美国滑翔伞飞行教材-越野飞行

分享到:

第九章 越野飞行

上路吧

 

你的翱翔技术提高到只要存在翱翔的条件,你就可以在停留在空中之后,你可能会急于“去越野”。在此我们不会就越野飞行进行深入讨论。关于用三角翼和滑翔机进行越野飞行的书有很多,会为你提供有关的信息,尽管由于航空器的性能存在巨大的差异,它们多少会有些局限。在这一章,我们将简要地谈谈必须铭记在心的关于越野飞行的一些注意事项。

基本上,当你向一个着陆区域飞去,这个着陆区域处于你起飞点的滑翔范围之外,这就是越野飞行(cross country(XC)flying)。在实践意义上,越野飞行是指起飞、获得高度、转向顺风,并从一个上升气流源(上升暖气流)飞向下一个,来延长你的飞行距离。滑翔伞已经完成了200英里以上的越野飞行,看来甚至能飞到300英里。

当上升暖气流以通常的密度分布时,滑翔伞是不具备足够的滑翔比性能,中途不着陆地持续地从一个上升暖气流滑翔到下一个的。因此,用滑翔伞进行的越野飞行,取决于何时、何处上升暖气流的密度能强于通常状况。一个方法是沿着山脉的范围飞行,山脉容易成为上升暖气流的聚集区。另一个方法是在空气特别不稳定的日子飞行,那时上升暖气流会充足、强劲、能达到很高的高度。

显然,对于滑翔伞而言,上述方法都隐含着严重的安全问题。山脉通常都包括从主要山脊向外延伸的指状分支和峡谷。这会制造湍流、下沉气流,使风加速,这是滑翔伞的“陷阱”,迫使进行危险的着陆,或导致伞衣塌陷或坠落。不稳定的日子常伴有强烈天气,常常伴有风暴系统,因此也就会有大风和湍流。

用滑翔伞进行越野飞行最安全的办法,可能是利用这样的地点:从起飞点向下风向的地形基本上是平坦的,以及在这样的天气里飞行:不稳定到足以制造比平时更高的上升暖气流密度,但又不至于形成大风和强烈的湍流。

越野飞行的另一项安全考虑是:你要在哪里着陆。在你轻易就能滑翔到的范围之内,必须总是保留一个安全的着陆区域,并且你的着陆区域应当和公路足够接近,免得自己在陌生的地方一筹莫展。如果你在着陆中受伤,你的生命可能决定于此。在你仅从空中看见过的地方着陆可能会是极其危险的。如同我们在关于着陆进场的章节中谈到的,象电力线这样的障碍物从空中确实是看不见的。

你可以寻找电线杆作为指示物,但即使是电线杆也是很难看见的,或会被树挡住。其它障碍物,例如篱笆,可能也很难看得见,特别是田野中草很高的时候。从高空中看上去象是小灌木的东西,可能会是相当大的灌木或小树。最后,你从空中可能会很难判断风向。如果没有风向指示物,如旗帜或的飘动的烟,你可以在着陆区域上空做直径不变的360°转弯,注意你漂移的方向。

最佳程序是预先计划好你的越野飞行,从地面上沿着你的路线查看可能的着陆区域。沿着以前有人飞过的路线做你的第一次越野飞行,和以前飞过这个路线的更有经验的飞行员一起飞,也是个好办法。

出色的越野飞行是出色的飞行前准备的产物,绝少例外。你应当有水和食物,不光用于预期的飞行时间内,还要把可能会在“远离文明”之处所花费的时间在内。和追踪你的车辆,以及其它飞行员进行飞行中沟通的无线电设备,总是必备之物,标示着地形资料、主要公路,和恢复路线(potential retrieval routes)的地图,对于你和你的司机也同样必不可少。即使拥有无线电沟通,在无线电无法接收或接收很麻烦的地方,一个移动电话常常能支持搜寻和急救行动。你还应当携带一个急救用品(first-aid and emergency supply)包,所装的用品应当和你的计划路线相称。你至少应当携带基本的急救用品和信号装置,例如一个口哨和救生镜。最后,有一个可以很方便拿到的“飞行员需要搭车”的标记或T恤衫。

