64 |
|
|
|
|
|
|
ПЕРЕХОД |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
поворачивают вправо. При боковых ветрах надо вводить поправки на составляющую ветра. Это поможет точнее и надежнее совершать переходы от потока к потоку. В дальнейшем еще остановимся на тактических особенностях переходов.
Полет на планере — это творческий процесс, и поэтому тут невозможно учесть все случаи. Пользоваться оптимальными скоростями нельзя формально. Прежде чем идти вперед, следует оценить, что ожидает вас в конце перехода и соответственно приспособиться к конкретной обстановке. Но если по маршруту погода хорошая и никакие неприятности вас не подстерегают, значит, ориентируясь по калькулятору, нужно придерживаться оптимальных скоростей переходов. А они, как уже говорилось, зависят во многом от скороподъемности потоков. И поскольку потоки имеют не одинаковую скорость, необходимо знать, как лучше использовать их. Об этом будет рассказано в следующем разделе.
|
ВОСХОДЯЩИЙ ПОТОК И ЕГО РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ |
|
|
|
65 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
ВОСХОДЯЩИЙ ПОТОК И ЕГО РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Как уже отмечалось, восходящие потоки имеют различное происхождение и поэтому отличаются один от другого своим строением
Так, например, безоблачный термик возникает благодаря неравномерному прогреву подстилающей поверхности. Над сильнее прогретым участком земной поверхности образуется область воздуха более теплого, чем окружающий. Обладая меньшим удельным весом, он начинает всплывать вверх. С ростом высоты скорость увеличивается. Статическое давление в струе газа уменьшается пропорционально квадрату скорости движения. Следовательно, термик в части своей наибольшей скорости подъема имеет меньшее статическое давление, чем окружающий неподвижный воздух, и поэтому несколько сужается.
По мере того как поднимающийся воздух охлаждается (с подъемом на каждые 100 м высоты воздух от расширения охлаждается примерно на 1°С), разница температур поднимающегося воздуха и окружающей атмосферы уменьшается (при градиенте, меньшем 1). Поэтому уменьшается и скорость подъема воздуха. Она становится равной нулю, когда исчезнет разность температур (рис. 41).
Таким образом термик у основания будет шире, чем в средней части с наибольшими вертикальными скоростями. Затем с дальнейшим ростом высоты снова расширяется. Эта особенность строения потока имеет важное значение при разработке тактических приемов полета, и в дальнейшем о ней будет рассказано более подробно.
Аналогичное строение и у потока, который увенчивается плоским кучевым облаком. Плоские облака возникают тогда, когда относительная влажность
поднимающегося вверх потока Рис. 41. незначительна или когда на уровне конденсации пара располагается слой инверсии (слой более теплого воздуха), который не дает облаку расти вверх (рис. 42). Восходящие потоки, увенчивающиеся высококучевым развивающимся облаком, под облачной кромкой не всегда имеют расширение потока, наблюдающееся на вершине термика, а следовательно, скорость их может не только не замедляться, но и по мере приближения к облаку возрастать.
Основной вид потоков, которыми пользуются планеристы — облачные потоки. В воздухе, как известно, имеется водяной пар. Он попадает в атмосферу вследствие испарения с водных поверхностей, из почвы, листвы, растений и т д.
