Статьи

Турбулентность — невидимая опасность

Турбулентность — невидимая опасность

Атмосферная турбулентность может быть крайне опасна во время пилотирования купола. Для всех парашютистов важно понимать природу этого явления и его возможного воздействия на полет. Следует знать, как избежать турбулентности, и разбираться в эффективных техниках полета в ситуациях, когда она возникнет.

Основы аэродинамики для обсуждения явления турбулентности

  • Во время полета под куполом вы чувствуете поток, создаваемый в результате перемещения вашего тела и купола сквозь слои воздуха.

  • Подъемная сила создается потоком воздуха, обдувающим купол. Скорость потока может влиять на величину возникающей подъемной силы крыла.

  • Угол атаки — это угол, под которым поток проходит через конкретную секцию крыла. Как и изменение скорости полета, изменение угла атаки может повлиять на величину возникающей подъемной силы. При нормальном полетном режиме крыло имеет положительный угол атаки. Если угол атаки в какой-либо секции крыла приближается к нулю, эта часть не производит подъемную силу. Излишний (критический) угол атаки ведет к свалу. Отрицательный угол атаки может вызвать подъемную силу в «неправильном» направлении. Например, пилотажные самолеты могут летать в перевернутом положении, поддерживая отрицательный угол атаки.

  • Движение воздуха вдоль земли можно назвать атмосферным ветром. В нормальных условиях он влияет только на скорость и направление движения купола вдоль поверхности земли. Несмотря на убеждения некоторых парашютистов, устойчивый ветер не влияет на скорость полёта купола, угол атаки или любую другую составляющую его аэродинамических характеристик в полете; ни вы, ни ваш купол не сможете «почувствовать» атмосферный ветер во время полета. Единственным «ветром», который купол или пилот обычно чувствуют во время полета, является относительный поток, создаваемый движением купола сквозь воздух.

  • Скорость полета — это комбинация величины (модуля) скорости и ее направления (вектора). Если изменяется величина скорости ветра, направление или и то, и другое одновременно, можно сказать, что наблюдается изменение векторной скорости ветра.

Турбулентность возникает в условиях, когда имеются внезапные, резкие изменения векторной скорости атмосферного ветра. В отличие от устойчивого ветра, турбулентность может изменять скорость полёта крыла и угол атаки, тем самым изменяя подъемную силу крыла. Эти изменения могут влиять на все крыло сразу или на определенную его часть. Турбулентность может вызвать замедление, ускорение, поворот, подъем или нырок купола, а также незначительно или серьезно исказить форму купола.

Виды турбулентности

  • Если вы стоите на одном месте, и скорость ветра там меняется, это явление называется порывом. Сила порыва определяется разницей между установившейся и максимальной скоростями ветра. Большая разница обычно создает более опасные полетные условия.

  • Если вы перемещаетесь с одного места на другое, и скорость при этом меняется, то такое явление называется сдвигом ветра. Его вы можете ощутить в дни, когда на высоте открытия ветер сильный, но его интенсивность уменьшается ниже определенной высоты. Другим примером может стать ситуация, когда ветер дует в определенном направлении на определенной высоте, но ниже его направление меняется. Существуют примеры более масштабные: вы можете испытать это явление на той же высоте, но на протяжении километров во всех направлениях; такие условия могут длиться часами.

    Другие виды турбулентности включают в себя градиент ветра или порывы в меньших масштабах. Такие возмущения ограничиваются меньшей площадью, длятся в течение более короткого периода времени или существенно изменяются от одного момента к последующему. Вот некоторые примеры:

  • Механическая («ротор») — турбулентность, создаваемая на низких высотах такими препятствиями, как здания, деревья и горы. Механическая турбулентность обычно становится более интенсивной при сильном ветре и может вызвать существенную опасность на приземлении.

  • Спутный след (спутная вихревая зона) — турбулентность, создаваемая вихрями вращения, распространяющаяся на некоторое расстояние от крыла. Во время захода на приземление спутный след от других куполов или самолета может стать таким же опасным, как и механическая турбулентность.

  • Градиент ветра — непрерывное уменьшение скорости ветра на более низких высотах, вызванное трением между воздухом и землей. Градиент ветра оказывает не столь серьезное влияние на купол, но может стать причиной неожиданного, резкого ускорения на крайних 15–30 метрах снижения.

  • Термический поток (термик) — подъем массы воздуха, возникающий в случае, когда определенный участок поверхности земли излучает больше тепла, чем окружающий ландшафт. В большинстве случаев (не во всех) изолированные термические потоки не создают серьезную опасность для куполов.

  • Пыльный (песчаный) вихрь — вращающаяся масса воздуха, похожая на небольшой торнадо. Возникает обычно в жаркую погоду и представляет опасность для парашютистов. Пыльный вихрь в действительности является термальной активностью, как и некоторые другие виды турбулентности, но когда парашютисты говорят о «термиках», они, как правило, имеют в виду более доброкачественный тип активности, описанный в предыдущем пункте.