在出发做越野飞行之前,你应当首先研究计划飞行路线沿线的天气(见第八章标题为“翱翔预报”的部分)。对飞行路线中你可能达到的高度上的递减率和风况预报,你应当有充分的了解。

你可以通过“结伴飞行”(“buddy flying”),来增加你不断找到上升暖气流的机会。和另一位飞行员一起飞行(但愿是一位良师益友),但不是一个跟着另一个,而是在寻找上升暖气流的途中横向排开。两人并排飞行,你们中的一人飞入上升暖气流的机会就加倍了。找到上升暖气流后,另一个滑翔伞飞过去加入它。在上升暖气流中升到顶端后,再次以横向的队列前进。两个滑翔伞之间的距离应当和AGL高度相称,在低空时可能只是几百英尺,高度更高时可能是几百码。

越野飞行最大的两个不利因素是顶风和下沉气流。要尽量延长飞行,你就要限制自己处于顶风或下沉气流中。要不惜一切代价避免在下沉气流中顶风飞行,因为你会在短短的几分钟里损失几千英尺高度。只有在上升气流中才可以考虑做顶风的越野飞行。

上升气流趋向于形成和风平行的街,下沉气流也一样。如果你发现自己处于延伸的下沉气流中,在持续的顺风(或更糟的,顶风)中你会一无所得。考虑把路线做一个90°的改变,试着垂直地飞向这些街,或许你会遇到上升气流街。

在很多地方,你不会有那么奢侈的条件,仅仅把航向朝着顺风方向,在平坦地形上空的云街下,就可以做越野飞行。为了成功越野,你常常需要沿着山脊线飞,要做出正确的决定,确定何时和怎样才能“跳出”到最佳路线。要最大程度地发挥出滑翔伞缓慢的飞行速度,你应当知道不同高度上的风况预报,并要对你飞行路线周围的当地气流情况具有基本的知识和理解。在很多情况下,低矮山丘处的风,和主要山脊顶峰上空的风,具有明显不同的强度和方向。在微风情况下,通常最好是高高地停留在主要山脊上空,利用更强劲的上升暖气流、更高的风速率、和更大的真实空速,来获得最大的距离。如果风很强劲,最好停留在更低,在山丘前方更远之处,避免被背后的碗状山脊或山谷里的文丘里(venturi)效应吹落。你可能还会发现,在微风中停留在低空,可以顶风前进。

如果主要气流对你不利,你可以在连接到主脉的指状山丘的背风面上寻找上升暖气流,来取得最大进展。在背风面上寻找上升暖气流时总是要当心。总是要给自己留出足够的高度,如果遭遇下沉气流也足以回到山的前一面。要当心伴随着有力的背风面上升暖气流的切变湍流,和正在转变成顶风的混合气流。

 

飞行速度理论(Speed-to-Fly Theory)

有些关于滑翔机的书全部是介绍飞行速度理论的应用的。我们不会非常详细地介绍这一理论,因为如今你要是对越野飞行那么认真的话,你就应当买一个现代装备包(气压表(variometer)、高度表(altimeter)、空速指示器(airspeed indicator),和GPS),它和一个飞行计算机合而为一,不停地计算和展示当前状况下的最佳飞行速度。

要知道在各种不同的情况下以什么速度飞行,你必须首先知道你滑翔伞在整个速度范围内的性能表现(滑翔极线图(glide polar))。一旦你掌握了滑翔极线图,知道了空气团在竖直方向(上升气流/下沉气流)和水平方向(风的速度和方向)的运动,你就可以计算出最佳飞行速度,使你在期望的对地运动方向上的滑翔得到优化。

你可以从你的制造商或从互联网资源上得到你的滑翔极线图。你应当总是对公布的性能数据有所保留,因为滑翔极线图很难达到那样的精确性,可以直接用以对不同的滑翔伞进行比较。

即使你没有确切的滑翔极线图,利用一套典型的初级到中级的滑翔伞数据,你也可以得到适当的结果。在空速读数为18mph时,最小下沉速度是225fpm。8/1的最大滑翔比出现于下沉速度为240fpm,速度为21mph时。把加速棒用足时,滑翔伞会达到30mph的最大速度,下沉速度为600fpm。

 

 

(图中文字自上至下依次为:

纵轴:下沉速度(fpm)

横轴:空速(mph)

最小下沉速度

最佳滑翔速度)

 

在第八章-《翱翔飞行的原理和技巧》中,我们知道了使你的下沉速度最小(以最小下沉速度飞行),你可以让你的留空时间最长。如果你更关注在空中穿越最远的距离,那你应当以能给你最大升阻比(lift to drag ratio)的速度(通常是松开手时的配平速度(hands-off trim speed))飞行。极线上某点和两轴原点的连线与极线相切时,极线上的这一点就是这个速度。

如果你正努力取得在某一给定的空气团之内的最佳表现,最大L/D速度就是你的最高效滑翔速度,但如果你正努力取得相对于地面的最佳表现(这正是越野飞行的真正目标),它不一定是合适的速度。一个明显的例子就是在速度大于滑翔伞的配平飞行速度的风中飞行时。如果你想顶着这样的风前进,你飞行时要比在平静空气中的最大L/D速度更快。事实上,如果你要使滑翔伞对地穿越的距离最大,在顶风中你要提高一定的速度。

问题是:要知道把速度提高多少。在飞行中这可是个麻烦的过程(这就是为什么要有飞行计算机),但是滑翔极线可以调整,来对空气团的移动进行修正。最简单的目视修正方法是:沿着轴线移动极线,来反应出移动的空气团(如果有10mph的顶风,那你就把极线向左移动这么多)。在实践中,更改切线原始的“0点”,而不是重新画出极线,会更容易一些。所以,画切线不是以图表的中心(0水平速度)为起点,而是以对抗空气移动所需的速率为起点。顶风是一种负面的影响,所以你要把起点向右移动。例如,要计算在10mph的顶风中效率最高的飞行速度,从-10mph的点开始画切线。在这个例子中合适的飞行速度是23mph。

反过来也是正确的,你应当在顺风中减速,因为在空气中滑翔角度的略微减小,足以被  更慢的下沉速度和更多的留空时间所补偿。

 

 

 

上升气流和下沉气流的影响是类似的。你应当在上升气流中减速至最小下沉速度,使得停留在其中的时间最长,在下沉气流中加速,使得停留在其中的时间最短。要获得最高效率,在上升气流的速度和你的最小下沉速度相等(即你的气压表指示0爬升速率)之前,不要减速至最小下沉速度。

把切线的起点画在纵轴上方对应的空气下沉速度,来修正下沉空气。要确保从总下沉速度中减去滑翔伞的下沉速度。因此,如果你的气压表显示750fpm的下沉速度,你在以22mph的速度飞行,那么空气正在以500fpm下沉,如果你正在以30mph的速度飞行,那么空气仅以150fpm下沉。

 

 

 

在复合的情况下,起始时的竖直和水平方向速率应当和空气运动相反。例如,要计算在10mph的顶风和300fpm的下沉气流中效率最大的飞行速度,切线的起点始于从正10mph的点向上延伸的直线和从正300fpm的点水平延伸的直线形成的交点。

 

 

 

基于下一个上升暖气流的预期强度进行调整,你可以对你在上升暖气流之间的飞行速度进行优化。有一项调整和在下沉气流中飞行类似,如果你预期在下一个上升暖气流中平均爬升率为400fpm,那么你在上升暖气流之间的飞行速度,应当和你在以400fpm速度下沉的空气中的飞行速度相同。

 

飞行速度的粗略估计方法

如果你没有飞行速度计算机,你可以利用下列为我们普通飞行员所设计的粗略估计方法,在飞行中进行猜测。

速度调节的粗略方法是:把你的空速读数改变风速值的三分之一。如果顺风超过10mph,那你应当以最小下沉速度飞行。对下沉空气有个类似的粗略估计方法,就是气压表显示的下沉速度每增加150fpm,把你的速度提高1mph。简单地说,如果你的气压表显示下沉超过了1000fpm,那你应当使用至少二分之一加速棒(如果湍流和高度条件允许)。如果既有风又有竖直方向移动的空气,你可以把单项的调节加总起来,得出最终的飞行速度。

对于飞行速度理论有一个大体的了解是值得的。但是我们建议你不要过分沉迷于计算确切的速度,因为有太多的未知因素,太容易出错。例如,你下一个上升暖气流实际上会有多强,或者,如果你找不到下一个上升暖气流呢?

