hiện đại và dòng thi đấu có các thanh gia cố cứng trong cấu trúc và có thể chỉ có 2 dây (nhóm A B mà không có riser C hoặc D).
⚙️ Các riser được thiết kế sao cho khi đạp “speed bar” (thanh tăng tốc) trên dây đai A, nó sẽ kéo lần lượt các nhóm dây A, B, C và D xuống, từ đó làm giảm góc tấn. Đây được gọi là hệ thống tăng tốc (speed system). Một số dù lượn có khóa tinh chỉnh (trimmers), dùng để co hoặc giãn riser sau cùng và cũng có tác dụng điều chỉnh góc tấn.
Hệ thống tăng tốc của dù lượn
Đai ngồi dù lượn
💺 Đai ngồi bao bọc cơ thể phi công và chuyển tải trọng lượng của họ lên cánh thông qua carabiner, riser và dây dù. Đai ngồi cần phải:
▶ Giữ cơ thể phi công ở mọi tư thế (ngay cả khi bị lộn ngược);
▶ Cho phép phi công điều khiển dù bằng cách nghiêng người sang hai bên;
▶ Cho phép lắp đặt và sử dụng hệ thống tăng tốc dễ dàng;
▶ Có thiết bị an toàn chủ động (dù dự phòng) và thiết bị an toàn thụ động (tấm bảo vệ);
▶ Mang lại tư thế thoải mái cho phi công trong nhiều giờ bay;
▶ Cho phép tự do di chuyển (chạy nhanh khi cất cánh và hạ cánh, dễ dàng vào và ra đai).
💺 Thông thường, đai ngồi có một tấm ván ngồi cứng (seat plate) để phi công ngồi lên. Bên dưới tấm ngồi là hệ thống dây đai chịu lực chính. Được may vào hệ thống này là các vòng giữ khóa carabiner. Có thêm các dây đai phụ chạy từ đai ngồi đến carabiner để hỗ trợ vai và lưng cho phi công. Phi công được bảo vệ an toàn trong đai bằng cách khóa dây đai bụng giữa các carabiner và các dây đai đùi.
⚠️ Việc khóa dây đai đùi là cực kỳ quan trọng vì vẫn có những trường hợp tử vong do phi công bị tuột khỏi đai ngồi. Hầu hết ở các đai ngồi hiện đại, dây đai bụng đều có kết nối với dây đai đùi bằng một dây bổ sung (gọi là khoá chữ T) để ngăn phi công bị tuột nếu họ quên khóa dây đai đùi. Một số nhà sản xuất cũng sử dụng hệ thống dây đai bụng-đùi kết hợp (gọi là khoá chữ H).
Đai dù lượn loại khoá chữ T
💺 Đai ngồi cho người mới thường là loại ngồi thẳng, trong khi các phi công kinh nghiệm cố gắng giảm lực cản cơ thể và sử dụng loại đai kén (pod harness) có túi bọc chân thuôn dài.
💺 Để tránh tê chân do tì vào mép ghế sau nhiều giờ bay, một số đai ngồi có thể trang bị giá để chân (stirrup). Nó cũng giúp kiểm soát vị trí cơ thể tốt hơn và dễ dàng ra vào đai khi cất/hạ cánh. Thông thường một dây chun sẽ nối giá để chân với thanh tăng tốc để phi công dễ dàng tìm thấy bằng chân. Quan trọng là không được dùng thanh tăng tốc làm giá để chân.
🛡️ Ngoại trừ một số đai ngồi đặc biệt (siêu nhẹ để leo núi, nhào lộn...), các đai ngồi đều được trang bị tấm bảo vệ lưng, giúp bảo vệ xương chậu và cột sống khỏi những chấn thương nghiêm trọng.
🛡️ Tấm bảo vệ lưng (back protector) bao gồm một miếng mút nhựa đúc, phải tuân theo tiêu chuẩn độ dày của ngành. Nó được đặt ở một ngăn riêng trong đai ngồi để đảm bảo luôn nằm đúng vị trí. Nó sẽ hấp thụ và phân bổ năng lượng từ cú va chạm. Nguyên tắc tương tự cũng được áp dụng cho hệ thống túi khí (airbag). Những loại đai này cho phép phần dưới chứa đầy không khí khi bay, có van một chiều ở cửa vào sẽ giữ không khí lại để tạo ra một tấm đệm trong trường hợp va chạm.
