滑翔傘技術系列講座（八）

李德群

側風偏航技術

在滑翔傘飛行活動中，風是一個很復雜的因素。由于滑翔傘是低速飛行器，它的最大飛行速度僅為10～15米／秒(35～55公里／小時，依傘具的性能而異)，即使在2～3米／秒的微風中飛行，風對飛行的作用和影響也較明顯。特別是指定目標的航線飛行或在較小區(qū)域定點著陸。更需作精確和及時的操縱控制，去修正或消除風力的影響，才能保證飛行航線和定點著陸的準確性，順利到達目標。

風對飛行的影響主要表現(xiàn)在地速變化和航跡偏移兩個方面。前已述及，在無風情況下，滑翔傘的空速與地速相等。逆風飛行時，地速等于空速減風速(滑翔軌跡變陡，滑翔比減小)；順風飛行時，地速等于空速加風速(滑翔軌跡變平，滑翔比增大)(圖50)。通常在逆風和順風情況下，風僅引起地速變化，不影響航向和航跡。然而，滑翔傘在側風中飛行時情況則不同，不僅有地速變化，還會造成航跡偏移，即滑翔傘會被風“推離”預定的飛行航線偏向下風一側，這稱為“側風飄移”(圖51a)。側風飄移的原因主要是滑翔傘在相對于空氣運動的同時，還跟隨大范圍運動的空氣團(風)移動。因此滑翔傘在側風中飛行是以上兩個運動的合運動。若不對側風的作用進行修正，就難以保證滑翔傘的正確運動軌跡，而發(fā)生航線偏移。

為消除側風影響，能順利飛抵目標，方法之一是在飛行過程中對準目標不斷地調整滑翔傘在空中的航向(圖51b)。由圖可見，這是一種費時費力，效率較低的飛行控制方法，滑翔傘在空中飛行的實際運動軌跡是一條曲線。側風越大，操縱控制越困難，飛行運動軌跡彎曲也越歷害。要想在側風中快速飛低目標、效率較高的正確方法應如圖51c所示的“偏航法”。偏航法的關鍵是要將滑翔傘的航向對著來風方向轉動一個合適的角度。其原理是用部份空速去抵消風的影響，使滑翔傘對準目標作直線運動。用偏航法飛行時，滑翔傘航向與實際運動方向并不一致，這與螃蟹在地面的橫向爬行相似，故也稱“側航”。

偏航角的大小與空速和風速有關，即側風越大，偏航角也越大，一般在正側風情況下，偏航角是最大的。由于滑翔傘的空速和風速在偏航情況下是既有大小又有方向的速度矢量，不能用簡單的數學加減方法去計算偏航角，要用三角函數方法計算，較為繁鎖?，F(xiàn)介紹一種較為簡便快捷的矢量圖解法去確定偏航角。

假定在5米／秒的西風中，滑翔傘以10米／秒的空速飛向正北方向的目標，要求確定偏航角和估算它的地速大小。作圖方法如下：

先在紙上用5個單位長度從左到右畫一水平箭頭代表風的速度矢量，然后再從該箭頭端部垂直向下畫一條直線，表示滑翔傘的預定運動軌跡和方向。再以10個單位長度為半徑，以水平箭頭的起點為圓心作弧與垂線相交，連接圓心與垂線上的交點，該斜線即代表滑翔傘的空速矢量。最后將兩個矢量的首尾相連接畫另一箭頭，形成一個封閉的矢量三角形(圖52)。

由圖可見，位于垂線上的箭頭即表示空速與風速合成的后的合速度，也就是滑翔傘在修正風速影響之后，朝正北向目標飛行的地速，用單位長度去度量該速度矢量為86米／秒。也就是說，滑翔傘以14米／秒的空速去抵消了5米／秒西風的影響，而以86米／秒的速度向正北方向的目標運動?？账偈噶颗c地速矢量之間的夾角即為滑翔傘進行偏航時應采用的偏航角，用量角器測得該角度為30度。也即滑翔傘在偏航時應將滑翔傘的航向轉向西北30度，即能消除西風的側風飄移，而保持正確的方向飛向目標。

畫矢量圖時需注意的是：①風速和滑翔傘運動方向要畫得很準確；②空速和風速都要采用相同的單位長度；③最后一定要形成封閉的矢量三角形。

傘衣的塌陷的預防和排除技術

依靠沖壓空氣成型的柔性翼滑翔傘在湍流中飛行是較為脆弱的，湍流不會引起嚴重的操縱問題，而更為常見的則是傘衣的塌陷、折翼等變形現(xiàn)象。當滑翔傘在湍流中飛行，會有大量渦流作用在傘上?；虍敾鑲阕髂承C動飛行動作，如傘衣抖動；飛行中遭遇陣風襲擊或較小速度飛行，傘衣攻角過大進入失速狀態(tài)等，均極易造成外部氣流變化和傘衣壓力的急劇改變，都會導致傘衣內壓力下降而剛性降低，使傘衣發(fā)生變形而發(fā)生塌陷、折翼等現(xiàn)象(圖53)。

滑翔傘發(fā)生塌陷變形有多種形式，一是從傘衣兩端前緣向下折疊并向中部擴展，傘衣排氣癟塌，滑翔傘下降速度迅速增大而前進速度減小；二是單側傘衣端部前緣塌陷，翼尖向下折疊，由傘衣上氣動力平衡被破壞，滑翔傘將朝塌陷一側螺旋下降，塌陷越嚴重則螺旋下降速度越大；三是當單側塌陷達到傘衣的一半甚至大于一半時，滑翔傘就會進入高速螺旋狀態(tài)中；四是傘衣中部前緣塌陷，兩側翼尖沖向前方并在傘衣前面會合，形成馬蹄形狀，在這種情況下，滑翔傘以較大速度迅速下降，但仍伴有一定的前進速度。由此可見，滑翔傘發(fā)生塌陷、折翼后的共同表現(xiàn)是下降速度加大和進入螺旋，若不及時排除會對飛行安全構成嚴重威脅，尤其在低空則十分危險。

