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旧帖 2006-05-31 10:33:44
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续-如何科学飞伞-第四篇-展翅高飞(下)
 
jonathan livingston 离线 jonathan livingston

续-如何科学飞伞-第四篇-展翅高飞(下)

原文来源:Paragliding- A Pilot's Training Manual (Copyright 2004 by Sport Kites, Inc., dba Wills Wing, Inc.)
原文作者:美国:Mike Meier 和 Mark Stucky  
翻译作者:上海伞友: jonathan  
如果转载请指明作者。  
  
本文仅供参考,不能代替合格教练的指导和正规的培训。请勿基于此文进行自学,否则请自行承担相应后果。读者如对原文(或翻译)的观点持有异议,请自动去粗存精。
  
欢迎提出异议和进行讨论。
Jonathan
  
第三篇:展翅高飞(上)  
  
中级飞行的着陆进场和其它技巧  
  
但是,如果这个人是与车辆的运动方向垂直地横穿车辆,会怎么样呢?我们不能简单地把3mph和4mph相加。我们要做的是把3mph向北的向量(车辆的速率)和4mph向东的向量(人相对于车的速率)相加。简单的办法是画一个箭头,长 3个单位,代表车的速率,另一个箭头长4个单位,代表人相对于车的速率。我们保持一个向量的指向点不动,把它沿着另一个向量滑动,直到它的尾部滑动到另一个向量的起点。最后,我们完成一个三角形,画出一条从起点到被移动的向量的终点的“合成”向量。两个速率的向量和,就是连接起点到被移动向量终点的倾斜箭头。(注意,不管我们移动哪一个向量,结果都是相同的。)如果你量这个箭头,它的单位长度正好是人相对于地面的速度,箭头的方向正好是人相对于地面移动的方向。
如果你认识到在上述的情况下,这个人在1小时里向北移动了3英里,在同一个小时里,他也同时向东移动了4英里,这就很好理解了。在那一个小时里,他总体的移动,一定是既向北3英里,又向东4英里,用“合成的”速率向量来表示,大小为5英里,方向如图所示。
这不是我们第一次看到向量。升力、阻力、重力都是向量;它们都是既有大小又有方向。在我们的空气动力学的研究里,我们看到了一个滑翔伞沿着下坡的滑翔路线飞行,升力和阻力怎样共同平衡重力,并且互相平衡,即使其中任何两个力都不是方向正好相反的。
以上这些讨论,不是建议你必须在纸上画出箭头来量它的尺寸,以便在侧风时能按选定的地面轨迹飞行(虽然飞行学员在考飞机执照时就是这样做的,他们第一次越野飞行的时候,就是要把航向标绘出来。)这个讨论的目的,是要你正确地理解,为什么当你和风向成一角度飞行的时候,你在空气中飞行的方向,和你想去的地面方向不能相同。
现在让我们回来讨论我们的飞行员,他想在西风中向北飞行。假设飞行员在他所处的空气团中以20mph的速度飞行。(记住,这就是航空器飞行的方式,是相对于它们所在的空气飞行。)假设整个空气团以10mph的速度向东移动。(换句话说,风从西面以10mph的速度吹来)。正如我们所见,正对北方飞行不会到达正北;飞行员会在移动的空气团中向东飘。显然,飞行员不得不以一个角度来飞行,部分顶风;他大体上会对着西北方向飞行。
他需要自北偏西多大角度呢?有两个办法可以解答这个问题。对于飞行员来说,有一个简单直观的办法;他只要看着他在地面的飞行轨迹,把自己的角度一点一点地从正北转向偏西。当他的航向正确时,他的地面轨迹会朝向正北。
我们中有些人可能想要弄明白怎么会这样的,让我们再次回来看看向量示意图。首先我们画一条10个单位长度的箭头,指向东(代表风)。然后我们画一条指向正北的线,从风向量的箭头处与风垂直。这是代表我们地速向量的线:我们的合成地面路线的速度和方向。如果我们在尺上标出20单位长度来,(滑翔伞的速度),我们可以滑动标尺,让标尺形成一个角度,直到20单位长度的一端正好在风向量的尾部,另一端在代表合成向量的竖线上。现在我们完成了一个向量相加示意图,可以看到飞行航向向量必须指向的确切角度,和合成的地面轨迹向量的确切大小。
注意:我们地面轨迹向量的大小比代表我们在空气中运动的向量要小得多。即使我们不是在顶风飞行,我们对地前进的速度也比20mph的飞行速度小得多!
  

