本文来自DHV安全顾问Karl Slezak,由亚联国际飞行学校翻译,译文供参考。
在平稳或轻微活跃的空气中飞行是安全的,包括对新手来说。
在更有挑战的气象条件(有热气流)下飞行,则需要对攻角的安全控制,也就是主动飞行。
滑翔伞是种神奇的飞行器,因为通常适用于航天器的空气动力学理论,并不能解释滑翔伞飞行原理。这个飞行器的重心悬垂在伞翼下方7-8米,并且不停地运动,没法单纯用传统的空气动力学来解释。
与几乎所有其他的飞行器不同,滑翔伞在空气动力学上是不稳定的。只有在平静空气(还有深失速、深度螺旋等极端飞行状态)时,滑翔伞才是稳定的(所有力达到平衡)。在活跃空气中,伞翼就会运动。低重心导致不容易稳定,伞翼的钟摆系统和飞行员总是想要达到平衡,但在活跃空气中不一定总能如愿。伞翼这个钟摆系统的晃动会使刹车持续不稳定地上下游走,有时会导致攻角大幅改变产生危险。如果飞行员不干预,在猛烈气流里飞伞,就好像醉汉开船一样。
在平稳的气象里,你从街上100人中随便抓来95个人,首次尝试飞行都可以飞一把初级伞,完全没有问题——滑翔伞简直不要太简单好吗!但是,一旦加入上升、下沉、乱流,情况就会完全不同。除了简单的转向,飞行员还要面对控制攻角的挑战。通过刹车输入和重心调整,飞行员必须时刻对刹车压力的变化、座袋抬升/倾斜的信息作出反应。
这需要很多练习,同时这也是在活跃空气中安全飞行的前提。有经验的飞行员在主动控制上堪称完美,他们的伞翼看上去总是平稳地待在头顶上方,旁观者甚至会以为气象非常平稳。有的新手这时可能就会错误判断,选择起飞,结果遇到意料之外的乱流。
常规飞行
常规飞行中的主动飞行,意味着伞翼的攻角处在安全范围中,如有可能,伞翼应该在飞行员正上方。影响伞翼的活跃空气有时会以我们不想要的方式改变攻角。进入上升气流时,伞翼会被往后顶,攻角增大,接近失速。出气流时,伞翼前冲,攻角减小,有塌陷的风险。两种情况都可能对称(伞翼两边)或不对称(伞翼单边)地发生。
控制攻角
有时你会看到飞行员在飞行中看着伞翼,这样很难控制攻角。伞翼位置的视觉信息是不精确、延迟的,而且因为没有参照物,经常会有偏差。此外,抬头看伞也会影响飞行员对周围环境的关注。
第一原则:看着飞行方向
地平线的变化能够告诉你伞翼怎样运动。看着飞行方向,当伞翼后仰时地平线下移,伞翼前冲时地平线上移。只有看着飞行航向,飞行员才能有正确的空间感知。这在所有飞行状况下都使用,也是滑翔飞行中的重要基本规则之一。另外,飞行员在座袋里坐直,也能帮助判断。第二原则:伞翼后仰-不要带刹车;伞翼前冲-一定要带刹车
伞翼前冲时,攻角减小。当伞翼有很大的前冲时,伞翼可能因攻角过小而塌陷。为避免伞翼前冲,需要两边都拉刹车。
相反地,伞翼后仰时攻角增加,比如在进入气流的时候。伞翼有失速的风险。这时大幅刹车操作可能导致自旋或失速。伞翼后仰时,不要拉刹车/如果已经带着刹车,需要相应松一点刹车。
第三原则:保持刹车绳有一定拉力
攻角一旦变化,刹车绳感受到的拉力也会变化。这种拉力变化会马上告诉我们攻角发生什么样的变化,伞翼(将)怎么运动。
伞翼前冲→攻角减小→刹车绳压力减小
伞翼快要塌陷→攻角减小→刹车绳压力减小
伞翼后仰→攻角增加→刹车绳压力增加
为了感受刹车绳的压力,飞行员可以轻拉刹车(在最佳滑翔比和最小下沉率之间),大约每边刹车能感受到2-3公斤的力,保持一直能感受到这样的压力(后文把能够感受到2-3公斤的刹车状态称为“neutral position”中性位置)。
如果刹车绳压力减小→多拉一些刹车直到压力恢复到中性位置
如果刹车绳压力增加→松一些刹车直到压力恢复到中性位置
“主动飞行”也就是随时根据刹车绳压力的增减去调整。刹车向下拉的范围通常很短(10-30厘米),但在剧烈俯冲的情况下可以拉得很深。
变化量:刹车行程