|
66 |
ВОСХОДЯЩИЙ ПОТОК И ЕГО РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
км |
|
|
Абсолютная влажность |
измеряется |
||||||
|
|
|
|
количеством |
водяного |
пара, |
|||||
|
|
СЛОЙ ИНВЕРСИИ |
содержащегося в 1 м3 воздуха. Чем |
||||||||
2,0 |
|
больше температура воздуха, тем больше |
|||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
может находиться водяного пара в |
|||||||
1,5 |
|
|
|
каждой единице объема. Но каждой |
|||||||
|
|
|
температуре воздуха соответствует |
||||||||
|
|
|
|
определенное количество водяного |
|||||||
1,0 |
|
|
|
пара, необходимое для насыщения |
|||||||
|
|
|
|
единицы объема воздуха. Чем выше |
|||||||
0,5 |
|
|
|
температура воздуха, тем больше надо |
|||||||
|
|
|
водяного пара, чтобы довести воздух до |
||||||||
|
|
t, °C |
|
состояния насыщения, и наоборот. Так, |
|||||||
|
|
|
зимой при морозе в 30°С для этого |
||||||||
|
+5 +10 +15+20 |
|
|||||||||
|
42. |
достаточно всего 0,3 г пара на 1 м3. Но |
|||||||||
Н |
км |
Рис. |
летом, при температуре 20°С уже |
||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
Сухая адиабата |
≈ 1,0 °C / 100m |
потребуется 17,3 г водяного пара на 1 м3 |
||||||||
2,0 |
воздуха. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Отношение фактического количества |
|||||||
1,5 |
|
Влажная адиабата |
водяного |
пара |
к |
|
количеству, |
||||
|
необходимому для насыщения объема |
||||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
при |
|
данной |
|
температуре, |
|||
1,0 |
|
|
≈ 0,5°C / 100m |
подсчитывается |
в |
процентах |
и |
||||
|
росы |
Сухая адиабата |
называется относительной влажностью. |
||||||||
0,5 |
|
|
Так, |
при |
температуре |
20°С |
|
для |
|||
|
|
насыщения воздуха водяным паром |
|||||||||
Точка |
|
≈1,0°C / 100m |
|||||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
требуется 17,3 г пара на 1 м3. Если его |
||||||||
|
|
t, °C |
|
вдвое меньше, т. е. 8,65 г, то |
|||||||
|
-10 0 |
+10 +15+20 |
|
относительная влажность равна 50%, и |
|||||||
|
|
Рис. 43. |
мы чувствуем, что воздух довольно сухой. |
||||||||
Чем больше относительная влажность, тем воздух ближе к насыщению. |
|
|
|||||||||
|
При большой влажности к вечеру над лугами начинает образовываться |
||||||||||
туман. Это значит, что температура воздуха у земли опустилась несколько ниже |
|||||||||||
точки росы. При температуре воздуха ниже точки росы избыток водного пара |
|||||||||||
конденсируется в виде водяных капель, и образуется туман. |
|
|
|
|
|||||||
|
Как уже говорилось, поднимаясь вверх, воздух охлаждается. На какой-то |
||||||||||
высоте температура его понизится до точки росы. При дальнейшем подъеме |
|||||||||||
он окажется перенасыщенным влагой, пар начнет конденсироваться, и на |
|||||||||||
вершине потока возникнет белое кучевое облачко (рис. 43). |
|
|
|
|
|||||||
|
Но стоит только появиться облаку, как внутри него и у его границ возникает |
||||||||||
сложная циркуляция воздуха. При конденсации пара выделяется скрытая |
|||||||||||
теплота, которая была затрачена на превращение воды в пар. Поэтому при |
|||||||||||
подъеме воздух будет фактически охлаждаться не на 1°С, а меньше, примерно |
|||||||||||
на 0,5—0,6° С на каждые 100 м высоты. Следовательно, в возникшем облаке |
|||||||||||
создадутся более благоприятные условия для вертикального движения воздуха. |
|||||||||||
На место всплывшего воздуха снизу подсасываются новые массы воздуха. Они |
|||||||||||
в свою очередь тоже охлаждаются, снова происходит конденсация пара и |
|||||||||||
выделение скрытой теплоты. Облако растет в ширину и высоту. При градиенте |
|||||||||||
|
ВОСХОДЯЩИЙ ПОТОК И ЕГО РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ |
|
|
|
67 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
большем 0,8° С и большой влажности циркуляция воздуха в нем еще более усиливается, и оно само начинает подсасывать снизу все новые и новые массы воздуха. За счет выделения скрытой теплоты облако растет в высоту, и восходящие процессы в нем усиливаются. Но отдавая облаку избыток влаги, поднимающийся воздух выделяет все меньше и меньше тепла. Его температура становится равной атмосферной, а скорость подъема уменьшается до 0. По бокам облака сухой холодный воздух начинает опускаться вниз, образуя нисходящий поток. Таким образом, появившееся облако как бы становится насосом с замкнутой системой, по которой циркулирует воздух. Первый цикл жизни облака — восходящий поток а, второй — конденсация пара и выделение скрытой теплоты б, третий — образование нисходящего потока в, четвертый — распад облака г (рис. 44).
Если теперь ветер оторвет облако от вершины термического потока и понесет его дальше, то облако не распадется. За счет внутренней циркуляции оно будет какое-то время продолжать расти и подсасывать снизу все новые порции воздуха. С течением
времени циркуляция Рис. 44.
ослабевает, и облако начинает распадаться. Но на вершинах термиков образуются все новые и новые облака, и мы видим, как в солнечное безоблачное утро постепенно все небо покрывается “кучевкой”. Это говорит о том, что погода подходит для парящих полетов.
