如何搜寻热气流 这是玩手掷机最引人入胜的地方,令无数人玩得如痴如醉就是这琢磨不定的上升气流。玩手掷机每次出手都希望能抓住一股强劲的上升气流,把飞机送上高空,虽然不可能每次出手都能抓到气流,但随着操作水平的提高,抓到气流的次数会越来越多,每次出手都有期待,每次飞行都不一样,有时飞到手软,有时候几十秒就回到地上,变化多端,一切都缘于那神出鬼没的上升气流,下面就我的浅薄经验谈一下对他的认识。 (蔡进编译) 在晴朗到疏云及微到中度风时,大气中能被地面加热的部份称為边界层,也就是从地面起至500到2000公尺的高度,这高度视日照量,地表溼度,大气的稳定度而定。例如在早晨八点约500公尺,十点约1000公尺,下午五点约2000公尺。
由於某些地面较易吸热,因此附近產生空气包,在表层裡许多空气包互相推挤而形成许多羽状气流,而部份空气包相遇而合成较大的空气包,而暖的空气包上升时会匯集,在表层顶时它们形成相当大的上升空气柱,也就是热气流。在混合层裡空气柱的大小与边界层高度成正比,所以空气柱直径从数百公尺到数公里。我们可以想像成整个热气流是大树,树根在表层裡,树干在混合层裡。
热气流比周围温度高1至2 度,上升速度每秒1至3公尺。表层的羽状气流在融入热气流前有较短的生命期,而热气流的生命期则為从混合层底移动到顶的时间,因此大约从数百秒到二十分鐘。热气流及羽状气流也会随风倾斜及控制。
在热气流间為范围较大的冷下沉空气,幸好并不像热气流一般强。
(蔡进摘自Spirit100说明书) 从所有的观点来看热气流翱翔(Thermal Soaring)是飞行中最有魅力的一种,要了解一架飞机没有动力而能飞数小时且获得高度,这对一般人来说是困难的。 有关热气流的事实
热气流是发生在户外的一种自然现象,全年的每一天有无数次,热气流与许多事有关,例如,產生许多形态的云,產生风,传播植物的种子与花粉。大部分的热气流的上昇速度约每分鐘200-700呎,但也有发现每分鐘超过5000呎(每小时80公里),这种强热气流在飞行员离开上升区前,将扯住飞机离开视线。 热气流形成於地表或建筑物被太阳加热的不均匀,较深色的表面比较淡色的吸热来的快,因為淡色物体反射较多的热到空中,这些较深色的区域(包含耕作农地,柏油停车场,焦油屋顶)比淡色区域(湖泊,草地,森林)较快变热。这样会使得在深色区域上的空气比淡色区域的空气较快变热,当较冷较高密度的空气强迫钻入热空气底下时,热空气则往上抬昇。当热空气被迫上升而接触到高空更冷空气时,更大的温度差异使得热气流上升更快。这热气流渐渐被冷空气冷却而降低上升强度。事实上,热气流上升停止后,包含在其中的水蒸汽凝结成胀大形状的积云。这种云就是热气流顶端的记号,通常高度在2000至5000呎。 热气流翱翔(Thermal Soaring)
要热气流翱翔的有效率需要花费很大的注意力,滑翔机可能沿著热气流的边缘飞过,除非飞行员仔细观察机身,他可能不知道得到高度的机会。因為大部分的热气流相当小(在400呎高度时直径约数百呎),相对於其他的空间,滑翔机很少能够直接飞入热气流中而上升。通常滑翔机飞入热气流的边缘或附近,热气流对滑翔机的作用几乎看不出来。当滑翔机靠近一个热气流时,先进入上升空气的翼端会比另一翼端先被抬起,使得机身產生倾斜(Bank)而转离原来的航向。 当你在热气流翱翔时,要尽量试著平滑(Smooth)且直线飞行。修整(Trim)滑翔机使他能直线飞行,直到需要控制才做操控,仔细注意滑翔机,它可以告诉你它碰到的情况。当滑翔机直接飞入热气流中,它将会开始上升或停止下沉。任一种情况发生后,就可以準备开始盘旋(Circling)(1)。继续往前直飞直到感觉到你在最强的昇力区域(2),然后再继续飞数秒鐘远的距离(3),以相当急(Tight)但平滑的迴转(Turn)开始盘旋(4)。