5.2. Полеты в термиках

При прямолинейном планировании о наличии термика сначала свидетельствуют отдельные толчки и броски. Когда дельтаплан входит в термик в направлении его центра, его нос опускается и шум крыла стихает; аппарат в это время пересекает зону нисходящего потока, расположенную по периферии восходящего термического потока. После просадки, длящейся несколько секунд, нос аппарата резко поднимается, и пилот по увеличении действующей на тело нагрузки ощущает возрастание скорости подъема аппарата. Если полет продолжается по прямой, то рост скорости прекращается и пилот не ощущает больше дополнительных нагрузок. При небольшой высоте можно наблюдать за тем, как удаляется земля, но выше 200-300 м зрительно можно воспринимать только очень сильный подъем со скоростью 2-3 м/с. Лицо, руки, тело пилота омываются теплым потоком, температура которого на 4-5°С выше температуры окружающего воздуха, но через несколько секунд и это ощущение, став привычным, исчезает. Человек практически лишен ощущений, которые позволяли бы ему судить о продолжительном подъеме, поэтому при полетах в термике пилоту необходим прибор - вариометр. Продолжительно набирать высоту в прямолинейном полете невозможно. Через 100-200 м полета пилота опять ожидает просадка, толчки и болтанка - дельтаплан покидает термик.

Рис. 5.5. Распределение скорости в восходящем потоке термика и радиус спирали. Термики: 1 - сильный; 2 - обычный; 3 - узкий

Явления, происходящие при входе в различные термики и при выходе из них, в значительной мере отличны друг от друга. Иногда вход в зону восходящего потока почти неощутим для пилота, и он с удивлением обнаруживает подъем по показаниям своего прибора. Но случается и так, что на границе термика пилота, попавшего сюда, встречает такая сильная турбулентность, что ему приходится прилагать максимум усилий, чтобы восстановить полетный режим ставшего вдруг неуправляемым аппарата. Толчок и броски могут продолжаться и внутри термика - это так называемый трясучий термик. Для Венгрии трясучий термик является наиболее типичным. Но сила тряски очень редко и лишь на секунды превышает тот уровень, при котором теряется управление аппарата. Спокойный термик является довольно редким явлением, с ним можно встретиться во второй половине дня в штилевую погоду летом. Представим себе, что дельтаплан пересекает термик по диаметральному направлению со скоростью 10 м/с. Исходя из рисунка 5.5, легко рассчитать, что через так называемый обычный термик диаметром 300 м дельтаплан пролетит за 30 с, через узкий термик - за 10-20 с, а через плоский термик - за 1 мин. За один пролет через термик можно выиграть высоту 30-40 м, но для того чтобы иметь продолжительный подъем, надо выполнять спирали.

Спирали выполняют для поиска зоны наибольшей скорости подъема. Для этого необходимо учесть следующих два момента:

1. Чем меньше радиус выполняемых виражей, т. е. чем уже спираль, тем больше приближение к наиболее мощной восходящей части термика - его ядру.
2. Чем меньше скорость снижения при выполнении виражей, тем большая часть вертикальной скорости восходящего потока расходуется на подъем аппарата. Следовательно, выполняя спирали, необходимо лететь со скоростью, соответствующей минимальной вертикальной скорости крыла, независимо от крена дельтаплана. Однако эта скорость лишь едва превышает скорость сваливания, поэтому в трясучих термиках, вблизи других дельтапланов или склона, целесообразно летать со скоростью, несколько большей скорости минимального снижения. На рис. 5.5 указаны радиусы виража и соответствующие им значения угла крена дельтаплана при условии, что спирали выполнены при скорости, соответствующей минимальной скорости снижения аппарата.

На практике вместо величины крена или радиуса виража чаще употребляют время T, необходимое для выполнения одного виража. Из сопоставления диаметров термиков и спиралей становится ясным, что даже при крене 10° дельтаплан может остаться в ядре узкого термика. Этот крен увеличивает скорость снижения лишь на 3%, но даже ее 10%-ное увеличение, получаемое при крене 20°, ощутить практически невозможно (см. рис. 2.21). Это означает, что для парящих полетов в термиках необходимо отрабатывать четкое выполнение относительно пологих виражей большого диаметра. Небольшие углы крена трудно оценивать, поэтому рекомендуется при выполнении таких виражей вести счет на секунды. Оптимальные спирали выполняют за 20-30 с. Выполнять еще более пологие спирали трудно, так как даже небольшие изменения угла крена сильно искажают их траекторию.

Рис. 5.6. Возможности выполнения спиралей в термике, имеющем более одного ядра

До последнего времени термики классифицировали так же как в планерном спорте. Термический поток диаметром до 150 м считали узким, так как для того, чтобы планер набрал высоту, ему необходимо дать крен 45°, при котором скорость снижения значительно возрастает. При таком крене дельтаплан может совершать спираль с радиусом в 5 раз меньше радиуса спирали планера, поэтому дельтапланеристу важно знать более тонкую структуру термика.

