美国滑翔伞飞行教材-翱翔飞行的原理和技巧

一个通常的上升暖气流在它冷却到与周围的空气温度相同时就会停止上升，失去浮力。然而要记住：翱翔的航空器到达不了上升暖气流的顶端，因为它们在上升的空气中会不断地下降。
在任一特定高度，一个上升暖气流的温度，和它周围空气温度之间的温差，被称为上升暖气流指数（the thermal index, TI）。大的上升暖气流具有足够的惯性，它们会一直向上移动，直到超过0TI处（这在雷暴雨中很常见）。在地表隆起的地方，上升暖气流能够达到比TI所预测的更高的高度。记下你预测的最大高度，和你实际达到的最大高度，你就能得出经验数据，将来在你的特定地点翱翔时能更好地做出预测。更多对TI进行计算机处理的信息，请参考本章末尾的《利用天气》。
在大的上升暖气流之间，常常会有时间上的延迟，这时触发点在吸收额外的太阳能，开始辐射地加热周围的空气。这个“循环时间”在一天中的某个特定时间段内常常是不变的，一般从5分钟到20分钟。在地面上你有时可以通过气温的略微上升而注意到经过的上升暖气流，但是，你更容易注意到的，是当上升暖气流经过，并吸入周围的空气来填补它上升后留下的真空时，风的速率的微小变化。等待起飞的时候，你应当观察下面风在灌木、树木中的运动，寻找正在靠近的上升暖气流或阵风的迹象。放在起飞高度之下的小飘带，对于观察细小的变化是很有价值的。在微风至中等的风中，放置在上风向75英尺处的飘带能在上升暖气流到来之前，给你5到10秒种的“提前量（heads-up）”。
留驻空中－是什么使它成为可能
一个无动力的航空器必定总是在它飞行的空气中不断下降的。（从技术上说这不完全正确，一顶滑翔伞，在一次俯冲中提速后，可以在一段很短的时间里穿过空气团向上爬升，把动能转化为势能。然而，当整个俯冲和爬升的循环结束后，滑翔伞会比开始时更低）。当我们探讨空气动力学，和为了使升力、阻力和重力能互相平衡而把飞行轨迹向下倾斜的必要时，我们就看到了为什么我们在滑翔伞中必定是向下降的。
上升暖气流预测的粗略估算方法
事实上你可以学习一些简单的估算方法，通过注意一些基本的迹象，来预测上升暖气流的强度和充足程度。由于上升暖气流是太阳的加热产生的，关于加热的潜能，有一个很好的指示器，就是预报的当天最高气温和最低气温的温差。一个粗略的估计方法（粗略的，因为它没有考虑递减率（lapse rate）），是把预报的温差乘以200英尺/度，可以得出估计的上升暖气流顶端高度（即，夜间的低温是55°F，预报的最高温度为75°，那么的粗略的估计是预测上升暖气流会达到4000英尺AGL）。
上升暖气流一般在开始时直径很小，在上升过程中变大。当它们朝着山顶蜿蜒前进的时候，常常沿着山坡的瀑布线（fall line），沿着在竖直方向上阻碍最少的路径向上流动。有一个非常好的把它形象化的技巧，就是在脑子里把一座山倒置过来，描绘水从底部向山顶滴落时的自然排水路线。水会从溪谷流到山脊，山脊流到山顶，在沿途突出地面的岩石处停止并滴落下来。经验告诉我们，上升暖气流对于地表的反应与此相似。
事实上所有的上升暖气流都表现出一定程度的紊乱，或空气混乱无序的运动。强烈的湍流能导致任何一种航空器失控，因此湍流对于任何飞行员都是一种潜在的威胁。然而，滑翔伞由于其完全柔性的伞翼结构，对于湍流的影响特别敏感。湍流能以几种方式影响滑翔伞，它们对于飞行员是很危险的：它能造成摆动（oscillation），它能导致持续(降落伞)失速（降落失速或深度失速）或水平螺旋（spin），它能造成伞衣塌陷。这就是我们为什么如此强调，为了能在翱翔条件下安全飞行，飞行员必须首先掌握对伞衣的控制，包括伞衣的塌陷和恢复，这些我们在上一章中已经进行了讨论。
