悬挂式滑翔是如何工作的

由:Craig freudrich博士

极限运动图片库悬挂式滑翔机Ramy Yanetz飞越b里约热内卢de Janiero。查看更多极限运动图片
照片礼貌Ramy Yanetz

想象一下,像鹰一样在离地数千英尺的高空翱翔。虽然空气有点冷,但景色壮丽,孤独令人放松。你寻找上升气流来保持你在高空,这样你就可以享受这种感觉好几个小时。这就是悬挂式滑翔的体验。

悬挂式滑翔机的机翼,叫做三角翼悬挂式滑翔机机翼是美国宇航局工程师出身弗朗西斯悬挂式滑翔机的20世纪60年代对风筝和降落伞的研究。罗加洛曾提议将机翼作为航天器返回地球的一种方法。三角翼降落伞重量轻,耐用,机动性强。后来,约翰·迪肯森、比尔·莫耶斯、比尔·班尼特和理查德·米勒将罗加洛翼发展成为现代悬挂式滑翔机,并发起了一项非常受欢迎的运动,全世界数百万人都参与了这项运动。

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悬挂式滑翔机实际上是三角形的翼型这是一种经过改装的降落伞(被称为降落伞)灵活的翅膀)由尼龙或涤纶织物制成。三角形的形状是由坚硬的铝管和电缆维持的,设计的目的是让空气流过表面,使机翼上升。更新、高性能的悬挂式滑翔机设计使用a刚性翼用坚硬的铝支柱内部的织物给它的形状,消除了支持电缆的需要。

悬挂式滑翔常与滑翔伞混淆,尽管这两项运动彼此有很大的不同。请查看跳伞文章、视频和图片,点击探索号“无畏星球”了解更多信息。

在这篇文章中,我们将研究悬挂式滑翔运动。我们将向您展示飞机的细节,所涉及的设备,如何驾驶它以及如何成为一名合格的悬挂式滑翔机。

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驾驶悬挂式滑翔机

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悬挂式滑翔机在赛马岭,北卡罗来纳州
照片礼貌小鹰风筝

为了发射,飞行员必须跑下一个斜坡,让空气以每小时15到25英里(每小时24到40公里)的速度流过机翼。空气在机翼表面的运动产生电梯这是一种对抗重力并使滑翔机保持高空的力量。一旦在空中,重力(悬挂式滑翔机和飞行员的重量)将滑翔机拉向地球,并推动滑翔机向前,不断地使空气流过机翼。

除了空气的水平运动外,悬挂式滑翔机还可以从上升的气流中获得升力,例如热空气柱(热程)或因山区或山脊地形而向上偏转的空气(岭电梯)。当悬挂式滑翔机和飞行员在空中飞行时,他们会与空气分子发生碰撞。这些碰撞产生的摩擦力被称为,使滑翔机减速。阻力的大小与悬挂式滑翔机的空速成正比:滑翔机移动得越快,产生的阻力就越大滑翔机的工作原理详情)。

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飞行员如何操纵悬挂式滑翔机

soarplane滑翔机,这三种力(升力、阻力、重力)的平衡决定了悬挂式滑翔机能飞多高、能飞多远、能在空中停留多久。悬垂式滑翔机的性能和飞行距离是由它的阻力决定的滑移率升力和阻力系数),向前移动的距离与垂直移动的距离之比下降。与翱翔式滑翔机不同,悬挂式滑翔机既没有可移动的机翼表面,也没有尾翼来偏转气流和操纵飞行器。相反,飞行员被悬挂在悬挂式滑翔机的质心(因此术语“悬挂”滑翔机)通过安全带的方式,操纵悬挂式滑翔机通过转移他或她的体重(改变质心)在预定的转弯方向。

飞行员还可以改变机翼与水平轴的夹角(迎角),它决定了悬挂式滑翔机的空速和滑翔比。如果飞行员向后拉滑翔机,将机头向下倾斜,滑翔机就会加速。如果飞行员向前推动滑翔机,使其机头向上翘起,滑翔机就会减速甚至失速。失速时,机翼上没有气流,因此滑翔机无法飞行。

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悬挂式滑翔运动设备

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悬挂式滑翔机的部件

悬挂式滑翔的基本装备包括滑翔机本身、安全带和头盔。此外,一些飞行员有仪器和应急备用降落伞。

悬挂式滑翔机

基本悬挂式滑翔机(灵活的翅膀)由以下结构组成:

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铝管(飞机级)-构成滑翔机的骨架

  • 领先的管(2) -形成三角形
  • 龙骨-等分三角形的前角(鼻部)
  • 横梁-从鼻子向后坐,并通过将龙骨与前缘刚性连接来提供支撑
  • 控制杆-较小的三角形管,在龙骨下方和横杆后面以直角连接,飞行员用来操纵滑翔机

