Френкель Зигмунт "Введение в параглайдинг" (Перевод с англ. А.С.Серебрякова)

Введение в Параглайдинг. Предисловие к русскому изданию

Почти полвека тому назад автор, которому было тогда 16 лет, стоял на крыле ПО-2, находясь над Барнаульским аэродромом, и печально смотрел вниз. Пилоту еще было неизвестно, что он поднял меня наверх только для того, чтобы услышать мое окончательное решение не п р ы г а т ь. На инструкторских курсах пилоту, очевидно, говорили, что улыбка ободряет новичка-парашютиста, и сейчас он скалил зубы, имитируя самую неискреннюю улыбку, которую я когда-либо видел. Воздух был холоден, а высота составляла восемьсот метров. На земле ангар казался размером со спичечный коробок, напротив него стояли люди, которые выглядели маленькими черными точками. И вдруг с ужасом я понял, что одна из этих точек - это Валя Кукушкина - самая красивая девочка в клубе, в которую были влюблены все, включая меня, и которая сейчас наблюдала за самолетом. Не подозревая, что делалось в моей душе, летчик сказал: "Пошел!"- и я прыгнул. Я родился в Польше и был депортирован в Сибирь. После войны я скитался, как Вечный Жид, прежде чем осел окончательно в Израиле, провел несколько лет в Англии, где страстно полюбил английский язык и даже начал писать на нем рассказы, романы, а иногда стихи. Я также летал на планерах и - как только они появились - на парапланах (или параглайдерах). Теперь вам понятно, с какой радостью я отнесся к возможности опубликования этой книги в России на языке Пушкина и Вали Кукушкиной. Параглайдинг - это самый последний, самый свободный, самый простой и наименее дорогостоящий воздушный вид спорта. Вам не надо быть атлетом или молодым человеком, достаточно обладать нормальным здоровьем и желанием. Оборудование помещается в рюкзак, который легко убирается под кровать. Основной учебный курс может быть закончен за неделю.Следует однако, дать два предупреждения: одно международное и одно специальное - для российских читателей. В одном воздушная стихия похожа на водную, снежную и стихию гор: если относиться к делу с уважением, знанием и опытом, вам обеспечен прекрасный спортивный отдых. В противном случае вы можете погибнуть.В силу недавних политических и социальных перемен на территории бывшего Советского Союза параглайдинг приходит сюда с запозданием, а из-за огромных пространств страны энтузиасты этого вида спорта могут иметь меньше контактов со школами параглайдинга и друг с другом. Пожалуйста, помните всегда, что, обучаясь самостоятельно, вы получаете сведения от очень некомпетентного инструктора. Основные правила параглайдинга усваиваются легко и быстро, но требуются большие знания, осторожность и зрелость, чтобы сделать спорт навсегда безопасным и радостным. Захватывающая красота параглайдинга с вами с самого начала. Безопасность и уверенность требуют большего времени. Если эта книга поможет вам достичь их, она исполнит свое назначение. Счастливых полетов! Зигмунт Френкель.


Введение. "Если бы Бог не хотел, чтобы люди летали, он должен был бы снабдить их корнями"

Человек впервые поднялся в воздух около 200 лет назад с помощью воздушного шара, наполненного горячим воздухом или водородом. Воздушный шар, известный как "летательный аппарат легче воздуха", весит меньше, чем воздух, который он вытесняет, и плавает в нем, как пробка в воде.