在某一特定地点，和气压低的日子相比，在气压高的日子里，上升暖气流会更小，侧向的切变（shear）更大。在山脊的背风面生成的上升暖气流具有相似的特征，它们比在迎风面生成的上升暖气流更小，更有力。
如果你阅读了上文并把它们记在心里，你可能会得出结论，上升暖气流只有晴天，在陆地上才有。不过，事实上上升暖气流活动的主要必需条件是不稳定的空气。即使沿着海岸线，即使在多云的天气里，如果空气足够活跃，你也能遇到不连续的上升气流团。事实上，多云但不稳定的天气里的上升暖气流，和炎热晴朗但很稳定的天气里的上升暖气流相比，要充足和强劲得多。
在微风中，强的上升暖气流在靠近时事实上能造成风向的逆转。显然，在方向变幻的顺风中起飞，是最好要避免的。相反地，如果你注意到上升暖气流的到来，并在起飞前等了太长时间，那么你可能会发现自己开始时就处于上升暖气流的下方，而无法向上爬升到上升暖气流中。要想做出更专业的决定，确定何时起飞，你应当注意每个路过的上升暖气流的时间，并在脑子里记下每次阵风的长度，以及它们之间的分钟数，试着以此估计循环时间。你应当努力在下一次阵风稳定之后的几秒种内起飞。
如同我们在关于天气的章节中所讨论的，上升暖气流能否继续上升，取决于空气的稳定性。当上升暖气流上升时，它由于膨胀而冷却。（它膨胀是因为它上升到更高的高度，那里周围的气压更低。）如果上升暖气流冷却到低于周围空气的温度，它就停止上升。如果在某个高度，空气突然变得比上升的暖气流更温暖，这称为逆温（inversion），上升暖气流通常会在这一高度完全停止。如果你在夏日的清晨站在洛杉矶盆地中5000英尺高的山顶上，你常常可以清楚地看见逆温层，它在你脚下大约1500英尺，是一层顶部平坦、雾蒙蒙的褐色空气。
上升暖气流就象指纹一样，没有两个是完全相同的。你会发现上升暖气流形成一个上升的空气柱，从地面向上延伸几千英尺，有几十个滑翔伞散布其中。你也会发现上升暖气流从触发点释放时就分裂了，形成一个小气泡，仅能支撑一两个走运的滑翔伞。第三种上升暖气流的形式象一个涡流环，上升暖气流上升时就象一个水平的烟圈。柱状的上升暖气流可以想象成一系列涡流环层叠地堆在一起，中心的空气上升，边缘的空气夹带着周围的空气，向下旋转，然后再回到上升的气柱里。
上升暖气流强度的一个指示器，是上升暖气流顶端的高度（或云底（cloud base）），上升得越高，上升暖气流越强。一般说来，你需要2000英尺AGL以上的上升暖气流高度和云底，才能有可利用的上升气流。一个简单的粗略估计方法，是用云底高度（千英尺）减去1，可以得出上升暖气流的平均强度（百英尺/分钟），即4000英尺的云底，预示着300fpm的上升暖气流。
在有风时，上升暖气流会被隆起的地表减速，这样它们会堆积在一起，密度比在平地更高。风也能把上升暖气流引导到溪谷和面对气流的碗状山脊中。多个核心会合并成一个更高的上升暖气流。
即使在平地上，上升暖气流也很少随机分布，而是排成上升气流和下沉气流的平行线，向下风向延伸。如果足够潮湿，可以形成云的话，这些上升暖气流行列会被积云（cumulus）笼罩，它们被称为“云街”（“cloud streets”）。天气晴朗时，可以沿着云街飞相当长的距离，有时甚至不用盘旋就能停留在上升气流中。
