Мечта летать (Теоретический курс)
Шрифт:
Более скоростной поток создает не только более сильную турбулентность, но и увеличивает ее след за объектом. Также сила и характер турбулентности во многом определяются размерами и формой тела. Объекты с острыми краями образуют гораздо большую турбулентность, чем объекты со сглаженными формами. При обтекании потоком некоторых тел, могут образовываться стабильные формы турбулентности - роторы, расположенные постоянно в одних и тех же местах. Они могут отрываться потоком, и их уносит, но их место тут же занимают новые. В основном они стабильны и занимают свое место, пока существует поток с определенными параметрами. Если скорость потока сильно увеличится, то роторы унесет и на их месте будет сплошная турбулентность.
Турбулентность, вызванная любыми твердыми телами, расположенными на земной поверхности, заканчивается на высоте 500 м над самым высоким из них... Величина объектов, стоящих на пути воздушного потока, определяет размеры начальных вихрей. Чем больше преграда, тем больше вихри. Обычно объект создает вихрь в 1/10 - 1/7 своего размера. Энергия вихрей турбулентности пропорциональна квадрату скорости ветра. То есть, при усилении ветра в два раза, сила турбулентности увеличивается в четыре раза. Мощность турбулентности увеличивается с квадратом скорости ветра.
Термическая турбулентность возникает в результате тепловой конвекции воздуха. Она обычно возникает на границах восходящих или нисходящих потоков воздуха.
Обычно она наиболее сильна на высотах от 600 до 1300 м, но может достигнуть и нескольких километров в пустынях или в грозовых условиях. Тогда она очень опасна и может перевернуть или даже разрушить небольшой самолет. К счастью, такие экстремальные условия встречаются довольно редко.
Когда нагретый воздух поднимается, его место занимает воздух сверху. Если наверху дует ветер, то движение вниз приведет к тому, что у земли будет ощущение потока, направленного к земле с горизонтальной и вертикальной составляющими. Этот эффект называют "кошачьей лапой" и увидеть его можно в ветреный день с термической активностью по местной ряби на воде, по верхушкам леса, на травяных полях.
Третья и последняя причина возникновения турбулентности - это следствие среза (сдвига) ветра. Под термином срез (сдвиг) понимается соприкосновение двух слоев воздуха, которые имеют различные скорости или направления движения. В таком случае граница между этими двумя слоями становится зоной или слоем турбулентности, возникающей из-за трения между ними.
Турбулентность среза чаще всего встречается возле слоя инверсии. Этот слой может быть на высоте нескольких сотен метров, формируется он опускающимся воздухом в барических системах высокого давления, или ночью, когда приземный слой воздуха остывает быстрее. В горных районах во второй половине дня возникают мощные потоки воздуха, стекающего с гор в долину. Они приводят к образованию сильной турбулентности среза. Этот процесс чаще всего встречается на восточных склонах с глубокими каньонами внизу, в жаркие дни, когда солнце опускается ниже вершин и восточные склоны оказываются в тени. Также турбулентность среза возникает во всех, без исключения фронтах.
Еще один тип турбулентности, которую можно отнести к механической - это спутная струя. Из аэродинамики вы знаете, что воздух перетекает с нижней поверхности на верхнюю через кончики крыльев. Поэтому за кончиками крыльев любого летательного аппарата возникает вихревой след, довольно энергичный. Даже попав в спутную струю от другого параплана можно нахвататься острых ощущений. А о спутных струях от самолетов или, скажем, парамотора, вообще и речи нет. Для параплана, попавшего в них, ничем хорошим это не закончится. Помните о спутных струях, и вы сбережете себе много нервов и здоровья. Эти струи тем интенсивнее, чем больше нагрузка на крыло и чем менее аэродинамически совершенен летательный аппарат, и чем больше углы атаки.
В определенных условиях в пересеченной или горной местности могут образовываться роторы. Это стационарные вихри. Они возникают в стабильных условиях при слабых или средних ветрах. В нестабильных условиях (например, термичность) имеется тенденция к их дроблению или уничтожению. В более сильный ветер роторы обычно сдуваются в направлении ветра. В полете надо избегать их любым путем, потому, что они приводят к возникновению сильных нисходящих потоков и создают проблемы в управлении аппаратом. Полет вдоль оси ротора может привести к опрокидыванию. За ротором по направлению ветра всегда тянется зона остаточной турбулентности.