只有在保持平直飞行的时候刹车行程才会保持不变。其余时候根据攻角变化刹车行程也会调整。
小攻角(伞翼前冲或有塌陷风险)→刹车行程增加
当伞翼前冲(小攻角)时,有效刹车的范围在更低的位置。保持恰好刹车压力的刹车范围增大,只有在把刹车拉到更深的位置刹车才能起作用。
大攻角(伞翼后仰)→刹车行程减小
当伞翼后仰(大攻角)时,有效刹车范围在更高的位置。保持恰好刹车压力的刹车范围减小或消失了,只要拉一点刹车就管用,即使输入量很小,甚至不拉刹车都有刹车的效果。
在主动飞行里这意味着:习惯保持刹车绳压力在中性位置。不管你需要拉多少刹车/拉多深,都需要保持既定的压力。
不要问刹车该拉多少厘米,只要关注伞压
该拉刹车时要快/量要给够-松刹车时要柔和
在飞伞时我们要避免大幅、快速、猛烈的操作,只有一个例外:当必要的时候,也就是当伞翼在颠簸气流中、或由于飞行员失误而大幅前冲的时候。
这是飞行员就需要快速果断地深拉刹车,阻止伞翼前冲。这时候刹车可能拉到很深的位置,才会感受到正常的伞压。如有必要,飞行员甚至可能把刹车拉到在正常飞行中接近失速的位置。
重要的是:当伞翼停止前冲,需要马上柔和地松刹车。因为飞行员像钟摆一样晃动,攻角会很快恢复正常。如果刹车一直拉得很深,会使伞翼减速甚至失速。同样,飞行员通过刹车绳压力感受到当攻角恢复正常时压力逐渐增大。
最佳的处理方式:松刹车的时候时刻保持中性位置的刹车压力。
在伞翼单边塌陷或前缘塌陷时也是类似。正确处理方法是果断输入足够的刹车量,使刹车绳压力恢复,然后有控制地松刹车。
不同情况下的主动飞行
· 在陡峭的地方起飞
在陡坡/强风情况下,如果伞翼很快充气上头,就跟在飞行中伞翼有剧烈前冲趋势是一样的情况。飞行员必须快速果断把刹车拉到足够的量,将伞翼保持在头顶,避免塌陷。在起飞助跑阶段,刹车必须有控制地松上去。
· 在平坦的地方起飞
平地/小风的情况,我们要采取相反的处理方式。这时就跟在飞行中伞翼在飞行员后方的情况一样。如果在伞上头过程中过早松开A组或在这个阶段拉刹车,伞就没法上头。在平地的加速阶段,即使刹车只是带到中等的量,也会使伞翼攻角过大无法起飞。
· 在热气流中飞行
热气流区域有不同强度的上升和下沉,需要经过训练的主动飞行。一个敏感的飞行员会始终保持外侧刹车的压力,一旦刹车压力减小,飞行员就知道伞翼马上要塌陷,立即适量拉刹车以恢复正常伞压。在内侧刹车已经拉到较低位置时,如果刹车压力显著增大,飞行员就知道攻角增大,此时应该松刹车以避免失速。在颠簸的热气流中盘旋需要优秀的主动飞行技术。
· 前缘塌陷
前缘塌陷后,伞翼后仰,飞行员向前荡起。这样极大的攻角下,只有一件事要做:不要拉刹车,否则可能失速。只有当伞重新回到头顶上方时才能拉刹车。如果伞翼紧接着向前俯冲,必须果断拉刹车以阻止伞翼前冲。
· 旋转
一旦加上转向运动,飞行员和伞翼形成的钟摆系统会增加一个维度:不再只是前后摆动,还有左右晃动,同时还会加速。俯仰运动会变成摆荡 俯仰——这将改变一个因素:刹车绳压力。在盘旋中这会让主动飞行变得更复杂。
· 单边塌陷
单边塌陷后,如果伞翼在飞行员前方,必须立即果断拉未塌陷一边的刹车,防止进入不受控制的旋转。这里适用同样的规则:伞翼前冲时,拉刹车是必要的。
然而有时,未塌陷侧的攻角相对较大,伞翼在飞行员后方。这时还拉很深刹车的话就会导致失速或可能的极端情况。
所以在单边塌陷时,需要根据伞翼的状况决定使用什么操作方式:
1.伞翼有明显的向塌陷一边转向趋势(伞翼在前)=果断向未塌陷侧压重心/拉刹车
2.伞翼没有明显的向塌陷一边转向趋势或只有轻微转向(伞翼在后)=只需向未塌陷侧轻压重心/轻带刹车
· 螺旋俯冲
