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浅谈气流

2009-06-28 13:23:49    伦续儒供稿

  我们在飞行中,一直和气流打交道,所以想针对气流和盘升方法做一些总结,以下内容仅作为个人观点,和大家一起探讨,希望大家指正。

  这篇文章主要由两个部分组成,第一部分是讲述气流(气流的生成、特点、动力气流和热力气流的区别);第二部分是探讨盘升方法(提高盘升速度的方法、不同气流的不同盘升方法)等。我写得也比较随意,只是谈一些比赛中的体会,讨论的内容不一定全面,仅供大家参考。

  (一)气流的生成、特点、动力气流和热力气流的区别

  〖气流〗

  一:、什么叫做气流?

  简单地说,气流就是空气的上下运动,向上运动的空气叫做上升气流,向下运动的空气叫做下降气流。上升气流又分为动力气流和热力气流、山岳波等多种类型,滑翔伞一般利用动力上升气流和热力上升气流两种来完成滞空、盘升和长距离越野飞行。

  二、气流的生成

  气流的生成,非常复杂,热力气流的生成受各种天气、温度、湿度,空气温度递减率、地表温差、气压、等数据影响。一般来说,空气温度递减率越大、日照越充足、空气越干燥,热力气流的形成就越好。

  在国外比赛时,最佩服的并不是能完成科目的运动员,因为国内的选手经过一定培训后也能达到这个程度;而是对于那些制定当天比赛科目、设置转弯点的裁判。这些经验丰富的裁判们利用比较成熟、详细的计算方法,根据精确的天气预报、气压、温度递减率等数据,计算出当天形成的热力气流可以达到的大概的高度、在哪一段时间、哪一段空域,以及强盛和衰败的时间、可能持续的有效范围等等,从而设计出相当精确的航线。在某个阶段增加难度,把大部分扔下,只有少部分运动员争取了时间和高度赶到时才能过去,如果慢的话,就遇到气流衰败,再也过不去了,这样的比赛成绩能够真实地反映各选手的水平。

  三:气流的特点:

  1、气流的惰性

  气流往往走的是最短最近的途径。它是有惰性的,在参差不齐的山上,一直依赖于一个依托物爬升,如果是平地,没有激发物,它就趴着,向水平方向运动。

  2、气流的释放点

  在水平运动状态的气流如果遇到激发物,就沿着障碍物爬升,一直走到障碍物的最顶端,依赖于山的最高点,所以一段山形最高点的上方空域(山额),往往是气流的释放点。我们如果把山比做一个不规则的冰块,把冰块倒过来,水滴下来的位置是冰块最尖点,倒转回来,这就是气流的释放点。因而起飞前先要仔细判断山形,根据山体的起伏形态找到气流的激发点来制定飞行航线,这种方法可以使飞行员在越野过程中找到接续气流的点,利用它盘升高度,然后继续飞行。

  3、根据场地判断气流

  在群山环抱的场地中,气流出现的情况一般整幅连绵的山体来得复杂,所以起飞前一定根据不同的场地仔细判断。

  对于山窝里的气流,一般来说,正迎风的情况下,气流在山窝里流速会比沟外的强,如果风力稳定持续的话,这样的动力气流可以利用;但是千万注意,在侧风的情况下,要防止假风和山窝里的回旋气流,这时的山沟里就绝对不能去。因为侧风的情况下山窝里会产生假象的上升气流和风力回旋,表面上高度表报告进入上升气流,但那有可能是风力回旋造成的假性上升,附近马上就会有一个向下的力,容易产生折翼等危险。

  在整个山系有不同落差或风层走廊的情况下,要特别注意切力风层的出现。有时在某段高度内有时会出现两个速度不等、方向不同的切风,导致整个伞翼旋转或拍击,在这个情况下,如果高度足够的话,应尽快逃离;或主动失去一部分高度,脱离风层切面。

  四:热力气流和动力气流的区别

  A:动力上升气流,就是水平运动的风在遇到山或者障碍物激发时,改变运动方向而形成的向上运动的气流,它的强弱大小受障碍物的大小以及风力大小的影响。

  动力气流的特点是:

