Лифт - это метеорологическое явление, используемое в качестве источника энергии парящими самолетами и парящими птицами . Чаще всего люди используют подъемник в спорте и отдыхе. В парящем полете используются три вида спорта : планеризм , дельтаплан и параплан .
Энергию можно получить, используя поднимающийся воздух из четырех источников:
- Тепловые (когда воздух поднимается из-за тепла),
- Горный подъемник, где воздух выталкивается вверх по склону,
- Волновой лифт, когда гора производит стоячую волну,
- Конвергенция, где встречаются две воздушные массы
При динамическом парении также можно получить энергию, хотя для этого используется разница в скорости ветра, а не поднимающийся воздух.
Термики [ править ]
Термики - это столбы поднимающегося воздуха, которые образуются на земле в результате нагрева поверхности солнечным светом. [1] Если воздух содержит достаточно влаги, вода будет конденсироваться из поднимающегося воздуха и образовывать кучевые облака .
Термолифтинг часто используют птицы, такие как хищники , грифы и аисты . Хотя термолифт был известен братьям Райт в 1901 году, люди не использовали его до 1921 года Уильямом Леушем в Вассеркуппе в Германии. [2] Лишь примерно в 1930 году использование термиков для полета на планерах стало обычным явлением. [3]
При столкновении с термиком пилот летает по кругу, чтобы удержаться в потоке, набирая высоту, прежде чем улететь к следующему термику и к месту назначения. Это называется термическим воздействием. Скороподъемность зависит от условий, но обычно скорость составляет несколько метров в секунду. Тепловые потоки также могут формироваться в линию, обычно из-за ветра или местности, создавая облачные улицы . Они могут позволить лететь прямо при подъеме с постоянной подъемной силой.
Когда в воздухе мало влаги или когда инверсия не позволяет теплому воздуху подниматься достаточно высоко для конденсации влаги, термики не создают кучевых облаков. Обычно термики можно найти над городами, недавно вспаханными полями и асфальтированными дорогами, но термики часто трудно связать с какими-либо особенностями на земле. Иногда термические явления вызываются выхлопными газами электростанций или пожарами.
Поскольку для этого требуется поднимающийся нагретый воздух, термическое воздействие эффективно только в средних широтах с весны до конца лета. Несмотря на эти ограничения, это наиболее распространенный источник подъемной силы, используемый пилотами планеров, поскольку подъем на гребень и подветренные волны требуют гористой местности и, таким образом, не могут быть найдены рядом с данным аэродромом. В межсезонье, когда термики слабее, можно использовать гребневой и волновой подъем, и некоторые пилоты отправляются в более гористые районы, чтобы летать.
Горный подъемник [ править ]
Подъем гребня , или орографический подъем , вызывается подъемом воздуха на наветренной стороне склона. Горный подъемник широко используется морскими птицами и самолетами. В местах, где дует устойчивый ветер, гребень может позволить подняться практически неограниченное время. [4]
В гребном лифте пилоты обычно летают длинными прямыми ногами параллельно гребню. Если максимальная высота подъема не достигнута, пилот может развернуться и полететь в другом направлении над тем же уклоном. При скорости ветра от 20 до 25 узлов (46 км / ч) самолет может взлететь на высоте, вдвое превышающей высоту препятствия. Подъем на гребне также может быть увеличен за счет термиков, когда склоны также обращены к солнцу. [5]
Волновой подъем [ править ]
Волны Ли возникают, когда над горой дует ветер со скоростью 25 узлов (46 км / ч). При условии постоянного увеличения силы ветра с высотой без значительного изменения направления могут возникать стоячие волны. Они были обнаружены пилотом планера Вольфом Хиртом в 1933 году. [6] Эти волны достигают высот, намного превышающих первоначальную преграду, и поэтому могут позволить планерам подняться в стратосферу. Пилоты используют дополнительный кислород, чтобы избежать гипоксии, потому что у большинства планеров нет герметичной кабины. Этот подъем часто отмечается длинными неподвижными линзовидными (линзовидными) облаками, лежащими перпендикулярно ветру. [7]Горная волна использовалась для установления рекорда наивысшей высоты на планере, когда Джим Пейн и Тим Гарднер взлетели на высоту 22 657 метров (74 334 фута) 2 сентября 2018 года над Эль-Калафате , Аргентина, на специально построенном аэродроме Windward Performance Perlan. II . [8] Текущий мировой рекорд расстояния 3 008 км (1869 статутных миль) Клауса Ольмана (установлен 21 января 2003 г.) [9] также был достигнут с использованием горных волн в Южной Америке .