  • Грозы — создают множество типов турбулентности, которые могут быть очень серьезными и опасными даже для любого самолета.

Турбулентность обычно разделяют на слабую, умеренную, значительную и предельную. Эти классификации, как правило, относятся к явлениям, связанным с пилотированием самолетов. На парашют типа «крыло» турбулентность, как правило, влияет в большей степени, чем на большинство жестких крыльев. Турбулентность, которую мы считаем сильной, может считаться всего лишь умеренной другими пилотами.

Избегайте турбулентности

С механической турбулентностью мы наиболее часто встречаемся при пилотировании купола, и это, пожалуй, можно назвать самым опасным типом турбулентности. Очень важно избегать мест, где может возникнуть значительная механическая турбулентность. Это зоны над большими объектами, а также с наветренной и подветренной сторон от них. Действительный размер турбулентной зоны вокруг препятствий будет меняться в зависимости от их габаритов и формы, наличия других объектов в одной зоне и силы ветра. Хорошая оценка, как правило, производится с учетом высоты объекта. При умеренном и сильном ветре турбулентность над объектом может возникнуть на расстоянии, равном двум его высотам; с наветренной стороны турбулентность способна распространиться на расстояние, равное одной — двум высотам объекта; с подветренной — по меньшей мере десяти.

Для примера, если мы будет лететь над зданием высотой в 9-м, то попадем в турбулентность уже на 18-м от него. Если пролетим с наветренной стороны этого здания, то турбулентная зона начнется на расстоянии 9–18 метров. С подветренной же стороны этого здания мы попадем в турбулентность уже на расстоянии 90 метров от него.

Следует помнить, что эти цифры являются лишь грубо принятыми данными. Некоторые источники утверждают, что турбулентность может чувствоваться даже на расстоянии, эквивалентном 20 высотам объекта с подветренной стороны. К сожалению, парашютисты часто недооценивают эти расстояния вместо того, чтобы использовать более консервативные оценки. Приземляясь вблизи большого объекта в сильный ветер, они искренне удивляются, попадая в турбулентную зону.

Спутная вихревая зона простирается позади купола вдоль траектории полета. Значительный эффект может наблюдаться на расстоянии больше 15-м от купола, вызывающего эту турбулентность. Спутный след очень быстро рассеивается, но вы все еще можете поймать турбулентность, следуя по траектории движения другого купола с интервалом в несколько секунд. Поэтому очень важно избегать полетов на низкой высоте близко к каким-либо пилотам, особенно во время выхода на финальную прямую и приземления. Самолеты оставляют гораздо больший, стойкий и длинный спутный след в отличие от парашютов.

Термические потоки часто возникают в жаркие дни в зонах над темными поверхностями, такими как асфальт. Хотя на некоторых ДЗ могут возникнуть чрезвычайно сильные термические потоки, в большинстве случаев они представляют собой минимальный риск по сравнению с другими опасностями. К сожалению, парашютисты часто путают термические потоки с другими видами турбулентности такими, как механическая турбулентность от объектов в зоне приземления с их наветренной стороны. Может обернуться проблемой ситуация, когда спортсмен становится вынужденным принять ненужные риски, пытаясь избежать предполагаемые «термики». Например, кто-то может начать заход на свою финальную прямую очень близко к каким-либо объектам / препятствиям для того, чтобы избежать пролета над рулежной дорожкой. Как правило, не стоит идти на компромисс с другими аспектами безопасности ради избегания термических потоков.

В то время как термики сами по себе обычно не представляют опасность, с песчаными вихрями дела обстоят совершенно иначе. Также как торнадо, они могут формировать вращающиеся видимые столбы песка и мусора. Причем вихри могут распространяться на сотни и даже тысячи метров выше этих видимых зон. В некоторых ситуациях пылевые вихри наоборот могут быть трудно различимы. Обычно они перемещаются вместе с ветром, поэтому при обнаружении турбулентности этого типа лучшим решением будет улететь подальше от нее в направлении по ветру или поперек ветра. Информация и советы от опытных местных парашютистов могут быть очень ценными в местах, где эти явления распространены.

Грозы (грозовой фронт) образуются в результате масштабной термической активности в атмосфере и вызывают сильную турбулентность, способную распространиться на значительные расстояния от видимой зоны шторма. Каждый раз, когда поблизости возникают грозы, или погодные условия свидетельствуют о вероятности её появления, принимайте благоразумное решение прежде, чем сесть в самолет. Такие большие тяжелые самолеты, как коммерческие авиалайнеры, намного более устойчивы к воздействию турбулентности, чем парашюты типа крыло, но даже пилоты таких воздушных судов обычно стараются оставаться в нескольких километрах от крупных грозовых фронтов. Также как в случае с пылевыми вихрями при прыжках на ДЗ, где грозы являются частым явлением, вам стоит полагаться на мнение опытных местных спортсменов.