Парашют круглой формы, хорошо известный нам, был изобретен вскоре после этого. Он имел легкую жесткуюраму, которая поддерживала его в открытом виде, и сначала использовался для спрыгивания с воздушных шаров во время публичных представлений.Еще сто лет потребовалось человеку, чтобы начать летать "как птица", планируя на жестких растопыренные крыльях. (Полет на машущем принципе не имитируется успешно по сей день). Первые планеры (глайдеры) представляли собой легкие структуры из дерева и ткани; пилот взлетал и совершал посадку собственными ногами, управляя глайдером в полете за счет движения своего тела.Позже была придумана система управления по всем трем осям, позволяющая контролировать глайдер в полете без передвижения тела пилота, и глайдеры стали более управляемыми и надежными. Наконец в 1903 г. на борту появился двигатель с пропеллером и произошло рождение аэроплана.Впоследствии начался процесс быстрого и всестороннего развития моторных летательных аппаратов, а планеры были почти забыты. Они вернулись уже как вид спорта в 20-е годы и усовершенствовались до такой степени, что сегодня могут покрывать расстояния в тысячи километров и оставаться в воздухе сутками (при условии, что погода и пилот соответствуют этому). Но современный планер великоват, тяжел и очень дорог. Он требует собственного ангара или, по крайней мере, прицепа для хранения; ему нужен буксирующий самолет или хотя бы мощная лебедка для взлета, а также большое количество техники для перевозки и команда обслуживания. Около 25 лет назад некоторые заинтересованные люди решили, что это уже не похоже на полет птицы в пошли путем возврата к легким складывающимся, портативным глайдерам "навесного" типа (дельтапланам), которые становились год от года все более эффективными и безопасными и в которых пилот висит под крылом, управляет полетом движением тела, а взлет и посадку совершает собственными ногами. Сегодня такие дельтапланы очень популярны и используются тысячами любителей во всем мире.Тем временем парашютов также коснулся прогресс. Во-первых, был создан мягкий парашют, складывающийся в небольшой ранец и предназначенный для экстренного покидания самолета. Во время II Мировой войны он также интенсивно использовался для выброски десанта или грузов и с тех пор бурно развивается как вид спорта.Спортивные парашюты вначале были стандартными, т.е. круглой формы, которая позволяла только движение вниз и дрейф вместе с ветром, оставляя очень маленькие возможности управления парашютисту. В 40-е годы был изобретен парашют прямоугольной формы с профилем, похожим на крыло самолета, надувающимся изнутри сквозь отверстия спереди. Теоретически это был скорее глайдер, чем парашют, - он мог планировать с заданной высоты вдоль горизонта на расстояние, примерно равное этой высоте. Им также можно было управлять с помощью двух строп, идущих от заднего края купола, а, задействуя обе стропы, можно было притормозить его для более мягкой посадки.Было ясно, что рано или поздно кто-то неизбежно попробует применить этот парашют для взлета с гор, и, действительно, французы начали этот процесс где-то 15 лет назад. Сразу же последовало развитие специального глайдирующего парашюта, сделанного из менее пористой ткани (он не должен был теперь выдерживать удар после свободного падения) и с более эффективным профилем. От глайдирующего соотношения 1:1 (расстояние к высоте) он прогрессировал до значений 5:1 и 6:1, что позволило двигаться 'под более острым углом и покрывать полкилометра с высоты порядка 100 м в спокойном воздухе. (Полет навстречу ветру или по ветру - другая история, которая будет рассмотрена в специальной главе).

Семейство глайдеров сегодня:

  1. Планер: наиболее эффективный, наиболее сложный и дорогой аппарат; глайдирующее соотношение до 40:1; максимальная скорость (полезная при дальних перелетах) более 100 км/час.
  2. Дельтаплан: вес около 30 кг, длина 5-6 м в сложенном состоянии; перевозится на багажнике автомобиля или - на коротких расстояниях - переносится пилотом; глайдирующее соотношение до 10:1; максимальная скорость до 150 км/ч; время сборки и разборки - порядка получаса.
  3. Параплан (параглайдер): вес 5-8 кг, помещается в рюкзаке, глайдирующее соотношение 6:1, максимальная скорость около 40 км/ч, подготовка к взлету или сворачивание занимает порядка 5 минут, цены между 1 и 5 тысячами долларов.