  
把你的航向朝风向偏转,以获得期望的地面轨迹的过程,叫做“侧航”,或“进行侧航”。(这和螃蟹的横向爬行相似,它的朝向和运动方向不一致。侧航的航空器朝向一个方向,但是其地面轨迹是朝另一个方向移动。)请注意侧航不是“侧向滑行”。侧向滑行完全是另一回事;它是令航空器在空气中部分地向横向飞行的动作。在侧向滑行中,空气流过航空器的方向和航空器的指向不一致,但是在侧航中,空气的流动和航空器的航向完全一致。在侧航中,只有航空器对地面的运动和航空器的航向不一致。侧向滑行是滑翔机和飞机所用的一种多用途的技术。滑翔伞(滑翔翼)实际上做不了侧向滑行。
我们所举的这些例子,都假设风和我们飞行的航向正好成直角,或与我们期望的地面轨迹正好成直角。然而,实际操作中不一定象分析的这样。用正确的角度和长度画出向量箭头的方法,和用我们上面所述的向量相加的方法,不管相关的角度是什么样的,都可以得出正确的结果。飞行中直观的方法,即调整飞行的航向,直到你获得了期望的地面轨迹,不论相关的角度是多少,也都是适用的。
现在让我们来看看风中飞行一个更简单的例子;你的飞行路线正好顶风或正好顺风。象以前一样,要知道对飞行所产生的唯一影响,是你对空气的运动和空气本身的运动共同作用的结果。
让我们来看看正对顶风飞行。显然风对于飞行地面轨迹的方向是没有影响的。然而,它对某些东西确有影响,而且影响重要。如前所述,它影响的是你相对于地面的滑翔比。
  
  

  
(图中文字 
上:升力和阻力的比率是7:1时,在空气中向前水平运动的速度是20mph,竖直的下落速度为2.86mph(251fpm)
下:以20mph的空速水平向前运动,所处的空气团以10mph的速度向相反方向运动,结果对地的向前运动速度为10mph,在同样的下沉率下,对地面的滑翔比被削减了一半,为3.5:1)
  
假设你在20mph的时候有7:1的L/D(DHV-1类伞衣的平均L/D)。这就是说,你的伞翼制造的升力7倍于阻力,在平静的空气中,你每前进7英寸会损失1英寸高度。从100英尺的高度你能向前滑翔700英尺。让我们假设你在20mph的飞行速度时能获得这一L/D。(你的L/D在不同的速度下会不同,因为伞翼在不同的攻角时效果不相同)。
想象你在10mph的顶风中飞行。即使你在空气中以20mph的速度向前运动,但是你实际对地的前进速度只有10mph,因为空气本身-你飞行的介质-以10mph的速度向相反方向运动。然而,你的下沉率没有被风改变;你仍然以正常的2.86mph的速率下沉。这样,你相对于地面的飞行路线看上去是这样的:向前10mph和向下2.86mph,获得的对地滑翔比仅为3.5:1。
这非常重要。对于任何一种滑翔器都很重要,但是对于滑翔伞特别重要,原因有两点。一是滑翔伞是一种速度很慢的航空器,因此只要有一点点风就会剧烈地影响滑翔比。10mph的风不算大,但是在这个例子中它把你顶风时的滑翔比削减了一半。现在,突然之间,你在无风时能轻松抵达的着陆区域,已经超出了你的滑翔范围!说以上这些对于滑翔伞更加重要的另一个原因是:滑翔伞的速度范围是非常有限的。设想顶风的风速与你的伞衣飞行速度相等时的情况。你在20mph的顶风中以20mph的速度飞行。你伞衣的L/D很棒:7:1,但是你的前进速度是0!你的滑翔比是0!你在垂直往下掉。
在滑翔翼或其它滑翔器上,你只要加速就可以“突破(penetrate)”顶风。(在这里使用“突破”这个词不太准确,并可能引起误解,因为它又把我们带回到那种观念里,认为风是一种我们必须“用力穿越”的相反外力,但是,再次强调,风实际上只不过是我们飞行介质的大规模运动。)举例来说,对于滑翔翼是这样的:滑翔翼在30mph的时候获得12:1的L/D。风以30mph的速度吹来,使滑翔比下降为0。飞行员把飞行速度增加到大约48mph。现在,象我们前面所说的,滑翔翼在这么高的速度时效率不那么高了,所以L/D下降到大约6:1。这样下沉速率是8mph。前进速度是15mph。相对于地面的滑翔比是2:1;不算好,但是至少飞行员能够向前移动,并且能够在什么地方降落,而不是垂直下落到下方。
滑翔伞飞行员没有类似的能力,在强大的顶风中无法提高飞行速度来向前移动。他能轻微地加速,但是效用微乎其微。我们的教训是:做为一个滑翔伞飞行员,你必须关注风吹的方向和速度,因为即使一阵微风也能强烈地限制你的选择。因此,你需要注意天气的总体情况,注意风和天气的预报。在某种天气情况下,比如当前锋经过的时候,风的速度和方向会急剧变化。如果这时你正好在空中,后果可能是灾难性的。
当然,顺风飞行时会有相反的影响。你的地速会加快,你的下沉速度保持不变,你的滑翔比提高了。顺风以20mph的速度飞行在10mph的风中,你的滑翔比会比你的L/D提高50%。
现在让我们再回到侧风飞行,因为这也会影响你的滑翔比。以前面举过的例子为例,当风从西面吹来时,飞行员飞行的航向必须向西偏转一个角度,来保持向北的地面轨迹。由于需要在风中“侧航”,在相对于地面移动的方向上,他的地速被减小了,小于他的飞行速度。现在,情况是这样的:由于他的下沉率保持不变,和顶风飞行时的情况一样,地速的减小使他的滑翔比减小了。
事实上,借助一点三角学和代数学,我们就可以看清楚这个关系是怎样作用的。我们不会用计算的细节来困扰你(它们都基于我们前面讲过的向量相加的方法),但计算结果是:在侧风中,根据风速的不同,你需要角度为10°到30°的顺风分向量,来使你恢复到无风时的L/D。另外,当风速和你的飞行速度相同时,在风的角度超过90°之前,你根本就不会有滑翔比。
风向超过90°之前,你都不得不对正风向,以免被吹得偏离轨道,由于你的飞行速度和风速一样,你没有向前的运动。在与飞行速度相同的风速中飞行,你可以飞行的方向被限制到只剩一半,在这些方向上,你至少还有一些顺风的分向量。
  