Безопасная зона за подветренной стороной препятствия находится на расстоянии (в метрах)
L = (Н V) / 2
где Н - высота препятствия в метрах, а V - скорость ветра в км/ч.
Восходящие потоки
Как известно, восходящие потоки (термики) образуются из нагретого у земли воздуха, поднимающегося вверх. НО: Пусть этот воздух хоть сто раз нагретый будет лежать слоем у поверхности земли, восходящего потока не образуется, если... если не срабатывает триггер. Триггером называется любая вещь или явление, способное вызвать сотрясение воздуха, или дать ему какой-то стимул для того, чтобы оторваться от земли. Это может быть стадо коров, отдельно едущий автомобиль, в конце концов, порыв ветра. Если триггера нет, то теплый воздух просто застаивается у поверхности земли. Также триггером может служить холм, пусть очень маленький, этого хватает, отдельно стоящее дерево, любая неровность поверхности. Почему? Если аккуратно положить прикуренную папиросу на стол, то из ее мундштука будет выливаться дым и растекаться по столу. Подниматься он не будет, заметьте. Но если в этот слой дыма поставить вертикально карандаш или палец, то дым полезет вверх по этому карандашу. Любые возвышенности на поверхности могут служить отправными точками для термальных потоков.
Над одним местом, где пять минут назад был термик, в следующие двадцать пять минут его может не быть. Это связано с тем, что нагретый воздух пузырем "выплескивается" вверх, а на его место поступает холодный. И прежде чем в очередной раз сорваться вверх, этот холодный воздух, естественно должен нагреться. Период между "срабатываниями" термика называется циклом термика и в среднем сохраняет свое значение.
Как определить местонахождение термика? На большой высоте, где не видно мелких деталей на поверхности земли это можно сделать двумя способами. Лучший из них - это кучевые облака. Попав под "живое" кучевое облако на полпути от него к земле вы почти на 100% получите восходящий поток. Второй способ - это ориентируясь на контрасты земной поверхности искать термики над более темными участками поверхности, учитывая, конечно то, что потоки при ветре стоят под наклоном (об этом чуть ниже).
На высоте до 500 м можно попробовать искать потоки по более мелким ориентирам. Ими могут быть рябь на воде или траве, маленькие пылевые смерчи, опять же отдельно стоящие деревья, возвышенности. Если ваша скорость относительно земли часто меняется, это значит, что поток где-то рядом. Если вы летели без скольжения относительно земли, и вдруг оно появилось, значит с той стороны, куда вас потянуло, вероятнее всего находится термик.
В ветреные дни потоки представляют собой не вертикальные столбы воздуха, а наклонные. Угол наклона зависит от силы ветра, при очень сильном ветре потоки будут просто разрываться на мелкие пузыри, которые очень трудно обработать. Также поток может состоять из нескольких, так называемых, "ядер". Более сильные ядра, как правило, находятся с наветренной стороны термика, которая при ветре, также является преградой, создающей некое подобие динамического восходящего потока. Подветренная сторона термиков как правило слабая, и, кроме того, вывалившись из потока с подветренной стороны, вернуться обратно часто оказывается невозможным, потому, что приходится лететь в нисходящем потоке воздуха, да еще и против ветра. Вот почему отправляться "на поиски" термиков лучше всего по ветру.
Последний, и самый действенный способ определить местоположение термика это наблюдать за другими летательными аппаратами или птицами. Если вы летаете в группе, то можно легко понять, что тот, кого вдруг резко начинает "переть", попал в поток. Летите туда, и, может быть, вы успеете. Также кружащие орлы и прочие птицы почти наверняка находятся в термике и служат хорошим ориентиром для пилотов.
В ветреные, опять же, дни в связи с цикличностью термиков, можно наблюдать такое явление, как "улицы облаков". Они образуются так. Сошедший термик формирует облако, которое начинает сноситься ветром. В это время термик прекращается и наступает перерыв. Пока поток набирает новые силы на земле, облако пролетает какой-то путь, при этом оно может подпитываться другими потоками или жить "за свой счет". Затем в первоначальном месте опять срывается поток, образует новое облако, и так далее, до тех пор, пока не кончится солнечный прогрев.