在有控制的螺旋俯冲中,飞行员同样会用到盘热气流时使用的主动飞行技术。不同的是,螺旋俯冲的离心力会改变刹车绳压力,使压力乘以一定倍数。即使在柔和的螺旋中,飞行员也会承受2个G的力,相应刹车绳压力也会加倍。在螺旋俯冲中,必须防止伞翼不受控地加速。因为伞翼总是通过外侧伞翼加速,螺旋的速度可以通过主动飞行的技巧控制外侧刹车实现。如果发现螺旋速度不受控地加快,飞行员应该拉外侧刹车减速;如果速度过慢,可以通过松外侧刹车加速。
· 踩加速时的主动飞行
加速系统不光是使伞翼显著加速(应该谨慎使用),还是另一种控制攻角的手段。即使你不想通过踩加速去提高速度,也可以用它作为出现大攻角飞行状况的补充调节手段。
例:拉双边飞行时,应该使用加速,调节大攻角,避免失速风险。因为拉大耳朵时,无法使用刹车来进行主动飞行,我们就用加速替代控制俯仰。初始位置是二分之一或三分之二加速。当伞翼后仰,适当踩加速使伞翼保持在头顶。跟用刹车主动飞行一样,我们需要练习踩多少加速是合适的。一些练习之后,飞行员会掌握正确使用加速的时机、对加速的阻力进行应对,从而达到预判和及时干预。
在活跃空气中正常飞行时,加速也是一个应对攻角变大的很好的工具。例:进入气流时,可以通过松刹车 轻踩少量加速的组合来避免伞的后仰。伞翼在飞行中被动出现后仰时,可以用短和轻的加速来使攻角恢复正常范围。伞翼回到飞行员头顶,加速就要停止。踩加速必须很谨慎,输入量要适度(只有几厘米),“越大越好”在这里不适用。
凡事总有例外
如上所述,主动飞行(始终保持刹车有一定压力)几乎可以运用在所有飞行状况,只有一个例外:失速。失速时我们要采取相反的措施。
以全失速为例:伞翼两边的气流已经被打断了,刹车完全拉下。由于伞翼已经不在安全攻角的范围内,主动飞行是不可能了,只有松开刹车才能恢复正常飞行状态。跟主动飞行不同,当飞行员还在伞下方的时候不能松刹车,否则会导致非常剧烈的俯冲。当伞正好要向前运动时松刹车。
地面练习
在活跃空气中飞行对飞行员要求很高。飞行员需要在有长时间的热气流飞行,才会养成主动飞行的本能。地面训练是极佳的训练方式。以下训练对于在地面练习主动飞行很有效:
练习基本的地面逗伞,保持伞翼在头顶;
转身进入起飞姿势。将两边刹车保持在中性位置,对刹车压力的增大减小做出反应,使伞保持在头顶。练习时尽量不要抬头看。请同伴将一边外侧A组伞绳拉下制造塌陷。感受塌陷一侧刹车绳压力的变化。试着通过及时的主动干预来防止或减小伞翼塌陷——试着比你的同伴更快。注意,同伴只需要拉一下制造塌陷就行,不用一直拉着A组。
让伞猛上头并且前冲。练习双手深带刹车来阻止伞的前冲。你会注意到刹车会拉到很深的位置才会感受到阻力。还需要练习有控制地松刹车。
空中练习
俯仰控制是练习主动飞行的最好方法。这个训练的目的是:先让伞大幅俯仰,以练习伞翼俯冲时的改出。飞行员会学到刹车需要拉多少、拉多快才能阻止伞翼前冲,还会学到拉完之后什么时机松刹车。俯仰控制的练习涉及拉放刹车的时机,并不容易,最好在有经验的教练指挥下进行练习。
伞翼的选择
“伞翼性能越高,对飞行员主动飞行技术的要求越高。”
如果你飞的是DHV-2 (EN-C)的伞翼,必须完全掌握主动飞行技术,否则风险是无法估算的。即使运动级别DHV1-2 (EN-B)的伞翼,也需要飞行员纯熟的主动飞行技术。
如果飞行员没有很好的主动飞行技术,留空时间不够多,他们可以选择有更高稳定性的DHV 1 (EN-A)伞翼,仍然可以提供长距离飞行的乐趣和性能。这些伞翼不需要飞行员那么敏感,可以容忍慢一点的飞行员反应速度。但即使飞DHV 1的伞翼,如果想要在热气流条件下飞行,飞行员也要练习控制攻角的基础技术,知道怎样主动飞行。由于这个级别的伞翼通常很稳定,很多周末飞行员往往会在超出他们能力范围的状况下飞行。将自己的安全寄托在伞翼的被动安全性上显然是错误的决定。不管飞什么级别的伞,周末飞行员和未经过足够训练的飞行员都应避免在颠簸的气象下飞行。
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