Облака, перемещаясь вместе с воздушной массой, могут двигаться с большой скоростью. Многим планеристам приходилось летать и набирать высоту в облачных потоках при ветрах со скоростью до 60—70 км/ч и даже больше. Вместе с облаком движется и его “циркуляционная система” — восходящие и нисходящие потоки. Термики же, в отличие от облачных потоков, двигаться не могут. Как только они “оторвутся” от источников нагрева, теплый воздух перестает поступать в них и потоки исчезают. Таким образом, разница между облачными и термическими потоками, в частности, и в том, что облачные потоки перемещаются вместе с облаком, а термики неподвижны, или стационарны.
Для планеристов существенно еще и второе различие между облачными потоками и терминами. Термик идет вверх от земли, имея свое основание на подстилающей поверхности. Облачный поток действует в самом облаке, которое является его “базой”.
Под облаками даже в средних широтах иногда бывают довольно мощные потоки — до 5—6 м/с и более. Если масса воздуха неустойчива и насыщена влагой, то облака нередко развиваются в кучево-дождевые и грозовые. Потоки внутри таких облаков могут достигать ураганной силы.
Если облака возникают низко над землей, то они могут приводить в восходящее движение лежащий под ними слой воздуха почти от самой земли. Но если уровень конденсации находится высоко, то облачные потоки не достигают земли. Опустившись ниже облачного потока, планерист теряет
68 |
ВОСХОДЯЩИЙ ПОТОК И ЕГО РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ |
возможность вернуться в него, ибо поток здесь либо настолько слаб, что выпарить на высоту невозможно, либо отсутствует совсем.
Высота, с которой начинают действовать облачные потоки, для каждого дня
взависимости от метеоусловий, может быть разной и колеблется в значительных пределах. Однажды на тренировках в Сумах один планерист, зайдя на посадку, вдруг почувствовал толчок под крыло. Он убрал интер-цепторы и выпарил под облака с высоты 25 м. Но бывает и так, что, опустившись до 800 м, уже невозможно выпарить под кромку облаков и приходится садиться. Обычно планеристы без труда выпаривают с высоты 300—500 м. В иные дни с такой же легкостью можно выпарить со 100—200 м.
Высота, с которой в данный день можно выпарить и ниже которой опускаться не рекомендуется, называется критической высотой и для каждого дня определяется практически. Так еще в буксирном полете за самолетом внимательно следите за вариометром. Обычно, если восходящих потоков нет, “Бланик” за Як-12 набирает высоту около 2 м/с. Когда буксирный поезд попадает
взону потоков, и вариометр начнет показывать вертикальную скорость 3 м/с, свидетельствуя о том, что скороподъемность восходящих потоков достигла 1 м/ с, посмотрите на высотомер и запомните достигнутую высоту. Это и будет та критическая высота, ниже которой в данный день опускаться в парящем полете
не следует (рис. 45). |
Тактические |
приемы |
парящих |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
полетов |
нацелены на |
наиболее |
|
|
|
|
рациональное |
использование |
||
|
|
|
метеорологических данных дня, т. е. на |
|||
|
|
|
успешное выполнение задания или |
|||
|
|
|
упражнения. |
|
|
|
|
|
|
При освоении парящих полетов |
|||
|
|
|
обычно хочется выпарить под самую |
|||
|
|
|
кромку облака. При выполнении |
|||
|
|
|
скоростных полетов по треугольным |
|||
Vу = 1 м/с |
маршрутам попытки выпаривания в |
|||||
|
|
|
слабых потоках под кромку плоского |
|||
|
|
|
облака являются непростительной |
|||
|
|
Критическая высота |
ошибкой. Поэтому еще в тренировочных |
|||
|
|
|||||
|
|
|
полетах надо учиться использовать |
|||
Рис. 45. |
наиболее |
скороподъемную часть |
||||
потока. |
|
|
|
|||
Допустим, что отцепка планера произошла на высоте 300 м, и планер введен в потоке в спираль. Пусть вариометр показывает подъем 1 м/с. С течением времени поток усиливается, достигая 2 м/с на высоте 500 м, затем на высоте 700м - 3 м/с и так далее до высоты 1500 м. Потом подъем стал ослабевать и, не доходя 50 м до кромки облака, на высоте 1900 м прекратился совсем.
Это большая высота. Она позволяет планеристу делать длинные переходы, увеличивает свободу маневра и, на первый взгляд, набрать ее в потоке заманчиво. Однако наибольшая скорость подъема в потоке находится в пределах от 700 до 1500 м. Эти 800 м из всего, почти в 2 км высоты, потока характерны стабильным подъемом с довольно большой скоростью. Чтобы набрать высоту в этом диапазоне, потребуется всего 4,5 минуты. А чтобы набрать