Преимущества параглайдинга: Вы можете поехать к ближайшей подходящей гряде или обрыву, когда будет нужный ветер, раскрыть свой парашют, сделать несколько шагов и взмыть вверх, как птица, на множество минут или даже часов, приземлиться, свернуть парашют и вернуться домой как раз к показу первого кинофильма.Опасности параглайдинга примерно таковы, как в случае катания на велосипеде или перехода улицы: если вы делаете что-то глупое хоть однажды, вы можете оказаться в больнице или на том свете. Цель настоящей книги рассказать вам об удовольствиях параглайдинга и предостеречь от опасностей, которые совершенно не нужны и которые легко предотвратить за счет знаний, правильной тренировки и здравого смысла. Одна последняя опасность:
никакая книжка не заменит хорошего инструктора и постоянной практики. Самообучение - это получение сведений от весьма некомпетентного инструктора. Не делайте этого!

Как это выглядит

Свернутый и упакованный глайдирующий парашют выглядит как любой другой заплечный мешок и весит примерно 5 кг. Это одно из прекрасных достоинств данного вида спорта: можно взлетать из мест, недоступных для автомобиля или автобуса, часто после приятной прогулки или восхождения, и достичь транспортных артерий сразу после посадки, успев устроить пикник или купание в море.В полете купол остается в надутом состоянии от ветра, входящего в отверстия на лицевой стороне. Он сделан из тонкой, легкой, но очень прочной беспористой ткани, похожей на ту, которую используют на яхтенные паруса - спинакеры. Купол состоит из верхней и нижней поверхностей, соединенных нервюрами, которые придают форму его сечению (профилю). В ребрах имеются отверстия, помогающие равномерному распределению воздушного давления внутри. Лицевая сторона крыла называется передней кромкой, а задняя - хвостовой кромкой. Два прямых сегмента ткани с каждой стороны парашюта - стабилизаторы, помогающие поддерживать стабильность в полете. Множество строп, соединяющих купол с сиденьем пилота, распределяют его вес, равномерно по всей поверхности крыла и сохраняют его форму.Дополнительные стропы, присоединенные к левой и правой частям хвостовой кромки и заканчивающиеся двумя петлями, которые пилот держит в руках, служат для управления парашютом: подтягивая левую петлю, поворачивают налево, правую - направо, натягивание обеих строп замедляет полет, улучшая парение, или способствует торможению для более мягкой посадки. Сиденье поддерживает пилота безопасно и комфортно; оно заканчивается лямками, к которым крепятся стропы и кольца с про- пущенными через них управляющими стропами.Имеется множество модификаций глайдирующих парашютов. Их можно грубо разбить на группы: парашют для начинающих с большими отверстиями и простым сиденьем, легко надувающийся в полете, стабильный, прощающий новичку множество ошибок, которые вполне вероятны и, конечно, рекомендуемый на первый год или около этого. На другом конце множества парашютов находятся парашюты с высокими летными качествами, т.е. парашюты для соревнований - красивые, гладкие, дающие возможность оставаться наверху и набирать высоту при самых слабых восходящих потоках, приятные в полете, но также делающие полет нервным, нестабильным, а ошибки - непростительными. Вам не стоит летать на таком парашюте сразу по окончании основного курса, точно так же, как вы не стали бы участвовать в автомобильных гонках, лишь получив права на вождение автомашины. Имеется, кроме того, широкая "промежуточная" группа парашютов - от чуть превосходящего по качеству учебный до почти приемлемого для соревнований. Покупка одного из первых - хороший выбор для начинающего пилота.