Полет в зоне турбулентности

В некоторых случаях турбулентность может стать причиной складывания купола или неожиданной потери его нормальной формы. Поскольку это может оказаться самым заметным её проявлением, парашютисты часто уделяют особое внимание необходимости поддержания внутреннего давления в куполе в условиях турбулентности. К сожалению, эта философия может иметь нежелательные последствия.

Например, многим спортсменам говорили, что в случае попадания в зону турбулентности, им следует прибрать СУ на 25–50%, чтобы избежать складывания. Похоже, это работало при пилотировании старых куполов, но современные крылья лучше справляются с турбулентностью в полном режиме и, более того, могут быть подвержены ей сильнее при натянутых клевантах.

Очень важно понимать, что купол может быть подвержен значительной турбулентности, не испытывая при этом складывания или каких-либо искажений формы купола. Турбулентность может привести к неожиданной и нежелательной смене направления полета или потере высоты, даже не имея видимых проявлений на куполе. В сущности, большинство явлений, которые мы испытываем под куполом при турбулентности, идентичны воздействиям аналогичных условий на жесткое крыло самолета. Последствием турбулентности можно назвать не столько потерю внутреннего давления крыла, сколько внезапные изменения скорости или угла атаки, затрагивающие его или его секцию.

Как и в любой другой ситуации, полет купола должен быть вашим главным приоритетом в турбулентных условиях. Если купол неожиданно начинает вращаться, нырять вниз или резко снижаться (падать), вы должны быть готовы отреагировать на эти изменения и сохранить следование по выбранной траектории, особенно на низких высотах. Даже если купол начал складываться, а в большинстве случаев это происходит не по всей его площади, и поэтому он способен очень быстро восстановиться. Предотвращение ныряния или вращения купола позволит сохранить время для восстановления. Попытка сохранить внутреннее давление купола или вновь наполнить секции, подверженные складыванию, может отвлечь вас от более важного — контроля вашего направления и скорости снижения.

Если турбулентность стала причиной вращения или пикирования на низкой высоте (у земли), примените мягкие, но точные (решительные) вводы клевант, чтобы:

  1. Остановить или уменьшить любую внезапную потерю высоты.

  2. Сохранить положение купола параллельно земле и в выбранном направлении, предотвращая разворот (поворот) или крен (снос).

  3. Вести купол в чистую безопасную зону.

Например, если купол резко (стремительно) накреняется или вращается в правую сторону в момент, когда вы уже на финальной прямой, мягко, но быстро натяните противоположную (левую) клеванту настолько, насколько это необходимо для восстановления ровного положения купола и остановки вращения. Если у вас достаточно высоты, чтобы сделать это безопасно, плавно вернитесь на свою исходную траекторию.

Если купол внезапно ныряет или клюет в течение, по крайней мере, нескольких секунд на финальной прямой, вам следует начать выполнение подушки немного раньше, чтобы остановить эти явления и минимизировать потерю высоты. Если вы почувствуете резкий поворот или падение (снижение) после начала выполнения подушки, продолжайте работать клевантами. Сконцентрируйтесь на безопасной зоне приземления впереди и постарайтесь вести купол по прямой, опуская обе клеванты вниз.

Если купол начинает подниматься во время выполнения подушки, также следите за площадкой приземления впереди и продолжайте натягивать клеванты.

Всегда будьте готовы к жесткому приземлению и выполнению переката при пилотировании в зоне турбулентности. В таких условиях ваше приземление может оказаться гораздо более жестким, чем вы ожидали, поэтому перекат может стать необходимостью.

Следует быть готовым выполнить любые из этих действий в случае сильной турбулентности вблизи поверхности земли; однако, конечно же, не является необходимостью реагировать таким образом на каждый незначительный скачок, который почувствуете. Полет в полном режиме обычно уменьшает воздействие турбулентности, которую вы главным образом почувствовали, и делает эти воздействия менее серьезными. Во время выполнения поворотов в условии турбулентности, особенно на низкой высоте, обеспечьте их плавность и стабильность. Резкие, оборванные повороты делают купол более чувствительным к турбулентности.

Высококлассные приземления

Парашютисты, практикующие свуп-приземления, иногда ощущают турбулентность в меньшей степени, чем спортсмены при более консервативных приземлениях. Это предполагает, что скоростное приземление в условиях турбулентности является преимуществом, но не стоит забывать также и о существующих недостатках. В первую очередь, если вы раньше никогда не практиковали скоростные приземления, то не стоит рисковать с этим в подобных погодных условиях.

