Планер летит без помощи моторов и пропеллера. Планер получает разгон тем, что его тащат на тросе с какого-нибудь возвышенного места, Затем планерист использует встречные воздушные потоки, подставляя им под разным углом крылья планера. Таким образом создается подъемная сила.
Полет планера зависит от свойств воздушного потока. Поток может, например, быть равномерным и горизонтальным, т. е. все его частички имеют неизменную скорость и прямолинейное направление.
Разумеется, самый удобный для планериста воздушный поток — это отвесный восходящий поток. При этом летать на планере и управлять им можно неопределенно долго. Лети куда хочешь и сколько хочешь.
Но, к сожалению, такие течения слабы и чередуются с нисходящими, а потому далеко не безопасны.
Наклонный восходящий поток дает совершенно те же результаты, что и отвесный восходящий. Скорость такого наклонного потока можно представить (по известному правилу физики — правилу параллелограмма) в виде двух ее составляющих: горизонтальной составляющей и вертикальной. Горизонтальная составляющая позволяет совершать спокойное планирование, подобное планированию при равномерном горизонтальном воздушном потоке. Но полет при этом не будет непрерывно нисходящим, так как вертикальная составляющая заставит подниматься планер вверх. Вот почему при наклонном ветре получается тот же результат, что и при отвесно-восходящем. Только первый момент подъема и приземление зависят от горизонтальной составляющей скорости наклонного ветра.
Наклонные потоки воздуха вблизи обширных вод и обширных полей редки. Но бассейны воды (озера), окруженные сухой почвой, сильно нагревающейся днем и столь же сильно охлаждающейся при ясном небе ночью, — такие бассейны могут дать нисходящий поток днем и восходящий ночью. Происходит это потому, что водная поверхность остывает и нагревается медленнее, чем суша. За день почва нагревается сильнее воды. Поэтому над ней находятся более теплые слои воздуха, чем над водой. Теплые слои, как более легкие, начинают подниматься вверх. На их место перемещаются более холодные воздушные слои с водной поверхности. Так днем получаются восходящие потоки воздуха над землей и нисходящие над водой. За ночь почва остывает быстрее воды. Поэтому над водной поверхностью получаются более теплые, а стало быть, и более легкие слои воздуха. Они поднимаются вверх, а на их место идут слои воздуха, находящиеся над землей. Так ночью получаются восходящие потоки воздуха над водой и нисходящие над землей. Обратное будет над сухим островом, окруженным обширными волнами: здесь днем будет восходящий поток, а ночью — нисходящий. Значит, над озером планер может летать ночью, а над островом — днем.
На больших высотах наклонным потокам есть где разгуляться. Здесь они в общем равномернее, чем внизу. Но и здесь встречаются зоны несогласных по направлению воздушных течений, где происходят их столкновения и вихри, весьма опасные для планера. Эта зона иногда ясно дает знать о себе образованием облаков. Зона образования облаков — опасная зона. Летать нужно или много выше ее, или много ниже.
Наиболее сильный и постоянный наклонный поток получается у земной поверхности, когда ветер встречает гору. Наклон потока поблизости горы будет равен ее наклону. Но чем выше от земли, тем наклон этот слабее. Если ветер дует против горы достаточно сильно для поддержания планера и дует непрерывно, то так же непрерывен будет и полет. Пока дует сильный ветер против горы, до тех пор возможен полет над горою и несколько выше. Но если планерист уклонится от места восходящего потока, отлетит от горы и попытается лететь там, где его нет, то он немедленно будет принужден спуститься. Опасно также залетать на противоположный склон горы, где ветер нисходящий.
*
В летной практике мы имеем дело всегда с неравномерными воздушными потоками.
Развешанные флаги бьют — это указывает на неравномерность ветра и его периодичность. Ветер через некоторые промежутки времени то ускоряется, то замедляется. Направление его также непостоянно. Рассмотрим пока горизонтальный переменный поток, который правильно меняет свое направление.
Это будут громадные воздушные волны,
увлекаемые течением воздуха прямолинейно и горизонтально. Если планер приобрел скорость общего воздушного течения, то он как бы подвергается двум ветрам, дующим то спереди, то сзади. Вместе с тем его будет нести в какую-то одну сторону общее воздушное течение для данной местности. Тогда теоретически планер может летать неопределенно долго. Он может подыматься, опускаться, но неизбежно будет увлекаться общим воздушным течением. Он будет подобен плавающему телу, которое несет течение воды, или аэростату, увлекаемому ветром.
Как же в этом случае поддерживается равновесие планера, т. е. как предохранить его от падения на землю? Для этого, как известно, нужно всегда наклонно подставлять крылья планера против воздушного течения. А так как оно то и дело меняется, то и наклон крыльев должен быть обращен то вперед, то назад. Наклон этот должен меняться, как и направление воздушного потока. Сделать это довольно трудно, особенно когда ветер меняется слишком часто.