Кто может летать

Почти каждый человек старше 16-ти, обладающий умеренно приличным здоровьем. При этом нет нужды быть атлетом. Вам придется бежать, выдерживая сопротивление парашюта (15-20 кг) во время взлета и испытывать удар в момент приземления, аналогичный удару при спрыгивании со стула. Нужна пара крепких ног, спина в нормальном состоянии и прилично работающие легкие и сердце для их поддержки.С головой дело обстоит иначе. Нижний предел возраста в 16 лет ничего не означает с точки зрения физической зрелости: ребята, которым вдвое меньше, занимаются полетами на параглайдере, соответственно проинструктированные и под наблюдением. Однако здесь требуется минимальная духовная зрелость: умение оценить ситуацию и принять правильное решение, иногда, под давлением обстоятельств, и быстро.К сожалению, минимальный возраст не всегда гарантирует такую зрелость. Если по приезде на ваше любимое место для полетов вы обнаруживаете, что вы одни и ветер слишком слаб, или слишком силен, или дует не с той стороны, а вы по-прежнему настаиваете на взлете, вы подвергаете опасности только себя и причините неудобства только врачу, или, может быть, спасательной команде. Если вы пренебрегаете правилами полета вблизи других людей, парящих в воздухе, вы рискуете не только своей, но и их жизнью.Тем не менее, большинство пилотов параглайдеров осторожны, нормальны и цивилизованны, они всегда рады дать информацию, посоветовать любому, кто спросит совета, и тому, кто не спросит, тоже. Вы можете очень многому научиться, не только летая сами, но наблюдая и слушая других. А безопасность ваших полетов зависит почти полностью от вас.Одна последняя деталь: страх. Человек разумный рожден с двумя инстинктивными видами страха: к неожиданным громким звукам и к падению с высоты. Не верьте никому, кто скажет, что он был совершенно спокоен и собран во время своего первого взлета с высоты крутого холма: он был здорово напуган и, может быть, даже закрыл глаза в течение нескольких первых секунд. (Единственное исключение -это "настоящие" парашютисты. Они так привыкли падать с самолетов и ждать, пока раскроется парашют, что когда процедура происходит в обратном порядке, т. е. они могут сначала раскрыть парашют, а потом покинуть землю, у них рот растягивается в улыбке от уха до уха, а сердце бьется лениво и счастливо).Страх, если он не превращается в панику, вполне нормальное и здоровое явление. На старте при первых полетах, он исчезает постепенно по мере набора опыта и уверенности.

Почему и как он летает

В этой книжке содержится минимум теории, необходимый вам для понимания параглайдинга и безопасной практики полетов. Эти сведения не нужно заучивать, как для экзамена, а потом забыть, вы должны принять их в себя так, чтобы знать в любой момент, что делается с вашим парашютом и почему, особенно, если вы оказались в тяжелом положении и имеете совсем немного времени, чтобы выпутаться из него.Если вам очень нужно знать, каковы наиболее важные аспекты безопасности, рассмотренные в этой книге, можно сказать, что это потеря скорости и относительная скорость, далее рассмотрены турбулентность и градиент ветра. Однако прочтите и изучите все подряд.Воздух - это смесь газов - около одной пятой кислорода, требуемого нам для дыхания, и около четырех пятых азота, который не оказывает на нас воздействия (за исключением случая глубоководного ныряния). Один кубический метр воздуха (объем высотой в один метр, шириной в один метр и длиной в один метр) весит около 1,3 кг на уровне моря. (Чем выше, тем он становится легче, и на высоте 4-5 км пилоты должны надевать кислородную маску, чтобы дышать нормально; но это не связано с нашими обычными полетами).КРЫЛЬЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, включая купола глайдирующих парашютов, если смотреть сбоку или провести мысленно сечение, обычно плоские снизу, а сверху имеют выпуклость, максимум которой расположен на расстоянии одной трети от передней кромки. Передняя кромка скруглена, а задняя, наоборот, острая.На первый взгляд, профиль простого глайдирующего парашюта не имеет такой скругленной передней кромки. Тем не менее, сжатый воздух внутри него "выступает" вперед наружу через входные отверстия, обеспечивая невидимую кромку, подобную обычной твердой:Когда крыло движется вперед, часть воздуха обтекает его сверху, а часть снизу, и соединяются эти потоки снова сразу за задней кромкой. Из-за горба наверху воздух, идущий по верхней поверхности, проходит более длинный путь, чем воздух под крылом, т. е. он должен двигаться быстрее.Однако существует физический закон (закон Бернулли), который говорит, что, если часть воздуха движется быстрее, чем окружающий воздух, то в этом месте давление воздуха падает. Для проверки этого утверждения возьмите два листка бумаги, держите их близко друг к другу и подуйте между ними. В противоположность тому, что вы могли ожидать, листки займут положение еще ближе друг к другу. Давление между ними упало из-за движения воздуха, в то время как снаружи оно осталось прежним.По этой же причине давление сверху крыла, где воздух движется быстрее, меньше, чем снизу, и эта разница в давлениях создает ПОДЪЕМНУЮ СИЛУ, толкающую крыло вверх.Сделаем еще одно отступление: мы заговорили о силах, поэтому рассмотрим это понятие подробнее.

