热气流飞行
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。
