Hilfsschirm

Ein Fallschirm vergrößert den Luftwiderstand und verringert deshalb die Fallgeschwindigkeit. Zweck ist es, eine Person oder einen Gegenstand aus großer Höhe unversehrt auf den Boden zu bringen.

Tandemsprung an einem Flächenfallschirm

Geschichte

Älteste bekannte Darstellung eines konischen Fallschirms (1470er, Italien)

Französische Karikatur auf die Erfindung des Fallschirms

In China sprangen zu Beginn des 14. Jahrhunderts wagemutige Zirkusartisten mit einer Art Sonnenschirm von hohen Türmen.

1483 fertigte Leonardo Da Vinci eine Skizze eines pyramidenförmigen Fallschirms an. Seine Randbemerkung lautete: „Wenn ein Mann mit beschichtetem Leintuch von einer Länge von 12 Iardas auf jeder Seite und 12 Iarda hoch versehen ist, so kann er aus jeglicher großen Höhe springen, ohne Verletzung.“

Der in Šibenik geborene kroatische Erfinder und Universalgelehrte Faust Vrančić sprang im Jahr 1597 als erster Mensch mit dem Fallschirm von einem 87 Meter hohen Glockenturm vor einer Menschenmenge auf einem Marktplatz in Pressburg. Die neuerfundene Konstruktion des Fallschirmes des Kroaten Vrančić ist die Grundlage der heutigen modernen Baustruktur eines Fallschirmes.

Der Franzose Sébastian Lenormand sprang 1783 in Montpellier mit einem selbst konstruierten Fallschirm vom Turm des Observatoriums.

Am 3. Oktober 1785 ließ Jean-Pierre Blanchard in Bornheim, einem Stadtteil von Frankfurt am Main, seinen Hund und am 23. August 1786 in Hamburg einen Hammel von einem Ballon aus mit dem Fallschirm herab.

Der erste Mensch, der mittels Fallschirm freiwillig aus einem Ballon ausstieg, war der Franzose André-Jacques Garnerin am 22. Oktober 1797. Der Sprung fand aus einem selbstgebauten Wasserstoffballon in 400 Meter Höhe über dem Pariser Parc Monceau statt.

Ende des 19. Jahrhunderts erfand die deutsche Luftfahrt-Pionierin Käthe Paulus den zusammenfaltbaren Fallschirm. Ab 1893 führte sie damit mehr als hundert sogenannte „Fallschirm-Abstürze“ aus über 1000 m Höhe durch. Sie gilt als eine der ersten Frauen, die mit einem Fallschirm gesprungen ist.

1912 erfand der Russe Gleb Kotelnikow den Rucksack-Fallschirm. Am 1. März 1912 sprang der US-Army-Captain Albert Berry als erster Mensch von einem Flugzeug ab.

Vom deutschen Luftschiffbau-Ingenieur Otto Heinecke stammt das Prinzip der doppelten Hülle und der am Flugzeug befestigten Aufziehleine, wie es noch heute verwendet wird. Es gestattet einen gefahrlosen Absprung, bei dem sich der Fallschirm nicht am Fluggerät verfangen kann.

Am 28. April 1919 sprang der Amerikaner Leslie Leroy „Sky High“ Irvin erstmals mit einem manuell auslösbaren, also nicht am Flugzeug befestigten Rückenfallschirm.

Als erster Pilot in der Geschichte der Luftfahrt sprang der Franzose Adolphe Pégoud am 20. August 1913 mit dem Fallschirm aus seiner Bleriot.

Richard Kohnke stellte 1930 mit einem Sprung aus 7800 Meter bei einer Freifallzeit von 142 Sekunden einen neuen Rekord auf. Später produzierte er in Heidelberg-Ziegelhausen in seiner Fallschirmfabrik Rettungsfallschirme.^[1]

Am 16. August 1960 sprang der Amerikaner Joseph Kittinger mit einem Spezialfallschirm aus einem Ballon in 31.332 Meter Höhe ab und landete nach 9½ Minuten. Das war bisher der höchste und längste Fallschirmsprung der Geschichte.