Силы

Прежде всего, хотя сегодня ученые и инженеры измеряют силы в других единицах (называемых Ньютонами и составляющих примерно десятую часть килограмма), мы для наших целей ограничимся старомодными килограммами; например, если кто-то весит 80 кг, то он давит на пол с силой 80 кг, и для того, чтобы нести его, глайдирующий парашют тоже должен развить ПОДЪЕМНУЮ СИЛУ в 80 кг (плюс, конечно, еще 5-6 кг, которые являются весом самого парашюта).Чтобы проиллюстрировать силу на диаграмме, мы должны показать две вещи: величину силы и ее направление. Мы делаем это с помощью стрелки определенной длины, указывающей определенное направление. Направление стрелки показывает направление действия силы. Длина стрелки пропорциональна величине силы в соответствии с масштабом, выбранным для конкретного рисунка. Масштаб (например, 1 см=10 кг) выбирается просто в соответствии с силами, которые вы хотите показать, и размером бумаги, на которой вы рисуете, так же, как в случае выбора масштаба для карты: маленький масштаб, если вы хотите вместить карту мира на одну страницу, и значительно больший - для карты деревни на большом листе. Важно, чтобы все силы на данном рисунке были выдержаны в одном масштабе: например, сила, которая в два раза больше другой, и на рисунке должна быть в два раза длиннее.Теперь рассмотрим силы, действующие на самолет, летящий прямо вперед с постоянной скоростью:Одна из них - ВЕС - не должна удивлять. Корпус с двигателем, пилотом, топливом должен весить немало, будь то на земле или в воздухе.Для противодействия этому весу крыло движущегося вперед самолета должно развивать ПОДЪЕМНУЮ СИЛУ, равную ВЕСУ самолета и действующую в противоположном направлении (вверх, в то время как вес пытается утащить самолет вниз).Итак, все хорошо. Мы всегда знали, что неподдерживаемое снизу тело падает, и мы только что поняли, как самолетное крыло создает подъемную силу, если оно движется вперед в воздухе. В случае с самолетом крыло тянет вперед мотор, вернее, пропеллер, который "ввинчивается" в воздух, развивая тянущую силу. Эта сила должна быть равна СОПРОТИВЛЕНИЮ воздуха - четвертой и последней силе на нашем рисунке. СОПРОТИВЛЕНИЕ создается воздухом, в котором летит самолет.

