No puedo abordar todas las preguntas que ha planteado, pero al menos una de las respuestas proviene directamente del inventor, Bill Booth, como se señala en la wiki. Tiene la patente del dispositivo (¿en espera?) Y tuve la oportunidad de volar con él hace un par de décadas.
Todo lo siguiente es de boca en boca. Quizás haya documentación que lo respalde, pero Bill lo escuché y eso es lo suficientemente bueno para mí. Vi la documentación de la patente en su oficina, pero eso fue antes de las cámaras digitales y los teléfonos con cámara.
Me explicaron que antes de la liberación de 3 anillos, el mecanismo más comúnmente utilizado se llamaba liberación de Capewell . Como él lo dice, el mecanismo es propenso a atascarse y es particularmente difícil de liberar cuando está bajo carga, como sería el caso al caer en picado con un paracaídas sucio.
Su genio en el desarrollo de la liberación de 3 anillos dio como resultado un sistema que se liberaría completamente bajo cargas elevadas, se liberaría por completo cuando estuviera bajo cargas ligeras y sería mecánicamente simple. También es fácil de fabricar sin requerir un mecanizado especial o habilidades inusuales.
La configuración actual, nuevamente según lo descrito por Bill Booth, es que hay una reducción de fuerza de diez a uno para cada anillo. Si se ignora la fricción del cable en el bucle de bloqueo del anillo, la reducción total es de mil a uno sobre los tres anillos. Eso significa que puede colgar mil libras de cada liberación (dos por dosel) y la fuerza requerida para liberar el cable de bloqueo, perpendicular desde el punto de conexión, es una libra. No conozco a los newtons tan bien.
Agregando el mecanismo de sujeción del cable orientado lateralmente, la fuerza requerida por el paracaidista es aún menor. Si hay una libra de fuerza tirando del cable en el bucle que lo asegura, ¿cuánta fuerza se requiere para deslizar ese cable y liberar el conjunto? No sé esa respuesta, pero seguramente será muy baja.
He experimentado con este concepto para un mecanismo de liberación de carga útil para un helicóptero controlado por radio multirrotor. Usando las matemáticas de las palancas ordinarias, tuve una reducción de fuerza de menos de 5000 a 1, usando un enlace rígido en lugar de bucles para retener las palancas. Los componentes eran necesariamente livianos y tolerarían hasta 2 libras de carga útil, quizás más, pero el helicóptero era demasiado lento en ese punto. Los componentes de enlace pesaron 20 gramos.
La imagen de arriba proviene de una entrada wiki relacionada con palancas . La liberación de 3 anillos es una palanca de clase 2, pivotada en un extremo. Haciendo referencia a la animación en la wiki, la primera carga de palanca es el gran anillo del que está suspendido el 'chutista'. Aplica fuerza al segundo anillo hacia arriba (en relación con la animación) del pivote del segundo anillo.
El segundo anillo está enganchado por el tercer anillo, aplicando fuerza al tercer anillo de la misma manera. La ventaja mecánica de la que entran en juego las matemáticas de la palanca se debe a la separación del pivote en relación con la ubicación del siguiente anillo.