Многие парашютисты при скоростном пилотировании практикуют развороты купола в целях увеличения скорости. Как мы заметили раньше, купол может быть более чувствительным к турбулентности во время выполнения разворота. Прежде всего в условиях турбулентности спортсмены, выходящие на финальную прямую стандартным, консервативным способом или плавным «карвом» на передних СК, меньше рискуют, чем любители быстрых, энергичных низких разворотов более чем на 90 градусов.

Еще раз повторим, что скорость ветра сама по себе не может изменять аэродинамику купола, включая значение высоты, необходимой для восстановления после какого-либо маневра. Эта величина известна как длина дуги восстановления. В отличие от стабильного ветра, турбулентность способна влиять на эту характеристику. Поскольку воздействия турбулентности трудно предсказуемы, парашютистам, практикующим высокоскоростные приземления, следует быть предельно внимательными и сконцентрированными всякий раз, когда имеет место значительная турбулентность.

Натягивание передних СК в некоторой степени меняет форму купола и может сделать его более чувствительным к турбулентности. Если во время приземления на передних СК вы почувствуете внезапное уменьшение сопротивления на них, плавно отпустите СК и перейдите к более консервативному заходу.

Если стропы купола слишком короткие, он может «хромать (спотыкаться)» или «брыкаться (дергаться)», когда передние СК натянуты. Хотя это раздражает и может уменьшить эффективность вводов СК, это, как правило, не опасно в спокойном воздухе. Однако «хромание» может быть усиленно в турбулентных условиях, возможно даже до потенциально опасного состояния.

Влияние размера купола и загрузки на полет в условиях турбулентности:

И большие, мало загруженные купола, и маленькие с высокой загрузкой имеют конкретные достоинства и недостатки в условиях турбулентности.

Большие купола и/или маленькая загрузка

Недостатки

пилот может испытывать «скачки». Большие купола могут деформироваться или «дышать» больше, чем купола с меньшей площадью и с большей загрузкой.

Преимущества

турбулентность оказывает обычно меньшее воздействие на всей протяженности полета. Любые неожиданные повороты или пикирование (падения, ныряния) происходят гораздо плавнее и обеспечивают пилоту больше времени на реагирование. Купол может вообще не отреагировать на частичное складывание.

Маленький купол и/или высокая загрузка

Преимущества

более плавный заход, пилот может чувствовать небольшие «скачки». Купол меньше склонен к искажению/деформации или «дыханию».

Недостатки

если пилот испытывает значительную турбулентность, воздействие на полет купола может быть более радикальным. Может произойти неожиданное изменение направления, и спортсмену необходимо будет очень быстро отреагировать, чтобы избежать излишнюю потерю высоты. Жесткое приземление — риск получения травм.

Некоторые купола так же, как и некоторые самолеты, имеют отдельные преимущества перед другими в условиях турбулентности, но все, что летит, может быть подвержено турбулентности. Каждый парашютист должен понимать характерные преимущества и недостатки своих куполов и конкретные риски, с которыми он может столкнуться при пилотировании в условиях турбулентности.

Важность хорошей оценки возможностей

Важно с особым трепетом отнестись к планированию прыжка, в частности, когда имеет место турбулентность. Вам следует оценить условия приземления и риски, с которыми можно столкнуться. Насколько сильный ветер? Сильнее ли тех, при которых привыкли прыгать раньше? Возникли ли у остальных парашютистов проблемы с пилотированием в нынешних условиях? Рассмотрите свой текущий уровень подготовки и предыдущий опыт. Остаются ли на земле спортсмены с большим опытом, чем у вас? Действительно ли стоит так сильно рисковать ради нескольких прыжков или следует подождать улучшения условий? Даже если ДЗ хочет поднять в небо еще один взлет, а остальные парашютисты хотят в этом взлете оказаться, не нужно всецело доверять их мнению, если ваши инстинкты подсказывают иное (остаться на земле).

Заключение

Обучение является важным защитным элементом против опасностей турбулентности. Парашютисты должны понимать причины ее возникновения и потенциальные воздействия на их купола. Им также следует знать, как избежать ситуаций, в которых вы сталкиваетесь с сильной турбулентностью.

Подготовка также необходима. Каждый парашютист должен знать конкретные действия при попадании в зону турбулентности.

Анализ или хорошая оценка также крайне важны. Лучшие спортсмены могут пойти на просчитанные риски для проверки своих способностей, но они всегда будут избегать ненужных рисков, которые ведут к несущественным выигрышам/результатам.

Источник
performancedesigns.com
Перевод
Екатерина Северенкова
Автор: Scott Miller

Если вы считаете эту статью интересной и полезной, поделитесь ею в социальных сетях на личной странице или в вашей группе. По всем интересующим вопросам можете обращаться по адресу info@skycenter.aero
С уважением Ваш Skycenter