美国滑翔伞飞行教材-翱翔飞行的原理和技巧(下)

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山脊翱翔(ridge soaring)技术

大多数飞行员都会料想山脊翱翔会比上升暖气流翱翔容易,因为上升气流相对于地表的位置更容易辨认出来。如前所述,当盛行(主风向)风遇到山脊,和山脊表面几乎成直角时,空气被迫向上越过山顶,在山脊的前方和上方形成了一条上升气流带。如果山脊够大,够长(这样风向上越过山体会比绕过山体更容易),风够强,上升气流带中风向上的分向量会足以抵消滑翔伞的下沉速度,使滑翔伞保持向上。

较高、较长或较陡的山脊,在较小的风中也可以翱翔。较平缓、或较低、或较短的山脊要求较强的风。当风以直角正对着山脊线吹来时,山脊是最容易翱翔的。当风向变得越来越横切山脊时,上升气流会显著减小。

在上升气流的强度刚好足以翱翔飞行的日子里,你会希望使自己的下沉速度最小,来使升力最大。这个速度比最大滑翔角度时的速度慢,大多数的滑翔伞要求把刹车拉下到大约肩膀位置。如果风不是正对山脊的,你起飞后第一个转弯应当是朝向正风向,这使你在靠近山体时地速最小。

对于翱翔的初学者来说,山脊翱翔比上升暖气流翱翔更困难、更危险,这有很多原因。有风就意味着有湍流,特别是在顶部平坦、坡面陡峭的山脊顶部背后的旋流(涡流rotor)。在山脊上有侧风时,山脊沿线产生湍流的可能性增加了。山脊需要考虑的另一点是山脊上的缺口或低点,它们能导致风力增大,上升气流减小。任何飞行,在越强烈的情况下进行:风越强或湍流越强,对于滑翔伞飞行员就越危险,特别是对经验不足的飞行员。条件越强烈,抛开在这些条件下会越危险不说,也意味着这些条件越容易迅速变化。上升暖气流翱翔可以,也确实常常在强烈的条件下进行,但是常常可以对上升暖气流翱翔的条件进行选择,选在一天中的晚些时候进行,那时上升气流和湍流是温和的,风也小。山脊翱翔要求的风通常比上升暖气流翱翔要求的风更强,而风对于滑翔伞飞行员来说总是一个需要考虑的安全因素。

山脊翱翔通常还要求飞行时与地形靠得很近,同时飞得很慢,这具有潜在的危险性。上升暖气流翱翔不需要在靠近地表之处进行。在进行山脊翱翔时,你通常会在更拥挤的条件下飞行,因为每个人都会被限制在同一条上升气流带里。山脊翱翔的飞行员需要熟知在伞群中飞行的规则,需要具有不加思索就能控制滑翔伞的能力,这样他就能全神贯注于和滑翔伞群共处,停留在上升气流带中。

山脊翱翔有大量特殊技巧,是上升暖气流翱翔所不需要的。其中之一是在强风中从坡面陡峭的山脊或悬崖上起飞的能力。另一个是在侧风中偏航以便非常精确地按特定的地面轨迹飞行的能力。你必须停留在上升气流带里,它是沿着山脊线的,所以你的地面轨迹是与风向正交,你的飞行航向需要偏转一个角度对着风。如我们在前面侧风飞行的讨论中所见,飞行航向的实际角度要取决于风速。当你转弯,以调转至沿山脊的相反方向时,你也必须停留在上升气流带里,这可能要求你在转弯前略微朝向山脊漂移,否则你转弯时地面轨迹的半径会把你在山脊的前方带离太远,而离开上升气流带。

以上所述并不意味着上升暖气流翱翔总是比山脊翱翔更容易或更安全,它只是对常见的山脊翱翔更容易和更安全的设想进行辩驳。事实是,山脊翱翔和上升暖气流翱翔都可能千差万别,根据地点和条件的不同,可能相当容易、简单、安全,也可能极端复杂、富于挑战和具有潜在的危险性。

 

山脊翱翔规则

山脊翱翔和上升暖气流飞行礼仪的相同之处在于,要了解和遵守山脊的规则。以下是标准的航空器优先通行权规则适用于山脊飞行的特殊考虑而产生的变化。

1、当接近另一个迎面飞来的滑翔伞时,向右让路。这意味着山脊在他左边的飞行员要从飞来的飞行员的外侧通过。(注意下面所解释的例外情况。)这也意味着山脊在他右侧的飞行员拥有优先通行权,因为他无法向右改道。

 

 

 

 

 

(图中文字:上:当接近一顶迎面飞来的滑翔伞时,向右改道,好让对面的滑翔伞从你的左侧通过。

中:山脊在他右侧的滑翔伞拥有优先通行权。

下:所有的后转都应当背离山脊。)

 

2、所有转弯应当背离山脊。

3、在开始转弯之前先用目光看清转弯的路线。

4、环顾四周,进行目光接触,不慌不忙地做出动作,以表明你的意图。

5、在山脊上超越另一个滑翔伞的时候……不要超越。(这条规则通常要么写成:“从内侧超越”,它假定另一个滑翔伞如果要转弯,会背向山脊转弯,不会撞上你;要么写成“从外侧超越”,它假定另一个滑翔伞如果计划转弯,当他向内漂移准备转弯的时候会向外看,并会看见你。问题是如果你从内侧经过,当他向内漂移时向外看,你就有麻烦了。如果你从外侧经过,他转弯时没有看,你也有麻烦。从技术上说,正确的方法是从内侧超越,但是我们从来不这样做。)

