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为什么滑翔伞快速转入顺风时会大下沉和容易夹页?

前期的文章有谈到滑翔伞飞行的升力如何产生的(参照文章《为什么滑翔伞在平台型起飞场原降容易坠落》),简单总结可以归结两点:

1、因为伞翼翼型和结构的特殊设计,滑翔伞自动是往前飞行的,且在滑翔伞与空气相对运动时就会产生升力。如下图所示(本图摘自网络,仅供参考,如有不全面和不严谨请学习鲁迅先生的扬弃。扬弃,你懂的

2、滑翔伞在飞行时,伞翼有向上的攻角,下翼面气流对伞翼作用力的分解也是滑翔伞升力的主要部分。如下图所示(本图摘自网络,仅供参考,参照上面,你懂的

这里特别强调与本文有关的部分是:滑翔伞飞行升力的产生,需要伞与空气有相对运动,一旦失去相对运动,这部分升力也就会消失。这种相对运动,可能是有风,伞在地面静止,也可能是飞行时与空气的相对运动(这里可能既有伞的飞行速度,也有风的结合)。

大家知道滑翔伞在空中稳定飞行时,其速度、升力、重力、阻力会达到一个平衡。所以当你逆风飞行时,这时伞与空气的相对速度:

空速=地速+风速

这个速度产生的升力与阻力及重力处于一个相对平衡状态,在风速等其他条件都不变的情况下,滑翔伞会向前稳定飞行(假设在静风且没有上升和下降气流的影响下,滑翔伞会以伞的滑翔比的下滑角向前稳定飞行)。

如果我们这时试图快速(1-2秒以内)180度掉头,从逆风飞行进入顺风方向,如下图所示:

由于短时间忽然掉头进入顺风,滑翔伞由于惯性伞是朝原来的方向(逆风方向)运动的,为了分析简单,我们假设伞掉头到顺风后伞的地速是0在1秒左右,由于伞头方向改变会获取伞头方向的前进速度,在转向到顺风时这段时间,伞的原来方向的惯性速度会降低,甚至可能到0地速由于这时滑翔伞地速是0,而风是从伞后面吹过来的,相当于我们平常说的伞与空气的相对速度是负值。由于伞翼的翼型结构设计,虽然这时伞翼与空气有速度,但是负值,破坏了升力产生的原来设计,伞的升力几乎可以忽略。这时伞就会失去升力而大下沉。同时由于伞的进风口在前面,空气也是从后面过来的,导致伞翼的刚性失去,这时容易导致夹页。飞行员的感觉就是伞怎么忽然软了。

这时人和伞会快速下沉,在这个下沉过程中,由于伞的设计是让伞往前飞行,且这时势能转化为动能,伞会越来越快的朝顺风方向飞行。同时伞在空中受风速影响,也会被风吹动往顺风方向飞。当伞的地速达到风速时,这时伞和空气的相对速度正好是0(地速-风速)。这段时间,伞翼始终处于一个没有刚性和快速下沉的飞行过程。

再往后,伞速继续增大,伞和空气开始慢慢有了相对正运动,随着伞速越来越大,这种相对运动越来越强,升力逐步增大。直到伞速到一定速度(假设是转入顺风后,伞不再继续转弯,而是正顺风飞行),人伞的运动处于重力、升力、阻力和向前飞行的动力(来自伞的设计)处于平衡状态,伞速无法再继续增大。这时伞与空气的相对运动速度:空速=地速-风速,这时伞的地速是:地速=空速+风速。

通过上面分析,大家在飞行时需要注意以下两点:

1、在空中飞行时360拐弯尽量做大和缓慢一点,如下图:

因为时间长,伞在拐弯的过程中始终在获取向前飞行的速度,同时也被风吹着逐步增大与风同方向的速度。也就是说当伞转向顺风时,伞已经有朝顺风方向的速度了,这个速度甚至大于风速了,也就是说伞已经有正的相对速度了,也就有升力了(这里不详细分析转弯过程速度与飞行方向及升力的关系,因为本篇文章的目的是让大家明白标题的道理,而不是详细的飞行过程受力分析),这个速度和升力会减少你进入顺风时那种下沉和伞无力的感觉。

这里可能有人会问:我在盘热气流时,转弯很小,时间也不长啊,怎么没有夹页和大下沉?这是因为:首先你盘热气流时,热气流本身就是升力,减少了这种下沉。第二,常规盘热气流转圈时,再快也基本都是好几秒(甚至更长时间)才会从逆风转入顺风,而不会太短时间转过来(1秒内),在转弯的过程中,滑翔伞已经逐步获取了往前的速度;

2、在进场着陆时的这段低空时间50米以下,千万别低空做逆风转顺风飞行有时因为进场高度偏高,场地有偏小,会有人尝试拐弯想重新进场)。因为你这时已经没有高度去承受转入顺风后的大下沉和可能的夹页。在高空飞行时,即使出现大下沉和夹页,也是有高度去恢复的。

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