一般而言，風速越強、障礙物越大以及空氣對流運動強烈，湍流也就越強烈，其范圍也越廣?；鑲阍谕牧鲄^(qū)內發(fā)生塌陷、折翼之后到恢復正常狀態(tài)，這期間會損失相當的高度，甚至已很接近地面了。所以，在飛行中的首要原則是由地形判斷不要進入湍流區(qū)。也不要過于靠近前方飛行器的后部，以免受到翼尖尾流渦的影響。其次要了解在湍流中飛行的安全控制方法；第三要熟練掌握傘衣發(fā)生塌陷、折翼后的排除技術。需要指出的是，現(xiàn)代滑翔傘設計時已對傘衣進氣口或壓力孔作了正確定位，能保持傘衣內腔有較大壓力。另外，減小進氣口尺寸不僅降低了傘衣切口阻力，而且當進氣口上方氣流急劇變化過程中，也可減少傘衣內腔空氣泄漏排出的機會，因此具有一定的抗塌陷、折翼的能力 。另外，滑翔傘在設計定型，投放市場之前，都要通過適航試驗鑒定，一般要求在4秒鐘之內能自動排除傘衣塌陷、折翼等變形現(xiàn)象，恢復正常飛行狀態(tài)。盡管如此，滑翔傘在飛行過程中，塌陷、折翼等傘衣變形情況仍不可避免，時有發(fā)生。

當飛行中遇到傘衣塌陷、折翼時，飛行員一定要保持鎮(zhèn)定，切不可驚慌失措。應當首先觀察傘衣變形情況，其次要判明離地高度和距周圍障礙物的距離，最后決定采取相應的排除措施。通常采用的排除塌陷、折翼的操縱方法是快速上下泵動操縱繩(一側或兩側)，去幫助傘衣充氣，直到恢復正常。要注意的是，操縱圈下拉幅度以達到胸部位置為宜，不可過低。

在一側傘衣塌陷、折翼，滑翔傘有進入螺旋趨勢時，首先要拉動外側操縱繩去控制其轉動，以防進入陡峭的旋轉之中，盡量制止滑翔傘轉彎將其轉入直線飛行狀態(tài)。同時上下泵動內側操縱繩去幫助傘衣充氣復原。

如果在飛行中發(fā)生突然的狀況而飛入湍流區(qū)時，應當將操縱圈下拉到50％～70％的剎車位置(位于肩部以下到胸部位置)，去減慢飛行速度。在該狀態(tài)下，有助于傘衣處于很好的充壓狀態(tài)和增加剎車面上的拉力，使翼尖更為穩(wěn)定，可增強傘衣抗塌陷、折翼能力。另外，最好早一點選擇脫離湍流區(qū)的飛行路線。

對于缺乏飛行經驗的飛行員，需要提醒的是，不要在風速太大和進入熱氣流中飛行，也不要在中午(通常為中午12時至下午3時)空氣對流強盛時飛行。在這些情況下湍流是比較強烈。另外，翼載荷太小的滑翔傘會增加對湍流的敏感性，最容易發(fā)生塌陷、折翼現(xiàn)象，所以要選用與自己體重或飛行重量相適應的傘衣面積。

失速練習

滑翔傘在飛行中當傘衣攻角達到或超過失速攻角和空速過慢均極易造成傘衣面上氣流的急劇分離而發(fā)生失速。滑翔傘在失速狀態(tài)下，傘衣將失去升力和前進速度，造成下降速度增大，甚至還會出現(xiàn)激烈擺動和傘衣變形塌陷。

進行失速練習是使飛行員體驗當滑翔傘失速時的狀況、表現(xiàn)和防止失速的技術要領。失速練習時需注意的是離地高度應在150米～300米，切不可低于150米。較為安全的正常狀態(tài)失速如圖54所示。方法如下：

1痹誚銜榷ǖ鈉象條件下和在150米以上的飛行高度上將滑翔傘調整到逆風飛行狀態(tài)；

2被郝拉下操縱繩到50％剎車位置，以最小下沉速度飛行；

3奔絳將操縱繩慢慢下拉到全剎車狀態(tài)，并保持數秒鐘使空速穩(wěn)定；

4比緩蠼操縱繩繼續(xù)下拉到傘衣上發(fā)生氣流分離，進入失速時滑翔傘前進速度減小和下沉速度加大，傘衣將后退到人體后面。傘衣在各傘繩間向上躬起，傘繩有所松弛，飛行員有失重感，仿佛在自由墜落。

5被翔傘進入失速狀態(tài)后，應立即停止將操縱繩繼續(xù)下拉。然后將操縱繩平穩(wěn)緩慢地向上回送到50％剎車位置(約與肩同高)，滑翔傘將自動退出失速狀態(tài)而進入正常飛行。需注意的是，退出失速時切不可將操縱繩較快的全部放松，否則傘衣將快速地運動到人體前面而引起擺動。

正常狀態(tài)失速滑翔傘運動變化較為柔和平穩(wěn)，高度損失也小。如若在大速度下發(fā)生失速或操縱動作粗魯，猛拉猛放，極易進入較危險的動態(tài)失速(或嚴重失速)狀態(tài)中(圖55)。■