风中着陆进场
基于前面的讨论,你会明白风对于执行飞机进场着陆航线的影响。
首先,为了获得期望的地面轨迹,你在45进入航程和侧风航程时,必须将飞行的航向向风偏转一个角度。你需要偏转的角度取决于风速大小。
第二,你的滑翔比在侧风航程(crosswind leg)和最终航程(final leg)中会减小,所以你需要把高度设定得更高;这实质上意味着,你从顺风航程转向基线航程要更早一些,这时你对目标的下倾角更陡。当然,当你顺风飞行的时候,你的滑翔角度(glide angle)会增加,因此在顺风航程上的任一点,你都会比无风时更高,对目标处于更陡的角度上。即使这样,你也不得不更早开始转弯,因为你因顺风而增加的滑翔比,比因侧风和顶风的共同影响而减小的滑翔比要小得多。
另外,在顺风航程时,你的地速会增加,每件事都会发生得更快,你的反应要更迅速。由于滑翔伞的飞行速度是很慢的,即使在非常微弱的风中,你的“视图”,或是你看到的目标和着陆区域的景象,都会有相当大的变化。当你在风中用滑翔伞做着陆进场时,你开始得再高,几乎都不会过分。
  
8字形着陆进场
在10-12mph以上的风中,你可能会发现,8字形进场比飞机进场效果更好。在8字形进场中,你不使用任何顺风航程。你从下风方向接近目标,从你所在的高度,如果径直飞向目标的话,你会超越它。然后你用一系列相反的转弯,反复飞“基线航程”,直到你足够低,可以转弯对准目标并飞去着陆。
注意:风越大,在基线航程时的侧航角度越大,在每个航程结束时转弯的角度越小。(在无风时,你实际上不得不转弯超过180°,防止在每次转弯时会照直向着陆点飞过去。)
  