*1号规则的例外,是指它和2号规则之间的冲突。如果你跟在另一个滑翔伞的后面,山脊在你们两人的左侧,他开始做向后的转弯,你怎么办?他完成转弯后,会向你飞回来,1号规则说你应当向右改道,从他外侧通过。但是,如果你是紧跟在他后面(比如说200’以内),你要在他刚做完转弯,处于山脊前方最远处时经过他,这会使你离开上升气流带。另外,当他开始转弯时,你已经处于向山脊漂移准备进行你自己的转弯的位置上。这种情况下,正确的动作是跟随他的飞行路径,因此当他完成180°转弯,开始向你飞回来的时候,你是从他内侧飞过而“违反”了规则。

另一方面,如果你在他后面很远,在你和他相遇前,他会完成转弯,向内飞回靠山脊处。在这种情况下,你应当遵守规则,向右改道从他外侧通过。然后靠近山脊准备做自己的转弯。在以上两种情况下,正确的程序都是相当明显的。问题是当你处于分界区域时,该向哪边飞。在这种情况下,你和另一位飞行员之间进行相互沟通是很重要的。

你们中有一位必须决定采用何种方式进行交会,并告诉另一位飞行员。沟通的最佳方式,是在关键的决策时间内建立和保持目光接触,做出干脆和故意的动作。如果你是跟在后面的滑翔者,当你接近山脊尾部时预先计划,预先确定你希望怎样交会,你是从内侧还是外侧经过向回转的滑翔者。

当他转过弯飞来,到他能看见你时,你应当已经略微转向你希望去的方向。当你刚一建立目光接触时,向你想去的方向做一个故意的急转,把你的意图清楚地告诉他。如果你是领先的飞行员,当你接近转弯点,准备转弯时,从肩膀上方向后观察你的飞行员伙伴。寻找能表明他意图的线索。在转弯之前决定你希望怎样交会。如果你希望完成转弯,从他内侧通过(和规则一致),就开始做急剧、快速的转弯,保持这种状态转足225°,直到你对着他的飞行路线内侧45°,飞向山崖。如果你想从外侧通过,(违反规则)就做一个缓慢、平缓的转弯,在航向离回程方向还有45°时就停住,让你自己从山脊漂离一些。

不管你是领先还是在后的飞行员,最安全的选择是设法从外侧通过。即使两位飞行员都选择,并坚持从外侧通过,这僵局最后也不过是以两位飞行员在远离山脊处擦身而过收场,这并无大碍。如果两位飞行员都选择内侧的路线,并坚持这样做,最后你们会顺风飞向山脊和旋流,或是在你们无法获得净空的拥挤区域试图做危险的顺风180°转弯。

 

 

 

 

 

(图中文字:山脊规则,例外……

滑翔伞A紧跟着正在转弯的滑翔伞T,应当跟随正在转弯的滑翔伞的路线,违反规则。

滑翔伞B处于分界区域,必须决定是从内侧还是从外侧经过正在转弯的滑翔伞T,并把他的意图与T进行沟通。

滑翔伞C跟在正在转弯的滑翔伞T之后很远,在与C交会之前,T已经回到山脊边了。C应当向右改道,从外侧经过T,与规则一致。)

 

低空飞行(Getting low)

做为翱翔飞行的副产品,你肯定会发现自己处于“掠地(scratching)”寻找上升气流的位置。你可能处于上升暖气流的环流之间,或是风很小,你发现自己在靠近地形处寻找上升气流。不管起因是什么,你必须记住,安全的飞行要求不断地对潜在风险和潜在收益进行评估对比,而低空飞行还有额外需要考虑的事情。

在悬挂滑翔运动的初期,那时滑翔器是用竹子和塑料膜做的,有一句格言:“你要是担心掉下来,就别飞那么高”。现在,制造标准提高了,飞行员们也学到了跳伞者们早已知道的事—到达高空很少会伤害到你,但是突然地撞击地表很容易伤害到你。

滑翔伞也一样。如果你已经做好了准备工作,并在安全的气象条件里飞行,那么高空飞行唯一真正的威胁可能就是撞上另一个滑翔伞。但是低空飞行可能把你暴露在多种危险中。靠近地表时你更容易受到湍流的影响,可能没有足够的高度来纠正伞衣塌陷或抛出备用伞。在低空做山脊翱翔时,你应当一直把重心朝背向山脊的一侧移动,以获得更多保护。这有助于防止滑翔伞在发生突然塌陷或遭遇湍流时转向山体。

记住,上升暖气流上升时尺寸会增大,在特别低的高度时可能常常无法利用。较小的上升暖气流也意味着(中心)最强的上升气流和边缘处下沉气流之间的距离较小,这样水平方向切变梯度更强,你的伞翼部分在上升气流中,部分在下沉气流中,可能形成翼尖塌陷的机会增加了。如果没有支撑(能滞空)的山脊上升气流,通常更好的办法是确保有最少几百英尺AGL的高度,以有足够的高度利用上升暖气流。

也许,掠地是否OK的最佳指示器,是诚实地评估“现在可能在我身上发生的最糟情况是什么?”如果你正在平滑的海岸沙丘上掠地飞行,那么突然丢失上升气流的最大风险可能是飞行伙伴对你的一两阵大笑。如果你是在遍布灌木的山坡上方掠地飞行,可能你最大的风险会是手忙脚乱地摘下你的滑翔伞和装备,并爬回去起飞。然而在很多地点,地形并不那么容许你失误,潜在的风险要严重得多。你必须拥有良好的判断和常识来做出正确的决定。

