Техника и тактика полета на волне.
Полеты в волновых потоках по сложности различаются на 3 категории:
Первая категория наиболее простая.
Аэропоезд набирает высоту до волнового потока. Отцепка - в зоне восходящих потоков.
Восходящая зона располагается под углом к горизонту как показано на рис.10 и угол тем больше, чем сильнее ветер. Если скорость ветра меньше экономической, то можно лететь по "восьмерке", т.е. как в потоках обтекания. Если выше, то можно методом зигзагов, как показано на рис.14, т.е. манипулируя скоростью.
Иногда из тактических соображений необходимо перейти с волны на волну. Это можно сделать переходом по ветру. Потеря высоты невелика. При переходе на гребень волны против ветра потери - 1-1,5км из - за малой путевой скорости (сильный ветер). Имеется слабое обледенение, и кристаллы льда могут забить ПВД. Кабина изнутри покрывается инеем вследствие разности температур и влажности внутри и вне кабины.
Вторая категория (наиболее сложная):
Полет начинается в роторном потоке. Самое сложное - буксировочный полет из-за сильной болтанки. Возникают значительные перегрузки, доходящие до 4g и более. В зависимости от скорости ветра на высоте набирают высоту в роторе так, как изображено на рис.15
Рис. 15 Способы перехода в волновой поток.
Иногда от облака сверху ротора отрываются куски, которые не следует догонять. Когда станет заметно, что движения в роторе затихнет, необходимо перейти на волну, направив планер ближе к хребту. Важно уловить момент перехода от ротора в волновой поток, который характеризуется переходом от потока с высокой турбулентностью к практически ламинарному потоку. Это важно вследствие различной тактики полета в роторе и волне.
|
|
|
Третья категория (наиболее редкая):
переход в волну осуществляется из термического потока. Основная сложность - перейти из термического потока в волновой вследствие малости времени, когда этот переход возможен. При сильном ветре термические потоки сильно уносятся ветром, тогда как волновые потоки практически неподвижны.
Для достижения максимальных высот лучше первый способ, а для достижения максимального выигрыша высоты - второй и третий. Полеты на волне происходят, как правило, на больших высотах, крайне важно поэтому обеспечить безопасность полета. Так утечка кислорода, ухудшение видимости, ухудшение самочувствия пилота, натекание сплошной облачности и т.д. требует прекращения задания и энергичного снижения. Нельзя забывать и о том, что на высоте сумерки наступают позже, чем на земле, особенно если солнце садится со стороны гор. При хорошей организации полеты в волновых потоках вполне доступны спортсменам второго разряда. В конце темы 2 следует еще раз подчеркнуть, что данное изложение - только вводная к той обширной области знания о потоках и погоде, столь необходимой для спортсмена высокого разряда, стремящегося быть в лидирующей группе. Анализируйте погоду, полеты, потоки. Именно здесь кроется опыт, а, следовательно, и залог успеха истинного спортсмена.
|
|
|
ТЕМА №3
СПИРАЛИ ПЛАНЕРА В СПОКОЙНОЙ АТМОСФЕРЕ
Силы, действующие на планер в спирали. Связь между скоростью, снижением планера, радиусом спирали и углом крена. Спиральные поляры и их огибающая. Наивыгоднейшие скорость и угол крена для заданного радиуса спирали.
 |
Рассмотрим скоростную поляру планера, представленную на рис.16.
Рис.16. Скоростная поляра планёра.
Для набора высоты в потоке спиралями на планере используют, как правило, вторые режимы полета. Подробнее рассмотрение сил, действующих на планер на вторых режимах необходимо для обеспечения максимальной скороподъемности и безопасности полетов на таких режимах. Схема сил, действующих на планер на спирали представлена на рис.17 и 18.
Рассмотрим, какую скорость необходимо держать при выполнении спирали. Для этого рассмотрим следующие формулы:
|
|
|
;
;
,
где: G – вес планёра;
R – радиус спирали;
K – центробежная сила, направлена вдоль радиуса спирали параллельно горизонту.
Условия равенства сил на спирали имеют вид:
; (4)
проекция на вертикальную ось: 
; (5)
. (6)
Индекс "СП" относится к режиму на спирали в отличие от индекса "ПЛ", который относится к режиму горизонтального полета. Уравнения для прямолинейного полета, необходимые для дальнейших рассуждений имеют вид:
; (7)
; (8)
Величины Сх и Су зависят только от угла атаки. Из (5) и (8) следует, что:
, т.е. 
(9)
Увеличить У можно как увеличением Cy, так и увеличением скорости. При условии Cy=const из (5) и (8) получим:
, или:
. (10)
|
|
|
Из (10) видно, что при неизменных углах атаки, в том числе и критическом необходимо на спиралях держать большую скорость, нежели в прямолинейном полете. Так, при крене 60° скорость срыва увеличивается в 1.4 раза.