在进场时对付上升和下沉气流
好象光这样还不够你对付似的,当你进场时,还要对付上升气流(上升的空气团)和下沉气流(下沉的空气团)的影响。如同空气团在水平方向的移动(风)一样,空气团在竖直方向的移动(上升气流和下沉气流),也会影响你的滑翔比。这种影响是完全相同的,由于你飞行的介质在移动,它本身的运动加上你在其中的运动,共同决定了你相对于地面的运动。
空气竖直运动时,它影响的是你的下沉速度,而不是你的前进速度。如果你飞进了一团空气中,它正以每分钟250英尺的速度上升(大约3mph,这很常见),你相对于地面的下沉速度变为0,你的滑翔比变为无穷大!由于同样的原因,如果在一个地方有250英尺/分钟的上升气流,在其它的什么地方就会有250英尺/分钟的下沉气流。如果你飞进那团下沉气流,你的下沉率会加倍,你的滑翔比会被削减一半。
由于上升气流和下沉气流的出现是随机和无法预料的,你无法事先把它们的影响考虑到进场航线中。因此你必须学习怎样在“飞行中”调整你的进场航线,来纠正上升气流和下沉气流的影响。总体的规则是:在下沉气流中朝向目标转弯,在上升气流中背向目标转弯。让我们逐个来看着陆航线的每个部分,看看这个规则是怎么用的。
45进入航程
如果你在45上飞进了下沉气流,什么也不用做。你已经在径直朝目标飞过去了,那已经再好不过了。如果你在45上飞进了上升气流,它很强,使你实际上开始爬升,你只要转弯,回到起始点去。消高到你航线的进入高度,然后重新开始。如果你发现自己在45上进入了微弱的上升气流,只要继续航线就行。
顺风航程
如果你在顺风航程上遭遇下沉气流,准备好提前转向基线航程。记住你向基线的转弯,应当在你处于对目标的适当下降角度时开始,以便使你飞过基线和最终航程,到达目标时的高度正好为0。如果你在顺风航程遇到上升气流,不要把你的顺风航程延长。原因是:即使你对目标的下降角度合适,你也不想在下风方向离目标太远,因为如果风速加大或你遭遇到下沉气流,离目标越远,你飞不回来的可能性越大,如果在着陆区域下风向的边缘有电力线、树或其它障碍物,这会很危险。相反地,你在正常的转弯点,或是在它附近开始转弯,但是转的角度小于90°,使这个转弯背向目标偏离一些。
基线航程
如果你在基线航程遭遇下沉气流,同样地,朝向目标转弯。如果你遇到了上升气流,要拉长你的基线航程,超过目标正下风方向的那个点,向顺风方向后退一些,使得返程加倍,这样,你回到最终航程的进入点时,就能处于正确的位置。
最终航程
做最后一个转弯时,你应当离目标很近,并且高度很低(75-100英尺,注:23-30米)。如果你在这一点上遇到上升或下沉气流,准备好克服困难,在可以着陆的地方着陆。你在空中停留的时间或长或短,但是你应当离目标很近。一旦你处于最终航程,并且离地面很近,你就不应该转离风向,试图修正高度。这样做风险太大,你可能会转到顺风方向,又没有足够的时间来恢复,要以很大的地速顺风着陆。
  
  

  
(图中文字:修正后的飞机进场航线 飞行员在顺风航程中遭遇下沉气流。飞行员提前向基线航程转弯,按正常的方式完成进场)
  
  

  
(图中文字:修正后的飞机进场航线 飞行员在顺风航程遭遇上升气流。飞行员在通常的点转向基线,但是基线略微背向目标偏离一些。)
  
好消息
如果这一切使得执行滑翔伞的着陆进场听上去象是一个无法完成的的困难任务,你可要振作起来!只要你理解了航空器的限制,滑翔伞可能是航空器中进场和着陆最容易的。只要你确保自己相对于目标的高度足够让你抵达目标,大体上你会一切顺利的。确实,你没法象滑翔机一样可以控制滑翔路线,也没有象滑翔机或滑翔翼那样的速度范围,但是你有一个很大的优势。因为你的滑翔比小得多,你进场时的滑翔坡度因此要陡得多,所以着陆进场航线的容错性要好得多。
例如,在10mph的微风中,用一个12:1的滑翔翼着陆,如果飞行员从基线转向最后航程时高了25英尺,他着陆时可能会超过目标200英尺。在10mph的微风中,用一个7:1的滑翔伞着陆,在转向最后航程时,同样25英尺的高度错误导致的着陆距离上的偏差,可能只有80英尺。
  
飞行计划
做高飞时你需要知道的另一件事是怎样做飞行计划。在实践中,你所有的飞行都应当有飞行计划,但是作为一个初级学员,你的飞行计划会相当简单,你的教练会直接参与,在训练山坡上,没有飞行计划也不太会有什么严重的后果。在制订飞行计划时,你要仔细考虑风的速度和方向,它会怎样影响你飞向着陆区域时所需的飞行航向,它会怎样影响你的进场。如果存在你无法抵达正常着陆区域的可能性,你应当挑选一个备用的“紧急”着陆区域。你要意识到在某个区域可能出现上升气流、下沉气流或湍流,采用哪条飞行路线最能够利用上升气流,避开下沉气流和湍流。
  