Воздушное сопротивление

Даже, несмотря на то, что воздух много легче, чем вода, он все же оказывает сопротивление телам, движущимся в нем, и, чем быстрее они движутся, тем больше сопротивление. Вы можете почувствовать это, высунув руку из быстро движущегося автомобиля (убедившись в том, что снаружи нет ничего такого, что могло бы вас ударить, и помня, что управлять одной рукой не стоит).В действительности сопротивление состоит из двух компонентов: сопротивления тела самолета и его крыльев. Обсудим их раздельно после еще одного небольшого погружения в теорию.Мы уже обнаруживали, когда высовывали руку из автомобиля или шли против очень сильного ветра, что воздух сопротивляется движению предметов через него. (Он может сделать совсем ужасные вещи с зонтиком).Сопротивление воздуха зависит от четырех факторов:1) РАЗМЕР движущегося предмета. Большой объект, очевидно, получит большее сопротивление, чем маленький. Для наших целей используем площадь наибольшего СЕЧЕНИЯ движущегося тела, которое расположено под прямым углом к ветру.2) ФОРМА движущегося тела. Плоская пластина определенной площади будет оказывать гораздо большее сопротивление ветру, чем обтекаемое тело (форма капли), имеющее ту же площадь сечения для такого же ветра, реально в 25 раз большее! Круглый предмет находится где-то посередине. (Это и есть причина, по которой корпуса всех автомобилей и самолетов имеют по возможности скругленную или каплевидную форму: она уменьшает сопротивление воздуха и позволяет двигаться быстрее при меньших усилиях на двигатель, а значит, при меньших затратах топлива).Мы измеряем этот фактор, используя Коэффициент Сопротивления. Он берется равным 1,0 для плоской пластины, а затем определяется экспериментально для других форм в аэродинамической трубе.3) ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА. Нам уже известно, что один кубический метр весит около 1,3 кг на уровне моря, и, чем выше вы поднимаетесь, тем менее плотным становится воздух. Эта разница может играть некоторую практическую роль при взлете с помощью вашего глайдирующего парашюта с Эвереста (что уже имело место), но не должно нас беспокоить в большинстве наших полетов, даже если мы будем парить на высоте 1-2 км над точкой старта.4) СКОРОСТЬ. Каждый из трех рассмотренных до сих пор факторов дает пропорциональный вклад в воздушное сопротивление: если вы увеличиваете один из них вдвое, сопротивление также удваивается; если вы уменьшаете любой из них в два раза, сопротивление падает наполовину. Например:Тело с сечением в два квадратных метра будет испытывать в два раза большее сопротивление, чем тело (той же формы, в такой же ветер, при той же плотности воздуха) с сечением только один квадратный метр.Тело с коэффициентом сопротивления 1,0 будет испытывать вдвое большее сопротивление, чем тело (того же сечения, в такой же ветер) с коэффициентом сопротивления 0,5.Если тело испытывает определенное сопротивление в потоке воздуха определенной плотности, то же тело в потоке воздуха той же скорости будет испытывать половину этого сопротивления, если плотность воздуха упадет наполовину.Влияние СКОРОСТИ ВОЗДУХА, однако, совсем иное. Воздушное сопротивление меняется не пропорционально ей, а гораздо сильнее: пропорционально квадрату скорости.
(Квадрат числа есть результат умножения его на самое себя, он обозначается маленькой цифрой "2" справа над числом.; Поэтому квадрат двойки равен четырем)
(22=2x2=4); квадрат тройки равен девяти (32=3x3=9);
квадрат четверки равен шестнадцати (42 =4х4=16) и т. д.).
Это означает, что, если определенное тело в определенный ветер испытывает сопротивление в 1 кг, эта сила увеличится до 4 кг, если сила ветра удвоится, и до 9 кг, если она утроится. Конечное уравнение утверждает, что:СОПРОТИВЛЕНИЕ ВОЗДУХА равно ПОЛОВИНЕ ПЛОТНОСТИ ВОЗДУХА, умноженной на КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ, умноженной на ПЛОЩАДЬ СЕЧЕНИЯ и умноженной на КВАДРАТ СКОРОСТИ.Чтобы это выглядело покомпактнее и понаучнее, введем следующие символы:
D - сопротивление воздуха;
р - (произносится "ро") - плотность воздуха;
А - площадь сечения;
R- коэффициент сопротивления;
V - скорость воздуха.
Теперь имеем:
D = 1/2 х р х x A x V2 Пожалуйста, запомните это уравнение, потому что мы придем к очень похожему выражению, когда вернемся к подъемной силе нашего крыла.(Строгое условие: нельзя использовать личные единицы измерения для разных факторов, входящих в одно уравнение. Например, если использовать метры, килограммы и секунды, а сечение задано в квадратных метрах, скорость ветра должна быть задана в метрах в секунду, а не в км/ч и т. д.