关于安全和最低高度的更多思考,请阅读第十一章—《航天生涯的生存之道surviving a career in Aviation》。

 

可怕的顺风转弯

在航天运动的早期,有很多低空转弯最后导致失速和坠毁。飞行员知道了害怕顺风转弯,因为他们觉得自己飞机的反应和平时不一样,很容易失速和坠毁。悬挂滑翔运动的早期也是一样,飞行员在顺风坠落时受伤和死亡。第六章强调了不要把增高的地速和增高的空速混为一谈,大多数教练会长篇大论地解释不论是滑翔伞还是飞行员都很难感觉到顺风转弯和顶风转弯的不同。然而,有时你可能会听到正好相反的故事。

很多关于翱翔的书籍会讨论风的梯度(gradient)对倾斜的滑翔伞的假定影响。他们解释说,如果你在低空做一个陡峭转弯,高的翼尖会处于运动得较快的空气中,而低的翼尖会处于运动得较慢的空气中。有些悬挂滑翔和滑翔伞的手册宣称梯度会使推向高侧伞翼的风更大,这使得顺风转弯趋向于越来越陡,顶风转弯趋向于越来越平。有些常规的翱翔书籍做出相反的表述-高侧伞翼得到高空速,所以不论转弯的方向如何,高侧伞翼都会升得更高。我们建议你不要在转弯时太担心风的梯度效应,但是对于向着隆起的地表进行顺风转弯,要对其危害进行一个健康的评价。

在第三章我们讨论了在转弯时平稳地拉下刹车的重要性。想象这样的场景:飞行员确定他已经准备好做翱翔飞行,决定在靠近山体处做一个360°转弯。他正试着翱翔,并且已经把两侧刹车拉下至最小下沉位置。他可能不太确定飞一整圈需要多少空间,他决定最好还是做一个快速的较为陡峭的转弯。在这个场景中他猛烈地拉下一个刹车,开始转弯,滑翔伞迅速地倾斜,转向顺风。当滑翔伞开始对准山体的时候,飞行员-由于快速转弯时离心力的作用,起初他向外摆出-现在摆回到伞衣的下方。这造成了倾斜角的减小和转弯速度的减小。我们的飞行员现在可能惊异于地物正以多么快的速度迎面而来,可能想要迅速地增加刹车量,“让转弯转起来”。当滑翔伞已经处于低空速时的第二次猛烈刹车,足以造成低空失速和水平螺旋,并可能伴有灾难性后果。

低空顺风转弯的另一个非常现实的危险是遭遇下沉空气的可能性。有很多事故发生时,飞行员正在微弱的上升气流中开始做低空的360°转弯,发现失去了上升气流,或下沉气流就在背后。当你判断完成转弯所需要的高度时,必须包括可能遇到会聚气流所需要的额外高度。你很少会在正对着山脊吹的风中,与山脊方向垂直地飞向山脊。在侧风情况下,你开始时应当转向使你地速最大的方向,或使你正对地物的分向量最大,这时你有最大的高度,并最有可能保持在你开始转弯时的同一个空气团中。这样在你转过180°后,你会转向顶风和山体的下坡。

在对滑翔伞的转弯性能非常熟悉,并理解了相关的概念之前,不要试图做低空的顺风转弯。

 

微型(弱)上升气流翱翔(microlift soaring)

利用陆地翱翔鸟类所使用的微型(弱)上升气流翱翔技术,你也许能够利用表面层羽毛状的微弱上升气流和小型的会聚气流“接缝”。常常能看见鹰和鶙鵳伸展着双翅,在几百英尺的长距离内保持高度。它们的飞行路径不是圆圈,而是以航向的突然改变为特点。这些翱翔鸟类很可能能够感觉到上升气流和风的速率的微小变化,使得它们能够跟随上浮的空气。微型(弱)上升气流翱翔的关键一点,是感觉你滑翔伞的翼展之内上升气流的变化,并迅速地调整航向,保持在它中心。微型(弱)上升气流的接缝可能只延伸很短的距离,也可能蜿蜒好几英里。如果你下方的地表允许你在周围迂回地飞来飞去,你也许会希望研究一下微型(弱)上升气流翱翔。

 

动力气流翱翔(dynamic soraing)

术语动力气流翱翔指的是关于利用风的切变进行翱翔的一些理论上的技术。这样的切变可能是竖直方向上的上升气流和下沉气流之间的,也可能是水平方向不同速率之间的。虽然早在二次世界大战之前就已经预言可以进行动力气流翱翔,但它还是常被视为实际上不可能的事,就象炼丹术、永动机和冷熔一样。

事实上,大家都知道信天翁不用拍打翅膀就能在海面上低空飞行几千英里。它们并不是利用来自海浪的波峰上升气流,而是利用低空的风梯度进行动力气流翱翔的。近年来遥控模型滑翔机已经对在强风中进行动力气流翱翔进行了演示,它们在尖锐山脊线上方的高速空气流和背面受到遮蔽的背风坡空气之间,迅速地来回穿梭。在这样的条件下,模型滑翔机能以令人惊异的速度获得能量,保持200mph以上的速度。

在有旋流(涡流rotor)的情况下,用有人驾驶的航空器在低空做剧烈的动作,好象是自找麻烦。无论如何,有几种动力气流翱翔技术是滑翔伞飞行员可以用来瞬间获得能量,或至少减小能量损失的。

动力气流翱翔的基本原理是:在达到均衡状态前,利用滑翔伞的动量(momentum)来对抗切变的运动。和其它航空器相比,滑翔伞的惯性或速率不大,这样它只有很短的时间来利用切变。

