Развитие планирующих систем или как появился параплан (стр. 10 из 41)
Итак, мы рассмотрели все составляющие сопротивления и знаем, как можно увеличить качество параплана. Следует помнить, что обычно это происходит за счет снижения уровня надежности параплана, и «немереное» качество подразумевает весьма «умеренную» безопасность.
3. Скорость снижения. Ой, как хочется порой снижаться помедленнее. Формула снижения проста: приближенно Vсн = V/K.
Очевидно, что чем выше качество, тем ниже скорость снижения. Правильный, высокотехнологичный, но сложный путь улучшения характеристик.
Есть и другой, более» простой способ уменьшить скорость снижения. Конструктор «сдвигает» в сторону уменьшения диапазон скоростей полета. Этого легко добиться за счет увеличения площади или применения «тихоходных» аэродинамических профилей. На мой взгляд, ущербный путь, так как «бабочек сдувает в сильный ветер». В слабых условиях медленные парапланы производят неплохое впечатление, но в сильную погоду существенно проигрывают своим более быстроходным собратьям.
4. Диапазон скоростей полета. Продолжаем разговор о медленных и быстрых парапланах. Рассмотрим минимальную, максимальную и балансировочную скорость.
Минимальная скорость. (20...25 КМ/ч) Скорость, близкая к минимальной, используется при парении в слабых спокойных потоках. В этом случае легче парить на парапланах с меньшей минимальной скоростью.
Балансировочная (установочная) скорость. (32...40 КМ/ч). На этой скорости параплан летит при отпущенных стропах управления. Увеличение балансировочной скорости ограничено из-за сложностей с сертификацией безопасности при асимметричных складываниях. Так что, если ваш аппарат летает на 40 КМ/ч при классе безопасности «стандарт», то его конструктора и тест-пилоты здорово потрудились.
Максимальная скорость. (40...55 КМ/ч) В парапланерном мире постоянно идет гонка за скорость. Скоростной параплан пробьет сильный ветер, быстро проскочит нисходящий поток и в итоге выиграет у более тихоходного соперника. Рост скорости ограничивают все те же требования безопасности при складываниях. Конструкторы же борются с ограничениями: изобретают новые, более устойчивые профили, доводят аэродинамику до совершенства, и уже добились вполне устойчивого полета на 55 КМ/ч.
В заключение «скоростного разговора» скажу: «чем шире, тем лучше». Выбирайте аппарат с более широким диапазоном скоростей. Запас карман не тянет. Может и пригодятся скорости и истребителя и черепахи. При анализе характеристик советую скептически относиться к рекламе. Обычно на сертифицированном аппарате есть табличка фирмы, проводившей испытания, и верные данные в этой табличке не всегда совпадают с рекламой в буклетах. Лучше всего хорошенько погонять аппарат самому, дать полетать более опытным друзьям и сравнить его с аналогами. Все станет ясно...
5. Управляемость. Тот факт, что на хорошо управляемом аппарате приятно летать, не вызывает сомнений. Остается разобраться, что такое хорошая управляемость.
Стропами управления мы можем изменять скорость и направление полета. Важной характеристикой являются допустимый ход управления и диапазон изменения скорости. Чем шире скоростной диапазон, тем более лихие маневры может закладывать пилот без боязни вызвать срыв потока.
Ход управления на параплане класса «стандарт» должен быть больше 60 см. Очень удобно управлять парапланом с небольшим и плавно увеличивающимся усилием на стропе управления и «упором» усилия перед срывом. В этом случае существенный рост нагрузки на стропах управления предупреждает пилота: «осторожно, близок срыв потока».
Критериями проверки управляемости служит серия маневров. Пилот выполняет «горку», серию разворотов и спиралей разной интенсивности. Оцениваются время выполнения маневра, потеря высоты, крен и колебания при входе и выходе из виража. Хороший параплан легко входит в вираж и устойчиво стоит в нем, сохраняя постоянными радиус поворота и скорость полета. Крыло должно «следовать за клевантой», позволяя пропорционально и точно менять радиус виража. Недостатками считается как избыточное «заныривание» параплана в поворот так и «выныривание» из него.
При «заныривании» параплан стремиться набрать скорость и перейти в глубокую спираль. Подобное поведение допустимо и даже удобно при лихом пилотировании, но не приемлемо при обработке потоков из-за существенных потерь высоты.
Правдивая история: Обрабатываю я как-то +4 М/с, и, неожиданно, подъем уменьшается. Эх растяпа! Потерял такой поток! И тут обращаю внимание на странное положение крыла и перегрузку. Осаживаю ретивого коня и под радостный стрекот прибора продолжаю набирать высоту. Поток на месте, подъем увеличивается.