  1:在迎风的山坡,风力稳定持续的话,动力气流应该是一样持续稳定的。

  2:障碍激发物(山体)越高、坡度越陡、风力越大、动力上升气流就越强,上升区域就会增加;

  3:完整山体的宽度越大,上升的速度和动力气流的幅面也越大;

  4:动力上升气流的高度是有限的,它的高度一般可以超过山的高度的三分之一左右。

  利用动力上升气流可以使滑翔伞达到滞空和盘升的目的。寻找动力气流,要在坡度比较陡、山形完整的的迎风面,这样的情况上升速率是一样的。

  B:热力上升气流,是受日照、气压、温度、风力等气象条件和地形条件的影响形成的上升气流,它的高度可以从几百米到几千米,它的速率可以从几米至几十米/秒,所以在同一个场地,而天气条件下不一样的情况下,飞行所遇到的热力上升气流也不一样。在气象条件比较好的情况下滑翔伞可以利用上升速率在10米/秒的热力上升气流飞得很高很远。

  由于地表热容量的不同,吸收热量的不同,热力气流就不同。举例来说,砂石吸收的热量最少,最容易饱和,但这时候日照还是继续,于是把多余的热量辐射给周围的空气,把周围的空气加热,所以沙漠、山石、裸露在阳光下的干燥地表等上空形成热力气流的机会很大;而有水、草地、湿润的地区受阳光照射后形成热力气流则比较慢,因为需要的热量很大,周围的空气都是冷的,它需要热量来蒸发水分,热力气流向上走的时候,两边的气流来不足,对它造成压力,从而形成相对意义上的下降气流;还有一种黄昏时的特殊热力回吐气流(俗称傻瓜气流),由于水面吸收了一天的阳光照射,在黄昏太阳落山前后,岩石等干燥地表迅速失温,而水面蕴涵的热力却依然强盛,热容比相对比较大,造成水面上是上升气流,而干燥的岩石地面上空却是下降气流的奇特现象。

  (二)提高盘升速度的方法、以及不同气流的不同盘法

  〖盘升方法〗

  滑翔伞之所以滑翔伞能够爬升,是被上升气流托上去的,所以滑翔伞如何利用上升气流是盘升速度的关键,一般的方法就是进入气流后,保持4秒的直线运动,在这4秒里要根据两侧伞翼的受力大小来判断气流在什么位置,面积是否够用,如果在在向前直飞时高度表越叫越欢保持上升,说明气流够大,然后根据两侧伞翼的受力情况不同来判断气流在什么位置,然后向受力较大的一侧(抬升感觉较大的一侧压重心),双手通过刹车棒的调节来向气流中心旋转盘升。

  这里要说明的一点,是在进入气流上升区后,不要按照传统意义上的方法,立即大力带刹车,而是要根据不同的气流,进行不同的处理。因为刹车绳连着最后缘,刹车拉下后,仰角增大,后缘和D组之间的尾翼形成的扰流带给伞的压力就大,所以下沉率就增大。众所周知,滑翔伞的速度和升力是成正比的。也就是说它的速度越快,下沉率就越小,获得的升力就越大。所以,正确的方法是进入气流要保持直线飞行,先判断气流面积是否够大,然后按照上升速率的不同,最大限度地利用、捕获气流。在后面的文章里,我们会介绍大家根据不同气流使用不同的盘升方法。

  第一:增加盘升速度的方法

  能够最快最有效地利用气流,一直是滑翔伞飞行员的追求。越野竞速的过程中,在横向空间前进速度,与在纵向高度上的盘升速度一样至关重要,都是飞行员是否能够获胜的关键因素。

  一、在横向空间的前进速度,与加速棒的控制量有密切的关系,加速棒带着的是ABC三组伞绳,踩下加速后,伞翼的仰角减小,形成向下俯冲的角度,伞速就提高,另外也与器材本身的设计速度、下沉率等因素密不可分。一般来说,正常巡航速度的速度状态下,伞的综合表现最好(速度最好、下沉率最小,转弯性能也最好)。我们的运动员在出国比赛时,和国外选手在这个领域里的差距不是特别明显,但在纵向高度的盘升速度和盘升方法上,往往就拉出了差距。