具有基本物理知识的人都知道,动量改变通常要吸收能量。在山路上用自行车骑行一段路程,比在平地上消耗更多能量,即使它们的平均高度相同。如果你把球扔在蹦床上,它会反弹得越来越低,直到完全停止下来。

然而,在日常生活中,利用对抗动量的突然冲击来获得能量是很常见的。当你在蹦床上跳跃的时候,表面上看你获得能量是因为你适时地跃起,使得你跃起的时候蹦床刚好反弹推着你的双脚。为了不要跳到让你害怕的高度,你下意识地“错过”跃起的时间,好吸收掉一部分的反弹。类似地,高水平的滑板者也利用一系列颠簸和俯冲来获得速度,而不需要用一只脚在地上向后蹬。他只是知道掌握正确的时机来弯曲和伸展膝盖,从坡度的变化中获得能量。在更戏剧性的情况下,滑板者看上去能在圆形的游泳池里,用双腿进行时机精确的猛冲和俯冲,来获得能量,提高速度和高度。

你可以短促地拉下刹车,从竖向的切变(进入一条上升气流带)中获得能量。理论上,飞行器甚至可以通过执行负向的动作从向下的切变中获得能量-对于滑翔伞来说这种动作是不可能的。事实上,积极飞行技术基本上排除了滑翔伞利用下沉气流的机会。

最好的动力气流翱翔的可能性是由水平切变产生的,虽然我们常会觉得最好的翱翔是由上升气流产生的。同样地,你可以短暂地拉下刹车,从一阵突发的顶风中得到一点能量。随着俯仰动作而来的问题是,滑翔伞的飞行姿态迅速变化,很快它就不再朝着正确的、顶风的方向了。但是快速的水平方向动作会怎么样呢?如果你遭遇同样的顶风切变,你可以迅速地倾斜至一个陡峭的倾斜角(让最多的伞衣表面对着气流),并且,快速地拉下刹车。理论上,滑翔伞会获得能量(并转向顺风)。有意思的一点是,当你以提高了的地速向回飞越切变,飞回移动较慢的空气中时,你会又一次感觉到“顶风”的阵风。用一个理论上“理想”的滑翔伞,掌握正确的时机,你可以不停地在水平切变的边界上来回穿梭,每次来回都得到一些能量。这个例子不是鼓励你去做激进的动作,而是帮助你理解理论的应用情况。在平坦地形上方的风梯度中作动力气流翱翔,最好还是让鸟来做。

有一个动力气流翱翔的方法,你可能会觉得有用,就是利用有坡度的地形上的风的梯度。当你从山坡飞离的时候,你飞进了移动较快的水平方向运动的空气。在某些情况下,风的梯度可能足够大,你可以做一个猛烈的转弯(a hard turn),从中吸收能量,然后当你向回转向山坡的时候松开两侧的刹车(你不必转到正好顺风,只要大致上朝着那个方向就行了)。当你接近山侧的时候你会又一次遇到减小的风速。这股较慢的气流有一点额外的好处,它由于坡度的影响而具有更多向上的分向量。在这股移动较慢的空气中做一个猛烈的后转(reversal)能获得额外的能量。事实上,本书的一位作者已经反复地演示过利用这种技术来迅速获得50英尺高度,在利用标准的山脊翱翔技术无法进行山顶着陆的情况下,做出一个山顶着陆(top landing)。

记得我们的上升暖气流模型吗?在涡旋环上升暖气流中,或在快速上升的柱状上升暖气流中,外侧边界被定义为与周围的空气混合时向下转动的空气。向下的空气再次向上流动之前,会循环回上升暖气流的边缘之内(想象一个上升的烟圈)。如果在气流向内和向上卷的时候,你倾斜过来对着气流,你可以从这种向内的循环中吸收能量。以某个倾斜角度,你可以在转弯的全过程中保持同一个相对位置,迎着气流作圆周转弯,在单纯的竖直方向的上升暖气流运动之外,还可以再吸收能量。这可以解释有时在小股强有力的上升暖气流中,以陡峭得惊人的倾斜角,可以获得最大的爬升速度。前面提到的滑板者在圆形的游泳池里会一圈圈地越来越快,越来越高,也与此类似。

滑翔伞不大可能仅靠动力气流翱翔技术就在平地上空翱翔,然而,把动力气流翱翔和微型上升气流翱翔结合起来,我们就能够大大地延长低空滑翔时间,这样就增加了我们找到难以捉摸的上升暖气流的机会。

 

高级起飞技术-悬崖起飞

在你的初级和中级飞行中,你会有机会从各种各样的山坡起飞,有的平,有的陡。不管坡度多大,从山坡起飞的技术都相差无几。你会了解到,坡度越陡,你从地面被提升起来就越容易,因而起飞时发生的一切就越快。平缓的山坡要求助跑更猛,但是你有更多机会来检查伞衣和纠正问题。

悬崖起飞结合了平坡起飞和陡坡起飞中最有挑战性的方面。真正的悬崖起飞是山顶相对平坦,跑动空间受限,然后陡然下落。要安全地从悬崖起飞,你水平地拉起伞衣,在它升向头顶的过程中控制它的技术必须非常完美。你必须让伞衣充好气,把它停在头顶,检查一下,然后向前跑,让伞衣水平地飞行,和你的相对关系要很精确,不要让重力来帮助把你向山坡下拖。在风中,你还必须对付更复杂的情况,在你给伞衣充气的悬崖边缘后面,会有紊乱的空气,你需要有助手在你起飞时帮着稳定住你,在你确定自己已经准备飞出之前,不让你被拖倒。