Более редкими колебаниями ветра пользуются парящие птицы, т. е. летающие почти без расхода мускульной энергии.
Птицы парят так. По мере изменения направления ветра они также поворачиваются против него, наклоняя ему навстречу крылья, так что ветер всегда стремится подымать их. Каждое изменение направления потока на противоположное соответствует одному повороту птицы на полкруга в горизонтальной плоскости. Перемена ветра не должна быть слишком быстрой, так как в противном случае птица не успевает сделать поворота. Обыкновенно парение возможно, если ветер меняется не чаще, чем через несколько секунд, и не реже, чем через несколько минут. Ни очень редкие изменения ветра, ни очень частые для парения непригодны. Первые не дают достаточно энергии, вторые неудобны по частоте.
Помимо такого кругового движения, парящая птица увлекается общим течением атмосферы. (Впрочем парение птицы возможно и без кругового движения. Тогда при порыве ветра птица увеличивает наклон крыльев.)
Я думаю, что подобно птице мог бы парить и планер особого устройства. Разумеется, планер не всегда успеет поворачиваться лицом к ветру, как птица. Поэтому удобнее просто изменять наклон его крыла.
 |
| Над рамой и сидением планера находится большое продольное крыло. При встречном потоке планерист подымает переднюю часть крыла. Когда же ветер дует в затылок, планерист наклоняет крыло в обратную сторону. |
Над рамой и сиденьем планера находится большое продольное крыло. Планерист, чувствуя дующий ему над землей и нисходящие над водой. За ночь почва остывает быстрее воды. Поэтому над водной поверхностью получаются более теплые, а стало быть, и более легкие слои воздуха. Они поднимаются вверх, а на их место идут слои воздуха, находящиеся над землей. Так ночью получаются восходящие потоки воздуха над водой и нисходящие над землей. Обратное будет над сухим островом, окруженным обширными волнами: здесь днем будет восходящий поток, а ночью — нисходящий. Значит, над озером планер может летать ночью, а над островом — днем.
На больших высотах наклонным потокам есть где разгуляться. Здесь они в общем равномернее, чем внизу. Но и здесь встречаются зоны несогласных по направлению воздушных течений, где происходят их столкновения и вихри, весьма опасные для планера. Эта зона иногда ясно дает знать о себе образованием облаков. Зона образования облаков — опасная зона. Летать нужно или много выше ее, или много ниже.
Наиболее сильный и постоянный наклонный поток получается у земной поверхности, когда ветер встречает гору. Наклон потока поблизости горы будет равен ее наклону. Но чем выше от земли, тем наклон этот слабее. Если ветер дует против горы достаточно сильно для поддержания планера и дует непрерывно, то так же непрерывен будет и полет. Пока дует сильный ветер против горы, до тех пор возможен полет над горою и несколько выше. Но если планерист уклонится от места восходящего потока, отлетит от горы и попытается лететь там, где его нет, то он немедленно будет принужден спуститься. Опасно также залетать на противоположный склон горы, где ветер нисходящий.
*
В летной практике мы имеем дело всегда с неравномерными воздушными потоками.
Развешанные флаги бьют — это указывает на неравномерность ветра и его периодичность. Ветер через некоторые промежутки времени то ускоряется, то замедляется. Направление его также непостоянно. Рассмотрим пока горизонтальный переменный поток, который правильно меняет свое направление.
Это будут громадные воздушные волны, увлекаемые течением воздуха прямолинейно и горизонтально. Если планер приобрел скорость общего воздушного течения, то он как бы подвергается двум ветрам, дующим то спереди, то сзади. Вместе с тем его будет нести в какую-то одну сторону общее воздушное течение для данной местности. Тогда теоретически планер может летать неопределенно долго. Он может подыматься, опускаться, но неизбежно будет увлекаться общим воздушным течением. Он будет подобен плавающему телу, которое несет течение воды, или аэростату, увлекаемому ветром.
Как же в этом случае поддерживается равновесие планера, т. е. как предохранить его от падения на землю? Для этого, как известно, нужно всегда наклонно подставлять крылья планера против воздушного течения. А так как оно то и дело меняется, то и наклон крыльев должен быть обращен то вперед, то назад. Наклон этот должен меняться, как и направление воздушного потока. Сделать это довольно трудно, особенно когда ветер меняется слишком часто.
Более редкими колебаниями ветра пользуются парящие птицы, т. е. летающие почти без расхода мускульной энергии.
Птицы парят так. По мере изменения направления ветра они также поворачиваются против него, наклоняя ему навстречу крылья, так что ветер всегда стремится подымать их. Каждое изменение направления потока на противоположное соответствует одному повороту птицы на полкруга в горизонтальной плоскости. Перемена ветра не должна быть слишком быстрой, так как в противном случае птица не успевает сделать поворота. Обыкновенно парение возможно, если ветер меняется не чаще, чем через несколько секунд, и не реже, чем через несколько минут. Ни очень редкие изменения ветра, ни очень частые для парения непригодны. Первые не дают достаточно энергии, вторые неудобны по частоте.