当滑翔机高度降低(5),需使迴转更急而保持在最强的昇力中。当滑翔机获得昇力时,可以迴转较缓且水平(flat)(6)。因為越水平的迴转,飞行的越有效率,但也不必担心当下沉时,需要翻成大倾斜。假如你的滑翔机在迴圈中的一边会下沉(7),则需移动盘旋位置往另一边而至昇力最强的位置(8)。热气流会随著风移动,所以盘旋需随著风移动。需小心的是不能飞到下风处太远,否则不能回到降落处。 假如滑翔机直线飞行,突然变成迴转(9),则继续让机身倾斜(你可能需要操控一些方向舵来保持住它的倾斜),直到迴转了270度(迴圈的3/4)(10),修平倾斜后飞入原先使它迴转的区域。如果你遇到昇力区,但不是每一次都会,则开始如上述直接飞入热气流的方法开始盘旋。 热气流整天都会產生,但最强的时候是在太阳在头顶时。十点到下午两点似乎是得到“杀手“热气流最佳时机。这些热气流可能非常大到离开它都不容易。假如你发现自己高度太高,不要用俯冲的方式离开昇力区,因為滑翔机是非常有效率的飞行器,俯冲会累积相当大的速度,而在不平整的热气流中被吹毁。降低高度最容易的方法是用全方向舵及全上升降舵,如此產生很急的自转而很快失去高度,但不会给结构太大的应力,这方法特别有用於滑翔机被云吸上去太高而看不见时,这样旋转的运动能使太阳光有机会从翼面反射而引起注意。当你高度足够时且希望离开热气流时,则可以修整一些下舵而获得一些速度,然后与风向90度方向飞行。假如高度不够且希望寻找另一个热气流,你可能要到最后一次的热气流的上风处找,同一个產生热气流的来源可能產生下一个热气流,而观察下沉现象也可能发现是在另一热气流之后或两个之间。 相对於空气的上升,也可以想见有下沉气流现象,这种气流是滑翔机飞行员的恶梦,也使得翱翔是一种挑战。下沉气流通常在相同区域内没有热气流强,但也有很强的。在好的翱翔天气裡,下沉气流速度通常每分鐘数百呎。这样的下沉气流使得滑翔机好像从空气中掉落,因此之故,不要让你的滑翔机在下风处太远。遇到下沉气流则立刻迴转往风向的90度方向飞行(尽量往自己方向),使用一些下升降舵来获得速度而尽快离开此区域,因為停留的每一秒将失去许多高度。 一般的翱翔就是飞机停留(静态)在上升气流中就可以穫得升力,相对於静态翱翔,变动翱翔(DS)则是需要飞机在不同的气流中运动,才能穫得升力(因此我翻译為变动翱翔),因此变动翱翔不可能像静态翱翔有停滞空中的飞行状态。其原理是飞机的升力来自速度(动能),而速度来自当飞机顺风飞行时从强风区进入(运动)弱风区,相对空气速度就增加。因此只要有风速梯度(Wind Gradient)的地方,就可以做变动翱翔,例如风接近地面或海面因摩擦效应造成的梯度,或是山的阻挡造成背风面有风速梯度。虽然理论已经知道一个世纪,但只有信天翁等鸟类的越洋飞行现象较為熟悉,而其飞行技巧為先顺风飞行,然后下降穿过梯度到弱风区获得速度(动能),接著做180度迴转逆风,此时利用速度爬升至强风区,当还有一些速度时,再做180度迴转顺风,然后再下降进弱风区,如此週而復始,就可以维持高度而不落地,当然一部份动能还要提供逆风中往前的速度,以免飞机往下风处飞走。1998年美国遥控滑翔机国手Joe Wurts在山背后成功的变动翱翔,在遥控滑翔机界就掀起热潮,因為靠飞行可以控制所经过风的梯度变化,因此升力可以远远大於一般自然界直接的升力,所以时速330公里的变动翱翔已可达到。在未来可能在平地上,无热气流的时后,也有人能让飞机无动力翱翔,只要有风。
OPERATIONAL GUIDE - SILENT FLIGHT寧静飞行(无动力及电动模型飞机)操作指导 |
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