Глайдирующий летательный аппарат

Мы уже указали, какие четыре силы действуют на моторный самолет в процессе устойчивого горизонтального полета: его вес тянет вниз, равная противоположная подъемная сила крыльев поддерживает его, вперед толкает мотор, назад тянет равное сопротивление воздуха.Но что же есть такое на земле, а вернее в воздухе, что толкает вперед глайдер? Это часть или компонента веса летательного аппарата, т. е. та же сила, которая заставляет шарик скатываться по наклонной поверхности. Еще одно отступление: Расчет сил:Нам уже известно, что две одинаковых силы, действующие в противоположном направлении (подъемная сила и вес, тяга двигателя и сопротивление воздуха в случае с самолетом), уравновешивают друг друга, оставляя тело в состоянии покоя или равномерного движения с постоянной скоростью в заданном направлении.Если две или более сил действуют в одном направлении, мы просто складываем их. Если лошадь может тащить экипаж с силой, скажем, 50 кг, то две лошади приложат усилие в 100 кг, а три лошади (Русская "тройка") в 150 кг. На нашем рисунке мы просто рисуем силы на шкале одну за другой, потом стираем стрелки, кроме последней. Результат (который называется результирующей силой) - это просто более длинная одиночная стрелка:Когда мы имеем дело с неравными силами, действующими в противоположном направлении, все по-прежнему просто: мы вычитаем из более длинной стрелки длину короткой и остаемся с результирующей силой, которая по величине меньше:Но что если две неравных силы действуют под углом? Есть совершенно простой путь нахождения результирующей, который выглядит следующим образом:Сначала мы рисуем две наших силы, обозначенные через F1 и F2, из точки 0. Затем из конца F1 рисуем вспомогательную линию, параллельную F2 , а из конца F2 - другую, параллельную F1. Теперь из точки 0 проводим линию в точку пересечения двух вспомогательных прямых. Вот это и есть наша результирующая сила:Мы можем использовать данный метод не только для сложения двух сил в результирующую, но и для разложения одной силы на две, действующие в любых направлениях, которые мы выбираем. Попробуем применить это на примере шарика, катящегося по наклонной плоскости.Шарик имеет определенный вес, который тянет его вниз. Если бы он был на плоском столе, он оставался бы на месте, оказывая давление на точку прямо под собственным центром тяжести, и никуда бы не катился. На наклонной плоскости, однако, его вес по-прежнему направлен прямо вниз в то время, как точка поддержки, т.е. точка соприкосновения с плоскостью смещена назад. Здесь имеет место отсутствие равновесия, и мы можем разложить вес W на две силы: одна проходит через точку контакта с плоскостью, а вторая тянет шарик вдоль направления наклона.Будем считать вес (стрелка W) результирующей силой. Тогда рисуем эту силу из центра шарика вертикально вниз в масштабе, отражающем истинный вес. Нам уже известны направления двух сил, которые мы ищем: первое, отвечающее за давление на наклонную плоскость, проходит через точку контакта с ней, а второе - скатывающее шарик - параллельно наклону плоскости. Теперь из конца силы веса проводим две прямых параллельно двум силам, направления которых мы только что отметили, и эти прямые отсекут по длине от указанных направлений две величины, определяющие силу скатывания к давления на плоскость.Проделаем теперь то же самое с планером, который, хотя и "скользит вниз" по тонкому воздуху вместо жесткой поверхности, однако, подчиняется тем же правилам. Вес планера действует в направлении прямо вниз. Разлагая его на две компоненты, одна из которых противоположна подъемной силе крыла, а вторая тянет вперед в направлении планирования, мы приходим к балансу всех сил.(В случае, если вас интересует, откуда взялась энергия, заменяющая работу двигателя самолета, ответ прост: вы сами запасли ее, взбираясь или въезжая на холм, а теперь используете ее, возвращаясь по воздуху к подножию холма).(В хорошую погоду есть возможности и средства подняться гораздо выше, чем точка взлета, и оставаться там часами - одно их самых больших удовольствий этого спорта, но там вы используете силу входящих потоков воздуха. Это больше подходит под определение "парения", а не "глайдирования", и мы рассмотрим эти возможности позже в этой книжке).

