Come funziona il paracadute e quali sono le principali tipologie

Il paracadute è un dispositivo progettato per ridurre la velocità di caduta di un corpo, aumentando la resistenza dell'aria. Oggi questo strumento riveste un ruolo chiave in vari ambiti: dal soccorso in caso di emergenza all' impiego militare, fino agli sport estremi. Librarsi in volo è stata, da sempre, un'idea che ha affascinato l'uomo: del resto Leonardo da Vinci nel "Codice Atlantico" immaginava disegnando con grande lucidità oggetti per “galleggiare” nell’aria. Secondo gli ultimi dati della United States Parachute Association (USPA), il tasso di mortalità ha raggiunto il minimo storico nel 2020, con soli 0,004 decessi ogni 1.000 salti. Ma come funziona esattamente questo strumento? E quali sono le principali tipologie?

Cos’è un paracadute e perché funziona

Un paracadute è un dispositivo utile a rallentare la caduta di un corpo aumentandone la resistenza aerodinamica. Siamo nel campo della meccanica dei fluidi i cui principi fondamentali ci permetteranno di capire perché e come funzioni un paracadute. In fisica ogni aspetto rappresenta un gioco di forze che si sommano e sottraggono e, nel caso del paracadute, accade la stessa cosa. I principali fattori in gioco quando si considera un corpo in caduta libera sono:

• la forza di gravità, ossia la forza che esercita un'attrazione verso il basso ed è proporzionale alla massa del corpo in caduta;
• la resistenza aerodinamica (anche dettadrag), cioè una forza si oppone al movimento del corpo verso il basso e cresce con l’aumentare della velocità.

Quando un paracadutista si lancia da un aereo inizialmente accelera a causa della gravità. La sua velocità, man mano che scende cresce e, con essa, aumenta anche il drag. Questo avviene fino a che non si raggiunge un equilibrio in cui gravità e resistenza aerodinamica si annullano a vicenda: il corpo in caduta avrà quindi raggiunto la sua velocità terminale.

Una volta aperto il paracadute agisce modificando l’equazione del movimento, in particolare aumentando la superficie del corpo. Tutto ciò fa sì che la superficie del corpo in caduta che interagisce con l'aria sia maggiore e, in definitiva, genera una maggiore resistenza all'aria, visto che il drag aumenta enormemente.

Caratteristiche principali e tipologie di paracadute

Un paracadute non si riduce soltanto alla parte più visibile – la calotta – ma è un oggetto complesso in cui geometrie e materiali influiscono in modo importante su utilizzi e prestazioni. I componenti principali sono:

• la calotta: la parte iconica del paracadute. Progettata per garantire robustezza, stabilità e la migliore resistenza aerodinamica;
• le linee di sospensione: i cavi che collegano la calotta allo spallaccio. Anch'essi realizzati anche con materiali ad alte prestazioni come spectra o il vectran;
• l'imbrago: è l'insieme dell'attrezzatura indossata dal paracadutista, quello "zaino" ancorato alla schiena, alle gambe e all'addome;
• il contenitore: contiene la calotta principale, quella di riserva e il meccanismo di apertura;
• il "pilotino": è un piccolo paracadute secondario che, una volta estratto, contribuisce all’apertura della calotta principale "tirandola" fuori dal contenitore. 

Materiali e caratteristiche aerodinamiche 

Nei primi modelli di paracadute veniva utilizzata la seta e, sebbene potrebbe farci sorridere, è un materiale apprezzato per leggerezza e resistenza. Come si può facilmente immaginare, però, è una fibra naturale soggetta agli effetti dell'invecchiamento e delle condizioni difficili legate all'uso nei paracadute (umidità, caldo, freddo, ecc.), oltre agli ovvi costi decisamente elevati. Fu grazie alla ricerca in campo militare e alla diffusione delle fibre sintetiche come il nylon e l'ancor più robusto kevlar (notoriamente usato all'interno dei giubbotti antiproiettili), che si realizzarono paracadute più versatili, robusti e a basso costo.

Un aspetto molto importante, infine, ricoprono le geometrie delle calotte poiché, a ciascuna forma, corrisponde un utilizzo specifico del paracadute. In generale sono due le forme più comuni, i paracadute a emisfera e quelli a profilo alare.

• I paracadute a emisfera sono caratterizzati dalla tipica forma a cupola. Data la loro geometria sviluppano prevalentemente una forza verticale ma con poca capacità di manovrare. Normalmente sono usati per scopi militari come il lancio di rifornimenti, materiali oppure come paracadute di riserva.
• I paracadute ad ala, invece, sono i paracadute rettangolari. La loro forma ricorda un rettangolo o, più propriamente, l'ala di un aeroplano. Hanno inoltre alcune prese d’aria che creano portanza necessaria per sfruttare l'attrito dell'aria e planare il più possibile. Sono diffusi nel paracadutismo sportivo o in lanci militari operativi quali HALO (high altitude low opening) e HAHO (high altitude high opening), rispettivamente salto da alta quota con apertura a bassa quota o lanci ad alta quota con apertura immediata.

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