На рис. 5.6 показана структура термика, имеющего более одного ядра и неравномерное поле восходящего потока. У пилота-дельтапланериста в таком случае имеется возможность выбора. Может оказаться выгодным выполнять пологие спирали в полете продолжительностью 30 с, сохраняя при этом стабильную среднюю скорость подъема и трижды пересекая за это время зону восходящего потока. С другой стороны, можно попытаться удержать аппарат в зоне самого сильного подъема, совершая полет по спирали малого радиуса за 10 с. Ядро внутри термика "живет", оно перемешивается, исчезает, вновь образуется, поэтому пилот, выполняющий спирали, пользуясь первым способом, может оказаться в более благоприятном положении. После входа в восходящий термический поток необходимо продолжить прямолинейный полет в течение 5-10 с, а затем начать выполнение спирали. Если при прямолинейном полете термик стремится накренить аппарат в сторону, то спираль следует "закручивать" в противоположную сторону. Если кренящий момент термика настолько велик, что начать полет по спирали в противоположную сторону можно только после "борьбы" с ручкой управления и лишь со значительным опозданием, то лучше покинуть зону подъема (рис. 5.7,б). По расположению предметов на местности или ориентированию по горизонту необходимо запомнить направление, при котором был ощутим самый сильный подъем! Когда дельтаплан развернется от этого направления на 270°, следует прекратить разворот и "расширить" зону поиска. Нос дельтаплана направлен сейчас в сторону направления максимального подъема. После 5-10 с полета по прямой надо начинать разворот, совпадающий по направлению с предыдущим! Если в спирали не отмечается изменения подъемной силы, то аппарат, вероятно, находится в центре восходящего потока и в дальнейшем увеличивать радиус спирали следует лишь тогда, когда появится ощущение изменения подъемной силы. Основное правило при проведении этих маневров: при входе в восходящий поток увеличивать, а при выходе в нисходящий поток уменьшать радиус виража (рис. 5.7,в)! Эффективным, но требующим большого опыта маневром нахождения ядра термика является маневр с изменением направления разворота в противоположную сторону (рис. 5.7,г).

Рис. 5.7. Маневры в термиках: а,в - расширение спирали; б - снижение; г - изменение направления разворота в противоположную сторону

По отношению к парящим полетам в динамическом потоке обтекания полеты в термиках требуют значительно большего опыта. Правда, здесь многое совпадает с условиями оптимального использования потоков обтекания. Тот, кто летает со слишком большой скоростью, не доводя ее до скорости, соответствующей минимальному снижению дельтаплана, не сможет успешно набирать высоту как над склоном, так и в термиках. В обоих случаях, выполняя парящие полеты, не следует управлять аппаратом слишком частой работой ручки управления. Если пилот часто кренит аппарат то в одну, то в другую сторону или все время берет и отдает от себя ручку управления - одним словом, "накачивает" высоту, то он не только увеличивает скорость снижения аппарата, но и лишает себя возможности ощущать скороподъемность, непрерывно изменяя крен, угол атаки, испытывая ускорение, вызываемые скольжением.

Ощущение подъема при парении в термиках довольно своеобразно.

Летая над склоном, сопоставляя скорость ветра и характеристики склона, можно сделать вывод о месте нахождения зон восходящего потока, они будто бы становятся видимыми. При парении в термиках ускорения, испытываемые пилотом, дают представления о подъеме. В дальнейшем при выполнении маневров имеющуюся картину восходящих потоков надо постоянно корректировать.

В качестве тренировки перед полетами в термиках очень полезно сначала "попарить" в воображении, т. е. поупражняться в сужении и расширении спиралей в различных предполагаемых ситуациях с помощью карандаша и бумаги.

Чтобы хорошо летать в термиках, надо грамотно пользоваться вариометром. Некоторые вариометры дают показания вертикальной скорости с запаздыванием на 10-20 с. Практика показывает, что парящие полеты можно совершать даже с простейшими вариометрами, грубо оценивающими среднюю величину вертикальной скорости, с запаздыванием на 5 с. Вариометр служит в первую очередь для контроля; зону восходящих потоков пилот может определить без помощи приборов на основе ощущений вертикальных ускорений и по изменению шума воздушного потока. Значит, определять траекторию полета в термиках следует на основе ощущений, с контролем (1-2 раза) режима полета по вариометру на вираже. Пилот, "загипнотизированный" показаниями прибора, теряет возможность оценивать структуру термика, кроме того, слежение за стрелкой отвлекает его от постоянного наблюдения за летающими вместе с ним другими пилотами.