-飞面,通常由尼龙或涤纶制成

主梁-附在控制杆另一侧的龙骨上,支撑滑翔机顶部的电线

钢丝(飞机级)-支持滑翔机上的各种重量和应力

  • 鼻子电线(2) -将机头与控制杆连接
  • 后面的电线(2) -将控制杆连接到龙骨后部
  • 前电线(2) -将控制杆与前缘管和横杆的连接处连接
  • 着陆电线(4) -连接王柱与鼻梁,龙骨的背面和每个横梁的前缘连接
  • 塑料压条-插入到帆的口袋中,使某些地方变硬

组装滑翔机:控制杆(左),连接线(右)。点击图片查看大图。

铝管是铰接的,这样滑翔机可以很容易地组装和折叠运输。基本上,飞行员打开滑翔机,组装操纵杆,展开横杆,拉伸帆,装配各种电线,插入木条。

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双人悬挂滑翔。学生(前)系带背带,而教练(后)系包式背带。
照片礼貌Footlaunched

利用

利用附在滑翔机的质心上,就在操纵杆后面。它将飞行员悬挂在滑翔机上,使他或她能够自由地移动。安全带有多种风格,可以使飞行员保持俯卧姿势。有些是隔热的,特别适合高空飞行。

安全设备

最基本的安全装备是头盔,保护飞行员的头部。其他安全设备包括护目镜用于保护眼睛和减少眩光(类似于滑雪护目镜)备用降落伞通常用于高空飞行(几千英尺高空)。

仪器

一些飞行员携带仪器,如飞机测高计,以记录滑翔机的高度,还有可变电感器它可以跟踪滑翔机的爬升或下降率。除了视觉显示外,变量表还有音频显示,这样飞行员就不必看表盘来知道他的上升或下降速度。变差计和高度表对高空或长途(越野)飞行尤其重要。

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基本飞行

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一名飞行员跑去发射他的悬挂式滑翔机。

几年前,我上了一堂基本的悬挂式滑翔课小鹰风筝在北卡罗来纳州的Jockey's Ridge,这是一个大沙丘(80到100英尺/ 24到30米高)。我们这节课的目标是起飞,沿着山脊直线飞行,然后垂直着陆。在飞行前,教练对滑翔机进行了飞行前检查,确保所有硬件都处于良好状态,包括帆、板条、电缆、管子、螺栓和线束连接。其次,因为骑师岭是一个公园,他检查了我们预定的飞行路线,以确保没有障碍物和人。

为了起飞,我把悬挂式滑翔机(约65磅/ 29公斤)从控制杆的两侧提起来,沿着山脊跑下去(教练在旁边跑,大声指挥)。我跑的时候,帆上充满了空气。当空速达到每小时17英里(每小时27公里)时,我能感觉到悬挂式滑翔机把我从地面上提了起来。当我被举起来的时候,我的手从控制杆的两侧移动到它底座的两侧。

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为了飞行,我必须做两件事:保持恒定的速度和保持我的方向在一条直线上。

  1. 我必须感觉我的空速(没有仪器帮助我)。如果我移动得太快了,我就把控制杆从我身边推开,让它慢下来。如果我移动得太慢,我就把控制杆拉向我来加速。
  2. 我必须直线飞行。如果我转向右边,我必须把重心移到左边才能回到轨道上。如果我转向左边,我就得把重心移到右边。

在整个飞行过程中,我不断地调整我的速度和位置(与高级飞行员相比,初学者往往会过度调整速度)。我从海拔5到10英尺(1.5到3米)的沙丘上飞了大约600英尺(183米)。

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悬挂式滑翔机在赛马岭,北卡罗来纳州
照片礼貌小鹰风筝

要让悬挂式滑翔机着陆,你必须让它失速。当我接近地面时,我尽可能地把控制杆推到远处。这会使滑翔机的机头向上翘起,减慢滑翔机的速度,最终使它失速,这样你就可以用脚直立着陆了。

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一名飞行员让她的滑翔机失速,以便垂直着陆。
照片礼貌小鹰风筝

当然,并不是所有的初学者都能在第一次尝试中完成所有的任务。我花了三次飞行才成功地起飞,直飞,然后用脚着地(第一次飞行时,我转向右侧,用腹部着地,把手腕埋在沙子里)。

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飞行员寻找的微气象变化

有经验的悬挂式滑翔机飞行员可以从一个小斜坡或陡峭的山顶起飞,飞行数小时。它们寻找微气象变化来获得升力,这样它们就能停留在高空。这些变化包括上升的热空气柱(上升暖气流)在沙地或人行道等阳光充足的地方发现。通常情况下,你可以通过观察鸟类,特别是海鸥或鹰来定位这些洋流。飞行员也会寻找被脊状气流偏转的上升气流(岭电梯),以提供额外升力。两个山脊之间向上的气流,叫做波电流,也可以提供额外的升力。经验丰富的飞行员会尽量避开紊流空气,因为紊流会使滑翔机减速并翻滚,还会避开电力线和高层建筑等障碍物。

要了解更多关于悬挂式滑翔和相关主题的信息,请查看下一页的链接。

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