术语列表  
进场,飞机进入机场时的飞行(approach)
滑翔角度(glide angle)
下倾角(declination)
下降角度(angle of descent)
高飞(high flight)
着陆进场(landing approach)
滑翔比(glide ratio)
飞机进场着陆航线(the aircraft landing pattern) 起始点(initial point)
一段航程,直角三角形的勾股(leg)
飞机的着陆航线(pattern)
进入航程(entry leg)
顺风航线(downwind leg)
基线航程(base leg)
侧风航程(crosswind leg)
最终航程(final leg)
水平面(horizonal plane)
基线进入(base entry)
直线进入(straight in)
空速(airspeed)
地速(groundspeed)
侧航(crab)
上升气流(lift)
下沉气流(sink)

jonathan livingston 于 2006-05-31 11:59:07 编辑
 
旧帖 2006-05-31 10:36:29
Post #2
回复: 展翅高飞(下)
 
蓝鸟文飞 离线 蓝鸟文飞 还没拜读大作,先抢沙发再慢慢看.
 
旧帖 2006-05-31 10:40:48
Post #3
回复: 展翅高飞(下)
 
H H 离线 H H shocked
  
这个懒鸟抢沙发到是挺勤快!
H H 于 2006-05-31 10:41:26 编辑

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以身为深圳鸟人为荣!一路狗屎命飞到99!!
腿号:BG7LUQ 欢迎加入飞仙QQ群:20141870
希望明天会更好!!!(www.paracn.com 成员)
专业滑翔杂志:《越野飞行》www.xcmag.cn

 
旧帖 2006-05-31 10:55:14
Post #4
回复: 展翅高飞(下)
 
KK鱼 离线 KK鱼 水床,慢慢看。

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我不能延长生命的长度,却可以努力拓展生命的宽度。

 
旧帖 2006-05-31 12:45:22
Post #5
回复: 续-如何科学飞伞-第四篇-展翅高飞(下)
 
八两金 离线 八两金 一看这么多字就头疼,躺水床的家伙看懂了告诉我,还有那个技术员,弄懂了也告诉我。。。big smile

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心若在,梦就在
http://weibo.com/82gold

 
旧帖 2006-05-31 16:05:21
Post #6
回复: 续-如何科学飞伞-第四篇-展翅高飞(下)
 
深圳雨人 离线 深圳雨人 "在滑翔翼或其它滑翔器上,你只要加速就可以“突破(penetrate)”顶风"
  
此处"penetrate"解作"浸透"不知会不会好想象些.

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花儿跟雨说, 我已经浇过水了.

 
旧帖 2006-06-01 02:02:16
Post #7
回复: 续-如何科学飞伞-第四篇-展翅高飞(下)
 
飞痴 离线 飞痴 谢谢 伞友:jonathan辛苦翻译和发贴。
  
不好意思,让你又翻译又发贴。
  
谢谢你给我的支持和鼓励,我会顶住闲言碎语,继续忽悠你翻译更好的文章。
放心吧,我当然还会继续发这样的好贴的。
  
不过自学还是很重要的,师傅领进门,修行靠自己。特别是在中国国情下,科学自学。
  
哎,难以理解,发这样的贴都会被人说。寒
  
我真心希望,这样的好书,好贴能贴在所有的论坛,让大家无偿使用!
  
以此好贴庆祝,在2006年5月结束的法国动力伞锦标赛中,ITV的伞翼囊获前3名。在前10名选手中,有6顶ITV的伞翼。
  
再次转摘一段共同的理念:  
  
知识的分享是促进社会发展的原动力,而开放、自由的分享则是扩大人类知识领域的大胆尝试。即使您只是单纯的阅读和使用这些知识,对我们来说都是莫大的鼓励!我们唯一的报酬就是知识和以自己的专业能力帮助整个中文世界的成就感;也许看起来微薄,但这是千金难买的成就感!
飞痴 于 2006-06-01 02:15:43 编辑

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旧帖 2006-06-01 08:15:24
Post #8
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西安龙腾 离线 西安龙腾 非常感谢jonathan! 翻译是很辛苦的。再次感谢!
  
欢迎你到西安来飞伞!
 
旧帖 2006-06-01 09:19:32
Post #9
回复: 续-如何科学飞伞-第四篇-展翅高飞(下)
 
xinanyun 离线 xinanyun 非常感激jonathan和飞痴,昆明伞友欢迎你们来云南
 
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