При «выныривании» параплан теряет скорость при повороте, уменьшает угол крена и увеличивает радиус виража. Попытка ускорить поворот клевантой может закончится срывом потока. Подобное поведение мешает обработке потоков и ухудшает безопасность.
Отчего же зависит управляемость параплана? Из опыта конструирования и испытаний различных моделей парапланов можно сделать вывод о преимущественном влиянии трех факторов:
1. Закон затягивания клеванты. При сильном затягивании края крыла, параплан становится более поворотливым, но ухудшаются его срывные характеристики.
2. Аэродинамическая и геометрическая крутка крыла улучшает управляемость, но может уменьшить устойчивость к складываниям и поведению на опасных режимах полета.
3. Форма крыла при виде спереди (арочность) рис. 27
Классическое распределение по радиусу имеет минимальные потери из-за кривизны крыла, но частенько не обеспечивает должной управляемости.
«Домик» показал прекрасные показатели входа в поворот, но парапланы с таким законом арочности плохо демпфируют раскачку по крену.
Эллиптический закон распределения арочности позволяет получить компромисс между первыми двумя вариантами. Именно он чаще всего и используется.
Сейчас существует множество парапланов и каждый имеет свой характер - управляемость. Пробуйте, летайте и постарайтесь определить какой характер вам по душе.
6. Устойчивость. Очень важная слагающая безопасности. Устойчивый параплан сложнее ввести в опасный режим и легче вывести.
Устойчивость выбранного режима полета обеспечивается низким положением центра тяжести параплана. Этот тип устойчивости называют маятниковым и его основной характеристикой является скорость затухания колебаний (демпфирование). Улучшение демпфирования по тангажу (вперед-назад), в основном, осуществляется за счет аэродинамики крыла. Демпфирование по крену можно усилить, применив специальный закон арочности.
Устойчивость профиля крыла к складываниям можно улучшить, применяя специальные профили.
Подобные профили создают пару сил подкручивающую носик крыла на малых углах атаки. Сложность применения подобного профиля в огромном объеме доводочных работ. Нами было облетано 12 прототипов прежде, чем удалось найти компромисс между степенью устойчивости, скоростью и управляемостью параплана. Примером удачного применения этой технологии можно считать параплан «Корвет». Именитые французские тест-пилоты изрядно помучались пытаясь сложить крыло этого аппарата. В результате он прошел сертификацию по классу стандарт, имея удлинение 5,56.
Как вы видите, задача улучшения характеристик сложна и разнообразна, так как все они взаимосвязаны. Путь конструктора - поиск компромисса между противоречивыми требованиями летных характеристик и безопасности. И по тому, какие парапланы появляются на рынке, хочется верить в дальнейший прогресс безопасности.
Скорость и качество. Как их использовать?
А. Тарасов
...Глядя на парящий в небе параплан, редко задумываешься о том, насколько он ограничен в своих возможностях. Сегодня, во времена углепластиков и кевлара, планеры имеют качество не ниже сорока и по скорости иногда превосходят гоночные машины «Формулы l». Дельтапланы - и те способны летать в ураганный ветер.
Куда уж нам с нашими несчастными тряпочками, имеющими качество ниже десятки и скорость не больше пятидесяти пяти километров в час... Тем не менее во многих случаях параплан может летать намного лучше других безмоторных парителей. В чем здесь секрет?
Что такое поляра...
Как известно, эта незамысловатая кривая выражает зависимость между горизонтальной и вертикальной составляющими воздушной скорости. Пилоту-парапланеристу важно знать несколько важнейших точек поляры. Мысленно пройдем по ним в порядке возрастания горизонтальной скорости:
• Скорость срыва. Это левая граница поляры, медленнее этой скорости параплан летать не может. В среднем 20...22 км/ч.
• Минимальная скорость снижения. Как правило, ей соответствует малая горизонтальная скорость, в среднем 25...29 км/ч.
• Скорость максимального качества. При этой скорости отношение Vx/Vy максимально. В среднем 28...35 км/ч.
• Максимальная скорость. Как правило, достигается при брошенных клевантах. В среднем 34...38 км/ч.
• Максимальная скорость с акселератором. Это правая граница поляры... если у Вас есть акселератор. В среднем от 42 до 55 км/ч.
С помощью поляры (если она у Вас есть) можно легко определить качество Вашего параплана на любом полетном режиме. Достаточно взять по графику Vx и Vy на интересующем Вас режиме и найти их отношение - это и будет искомая величина. Еще проще находится угол планирования в спокойном воздухе. Проведите из начала координат прямую до пересечения с полярой - угол ее наклона будет равен углу наклона траектории Вашего крыла на этом режиме. А максимальному качеству соответствует касательная к поляре. Этот важный факт пригодится нам ниже, равно как и то, что поляра параплана обычно выпукла вверх.