🚀 Các nhà sản xuất quyết định vị trí đặt ngăn chứa dù dự phòng – dưới ghế, ở lưng hoặc trong một túi riêng gắn vào dây đai bụng hoặc một bên hông (front container, side container). Tay kéo dù dự phòng phải ở vị trí thuận tiện, dễ tiếp cận và ném dù. Ngăn chứa và toàn bộ hệ thống dù dự phòng không được quá chặt (khó kéo ra) hoặc quá lỏng (vô tình rơi và mở dù). Dây nối dù dự phòng được nối với đai ngồi ở sau vai phi công qua các dây đai phụ. Nhờ đó, trong quá trình hạ cánh bằng dù dự phòng, cơ thể phi công sẽ hơi nghiêng về phía trước để hấp thụ cú va chạm tốt hơn.
Độ bền của vật liệu dù lượn
💪 Để vượt qua nỗi sợ hãi, phi công mới cần tin tưởng vào cánh dù mà họ đang gắn mình vào.
🧵 Vòm dù được làm từ vải dù tổng hợp (Skytex, Galvanor) được gia cố chống rách. Các nhà sản xuất chọn độ dày vải (g/m2) và tính chất khác nhau cho các phần khác nhau của cánh (mặt trên, dưới, xương dù, mép trước). Vải được dệt máy, nhuộm màu và phủ lớp bảo vệ với quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.
☀️ Lớp phủ đặc biệt bảo vệ vải khỏi tia UV và giảm độ thấm khí (porosity). Chất lượng vải giảm dần theo thời gian, tuỳ cường độ sử dụng, tiếp xúc với ánh nắng và ma sát cơ học. Vào cuối vòng đời của cánh dù (khoảng 300 giờ hoặc 500 lượt bay), độ thấm khí sẽ tăng cao, gây ra sự lão hóa nhanh chóng của các sợi vải. Tình trạng vải được giám sát bằng cách đếm giờ bay và kiểm tra bằng thiết bị đo độ thấm khí và thiết bị đo độ bền sợi vải (bettsometer).
🧵 Tùy vào cấu trúc hệ thống treo, nhà sản xuất sử dụng dây dù với độ dày khác nhau. Các vật liệu phổ biến nhất là Kevlar, Dyneema, Aramid và Polyester. Một sợi dây dày 0.8 mm có thể chịu tải 80 kg, loại 2.2 mm chịu được 220 kg.
🧵 Dây dù thường có tuổi thọ cao hơn vải dù, trừ khi bị hư hỏng. Điều này không áp dụng cho các loại dây "thi đấu" không có vỏ bọc (unsheathed), vốn dễ bị ảnh hưởng bởi tác động bên ngoài (UV, nước...) và phải được thay thế sau mỗi 150-200 giờ.
🧵 Trong quá trình sử dụng thông thường, do tác động ngoại cảnh, dây dù bị thay đổi chiều dài và phải được kiểm tra định kỳ. Độ ẩm và nhiệt độ thường làm cho dây co rút từ 2-5 cm đặc biệt ở các dây hàng C và D vốn chịu tải ít hơn, làm thay đổi độ cong của biên dạng và góc tấn. Những sai lệch này khó nhận thấy ở các dòng dù cho người mới, nhưng có thể gây ra những thay đổi nghiêm trọng trong chế độ bay của các dòng dù hiệu suất cao có biên dạng mỏng và nhạy.
⛓️ Các dây được nối với riser chính qua móc Maillon tam giác bằng thép. Chúng có ren và ốc vít để mở ra thay dây. Maillon thép không gỉ 3 mm chịu tải dọc 800 kg và tải ngang 160 kg. Riser làm bằng sợi polyester, chịu được hơn 1100 kg. Trọng lượng phi công chủ yếu được tải bởi các riser chính A và B bên trái và phải.
🏗️ Người ta đo được rằng một cánh dù 25 m2, tải một phi công 75 kg, sẽ có lực 16 kg trên mỗi riser A và 10 kg trên mỗi riser B. Các thử nghiệm yêu cầu dù và đai ngồi phải chịu được lực 10G (gấp 10 lần trọng lượng phi công) mà không bị phá hủy cấu trúc hoặc các chi tiết (đứt dây, đường may, vải, riser chính, gãy carabiner ...).
Chăm sóc dù lượn
✨ Chăm sóc tốt vòm dù sẽ kéo dài tuổi thọ của nó, mang lại sự an toàn và thoải mái. Các nguyên nhân chính gây lão hóa vật liệu là tác động của môi trường và cơ học.