悬崖起飞可不是什么可以自学的东西。你初次尝试时应当有合格的指导,并处于直接的监控之下。你可以在平地上拉起和跑动,来练习这项技术,你也可以在坡度较陡的平顶山坡上练习起飞。在你确信自己已经掌握了所需的全部技巧之前,不要尝试从真正的悬崖上起飞。

 

高级着陆技术-山顶着陆

翱翔飞行一个更诱人的方面,是在某些地点,你能够在起飞的地方降落。只要着陆区域的大小合适,并且你能避开背风面或旋流,山顶着陆可以是很安全的。你的着陆进场要取决于翱翔的类型。如果你是在山脊翱翔,那你可以选择飞一个顺风、基线、最终航程,或者,你可以仅仅做侧航向后退,直到离开上升气流带并着陆。你的决定应当基于你的高度和对场地的了解(可能存在的旋流的位置和场地协议(site protocol)。在旋流很靠近悬崖的那些场地,你可能会想转到正好顺风,好快速地飞过旋流。在情况更平稳的地点,你可能只是和风向成一个角度,飞过山体平坦部分的上空,直到足以离开上升气流带并着陆。如果风很强,你可能发现自己一离开上升气流,处于水平的气流中,就几乎是在竖直下落。在这种情况下,你可能发现自己在下落时几乎徘徊不前。在这种情况下试图定点着陆时,要警惕在侧向过度控制的趋势(由于钟摆运动)。

 

和三角翼一起飞翔-基本的飞行礼仪和场地协议(site protocol)

滑翔伞在美国还是相当新鲜的事物,而悬挂滑翔(hang gliding)的存在已经有30多年了。因此,在那些最初由悬挂滑翔飞行员飞行,并常常是由当地的悬挂滑翔俱乐部维护、控制、投保和管理的场地上,你常常会发现自己和三角翼一起,并在三角翼中飞行。作为一名滑翔伞飞行员,很重要的一点是,你要对悬挂滑翔运动,对开辟和得到飞行场地所付出的努力,对悬挂滑翔飞行员常用的飞行姿态,对三角翼的不同性能特点,以及在同一个空间中和它们一起飞行时这些特点会怎样影响你的飞行,有一个整体的了解。

 

在地面上

首先要理解,人们最初会对他们不了解的事情产生怀疑,这是自然而然的。最近五年中,很多悬挂滑翔飞行员开始从事滑翔伞运动,很多悬挂滑翔飞行员对滑翔伞所知甚少,所以也就没有很好地理解滑翔伞。三角翼,起初主要是柔性的翼,多年来已经演变成更硬更刚性的结构。在悬挂滑翔运动的初期,最早的涉及安全问题的装备之一,就与三角翼的篷(sail)在陡峭俯冲时的泄气有关。因此,悬挂滑翔飞行员在看待完全柔性的伞翼时,-这样的伞翼会在飞行中泄气和塌陷,-最乐观的看法是认为这让人迷惑,最糟糕的看法是认为它很不可靠。如果悬挂滑翔飞行员起初表现出对你不赞同,请努力做到不过度敏感。保持你的好心情,耐心地解释伞翼是怎样被设计成可以在飞行员的安全操控下从塌陷中恢复的。向他们展示一下完整的准备和起飞,这时他们会有所触动,给他们表演几个轻松自如的着陆,在目标上轻轻地落地,他们就会开始围过来。(当然,你可不想用蹩脚的、初级水平的技术在一个高级场地做表演,不想起飞时费力地在阵风中控制伞衣,被拖得七倒八歪,不想一个操纵带扭绞着,以失控状态从山坡上磕磕绊绊地飞出。那根本不会留下什么好印象。在训练山坡上练习,直到你的控伞和起飞技巧非常扎实才行。)

 

在空中

上升暖气流和山脊礼仪中的所有标准规则都很重要,但是,当你和三角翼在一起飞行时,还有额外一些需要考虑的事。你在滑翔伞中最快的速度也只和三角翼的最慢速度差不多。这使你在上升暖气流中有能力做悬挂滑翔飞行员做不了的事,例如正对风向停在一个小型上升暖气流核心的中心,上升时做来回的8字形翱翔。如果你独自在上升暖气流中,这没有什么问题,但是如果有悬挂滑翔飞行员试着和你利用同一个上升暖气流的话,这就会造成大问题。需要认识到的另一点是,你要占用大约3倍于三角翼的竖直空间。如果几个20英尺高的滑翔伞随意地在上升暖气流中东飘西荡,上升暖气流中还有一位悬挂滑翔飞行员,他会感觉自己象是下午五点钟在好莱坞高速公路上开足马力、没有刹车的赛车。

你可以做几件事,使得悬挂滑翔飞行员更容易和你在同一个上升暖气流中安全飞行。首先,飞圆圈。这是常规,也符合人们的预期。其次,飞得快一点。在大多数上升暖气流中,你以最佳L/D速度,而不是最小下沉速度飞行,也一样能够爬升得很好。第三,在较强的上升气流中,要避免突然使用刹车来减速。在你后面的三角翼是没有刹车的,如果你就在他前方突然停下,飞行员除了撞向你没有其它选择。

 