Редкое волновое явление, известное как « Утренняя слава» , - клубящееся облако, создающее сильный подъем. Пилоты у австралийского залива Карпентария используют его весной . [10]
Было замечено, что птицы пересекают горные районы с помощью подъемника волн. [11]
Зоны конвергенции [ править ]
Границы, где встречаются две воздушные массы, известны как зоны конвергенции . [12] Это может происходить с морским бризом или в пустынных регионах. Морской бриз (или на суше , ветер ) является ветер с моря , который развивается над землей вблизи берегов. На фронте морского бриза холодный воздух с моря встречает более теплый воздух с суши и создает границу, подобную неглубокому холодному фронту вдоль линии сдвига.. Это создает узкую полосу подъемной силы при ветре до 10 узлов (19 км / ч). Они позволяют набирать высоту, пролетая вдоль перекрестка, как если бы это был гребень земли. Схождение может происходить на значительных расстояниях, что может обеспечить практически прямой полет во время набора высоты.
Динамическое парение [ править ]
При динамическом парении [13] энергия получается путем многократного пересечения границы между воздушными массами с различной горизонтальной скоростью, а не за счет подъема воздуха. Такие зоны высокого « градиента ветра » обычно слишком близки к земле, чтобы их могли безопасно использовать планеры, но альбатросы и модели планеров используют это явление.
Иллюзии подъема [ править ]
Пилот может создать индикацию подъемной силы на некомпенсированных приборах, войдя в набор высоты, потянув ручку назад (отсюда « тепловая ручка »). Это не настоящая подъемная сила, потому что увеличение потенциальной энергии самолета достигается за счет уменьшения скорости полета, а не в результате полета в восходящем воздухе. Планеры оснащены приборами, которые имеют компенсацию, предотвращающую появление термических потоков, но это явление очевидно в самолетах, компенсация которых недостаточна.
Ссылки [ править ]
- ^ «Схема термиков» . Архивировано из оригинала на 2006-07-18 . Проверено 5 сентября 2006 .
- ^ Ирвинг, Франк (1998). Пути парящего полета . Город: Мировое научное издательство . п. 53. ISBN 1-86094-055-2.
Термальные источники были известны братьям Райт в 1901 году, но впервые были обнаружены в 1921 году Уильямом Леушем в Вассеркуппе ...
- ^ Уэлч, Энн (1980). История планеризма 2-е издание . Джон Мюррей . ISBN 0-7195-3659-6.
- ^ "Продолжительность записи" . Архивировано из оригинала на 2005-02-19 . Проверено 24 августа 2006 .
- ^ «Схема конькового подъемника» . Архивировано из оригинала на 2006-07-18 . Проверено 5 сентября 2006 .
- ^ "Статья о волновом подъеме" . Проверено 28 сентября 2006 .
- ^ «Схема волнового подъема» . Архивировано из оригинала на 2006-07-18 . Проверено 5 сентября 2006 .
- ^ "Планер Airbus Perlan Mission II взлетает на высоту 76 000 футов, чтобы побить собственный рекорд высоты, превзойдя даже самолет-разведчик U-2" . Проверено 18 июля 2020 .
- ^ "Дистанционный рекорд" . Архивировано из оригинала на 2008-03-11 . Проверено 24 августа 2006 .
- ^ "Утренняя слава" . Архивировано из оригинала на 2006-08-25 . Проверено 27 сентября 2006 .
- ^ [Отчет об использовании птицами подъемной волны Нидерландского института экологии]
- ^ Брэдбери, Том (2000). Метеорология и полет: Руководство пилота по погоде (полет и планирование) . A&C Black . ISBN 0-7136-4226-2.
- Перейти ↑ Reichmann, Helmut (2005). Streckensegelflug . Motorbuch Verlag. ISBN 3-613-02479-9.