Systeme

Es existieren im Wesentlichen zwei unterschiedliche Fallschirmsysteme: Rundkappenfallschirme und Flächenfallschirme. Grundsätzlich können beide Systeme als Personen-, Rettungs- und Lastenfallschirm eingesetzt werden.

Rundkappenfallschirme

Blick nach oben in die geöffnete Kappe eines Rundkappenfallschirms der Bundeswehr (T-10) während eines Fallschirmsprungs

Apollo-15-Raumschiff kurz vor der Wasserung - einer der drei Fallschirme öffnete sich nicht

Die älteren Rundkappensysteme verringern den Fall nahezu ausschließlich durch ihren großen Luftwiderstand. Ihre Form gleicht einer nach unten geöffneten hohlen Halbkugel, an deren unterem Rand die Fangleinen und daran ein Fallschirmspringer oder die Nutzlast befestigt ist. An ihrem Scheitel befindet sich eine Öffnung (Scheitelöffnung), durch die angestaute Luft entweichen kann, um so ein Pendeln des Schirms zu vermeiden. Die Sinkbewegung eines gewöhnlichen Rundkappen-Fallschirms verläuft senkrecht zur Erdoberfläche und erhält lediglich durch die Winddrift eine horizontale Komponente. Früher im Sportbereich verwendete Hochleistungs-Rundkappensysteme waren mit Schlitzen versehen, um durch ausströmende Stauluft eine Vorwärtsfahrt zu ermöglichen. Über Steuerleinen konnte die Schlitzöffnung variiert und der Fallschirm in begrenztem Umfang gesteuert werden.

Aufgrund des hohen Verletzungsrisikos durch hohe Sinkgeschwindigkeiten und begrenzte Steuereigenschaften finden Rundkappenschirme kaum noch Verwendung als zivile Personenfallschirme. Neben der Verwendung beim Militär zum schnellen Absetzen von Fallschirmjägern und Lasten aus niedrigen Höhen werden sie fast ausschließlich als Brems- oder Rettungsfallschirme für Gleitschirm- und Hängegleiterpiloten sowie bei Segelflugzeugen, im Kunstflug oder in Gesamtrettungssystemen von Ultraleichtflugzeugen und kleinen Sportflugzeugen verwendet. Bremsschirme sind hierbei fast nie Fallschirme, sondern bremsen zumeist einen Gegenstand ab. Es sind also keine Bremsfallschirme, sondern Bremsschirme.

Als Rettungsschirme werden auch seit 1940 unverändert gebaute Schirmtypen verwendet (zum Beispiel der LBA-40.010/01 „Kohnke“ der Firma Mertens).

Rettungsschirme müssen innerhalb ihrer Packintervalle (zwei bis zwölf Monate) regelmäßig von ausgebildetem Personal neu gepackt und überprüft werden. Die Lebenszeit beträgt zehn Jahre. Danach müssen Rettungsfallschirme gründlich geprüft werden, wodurch sich bei positivem Prüfergebnis die zugelassene Nutzungsdauer einmalig um zwei Jahre verlängert. Nach Ablauf der insg. zwölfjährigen Nutzungsdauer sind Rettungsschirme auszumustern. Nach einer Benutzung darf ein Rettungsschirm nur von ausgebildetem Personal wieder neu gepackt werden.

Gesamtrettungssysteme sind bei Ultraleichtflugzeugen in Deutschland zwingend vorgeschrieben, bei kleinen Sportflugzeugen jedoch noch immer verboten.

Flächenfallschirme (auch Gleitfallschirme)

Moderne Flächenfallschirme verringern das Sinken (den Fall) hauptsächlich durch Auftrieb. Ihr Querprofil entspricht dem einer Flugzeugtragfläche. Der Flächenschirm ist an der vorderen Kante geöffnet und an der hinteren geschlossen, so dass er von der anströmenden Luft gefüllt wird und sich versteift (selbsterzeugendes Profil). Daher werden diese Schirme auch als Stauluftgleitfallschirm oder umgangssprachlich als Matratze oder Fläche bezeichnet.