🌍 Tác động môi trường: ▶ Do ánh nắng (UV), độ ẩm khí quyển và thay đổi nhiệt độ.
⚙️ Tác động cơ học:
▶ Tải trọng bay thông thường và cực hạn;
▶ Ma sát với mặt đất khi cất cánh, hạ cánh, gấp và mở dù;
▶ Biến dạng và ma sát khi gấp và vận chuyển;
▶ Vướng vào cành cây, bụi gai, rễ cây, đá ... cùng với việc dẫm lên vải và dây dù có thể gây rách và hư hỏng.
✈️ Trong hàng không, chăm sóc tốt là điều bắt buộc:
▶ Không phơi nắng nếu không cần thiết: Vòm dù, dây, riser chính và đai ngồi đều dễ bị hỏng do tia UV. Các vật liệu tổng hợp gốc dầu mỏ nhanh chóng lão hóa dưới nắng.
▶ Tránh ẩm ướt: Nếu dù bị ướt, hãy làm khô hoàn toàn trước khi lưu kho. Độ ẩm giúp bụi bẩn thấm sâu, đẩy nhanh quá trình mài mòn và gây co rút dây hoặc nấm mốc.
▶ Tránh nhiệt độ cực đoan: Nhiệt độ cao trong xe ô tô có thể làm biến dạng các chi tiết nhựa. Nhiệt độ thấp kết hợp với độ ẩm làm gãy các vi sợi khi nước đóng băng.
▶ Tránh ma sát không cần thiết với mặt đất. Ngay cả cỏ khô cũng hoạt động như giấy nhám!
▶ Vệ sinh dù định kỳ: Loại bỏ bụi, cát và các vật thể trong khoang dù qua lỗ velcro ở đầu cánh.
▶ Loại bỏ côn trùng: Đặc biệt là cào cào, chúng có thể cắn thủng dù để thoát thân.
🤝 Hãy nhẹ nhàng với dù lượn:
▶ Không dẫm lên vải hoặc dây dù, đặc biệt là trên nền đá cứng.
▶ Kiểm tra kỹ xem khi kéo dù lên có bị vướng vào đá, rễ cây, bụi rậm không. Sẵn sàng dừng lại nếu cảm thấy dù bị vướng.
▶ Đừng để dù đập mép trước xuống đất sau khi hạ cánh để tránh sốc khí nén làm vỡ vách khoang.
▶ Gấp dù theo từng khoang (cell-by-cell): Giữ các thanh gia cố song song, không bẻ gập quá mức và thường xuyên thay đổi cách gấp để tránh nếp gấp cố định.
▶ Cất giữ dù ở nơi khô ráo, tránh ánh sáng và nhiệt độ vừa phải.
▶ Nên kiểm tra định kỳ tại các trung tâm thử nghiệm chuyên nghiệp.
Sửa chữa dù lượn
🛠️ Các hư hỏng phổ biến nhất là:
▶ Rách vải (vết rách lớn >10 cm hoặc nhỏ <10 cm);
▶ Hỏng lớp vỏ bọc dây dù;
▶ Đứt dây dù;
▶ Bung hoặc đứt đường chỉ may.
🩹 Các vết rách nhỏ dưới 10 cm có thể sửa bằng miếng dán chuyên dụng (ripstop). Cắt bo tròn các góc để tránh bong tróc. Làm sạch vùng quanh vết rách, để khô và dán chặt. Nên dán cả hai mặt nếu vết rách từ 2-10 cm.
Vết rách nhỏ có thể dùng miếng dán dù chuyên dụng để sửa
⚠️ Loại vết rách nguy hiểm nhất nằm ở bề mặt trên gần mép trước, nơi tạo ra phần lớn lực khí động học và chịu tải trọng cao nhất.
🧵 Đứt dây dù phải được thay thế bằng dây giống hệt từ nhà sản xuất. Tuyệt đối không được thắt nút dây dù bị đứt vì nút thắt làm giảm độ chịu tải tới 40% và làm thay đổi biên dạng cánh, gây mất an toàn.
🔧 Các dây đai chính bị sờn hoặc chi tiết cơ khí biến dạng (Maillon, móc khóa, ròng rọc) phải được thay mới hoàn toàn.
🪂 Bởi Nikolai Yotov và Ivelin Kalushkov
🌡️ Khí quyển Bất ổn định và Thermal - Phần 2: Nguồn Thermal
🌡️ Khí quyển Bất ổn định và Thermal - Phần 3: Sự thăng lên của Thermal