  二、在纵向高度的盘升速度的提高,成为关键的技术问题。国外比赛时,开窗和关窗之间为一个到一个半小时。统一开窗后飞行员携带GPS空中经过第一绕标点,也即出发点(如果提前进入没有关系,也可以暂时离开,在出发时间到了之后再一次绕标)。而开窗后第一梯队要做的事情是争取时间盘升到高度,利用这个高度来做越野飞行。在绕标后的高度补充过程中,在同一个气流里,不同的飞行员的操作技术和伞的性能的不同,就会体现出盘升速度的差别,这时技术水平的不同就体现出现了。

  但总的来说,加强热力气流的盘升速度,要注意以下几点:

  1、保持伞翼的最大投影面积,让伞的受力面积最大,才能获得最大的盘升速度。
  2、一直不要离开气流中心,尽量抓住气流中心不要离开。
  3、身处上升气流的中心时,会感觉有力量向外推你,一定要压住。如果被推出,一次切不进去,反复进入几次,就会损失很多高度和时间,如果被推出来,重新进去的话,转一圈20秒的话,一秒上升5米,就会损失100米的高度,盘升速度就会比别人慢很多。
  4、强气流中心会感到伞会颠簸,这是要积极控伞,始终让伞翼在头顶保持平稳,让两个翼面受力平衡,动作要有提前量,还要柔和,这样才会最大地利用上升气流的动力,减少损耗。而伞翼越平稳,有效功的利用率就越大。
  5、盘升速度与伞速有着密切的关系:速度快的伞相对的下沉率小,比如一二类的伞下沉率是1.2,而速度比较快的2-3类伞下沉率是1.0,两者在下沉率上就相差0.2,这说明速度大的伞由于下沉率小,所获得的升力就越大。

  第二:不同气流的不同盘升方法

  至于遇到不同气流,就要用不同方法来进行盘升。我们按照气流上升速率的不同,把上升气流分为强气流、中等气流和弱气流,下面我们根据不同的气流来分析不同气流的盘升方法:

  一、对于上升速率在2米/秒以下的弱气流,通常情况下的处理办法是,千万不要轻易带刹车,而是要保证伞的速度,使滑翔伞保持很好的升力(刹车的用量保证在你不飞出气流中心的范围即可),因为你刹车用得过多,伞的速度就会减小,所获得的升力就会减小,下滑的角度也会加大,爬升速度就会减小,因为这种气流的面积比较大,气流中心和气流外围的上升速率相差不大,这样很不合算。

  所以,在弱气流中盘旋,可以在保证伞速最大和下沉率最小的前提下转大圈盘升。另外,要想最有效地利用这种气流,我们就要保持速度,保持伞速的意思是要保持最小下沉率,并且在转弯时,要注意尽量减少滑翔伞转弯坡度,也就是保持伞翼最大投影面积,这样的做法也可以降低伞的下沉率。

  如果在2米以下的弱气流里盘升,一定要耐心,细腻。如果操之过急,狠带刹车,它的下沉率就会增加,所获得的上升力都被它的下沉率抵消了。

  盘弱小气流时要注意重心不要压得太大,这样会加大伞翼转弯的坡度,减少伞翼的受力面积,增大滑翔伞的下沉率。同时根据你的转弯角度拉下同一侧刹车做360度盘旋,轻轻带住另一侧刹车绳(到达绷直的程度即可)。

  二、针对上升气流在2米-4米之间的中等气流,它的中心和外围的之间的上升速率会拉出一定的距离,气流中心的范围一般不是很大,而且会有向外排斥你的力量,在这种情况下如果要追求盘升速度,就必须想办法立即找到气流中心并切入。盘这种气流时也不要轻易过早地带刹车,而要等进入气流中心后再使伞的速度减小,压住重心旋转盘升。

  转弯半径的减小可能会使伞的下沉率增加,但是可以有效地利用和捕捉气流中心,获得最大的上升速度。这样的做法,比在气流外围获得的盘升速度快一些。所以要了解自己的器材的下沉率,计算刹车量的配合。