Рассмотрим, как увеличивается вертикальная скорость снижения на спирали:
, (11)
из (4) следует: 
, (12)
из (10): 
. (13)
Подставив (13) в (12), получим:
. (14)
Подставляя (14) и (10) в (11), получим:
. (15)
Аналогично (11) рассмотрим значение вертикальной скорости в режиме планирования:
, (16)
Подставляя (7) и (16) получим:
. (17)
Подставим (17) в (15) :
. (18)
Из (18) видно, что на спирали при условии a = const вертикальная скорость снижения относительно потока возрастает. Так при крене 600 Vy возрастает почти в 3 раза!
Для полноты картины рассмотрим - каков радиус спирали на той или иной скорости. Разделив (6) на (5) получим:
, или: 
(19)
Подставив (10) в (9) получим:
.
Так как 
, то
.
Так, при 
Vкр=55 км/ч, Rмин=33.7 м – для планёра Л-13 "Бланик",
Vкр=82 км/ч, Rмин=74.9 м – для планёра Янтарь-ст 2 с балластом.
Важной характеристикой планера, кроме скоростной поляры, является спиральная поляра, т.е. зависимость вертикальной скорости снижения планера не от скорости, как в скоростной поляре, а от радиуса спирали. Эту зависимость можно вывести из формул (18) и (20). Для получения этой зависимости следует исключить величину g из расчетов. Это сделать не очень сложно, однако получаемое выражение достаточно громоздко, в данном изложении приводить его не обязательно. Можно поступить иначе, определяя зависимость Vy=f(R) следующим образом :
1. задать угол крена g;
2. задать Vпл;
3. определить по скоростной поляре Vy пл ;
4. Вычислить из (18) Vyсп ;
5. вычислить из (20) или (21) R;
Семейство спиральных поляр планера имеет вид, представленный на рис.19.
 |
Рис. 19 Семейство спиральных поляр планёра.
Огибающая спиральных поляр показывает минимальное снижение планера при фиксированном радиусе спирали. Если планер имеет закрылки, то строятся спиральные поляры и для этого случая.
В полете, пилот не измеряет радиус спирали, поэтому необходимо связать оптимальные спирали с контролируемыми показателями полета, такими как скорость и крен.
Для того, чтобы сказать, насколько планер хорош или плох в потоке необходимо вместе с радиусом спирали и собственным снижением планера рассмотреть распределение вертикальной скорости полета. Об этом речь - в следующей теме.
Следует сказать, что для начинающих парителей в начале обучения нет необходимости работать в потоках в режимах, близких к критическим, т.к. такие пилоты не обладают соответствующей техникой пилотирования, однако обладают, как правило, излишней самоуверенностью.
Следует сказать, что при полетах в группе планеров необходимо работать на несколько больших скоростях для того, чтобы обезопасить себя и остальных от неконтролируемых режимов полета, а также для нужного запаса в скорости при выполнении вынужденных маневров, которые, к сожалению, имеют место при полетах в группе малоопытных спортсменов.
СПИРАЛИ ПЛАНЕРА В ВОСХОДЯЩЕМ ПОТОКЕ.
Основными факторами, определяющими скороподъемность планера в потоке, являются характеристика потока, летно-технические данные планера и мастерство пилота.
Восходящие потоки можно охарактеризовать максимальным и минимальным временем существования, размером горизонтального сечения, распределением скоростей в сечении, а также величиной и направленностью закрутки.
Точка горизонтального сечения потока, где вертикальная скорость максимальна - называют центром потока, а линию, соединяющую центры потока на различных высотах - его осью.
В теоретических расчетах приняты две наиболее употребимые модели распределения вертикальных скоростей потока: по закону распределения 1/7, т.е.:
;
и по параболическому закону:
;
 |
что представлено на рис.20:
Рис. 20 Принятые модели восходящих потоков.
 |
Наиболее вероятны встречи с термиками или струями размерами порядка 50 - 60 м (для погоды в средних широтах, см. рис. 21) и вертикальными скоростями 0,5 - 1 м/с (рис.22).
Реально большинство конвективных потоков имеют несколько максимумов - вдвое больше, нежели потоков с одним ярко выраженным максимумом.
При увеличении радиуса спирали скорость снижения планера уменьшается, что можно видеть из спиральных поляр планера, характерный вид которых показан на рис.23.
 |
Рис. 23. Огибающая спиральных поляр.
Однако вертикальная скорость термических потоков при удалении от центра потока также падает. Для среднестатистического термика наибольшая скороподъемность планера достигается при радиусе спирали, равной Rсп = 0,4 ¸ 0,7 Rпот .
 |
Рис. 24 Определение оптимального радиуса спирали.
Режим поиска центра потока для планера ’’Бланик’’ в связи с обстоятельствами, отмеченными выше, следует выполнять без закрылков на скорости ~ 80 км/ч и крене ~ 350 и с закрылками на скорости ~ 64 км/ч и крене ~ 250 .
Режим поиска реально может существенно отличаться от рекомендуемого сообразно отличию термиков в конкретный летний день от среднестатистического термика.