 

海豚飞行(Dolphin Flying)

在绝佳的翱翔日里,也许能找到上升气流街,可能做海豚飞行。构成海豚飞行的翱翔,无须费事在上升气流中转弯,而仅仅是在上升气流中减速,在下沉气流中加速。这一翱翔技术得名于滑翔伞在穿越上升气流和下沉气流的循环时,在竖直方向上的波浪形运动。海豚飞行只可能发生在山脉的山脊上空、云街,或会聚区域,发生于空气在竖直方向上净向上(net upward vertical movement)的运动超过你的平均下沉速度的高度上。在轻微的海豚飞行条件下,你需要在上升气流中减速到最小下沉速度,使你在其中的停留时间最长,获得的高度最大。虽然在海豚飞行期间你的空速可能比传统的飞行速度理论要慢,你的平均地速会高得多,因为你没有停下来在上升气流中转圈。在迅速发展的条件下,你可能发现自己即使在上升气流中不费事去减速,也能飞出很高的速度。显然,这样的海豚飞行是奇妙的事件,通常在上升气流充足的地区,和在翱翔日中最强烈的时间才有可能。如果你足够走运,能在滑翔伞中享受海豚飞行,可别忘记留意过度发展的迹象。

 

配重(ballast)和滑翔伞尺寸的影响

过去,滑翔伞是按中等尺寸来设计的,制造大号或小号的型号,就从滑翔伞的中间部分增加,或减去气室。这样,小号滑翔伞的展弦比(aspect ratio)比标准的低,大号滑翔伞的展弦比比标准的高。忽略其它影响,高展弦比的滑翔伞也会有更高的性能。飞行员认识到他们可以通过增加配重,然后飞一个大号的滑翔伞,来达到最佳性能。

现在,滑翔伞是由计算机来设计的,大或小的尺寸只是按适当比例放大或缩小,所以展弦比通常保持不变。虽然伞绳长度也是按比例的,有两组关系发生了轻微的改变,影响到性能。首先,由于飞行员的的体形保持不变(假设配重是加在座袋内的),在一个大号的滑翔伞中,由飞行员引起的寄生阻力的百分比减小了。第二,虽然在大号滑翔伞中伞绳总长度增大了,伞绳总长度对伞翼面积的比率减小了。以上两个因素,在理论上,意味着以完全相同的伞翼负载,增加配重飞大号滑翔伞的飞行员,会比不加配重飞小号滑翔伞的飞行员,获得更好的性能。这种影响很小,你应当更多地基于操控和安全考虑,来决定使用何种伞翼。

滑翔伞的重量不影响升阻比,但是影响它的飞行速度,因此也影响到最小下沉速度。速度的增加是重量增长比率的平方根(即,如果你的重量加倍,那么失速、最小下沉和最大L/D速度,等等,会以1.4的系数增加)。为了更准确地说明,让我们假设一位180磅的飞行员,总重量225磅,所用滑翔伞在18mph时获得最小下沉速度215fpm ,在23mph时获得最大L/D-8/1。如果他增加30磅的配重,他的下沉速度会是19mph时228fpm,他的最大L/D仍然是8/1,但是出现在24.5mph时。初看上去,牺牲6%的下沉速度,速度增加并不明显,但是如果你设想一次6小时的飞行,其中只有1/3的时间是正好顺风飞行的,重的滑翔伞能多飞几英里的距离,或者,更重要的,节省10到15分钟的时间。

如果条件很强烈,配重能帮助你改善性能。你飞行时应当携带在条件减弱时能安全和轻易丢弃的配重物。有些飞行员飞行时带着沙袋,不过水的单位体积重量相当大,并且有额外的好处,就是在飞行中和飞行结束后可能用得上。MSR DromedaryTM 的水囊系列里有大型的10升装型号,能安装大口径的软管和喷淋阀,使你在需要时能快速地放掉20多磅的液体。

 