Угол атаки

Мы видели, что, когда наше крыло или надутый купол параглайдера планирует вперед, поток воздуха создает разницу давлений под крылом и над ним, в результате чего появляется подъемная сила, поддерживающая нас, кроме того, создается меньшая сила сопротивления, которую необходимо преодолеть "тянущей" компонентой нашего веса.В предыдущих иллюстрациях мы рисовали поток воздуха под крылом параллельно его плоскому днищу, как на рисунке выше.Угол между этой плоской нижней поверхностью крыла и потоком воздуха, с которым оно встречается, называется УГЛОМ АТАКИ. (Это не совсем верно для всех профилей, но мы примем, что это так для того, чтобы упростить наши иллюстрации). Когда нижняя поверхность крыла параллельна потоку воздуха, угла атаки нет, т. е. он равен нулю. (Пожалуйста, отметьте, что крыло при этом уже создает подъемную силу за счет кривизны своей поверхности).Теперь посмотрим, что произойдет, если мы постепенно будем увеличивать угол атаки, наклоняя крыло вверх и заставляя поток воздуха ударяться не только в переднюю кромку, но и отчасти снизу.Разумеется, при той же скорости воздуха подъемная сила (а также сопротивление воздуха) возрастут. Это происходит из-за того, что воздух, идущий поверх крыла, теперь должен пройти больший путь до воссоединения с потоком под крылом, и падение давления (всасывание вверх) на вершине крыла больше. Что еще важнее, поток воздуха снизу крыла оказывает давление на его нижнюю наклонную поверхность, увеличивая общее давление и выталкивая крыло вверх еще больше.Это чудесно. Используя наши возможности управления, мы наклоняем крыло до угла атаки в пять градусов, и наша подъемная сила увеличивается. Десять градусов - и она еще больше. Пятнадцать градусов - и мы получаем ужасающую подъемную силу от нашего крыла. Двадцать градусов и ...Вся подъемная сила пропала и мы резко ныряем вниз!Что случилось?Это называется ПОТЕРЯ СКОРОСТИ. Пока мы наклоняли наш профиль все к большим углам атаки, воздух должен был проходить через вершину крыла все больший и больший путь, и путь этот должен был становиться все более кривым. В какой-то точке, обычно между 15 и 20 градусов, воздух уже не в состоянии двигаться так, он разбивается на турбулентные вихри - это явление называется турбуленцией - и прекращает обеспечивать подъемную силу, оставляя нас наедине с силой сопротивления воздуха. На практике, если потеря скорости происходит на большой высоте, вы вновь набираете ее в результате погружения и возвращаетесь опять к нормальному полету, потеряв часть высоты и испытав учащенное сердцебиение. Но на более низких высотах вы можете нырнуть в землю прежде, чем наберется подъемная сила. Потеря скорости - это одна из первых вещей, которых вас научат избегать на курсах параглайдинга.Чтобы осознать все эти  изменения подъемной силы, введем в рассмотрение еще            одно уравнение и один график. Уравнение (которое выглядит аналогичным уравнению для силы сопротивления, записанному несколькими страницами раньше) описывает ПОДЪЕМНУЮ СИЛУ для данного крыла:
ПОДЪЕМНАЯ СИЛА = 1/2 х р х cl х А х V2Мы уже встречали р (плотность воздуха) и V (квадрат нашей скорости). "А" - это площадь или поверхность нашего парашюта (обычно между 20 и 30 м ). Новое обозначение здесь - это - КОЭФФИЦИЕНТ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ. Он зависит всегда от конкретной формы вашего профиля, но, кроме того, как мы только что видели, от угла атаки. Если мы нарисуем график, где на горизонтальной оси показаны различные углы атаки, а на вертикальной - коэффициент подъемной силы, то получим примерно следующий вид кривой:При нулевом угле атаки на вертикальной оси мы видим, что уже существует некоторая подъемная сила. (Кривая начинается со значения около 0,2). На 5 градусах мы получаем по кривой коэффициент подъема 0,4. Подъемная сила крыла удвоилась! При 10 градусах коэффициент равен 0,6, а при 15 - чуть больше, но кривая выравнивается, мы не получаем большой подъемной силы. Где-то между 15 и 20 градусами она полностью падает; больше нет подъемной силы, и крыло падает.


На следующую страницу