还是关ห้องสมุดไป่ตู้上升暖气流
上升暖气流要求地表有温差，并有一些地方相对于周围的环境来说被加热了，这些地方会成为上升暖气流的触发点（trigger spot）。触发点有多种形式，例如正对着正午太阳的山脊，被草地环绕的沥青停车场，山脊线上露出地面的岩石，等等。
一旦存在足够的温差，上升暖气流会从触发点释放出来，开始上升（相对于周围环境越热，它上升得越快）。要多长时间才能生成另一个上升暖气流，取决于触发点、及大气和太阳的情况。有些触发点看上去在一整天的加热过程中能持续地起作用，经常被称为上升暖气流“仓库”（”house” thermal）。
如果空气只是稍不稳定，上升暖气流会疲软地上升。如果是非常不稳定，那么当上升暖气流上升时，周围的空气随着高度而冷却的速度比上升暖气流因膨胀而冷却的速度更快，上升暖气流会加速上升。
如同我们在关于天气的章节中所讨论的，沿着地面注入上升暖气流来补充上升空气的气流，常常会夹带旋转的气流，一片土地上空上升暖气流的位置，有时会被聚集着上升灰尘的小气旋（cyclone）标志出来。“尘旋风（dust devils）”，恰如其名，常常标志着非常紊乱的上升暖气流，特别靠近地面，建议滑翔伞飞行员不要故意飞入尘旋风。
注意，当你在云的正下方时，你是无法判断云的高度的。在接近云的时候观察它们，注意云底变暗的迹象，那暗示了云正在竖向发展中。
你可以注意气温和露点之间的温差，来预测云底。把它们的差除以4.4，得出水蒸气会凝结成云的高度（即气温72°F，露点为54°，就等于云底为4000英尺AGL）。
天空的覆盖程度（sky coverage）也是一个翱翔指示器。天空散布破碎积云的时候（3/8到6/8覆盖率），比起没有积云的日子（“蓝色上升暖气流”blue thermal），上升暖气流会更强。然而，如果云的覆盖率太高，就会造成阴影，这会影响太阳加热地表的能力。云朵散布时，你要在对上升气流的估算中，加上几百英尺/分钟，对零星的云朵则要减去同样的数字。高度很高的一薄层卷云（cirrus clouds）通常对太阳加热的效果影响很小，但是一层高层云（altostratus）会极大地减小阴影区域上升暖气流的强度。
作者：未知 时间：2010-5-13 0:58:02 留驻空中－是什么使它成为可能
翱翔（soar）就是通过在上升的空气团中飞行，来延长飞行时间的动作。它是所有无动力航空器飞行员的实际目标。想想其它要靠重力来寻求乐趣的运动，例如滑雪和冲浪。翱翔飞行对于飞行员来说，就如同滑雪者向下滑时奇迹般绵延不尽的山峰，或是对于冲浪者来说无穷无尽的海浪。幸运的是，和骑着自行车从一部上升的自动楼梯上下去相比，翱翔需要更多的思考和技巧（同时也更优美），所以它会是你所能拥有的最充满乐趣和令人满足的经历。在这一章中我们将看看是什么让翱翔成为可能，以及怎样翱翔。
所以，上升空气团或上升空气区域的存在，使得翱翔成为可能。那么它们从哪儿来呢？
上升暖气流（thermal）
上升空气或“上升气流”（lift）的一个来源是上升暖气流。上升暖气流是一个区域的上升空气，它们被加热到比周围的空气更高的温度。结果，空气膨胀了，密度变小，质量变轻，开始上升。通常，地面上一个区域变得比周围区域更热，它又反过来把它上方的空气加热至更高的温度时，就会产生上升暖气流。起初，变热的空气趋向于附着在地表，但是如果温差足够大，或是一阵微风扰动了它，上升暖气流就会最终释放出来，开始上升。