Sobald die Vorwärtsgeschwindigkeit groß genug ist, liegt eine Strömung an, die zusätzlich zum Luftwiderstand einen Auftrieb erzeugt. Daher sinken Flächenfallschirme nicht senkrecht zu Boden, sondern können aufgrund ihres Gleitwinkels teilweise große horizontale Strecken überwinden. Die rechte und die linke Seite der Hinterkante können getrennt voneinander durch Steuerleinen herunter gezogen und so zur von vorne anströmenden Luft quergestellt werden. Dadurch lässt sich die Vorwärtsfahrt einseitig abbremsen und der Schirm genau steuern. Zur Landung wird die Vorwärtsfahrt durch starkes Herunterziehen beider Kantenteile im Optimalfall auf Null abgebremst. Im Sportbereich werden heute fast ausschließlich Flächenfallschirme verwendet.

Flächenfallschirme werden am häufigsten aus den Nylongeweben „F-111“ und „Zero-P“ (zero porosity: keine Luftdurchlässigkeit, Nullgewebe) oder aus Kombinationen daraus hergestellt. An den Enden (bei einer Rundkappe) oder unter der Fläche (bei Flächensystemen) des Fallschirmtuchs sind die Fangleinen befestigt, an dem die Fracht oder der Springer hängt.

Die Lebensdauer wird durch Sonneneinstrahlung verkürzt und beträgt von etwa 1.000 (F-111) bis über 3.000 Sprünge (Zero-P).

Systemaufbau

Modernes System eines Schülerfallschirms – Vorderseite

Modernes System eines Schülerfallschirms – Rückseite

Modernes System eines Schülerfallschirms – Rückseite Pin-Ansicht

Alter leerer Hauptcontainer für den Hauptfallschirm. Sicht auf die Reißleine mit den Verschlußstiften; Modell Kohnke von 1961

Das Drei-Ring-System, um die Hauptkappe mit vermindertem Kraftaufwand vom Springer zu trennen.

Systeme für den Fallschirmsprung bestehen heute im Wesentlichen aus folgenden Baugruppen:

• Rig, bestehend aus Gurtzeug, Haupt- und Reservecontainer, Aufzieh- oder Auslösegriff, Trenn- und Reservegriff, Haupttragegurte mit Drei-Ring-System, Bridle und Hand Deploy, ist über Konnektoren aus Edelstahl oder sogenannte soft-links mit den Fangleinen der Hauptkappe und des Reservefallschirms verbunden. Es dient der Aufnahme und Halterung für die Nutzlast (Springer) und als Verpackung (Container) für die Fallschirme.
• Hauptkappe (üblicherweise hergestellt aus einem Nylongewebe mit Ripstop, seltener aus F-111), die im Notfall (beispielsweise bei Öffnungsproblemen) mit Hilfe eines Schlosssystems (zum Beispiel Drei-Ring-System) abgetrennt werden kann.
• Reservefallschirm mit Hilfsschirm, meistens ein Flächenfallschirm aus F-111 Gewebe (selten ein Rundkappenschirm). Ausgelöst wird der Reservefallschirm entweder manuell über einen Griff, automatisch über die Reserve Staticline Lanyard (RSL) (bei Abtrennung der Hauptkappe) oder über einen Öffnungsautomaten. Im Gegensatz zum Hauptschirm kann der Reserveschirm vom Springer nicht mehr abgeworfen werden.
• POD (Parachute Opening Device): Eine kleine halboffene Tasche, in der der gepackte Fallschirm liegt und die durch die Fangleinen die in S-Schlägen mit Hilfe von Packgummis in Schlaufen befestigt sind, verschlossen werden.
• Hilfsschirmverbindungsleine (Bridle) verbindet den Hilfsschirm mit dem Fallschirm. Zur Reduzierung des Luftwiderstands bringt eine eingebaute Gummivorrichtung oder eine kill-line den Hilfsschirm nach der Hauptschirmöffnung zum Kollabieren.
• Hilfsschirm zur Öffnung der jeweiligen Kappe. Zum Auslösen des Hilfsschirms wird vornehmlich einer von vier verschiedenen Mechanismen verwendet:
  • Hand Deploy (Throw Out): Der Hilfsschirm ist in einer am Gurtzeug angebrachten Tasche verstaut und wird zur Öffnung manuell in den Luftstrom gezogen und dort losgelassen. Er zieht zunächst den Verschlußpin aus dem Hauptcontainerloop, wodurch sich der Container öffnet und dann den Fallschirm mittels der Hilfsschirmverbindungsleine aus seiner Verpackung (POD) gezogen wird.
  • Pull Out: Ein (oft kissenförmiger) Griff öffnet zunächst den Container, an der weitergeführten Leine hängt der Hilfsschirm und wird in der Folge in den Luftstrom gezogen und dort losgelassen, wodurch der Schirm aus seiner Verpackung (Container und POD) gezogen wird.
  • Auslösegriff: Der Griff ist mit einem mit PVC ummanteltem dünnem Stahlseil (von Laien oft Reißleine genannt) verbunden, welches mit dem anderen Ende durch eine Schlaufe (Loop) geführt ist und so die Klappen des Containers unter Verschluss hält. Durch Ziehen am Griff wird das Stahlseil aus der Schlaufe gezogen. Dadurch werden die Klappen freigegeben und der Hilfsschirm schnellt durch eine gespannte Feder in den Luftstrom.
  • Static Line (Zwangsauslösung, automatische Auslösung): Durch eine mehrere Meter lange Aufziehleine ist der Öffnungsmechanismus des Fallschirms direkt mit dem Flugzeug verbunden. Dadurch wird sofort nach dem Absprung der Container geöffnet und der Hilfsschirm oder auch direkt die Fallschirmkappe aus der Packhülle gezogen. Nach erfolgter Öffnung wird die Aufziehleine vom Fallschirmsystem durch einen Klettverschluss oder eine andere Sollbruchstelle getrennt. Diese Technik ist oft bei Rettungsschirmen oder Schirmen von militärischen Fallschirmjägereinheiten im Einsatz.
• Fangleinen in Kern-Mantel-Konstruktion (Kern üblicherweise aus Kevlar oder Polyethylen, Mantel aus UV-beständigem Polyester), die die Verbindung zwischen der Hauptkappe und dem Tragesystem darstellen.
• Ein Öffnungsautomat, welcher den Reserveschirm automatisch auslöst (beispielsweise bei Bewusstlosigkeit des Springers), wenn in einer bestimmten Höhe die Annäherung an den Boden schneller geschieht als ein vorher festgelegter Grenzwert.

Anwendungen

Der Fallschirm hat vor allem drei Anwendungen: Rettung, Sport/Hobby und Transport.

Rettung

Bei einem drohenden Absturz eines Flugzeuges (siehe auch Schleudersitz) wird entweder jede Person einzeln oder aber das gesamte Flugzeug durch den geöffneten Fallschirm bei einem Sturz abgebremst und so vor einem Aufprall geschützt (s. a. Rettungsfallschirm, Gesamtrettungssystem).

In diese Kategorie gehören auch die Bremsschirme für die Landekapseln von Raumschiffen und für Jagdflugzeuge, da durch die Anwendung des Bremsschirmes sehr schnell viel Geschwindigkeit auf der Landepiste abgebaut werden kann.

Sport/Hobby

Fallschirmspringer

Der Fallschirm wird zur sicheren Landung beim Fallschirmspringen und beim Objektspringen eingesetzt. Dabei kommt es meist weniger auf den Flug am Fallschirm an, als auf die vorhergehende Freiflugphase.

Eine Weiterentwicklung des Fallschirms sind die Gleitschirme. Diese sind mit größerer Fläche, verbesserter Steuerung und optimierten Profil dafür geeignet, Aufwinde zu nutzen und sich wie ein Segelflugzeug über Stunden hinweg in der Luft zu halten. Anders als klassische Fallschirme werden Gleitschirme nicht im freien Fall geöffnet, sondern schon am Boden aufgezogen.

Hängegleiter-, Segelflugzeug- und Gleitschirm-Piloten führen bei ihren Flügen einen Rettungsfallschirm mit, der zum Einsatz kommt wenn das Fluggerät nicht mehr flugfähig ist.

Modellbau

Auch im Modellbau werden Fallschirme angewandt. Allerdings werden hier im Regelfall einfache Konstruktionen ohne Ersatzfallschirm angewandt. Sie dienen im Modellbau häufig als Bergungssystem von Modellraketen, aber auch zum Abwurf von kleinen Figuren aus Modellflugzeugen.