场地协议

三十年前,大多数悬挂滑翔飞行员是“没有法律保障”的,他们在任何能找到的交通方便、面对盛行风的地方飞行,而不考虑土地所有权,或是其它复杂的法律问题。这些年来,由于开发,对责任的顾虑和迅速加强的土地所有者权利,场地在不断地丧失,悬挂滑翔飞行员们被迫组织起来,以商业模式来和土地所有者和政府机构打交道,来获得和提供保险,并进行自我管理。今天,大部分飞行场地只是取得了政府机构或土地所有者的使用许可或仍然有效的协议,很多象这样的场地今后可以继续使用的可能性很小。这些场地只有在当地的悬挂滑翔俱乐部长期、艰苦、持续的努力下才能用来飞行。当你使用一个悬挂滑翔场地飞行时,要了解和尊重当地场地的规定。加入俱乐部,对维护和开放场地所做的努力给予支持。

要认识到有些场地已经过度拥挤,在场地上再增加一大群新飞行员会让问题更严重,这很自然地会让那些认为这个场地“属于他们”的飞行员感到不满。

如果滑翔伞飞行员和悬挂滑翔飞行员把自己视为同一个飞行团体的成员,互相尊重对方,两项运动都能提高和受益。这能聚集更多的精力、智慧和资源,来取得和维护飞行场地,分享信息。悬挂滑翔团体对于宏观天气如何影响场地使用和安全飞行,拥有大量实用知识和经验,滑翔伞飞行员应当利用这些知识。而滑翔伞飞行员则以个人飞行中最简单、最优雅、最便利的形式,为这项用脚起飞的飞行运动带来新的兴奋感和激情。

 

探索新场地

在建成的飞行场地飞行有许多好处-已经建立了共识,另外已经取得了飞行的许可,有最佳起飞地点,翱翔技巧和着陆进场,危害已经被辨别出来。但是,就象攀登一座处女峰一样,探索一处新的飞行场地具有特别的吸引力。谁知道呢,也许你已经向往许久的那个地点会是附近最好的翱翔场地呢!对于探索新场地,也许最佳建议就是要利用常识和良好的判断。要确保你两者兼备,你至少应当拥有中级水平的技巧和经验。

你最初几次飞行应当在温和的状况下进行,并对风速、风向和其它适用因素,例如递减率(lapse rate)(译者注:递减率是一个大气变量(不加说明则指温度)随高度的变化。高度增加,大气温度下降,递减率取正值。)、达到的最大高度等做好记录。

在你发现了一个前景良好的飞行场地之后,你能做的最糟糕的事,也许莫过于没有先取得许可就去那里飞行了。这样做的风险是使主管当局今后再也不允许开展滑翔伞活动。找到土地所有者,礼貌地接近他们,提出你的要求。持有一份USHGA的免责和保险书(waiver and liability insurance coverage)是很有用的。关于获得场地使用许可和场地保护的更多信息,请联系USHGA。

 

翱翔的预测(forecasting soaring)

某一天是否能翱翔的最重要的单个因素,是风的速率(速度和方向)。如果你在寻找上升暖气流,你会希望了解递减率(lapse rate),云的覆盖度和过度发展的可能性。

那么你怎样获得优质的风况信息呢?电视中的天气预报员通常会简略风况预报,如果有风,他们常常省略风向,只提到风速。而且,就算报出了风向,由于地形对当地气流的影响,它们也不一定和你飞行场地的情况完全一致。幸运的是,关于风向我们还有充足的资源可以利用。你可以用电话来获得FAA气象简报,自动气象观测服务(AWOS, Automatic Weather Observation Service)空中交通和信息服务(ATIS, Air Traffic and Information Service),等等。如果你能连通互联网,那你就有范围几乎无所不包的信息和服务可以供你任意使用。

在你开始搜寻气象信息之前,你需要对它的语言有所了解。航空气象预报通常是按“祖鲁时间”(Zulu time)(也被称为“Z”,“UTC”,格林威治时间(Greenwich Mean Time)或“GMT”)给出的,它是位于0经度上英国格林威治的标准时间。你要把格林威治时间转换成你的当地时间,把它减去8小时,得到太平洋标准时间(Pacific Standard Time)(如果是夏令时就减去7小时)。

在大型都市区附近的飞行场地常常装有自动的风况报告装置(“wind talker”)。你只要拨打电话,就可以得到实时的风速、风向、气温、最大阵风值,和过去一小时平均数值的数据。附件四中附有一张风况报告装置的电话号码表。

如果你的飞行场地是在有控制塔的机场附近,你可以从AWOS或ATIS得到风况和气温信息。从当地的电话簿中查机场的电话。一般直线电话是不会列出的,但是,机场管理部门和当地飞行学校会给你正确的号码。

从对帆船、冲浪、风筝冲浪(kite surfing),甚至风筝提供技术支持的互联网站上,你常常能找到关于当地风况数据的优良资源,虽然它们可能并不是专门为翱翔飞行员而设计的。例如:

http://www.intellicast.com/kitecast/mescowinds/

http://www.intellicast.com/sail/world/unitedstates/windcast/d1_00

更多的互联网站见附件四。

有一个简单的途径可以获得粗略的递减率信息,就是“高空风况预报(winds aloft forecast)”,可以从离你最近的飞行服务站(Flight Service Station)或许多互联网站得到。这项预报以3000英尺的间隔给出了不同地点上空风的速率和气温。如果你知道你未来飞行时间的预测地面气温,你就能计算出到它上空某一高度的递减率。如果变化的速度大于5°F/千英尺,那你就拥有一个很好的不稳定的日子。如果你正在飞行的区域是一个有利于上升暖气流形成“街”的地区(例如山区或会聚区域),那么递减率大于4°F/千英尺时也可以进行不错的翱翔。然而,高空风况预报的一个局限是,看不到报告高度之间气温递减率的变化。还有一个小问题,就是高空风况预报是按真实朝向给出的,这和你磁罗盘的指向不同,偏差程度就是当地的磁偏差。