飞出最远距离

在某一给定的日子中飞出尽可能远的距离,是和时间进行一对一的赛跑。只要你能维持在上升气流中,就要尽早开始,并且要努力停留在空中,直到一天中的最后一个上升暖气流。针对给定的状况建立一个现实的目标是很有帮助的。不仅要计算出一天开始时的触发点气温,还要计算一天结束时的触发点气温,你会对可飞行总时间有一个了解。现在预测一下预计高度上整个飞行窗口内的盛行风情况。对可飞行时间和风况有所了解后,你现在应当计划最佳路线,以便充分利用上升暖气流资源和恢复路线(retrieval route)。用你的计划飞行距离除以预测的滞空时间,你会得出达到目标所需的平均地速。

最难做出的判断之一,是知道什么时候从常规的飞行速度理论中转换出来。在良好条件下,没能过渡到海豚飞行,会让你损失几十英里;在较差的条件下,如果没能减速以争取最多时间来搜寻下一个上升暖气流,会使你过早着陆。仅仅依赖于飞行计算机上的飞行速度提示的飞行员,常常能连续飞出30多英里,而懂得怎样解读现状和预测情况,并能聪明地运用飞行速度理论的飞行员,能完成令人惊异的飞行(偶尔会飞得很近)。

一天将尽时上升暖气流的强度会减弱,达到的高度会慢慢地降低,上升暖气流之间的时间会拉长。这时你在每一个上升暖气流中应当倾斜飞行以获得尽量多的高度,因为它可能是你的最后一个上升暖气流了。对大量长途飞行的高度轨迹做个回顾,会揭示出一个共同的特性:飞行中的最后一个上升暖气流常常是飞行中最大的上升暖气流之一-仿佛地表吐出了最后一股上浮空气。一旦发生这种情况,通常就是以最佳速度进行最后一次滑翔飞行的时候。

 

越野飞行的格言

有几条经过验证的、正确的越野飞行格言,以及一些鲜为人知的建议:

1、保持高度。当上升暖气流不强或是不足的时候(在一天的早晚),这一点特别正确。在顺风中飞行的时候,由于风向量和你真实空速的增加,保持高度通常会使你的地速达到最大。

2、不要过早地离开上升气流,除非你确信在需要上升气流时自己有能力重新找到它。很多放弃了低空弱上升气流飞行员,却发现自己落在地面上,希望自己还在上升气流里。在翱翔日的早上和晚上要保守一些。

3、飞得高时,要按天空飞,飞得低时,要按地面飞。(When high, fly the sky. When low, fly the ground.)如果你是在上升暖气流的上半部分,那你应当朝天空方向(和下风向)看,寻找上升暖气流的指示物(积云或其它正在翱翔的滑翔伞)。如果你在上升暖气流带的下半高度中,就朝地面看,寻找可能的上升暖气流触发点。

4、避开湿地。如果你别无选择,不得不从大型水体附近经过,要考虑在潮湿区域的上风一侧和干燥区域的下风一侧寻找潜在的触发点。(在干燥的区域,从水面流过的空气会吸收水气,在其后被加热时,会有更大的相对浮力)。

5、判读云况。发展中的积云有较清晰的边缘,看上去象大脑或花椰菜。消散中的积云边缘较模糊。消退中的大型高耸积云会形成一个“死区”(’dead zone’),阻止住下风向几十英里内的上升暖气流。

6、要知道什么时候离开上升气流。如果上升暖气流很好,很充足,而且可预测,当爬升速度减小到低于你遇到下一个上升暖气流时所处高度上预计的爬升速度时,那就离开。

7、不要超出上升气流。很多飞行员会顺风飞出云街或会聚气流的尽头。要避开没有云的区域(“蓝洞(blue holes)”)。在会聚气流中要耐心,如有可能要平行于它的前锋飞行。

8、使用微型上升气流技术来延长你的飞行。在低空追随上升气流的微小接缝,你也许能有足够长的滞空时间,来发现另一个上升暖气流,或顺风漂移到更好的恢复区域(retrieval area)。

 

 

术语列表

 

越野飞行(cross country(XC)flying)

气压表(variometer)

高度表(altimeter)

空速指示器(airspeed indicator)

飞行速度理论(Speed-to-Fly Theory)

升阻比(lift to drag ratio)

海豚飞行(Dolphin Flying)

关于 希夏邦玛

相关文章 随机文章 最新文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

*