Теоретически наивыгоднейший радиус спирали планера в потоке, соответствующий максимальной скороподъемности можно определить, зная характеристику потока и спиральную поляру планера так, как показано на рис.24.
Анализируя кривые на рис.24, можно сделать вывод о том, что в слабых, но широких потоках лучше пилотировать без закрылков при малых углах крена (20 - 300). В сильных, но узких потоках выгоднее пилотировать с закрылками и углами крена, как правило, больших 40 - 450 .
Необходимо помнить, что при увеличении крена резко растет вертикальная скорость снижения планера. И хотя скороподъемность потока в центре выше, при больших углах крена скороподъемность планера в потоке падает.
Чем меньше минимальная скорость планера и меньше вертикальная скорость снижения, тем быстрее планер набирает высоту в конвективных потоках спиралями. Такой планер должен обладать малой удельной нагрузкой на крыло. Однако, выигрывая у планера с большей удельной нагрузкой (например, у планера, заправленного водой), такой планер будет проигрывать на переходах. Поэтому существует оптимальная удельная нагрузка на крыло для конкретных метеоусловий, определяемое экспериментально. Более подробно данный вопрос будет рассмотрен в теме №6.
Теплая воздушная масса, питающая поток, стекается не точно по центру потока вследствие различия рельефа местности, а также вследствие сил Кориолиса. Первая причина приводит к тому, что закрутка потока в ту или иную сторону равновероятна. Кориолисовы силы возникают вследствие вращения Земли и в северном полушарии закручивают поток по часовой стрелке. Поэтому в северном полушарии потоки закрученные по часовой стрелке (если смотреть снизу), более вероятны. При пилотировании против вращения потока планер имеет ту же скорость относительно потока, что и планер в случае, пилотирования в сторону вращения потока. Однако в первом случае на планер действуют меньшие центробежные силы, и при прочих равных условиях такой планер выполняет спираль с меньшим радиусом, т.е. в зоне больших скороподъемностей потока. Чем сильнее и уже поток, т.е. чем сильнее закрутка потока, тем больше различие в скороподъемностях планеров, выполняющих спирали по или против вращения потока.
Выводы:
1. Для конкретного типа планера с конкретной удельной нагрузкой на крыло существует оптимальное значение крена и скорости на спирали с точки зрения получения максимальной скороподъемности планера в потоке.
2. Большую скороподъемность в потоке имеет планер с меньшей удельной нагрузкой на крыло (без балласта), а также планер с меньшей минимальной скоростью и меньшей вертикальной скоростью снижения.
3. Для планера ’’Бланик’’ веса 472 кг поисковая спираль выполняется на скорости 80 км/ч и крена 350 без закрылков и 64 км/ч и 250 с закрылками.
4. Оптимальный крен на спиралях для получения максимальной скороподъемности чаще всего равен 400 . Экспериментально оптимальное значение крена на спирали подбирается по значению вариометра путем его вариации при отцентрированном потоке.
5. Более выгодным является выполнение спирали против вращения потока.
ТЕМА № 4
ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ПАРЯЩЕГО ПОЛЕТА ПО МАРШРУТУ
Схема сил, действующих на планер при входе в поток. Определение скороподъемности потока, центрирование потока. Принцип работы компенсаторов полной энергии, их типы и конструкция. Выход из потока.
 |
Центрирование потока - один из важнейших элементов полета. Центрирование потока можно проводить двумя способами. Первый – "вытягивание" спирали в сторону большей скороподъемности так, как показано на рис.25:
Рис. 25 Метод вытягивания спирали.
 |
Реже используют метод вхождения "восьмеркой". Применяется в случае, когда поток достаточно узкий и планер находится существенно в стороне от потока. Метод показан на рис. 26:
Рис. 26 Метод "восьмерки".
Необходимо помнить, что смена направления спирали при работе в группе планеров запрещена!
В этом случае можно воспользоваться следующим способом. Если планерист ошибся с местонахождением потока, начав выполнение спирали в противоположную от него сторону (вариометр начал показывать неожиданный спуск вместо подъема), то ему необходимо, увеличив крен, энергично продолжать эту спираль, пока угол разворота не составит ~270° (рис.
 |
27). После этого, убрав крен необходимо пролететь по прямой ~2…3 с, после чего завершить центрирование потока "вытягиванием" спирали.
Рис. 27 Метод 270°.
При работе в потоке в штиль после центрирования необходимо поварьировать углом крена для выбора его оптимального значения.
 |
При работе в потоке в потоке в ветер необходимо вытягивать спираль против ветра вследствие выноса планера из потока. Причина выноса планера из потока поясняется на рис. 28:
Рис. 28
Цифрой 1 обозначена траектория потока при его скороподъемности Vy наб и ветре силой U, а цифрой 2 - траектория планера. Для исключения этого явления при развороте планера против ветра необходимо уменьшить, а при развороте "по ветру" - увеличивать крен.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 507; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!