要对当地的递减率有更好的了解,我们需要更精确的气温垂直分布曲线(temperature profile)(译者注:温度随高度的变化状况)。至今,得到这一信息的唯一方法,就是来自于无线电高空测候仪(rawinsonde)的数据。无线电高空测候仪是一个小的、由气象气球带到高空的、用后易处理的仪器包。数据传送到地面接收站,生成精确的大气垂直分布曲线(the profile of the atmosphere)。然而,无线电高空测候仪的数据也是有局限的,因为这些气球只在全国的某几个机场上空施放。这些气球每天两次,在0000Z和1200Z(译者注:祖鲁时间0点和12点)施放。通常我们最关注1200Z的这次观测,因为这是在当天太阳加热之前的最新大气垂直分布曲线。如果你的飞行地点处于无线电高空测候仪施放点的适当距离之内,这项数据可能对你有用。如果你的飞行地点位于两个施放点之间,那你可以对两个施放点的数据进行内插(interpolate)。

 

 

 

 

 

现在,如果你知道飞行地点的预测最高气温,计算上升暖气流的最大高度就相当容易了。从当地的天气预报或大量的网站上,如怀俄明州大学的网站http://weather.uwyo.edu/models/mos/mos.html,你能找到预测最高气温。气温高于当地的露点时,上升暖气流上升时会以5.4°/千英尺的干绝热递减率(the dry adiabatic alpse rate)(译者注:如果在气象条件下,大气环境递减率与绝热上升的一团干空气的递减率相同(约10℃/公里)则称此时大气具有干绝热递减率。)冷却。如果你以预测地面气温为起点,绘制出一条斜率为干绝热递减率的上斜直线,你就能从图上看出上升暖气流冷却到与周围空气温度相同的那一点。任一特定高度上大气温度和上升暖气流温度之间的温差,称为上升暖气流指数(TI, Thermal Index)。在TI等于0的地方,上升暖气流会失去浮力。然而要记住,翱翔的滑翔伞相对于上升的空气总是下沉的,所以无法真正达到上升暖气流的顶端,而是在上升暖气流的上升速度等于滑翔伞的下沉速度(大约每分钟200英尺)时升到最高。

上升暖气流的最大高度和最大可利用(翱翔)高度之间的差异,通常在1000到2000英尺之间,但是要取决于递减率,并会或少或多。你可以找到上升暖气流指数为-2°F的那个高度,来估算出最大翱翔高度。记住,这仅仅是一个大约的最大翱翔高度,假设是在无云的日子里在平地的上空。在隆起的地表上空,和在竖向发展的云下方,对于某一给定的上升暖气流指数,你可以期望更高的高度。事实上,你会希望建立一个不同的上升暖气流指数,让它更适用于你的飞行地点。

由于现代的超级计算机和气象数据收集的最新发展,翱翔飞行员不再被迫依赖于远距离的无线电高空测候仪的数据。国家海洋和大气管理局(NOAA, the National Oceanic and Atmospheric Administration)的预报系统实验室(FSL, the Forecast System Laboratory)有一个程序,用20公里的网格对美国进行划分。快速更新循环(RUC, Rapid Update Cycle )程序利用中尺度分析预报系统(MAPS,Mesoscale Analysis and Prediction System)的数据,这些数据来自于由常规的无线电高空测候仪进行的大气探测(atmospheric soundings),还有大气垂直分布曲线、数据链接飞机(data-linked aircraft)、等等。利用一个互联网的界面,任何用户都可以索取任意地点在未来36小时期间内的探空数据。

图形界面允许用户指向和点击期望的最大地面气温,并且立刻能看到上升气流的顶端、云底、和风的垂直分布曲线。互动界面的一个好处是你可以点击递增的地面气温,来看看什么样的气温会触发能抵达期望高度的上升暖气流。当粉红色的递减率线与黑色的水平(云底)线相交时,你就会知道到云底的上升暖气流的触发气温。注意,如果绝热递减率直线碰到了红色的气温垂直分布曲线,但没有穿过它,而是开始竖向分开,那么大气垂直分布曲线是饱和的,正以3.3°F/千英尺的湿绝热递减率(moist adiabatic lapse rate)冷却。你应当注意到湿绝热递减率最终与气温垂直分布曲线相交的高度。这个交点标示了云顶。记住,积云的厚度是最大的指示器,标志着它下方的上升气流高度、以及云产生吸力和过度发展的可能性。

RUC的网站是http://maps.fsl.noaa.gov/。同样地,点击“interactive/java”探空链接。

很重要的是要注意到:RUC曲线并没有把固定气温线绘制成竖向的,而是把它以45度角向右上方延伸。这些线被称为“斜T”(“Skewed-T”)图(斜温图(skewed temperature))。你需要知道你正在查看哪种类型的图,以便你能正确地解读递减率。

Jack Gledening博士,一位气象学家,和海军研究实验室一起,设计了一系列分析工具,它们利用NOAA的各个地点的RUC数据,在地形图上以成组有用的上升暖气流翱翔参数的形式来展示数据(边界层信息预测,Boundary Layer Information Predictions-BLIMAPS)。你可以选择所在地区的BLIMAPS,做一次快速的仔细阅读,就能得到关于飞上升暖气流机会的宝贵信息,包括上升暖气流的预测最佳地点、强度和高度;它们对切变率的浮力(their buoyance to shear ratio),当地气流会聚的区域和雷暴雨的可能性。要最大程度地利用这些信息,你应当阅读给出的背景解释和说明。