  我们目前的飞行员普遍存在的问题是,对4-5米的强气流中心的捕捉方法和敏感度不够,所以很容易就和国外选手拉出差距,看出不同。飞行时必须立即看出气流中心在哪里,有多大,马上抓住中心不要丢掉。盘中等气流时还要做到的是不要被气流挤出去,或形成伞翼的摇摆晃动,使伞翼损失高度和分散上升气流所做的功。这时尽量不要用内侧的刹车来控制转弯,而要在保持内侧刹车稳定的情况下,通过外侧刹车棒来控制盘旋的转弯半径和角度。这样才能尽可能不损耗上升气流的能量。

  三、上升速率在5米/秒以上的气流可以算做强气流,这种气流很强,而且可能有些乱,同时盘强气流时刹车会带得很重,转弯比较困难(有些飞行员可能在生理上或者心理上承受不了这种压力,如果这样就尽快离开,保证安全和愉快是飞行的关键)。通常情况下,强上升气流的旁边还会有强下降气流,或在尚未成熟的气流层和风层之间会遇到的来自不同方向的切力,在糟糕的运气下,伞翼受到拍击会出现SPIN,有时是迅速而没有先兆的,如果不果断及时处理,再高的高手都会被打下去,这时就要看各人的心理承受能力和飞行技巧了。

  盘强气流要注意以下几点:

  1、强气流的气流中心和外围上升速率相差很大,在进入时一定要准确切入到气流中心,伞在里面刹车很重,转弯不灵活,这时先不要让伞减速,把重心全部压向气流中心的一侧,然后再把刹车同时拉下来(拉的量要控制精确),利用伞的小角度快速转弯。

  2、进入强气流中心后一定要切住气流,这样伞翼就不会再有很大的颠簸,然后再把外侧的刹车拉一些来调整伞的转弯坡度和角度,利用它乘风破浪般地快速上升。

  3、盘强气流时一定要注意不要被气流挤出来,越是勇敢地切住,伞翼越容易平稳。反之,如果犹豫不决,被气流挤出去,就容易造成伞翼的摇摆,越是这样,反而越容易出现伞翼塌陷等状况。

  利用小角度转弯的方法,有可能会使伞翼投影面积减小,从而所受的升力减小,但是我们如果我们这样计算一下就比较明了:强中心的上升速度比较大,比如中心是7米,外围是4米,损失了伞的下沉率,换来气流中心的高速度上升,这样的损失非常值得。而如果不切入气流中心,在外围保持速度旋转,虽然下沉率小,但是每旋转一圈所损失的时间就多。因此,进入强气流后,一定要勇敢地、稳稳地切入气流中心,才能保持最大的盘升速度。

  另外,在盘气流的时候,有几点要特别注意:

  1、比赛时,飞行员的心态非常关键,飞伞时要做到主动进攻,勇猛锐利,判断准确。即使运气不好,遇不到好气流而掉高度时,也要做到咬紧牙关,死不认输,在弱气流中尽量呆住,等候时机,即使实在不行了,最起码也可以拉回点距离分。

  2、看一个人飞伞水平的高低,要看他是平稳地在飞还是左摇右摆地在飞,因为摇摆会损失上升气流在伞翼面上所做的功,造成高度和上升力的损失,而且还会带来危险。

  3、热力气流注意与山保持的距离,以防撞山。用360度转弯时非常容易贴山太近,在山前转弯时看不出伞速和与山的距离,有时留的量太小,有时没有动力,只有小股的热力气流,如果用8字盘不过来,用360很容易撞山。

  4、由于气流的形状是不规则的,有时根据风向而形成椭圆形,有时会随风飘动。热力气流比较轻,所以经常是倾斜的,为了更好地捕捉气流,我们盘的360度也不一定是千篇一律非常规则的正圆形,而且在顺风和逆风时划圈所经过的飞行距离也不一样,所以每一个圈子都要用刹车来不断地调整,使自己保留在气流中心内,不至于把上升动力丢掉。

  5、在中强气流中飞行,要做到防患于未然,对于可能出现折翼的情况,要随时让伞翼两边受力均匀,如果一边向上拽你,一定要马上把重心压过去,如果你不去理会,另一侧失去升力的伞翼就会出现单边折翼,如不尽快恢复,容易进入螺旋。所以在飞行中不停地控制伞,让他不出现摇摆,不管气流多强,始终让伞平稳。

 

 

  

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