Transport

US-Fallschirmjäger springen bei einer Übung über Australien ab.

Durch den Fallschirm können über den Luftweg schwer zugängliche Orte erreicht werden.

Dies wird insbesondere zu militärischen Zwecken von Fallschirmjägern durchgeführt, wo ganze Ausrüstungen inkl. Fahrzeugen und Panzer auf diesem Weg mitten im Feindesgebiet abgesetzt werden können. Auch einige von Bombern abgeworfene Fliegerbomben hängen an Fallschirmen, etwa die Daisy Cutter. Bei solchen Bomben soll der Fallschirm den Fall und damit auch die Explosion der Bombe verzögern, um dem abwerfenden Flugzeug ein Verlassen des von der Detonation gefährdeten Bereichs zu ermöglichen. Auf diese Weise können Bomben auch in geringen Flughöhen abgeworfen werden.

In der zivilen Ausgestaltung dieser Anwendung können insbesondere Hilfsgüter mit Hilfe von Lasten-Fallschirmen schnell und einfach in eine betroffene Region gebracht werden.

Ein Hilfsschirm zieht aus einer Hercules C-130 eine Palette. (Die Lastenfallschirme liegen auf dem Hilfsgut.)	Abgeworfene Hilfsgüter an den sich öffnenden Lastenfallschirmen	Ausgebreiteter Lastenfallschirm	Kennzeichnungen am Schirm (Type, Größe, Herstellungsjahr, Serien-Nr. uvm.)

In der Raketentechnik wurden Fallschirme zur Bergung ausgebrannter Raketenstufen eingesetzt, und zwar für die

• Cirrus- und Kumulus-Raketen,
• Raketen der Berthold Seliger Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH,
• Booster des Space Shuttle.

Landung auf anderen Himmelskörpern

Fallschirme können auch außerhalb der Erde zur Reduzierung der Sinkgeschwindigkeit eingesetzt werden, beispielsweise bei der Landung von Sonden auf anderen Planeten oder Monden. Dafür muss jedoch eine Atmosphäre mit einer bestimmten Mindestdichte vorhanden sein, wie etwa auf dem Saturnmond Titan, oder auf der Venus. Auf Planeten mit geringer Atmosphärendichte wie dem Mars müssen zusätzlich Airbags oder Bremsraketen eingesetzt werden. Auf Himmelskörpern ohne Atmosphäre wie dem Erdmond können Fallschirme nicht verwendet werden.

Einzelnachweise

1. ↑ DER SPIEGEL 46/1962 vom 14.11.1962, Seite 110; Fallschirmfabrikant Richard Kohnke, abgerufen am 12.6.2008

Literatur

• W.D. Brown: „Parachutes“, Sir Isaac Pitman & Sons Ltd., London 1951
• W. Gericke: „Das Fallschirmspringen“, Tilia Verlag, Wiesbaden 1962
• Klaus Heller: „Fallschirmspringen für Anfänger und Fortgeschrittene“, Nymphenburger, München 1981- 2008 ISBN 3-485-01636-5
• Franz Kurowski: „Ihr Stadion ist der Himmel“, Verlag Poppinghaus, Bochum 1972
• S. Ruff, M. Ruck, G. Sedelmayr: „Sicherheit und Rettung in der Luftfahrt“, Bernard & Graefe Verlag, Koblenz 1989, ISBN 3-7637-5293-5
• H. Steiner: „Der Fallschirm“, Verlag Richard Karl Schmidt & Co, Berlin 1931

Siehe auch

• Fallschirmspringen
• Fallschirmjäger
• Bremsschirm
• Reservefallschirm
• Rettungsfallschirm
• Tandemsprung

Weblinks

• Eine umfangreiche Arbeit über die Geschichte des Fallschirmspringens
• Physikalische Modellierung eines Fallschirmsprungs (aus einem Skript der TU Braunschweig)
• Medizinische Studie zur Fallschirmnutzung (englisch)
• Deutscher Fallschirmsportverband
• Schweizer Fallschirmverband