每小时更新的BLIP预报在以下网站可以获得:

http://www.drjack.net/BLIP/index.html

更多的各地气象信息,可以在不公开的气象网站获得:

http://www.wunderground.com/

关于过度发展(overdevelopment)和雷暴雨可能性的预报,有一个很好的普通网站:

http://www.intellicast.com/stormcenter/world/unitedstates/thundercast/dl_00

FAA在全国范围内有飞行服务站(FSS, Flight Service Station),提供气象简报、飞行计划(flight plans)的备案件、飞行通报(Notices To Airmen, NOTAMS)的核对件。如果你拨打免费电话800-WX-BRIEF(800-992-7433),你就会被自动转接到你当地的简报报告人。在美国的某些地区,这些报告人对滑翔活动(甚至是悬挂滑翔和滑翔伞)非常熟悉,甚至可能能够提供翱翔预报。在其它地区,你需要具体地询问你所需要的信息。如果报告人询问你的“N号码(N-number)”(航空器注册号),可不要被吓跑,他们只是需要证明自己的存在,并且对自己为谁提供服务保持记录。不要编造号码,而要自我介绍是一名滑翔伞飞行员,正在寻找以下信息:

1、翱翔预报(如果能够取得的话)

2、在祖鲁时间_点到_点期间的当地气象预报

3、地表风况

4、云的覆盖度(cloud coverage),包括云底高度和厚度

5、所需高度的高空风况预报(在12000英尺以下是以3000英尺间隔给出的,12000英尺以上以6000英尺间隔给出)

6、所有的显著天气情况(重要气象情报(SIGMETs), 飞行员重要气象情报(AIRMETS), 气象监测和警报(Weather Watches & Warnings))

7、你飞行区域内的所有飞行通报(所有的目视飞行(VFR,Visual Flight Rules)航空器,包括滑翔伞,都被要求熟悉他们飞行路线沿线的飞行通报和临时飞行限制(TFRs, Temporary Flight Restrictions))。向报告人索取你飞行区域内的所有飞行通报和临时飞行限制。

 

术语列表

 

翱翔(soar)

上升暖气流(thermal)

上升气流;升力(lift)

逆温(inversion)

气旋(cyclone)

尘旋风(dust devils)

(上升暖气流的)触发点(trigger spot)

积云(cumulus)

“云街”(cloud streets)

切变(shear)

[气]递减率(lapse rate)一个大气变量(不加说明则指温度)随高度的变化。高度增加,大气温度下降,递减率取正值。

云底(cloud base)

冷凝(condensation)

潜热(latent heat)水分在循环的过程中,当水的状态变化时,就会进行热量的转移

雷暴雨(thunderstorm)

微爆气流(microburst)

天空的覆盖程度(sky coverage)

卷云(cirrus clouds)

高层云(altostratus)

上升暖气流指数(the thermal index, TI)

山脊上升气流(ridge lift)

旋流(rotor)

盛行风(prevailing winds)

切变(shear)

龙卷风(tornado)

山脊翱翔(ridge soaring)

微型弱上升气流翱翔(microlift soaring)

动力气流翱翔(dynamic soraing)

动量(momentum)

场地协议(site protocol)

梯度,陡度;温度、气压等的变化率,梯度变化曲线(gradient)

山顶着陆(top landing)

旋涡,旋风;涡流(vortex)

涡(旋)环(vortex ring)

自动气象观测服务(AWOS, Automatic Weather Observation Service)

空中交通和信息服务(ATIS, Air Traffic and Information Service)

高空风况预报(winds aloft forecast)

祖鲁时间”(Zulu time)(也被称为“Z”,“UTC”,格林威治时间(Greenwich Mean Time)或“GMT”)

温度垂直分布曲线(temperature profile)温度随高度的变化状况

无线电高空测候仪(rawinsonde)

大气垂直分布曲线(the profile of the atmosphere)

干绝热递减率(the dry adiabatic lapse rate)如果在气象条件下,大气环境递减率与绝热上升的一团干空气的递减率相同(约10℃/公里)则称此时大气具有干绝热递减率。

(美国)国家海洋和大气管理局(NOAA, the National Oceanic and Atmospheric Administration)

预报系统实验室(FSL, the Forecast System Laboratory)

快速更新循环(RUC, Rapid Update Cycle )

中尺度分析预报系统(MAPS,Mesoscale Analysis and Prediction System)

大气探测(atmospheric soundings)

数据链接飞机(data-linked aircraft)

湿绝热递减率(moist adiabatic lapse rate)假定空气在上升的过程中出现饱和(温度降至露点),空气中水汽凝结放出热量,令温度下降的速率减慢至约为每100米0.65度,称为湿绝热直减率(wet adiabatic lapse rate)或饱和绝热递减率(saturated adiabatic lapse rate)。

边界层信息预测(Boundary Layer Information Predictions-BLIMAPS)

飞行服务站(FSS, Flight Service Station)

飞行通报(Notices To Airmen, NOTAMS)

“N号码”(航空器注册号)(N-number)

云的覆盖度(cloud coverage)

目视飞行规则(VFR Visual Flight Rules)

重要气象情报(SIGMETs,Significant Meteorological Advisories)

飞行员重要气象情报(AIRMETS)

气象监测和警报(Weather Watches & Warnings)

临时飞行限制(TFRs, Temporary Flight Restrictions)

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