Дэннис Пегин - Понять небо

Парящие условия. Восходящие потоки

В противовес силам гравитации большинство видов спортивной авиации используют восходящие воздушные потоки. Даже в моторизованных авиационных дисциплинах пилоты, которые знают секреты поднимающегося воздуха, могут расширить характеристики своего летательного аппарата и увеличить безопасность. Мы можем быть в воздухе как дома, в гармонии с небесными течениями. Чтобы добиться этого, мы должны понимать движение воздуха в вертикальном направлении так же хорошо, как и в горизонтальном.

В этой главе мы посмотрим на небо не с целью избегать или уклоняться от чего-нибудь, но с целью искать и найти. Что же мы собираемся искать? Поднимающийся воздух или восходящие потоки. Мы будем изучать причины и механизмы возникновения восходящих потоков. Поняв их, мы научимся летать высоко и далеко.

ПАРИТЬ

Слово soar (парить) произошло от латинского ex aura , что означает в воздухе, на воздухе. Чтобы пилот чувствовал себя в воздухе, как дома, необходимо понимать и использовать восходящие потоки для увеличения длительности и дальности полета. Парение — это полет с набором высоты при помощи управления, мастерства и знаний пилотом воздушной обстановки.

Условие для парения очевидно: мы должны найти воздух, поднимающийся вверх со скоростью равной или большей, чем минимальная скорость снижения нашего летательного аппарата. В природе существуют различные причины для того, чтобы воздух поднимался вверх. Это отклонение ветра, волны, конвергенция, фронтальное движение и термичность. Последнее так важно, что мы выделим эту тему отдельно в следующие две главы.

ВОСХОДЯЩИЕ ПОТОКИ У ГРЕБНЕЙ

Ветер, наталкиваясь на гору, гребень или холм, отклоняется так же, как и вода, обтекающая препятствие. Если в направлении, перпендикулярном ветру, на поверхности находится достаточно обширное препятствие, оно будет отклонять воздух, создавая восходящие потоки, как показано на рисунке 137. Мы называем их динамическими или орографическими потоками.

Рис. 137. Динамический восходящий поток

Различные формы препятствий по разному влияют на набегающий поток. В основном более крутые склоны дают большую вертикальную составляющую при одинаковой скорости ветра. Это показано на рисунке 138, где изображены линии тока при различной крутизне склона. На графике (рис. 139) представлена зависимость вертикальной составляющей потока от силы ветра и крутизны склона. Например, на склоне 40° при ветре 24 км/час максимальная составляющая будет ~ 4 м/сек.

Рис. 138. Изменение динамического потока

Рис. 139. Максимальный восходящий поток в зависимости от угла склон и скорости ветра

Если есть гребень или гора с различными склонами, то мы надеемся найти лучшие восходящие потоки над более крутыми местами, где ветер дует перпендикулярно склону. Все безмоторные летательные аппараты (за исключением воздушных шаров), как птицы и бабочки, когда не машут крыльями, снижаются, а подниматься могут только, находясь в зоне восходящего потока над горой. Зона устойчивого парения имеет определенную форму и местоположение, как показано на рисунке 140, в зависимости от формы возвышенности, от силы ветра и состояния воздуха. Отметим, что более крутые склоны дают лучшие условия для па рения. Также линия максимальной подъемной силы (А-В) слегка наклонена вперед. В более стабильных условиях зона парения сдвигается вперед и становится ниже. С увеличением ветра назад и выше.

Рис. 140. Зоны парения в различных условиях

СКЛОН СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

В реальной жизни ветер не всегда идеально прямо дует на склон. Лучшей формой для создания хорошего динамического потока является чаша, как показано на рисунке 141. Здесь весь воздух, попадающий в нее поднимается вверх.

Рис. 141. Обтекание склонов различной формы

Противоположная по эффекту форма — выступ. Если ветер дует прямо на него, то поток разделяется и вертикальная составляющая его меньше.

Когда направление ветра не перпендикулярно склону, то динамический поток слабее, так как набегающий воздух делится на поднимающийся вверх и двигающийся в горизонте вдоль склона. Фактически, чем круче склон, тем сильнее отклонение. Динамический поток на вертикальных склонах сильнее зависит от направления ветра, чем на пологих. График на рисунке 142 показывает изменение максимума восходящего потока в зависимости от крутизны склона и угла натекания ветра. Например, отвесный склон (90°) создает половинный по силе восходящий поток при отклонении ветра от перпендикуляра только на 30°. В то же время склон 15° уменьшает вполовину динамик только при отклонении на 60°. Но даже вполовину ослабленный поток на отвесном склоне больше динамика при перпендикулярном ветре той же силы на склоне 15°.

Рис. 142. Изменение скорости восходящего потока от направления ветра и крутизны склона

Из всего выше сказанного следует, что надо держаться у склонов, которые расположены более круто к ветру. На рисунке 143 изображен приближающийся к реальному горный ландшафт и указаны зоны хороших динамических потоков, а также нисходящих и турбулентности. Этот рисунок приблизительно отражает место полетов в Mont Revard во французских Альпах.

Рис. 143. Локализация восходящего потока ветрам

КАНЬОНЫ И ПРОЛОМЫ

Ранее мы разобрались с моделью восходящих и нисходящих потоков, возникающих в каньонах ( глава 6 ). Здесь мы просто отметим, что в них возникают хорошие динамические потоки у вершины, если ветер прямо внутрь и на наветренном склоне, если ветер пересекает каньон. Остерегайтесь подветренных склонов из-за турбулентности.

Отметим, что нисходящие массы воздуха могут поджидать вас высоко над подветренным склоном. В случае, когда горный хребет разрезан, то в проломе при прямом ветре создается ситуация, показанная на рисунке 144.