Начинающему пилоту при полетах в термиках предстоит встреча с рядом неприятных обстоятельств. Болтанка, встречающая пилота на границе термика и в нем самом, не означает неиспользованный восходящий поток. При входе в термик сначала необходимо сосредоточиться на выполнении непрерывных спиралей с постоянным радиусом и креном. Радиус можно увеличивать лишь после выполнения двух-трех спиралей, лишь после того, когда с большой уверенностью определено место максимального подъема. Если подъем длится только 3-4 с, это означает, что термик слишком узок, и только пилот с большим опытом парящих полетов сможет выполнять "узкие" спирали. Пилот, осваивающий парящий полет, должен стараться, чтобы он проходил со средней скоростью подъема, выполнять пологие простые спирали (20 с), не затрачивая усилия на кратковременные подъемы продолжительностью 1-2 с. Лишь приобретя соответствующий опыт, пилот может переходить к выполнению спиралей с малым радиусом и использованию маневра изменения направления разворота в противоположную сторону.

Пилот, впервые оказавшийся на большой высоте, несмотря на теоретические знания и логические доводы, ощущает чувство неуверенности. Он хорошо понимает, что ничто не могло измениться (ни воздушный поток, ни аппарат), однако он управляет дельтапланом скованно, и ему снова хочется очутиться, как можно ближе к склону. Эти чувства можно считать совершенно естественными. На высоте 50-100 м всегда была возможность наблюдать за чем-то возвышающимся над поверхностью: вершиной горы, деревьями, столбами и другими ориентирами. С высоты в несколько сот метров предметы на местности сглаживаются и нет ничего, на что можно было бы ориентироваться. Выходом из этого непривычного положения является отвлечение внимания. Пилот может начать отсчет времени выполнения спиралей, наблюдение за положением горизонта или за местностью, открывающейся внизу под ним, и стараться, чтобы вращение было равномерным. Неуверенность пилота тут же пропадает, как только вблизи него появляется пилот на другом дельтаплане.

Пилота, привыкшего к полетам в спокойной обстановке, может напугать необычная сила болтанки в термиках. От волнения он судорожно цепляется за ручку управления и, боясь очередного толчка, теряет способность сохранить подъем. Его боязнь может быть оправдана, если происходит неоднократная потеря несущей способности купола, предупреждающая о турбулентности опасной степени. Такие термики необходимо покидать. У большинства термиков болтанка, приводящая к потере управления, означает границу термика или приближение к ней. Ядро термика, как правило, спокойно. Чем лучше пилот использует восходящий поток и набирает большую высоту, тем в более "мягких" условиях он, как правило, оказывается. В слабых термиках на малой высоте, обеспечивающих хотя бы нулевую скорость снижения, надо не терять настойчивость и выполнять спирали. Иногда требуется подождать 10 мин, пока начнется небольшой, почти незаметный подъем, и лишь позже он переходит в более мощный.

"Прыжок" в термик требует особого внимания, терпеливости и осторожности. Если погода благоприятствует, термические пузыри постоянно отрываются от склона. Большинство таких пузырей представляет собой так называемые "трясучие" тепловые пузыри небольших размеров, существующие короткое время. Все-таки стоит использовать даже эти "термики-козлики", ведь набрав высоту будет легче найти сильные восходящие потоки. Порывы ветра также говорят об образовании термика. При ветре, недостаточном для парения, стартовать можно, когда интенсивное раскачивание деревьев подсказывает, что идет порыв. Летая над склоном, можно наблюдать, что деревья и кусты в отдельных местах качаются сильнее и снизу вверх по ним пробегают волны, что предвещает появление термика. В данной местности при благоприятных погодных условиях термик образуется в определенных местах. Путем картографирования мест расположения этих своеобразных "фабрик термиков" можно с большей вероятностью находить восходящий поток.

Измерения, проведенные с самолетов, показали, что самая сильная турбулентность образуется над склонами высотой несколько сот метров. Таким образом, из-за близости склона и наличия других аппаратов необходимо избегать излишнего маневрирования и, в первую очередь, выполнения крутых разворотов, которые могли бы привести к возникновению опасных ситуаций.

При полете на дальность после достижения основания облака, пилот должен лететь в определенном направлении и искать другой термик. О том, как строить маршрут, определять скорость полета, учитывать влияние восходящих и нисходящих потоков, имеется достаточно рекомендаций [6, 16]. Эти рекомендации и методы расчета выработаны применительно к полетам пилотов-планеристов. Рекомендации направлены на достижение максимальной средней скорости. Из-за относительно низкого аэродинамического качества дельтапланов главным для дельтапланеристов является достижение ближайшего термика, поэтому они стараются пролететь между термиками с максимальным аэродинамическим качеством. Главное правило при перелете между термиками состоит в том, что в нисходящей зоне и при лобовом ветре скорость должна быть больше скорости максимального качества, а в восходящей зоне и при попутном ветре необходимо выдерживать скорость меньшей скорости максимального качества.