Помимо такого кругового движения, парящая птица увлекается общим течением атмосферы. (Впрочем парение птицы возможно и без кругового движения. Тогда при порыве ветра птица увеличивает наклон крыльев.)
Я думаю, что подобно птице мог бы парить и планер особого устройства. Разумеется, планер не всегда успеет поворачиваться лицом к ветру, как птица. Поэтому удобнее просто изменять наклон его крыла.
Над рамой и сиденьем планера находится большое продольное крыло. Планерист, чувствуя дующий ему в лицо поток, подымает посредством рычага переднюю часть крыла. Ветер давит на крыло и держит планер. Когда же ветер дует в затылок, планерист наклоняет крыло в обратную сторону, т. е. переднюю его часть опускает. Тогда опять давление потока — на крыло удерживает планер от падения.
На концах планера помещены два руля. Чтобы повернуть планер в ту или иную сторону, управляют то носовым, то кормовым рулем, смотря по направлению ветра.
Конечно, все это гораздо сложнее, чем здесь описано. Требуется особый навык планериста и специальное устройство планера. Но моя цель — только выдвинуть принцип парения, который испокон века используется парящими птицами.
Управлять рулями особенно трудно, когда ветер дует сзади, и потому проще было бы делать такие же круги, какие делают птицы, обращая всегда носовую часть планера против ветра. Однако для планера это практически осуществимо только в том случае, если ветер меняет свое направление не чаще, чем 1 раз в 1 мин. Но тогда энергия ветра может быть недостаточной для полета. Полет тем легче осуществить, чем чаще перемены ветра, чем короче его волновой период. Поэтому выгоднее изменять наклон крыла. Как достигнуть при этом устойчивости — другой вопрос. Его тоже можно решить.
*
Детский змей — тот же планер. Такие планеры в больших размерах и самой разнообразной формы применяются для исследования атмосферы. Подъем их достигал 10 км высоты. Недостаток этих планеров в том, что они стоят над одним пунктом местности и передвижение их весьма ограничено. Но можно сделать и путешествующий на нити планер, если нижний, земной конец ее привязать, например, к тележке.
Тележка может быть заменена лодкой или санями. Пассажиры могут находиться как в тележке, так и на планере. Внизу человек полезнее, так как он управляет движением экипажа или останавливает его в случае плохой дороги.
Полет змейковых планеров возможен и без связи с землей, но только когда над данной местностью возникают два горизонтальных, но несогласных воздушных потока. Возможен простейший случай. На небольшой высоте дует сильный ветер, а внизу — слабый, который примем за нулевой. Часто бывает, что внизу почти штиль, а на высоте 100—200 м дует свежий ветер. Если поместить теперь два одинаковых и связанных между собою планера — один на высоте скорого ветра, а другой внизу, в полосе затишья, то верхний планер потянет нижний, у планеров получится относительная их скорость, равная половине скорости верхнего ветра. Положим, скорость его 10 м в сек. Тогда верхний планер будет двигаться со скоростью 5 м/с. Конечно, и нижний, связанный с ним стальной проволокой, будет иметь такую же скорость. Таким образом обоим планеристам покажется, что ветер им дует навстречу со скоростью 5 м. При этом планеры надо расположить так, чтобы ветер дул бы верхнему планеру в лоб, и чтобы нижнему планеру направление этого ветра приходилось в затылок. Поэтому направление полета покажется обоим планеристам обратным.
 |
| Если поместить два связанных между собой планера — один на высоте скорого ветра, 1 другой внизу, — то верхний планер потянет нижний. |
Оба планера будут летать по направлению ветра со скоростью 5 м в секунду. Уклонения от направления ветра возможны, но ограничены небольшим углом.
Как поднятие, так и спуск затруднительны. Но мы касаемся только самой идеи такого полета, не претендуя на практическое его решение.
*
Описанные змейковые планеры отличаются весьма существенными преимуществами. Они обладают большой подъемной силой, так как наклон их к направлению ветра может быть гораздо больше, чем у аэроплана. Наклон крыльев (угол атаки) самолета ограничивается 2—5 градусами, а наклон змейкового планера может быть раз в пять больше. Подъемная сила же возрастает почти пропорционально наклону.
Конечно, планер уступает самолету в маневренности. Он находится в большей зависимости от направления ветров, ему труднее подняться и в особенности приземлиться. Кроме того скорость воздушных течений, несущих планер, намного уступает скорости аэроплана. Однако у змейковых планеров есть одно огромное преимущество, которое заставляет думать о практическом осуществлении их. В змейковых планерах мы действительно полностью осуществляем безмоторный полет.
Комментариев нет:
Отправить комментарий