滑翔伞技术与练习方法

第三节　滑翔伞技术与练习方法

一、滑翔伞飞行原理

滑翔伞本身毫无任何动力，它之所以能够飞行，除了伞衣充满空气后显出特殊的形状外（飞行翼），全靠飞行员控制，结合大气中种种特性（空气动力）飞行。传统式的降落伞，即一般降落伞，在空中只能产生下降阻力，没有升力，而滑翔伞在空中飞行过程中会产生速度和升力，而且它的速度和升力远远大过它的阻力。因为在构造上，滑翔伞伞衣内层结构设有气囊，在没有充满空气前，滑翔伞没有实质的棱角，一旦内层气囊充满空气，滑翔伞的前沿就会出现棱角。这样，滑翔伞在空中飞行时将相对的气流由翼面上下分别引开流动，阻力与对方的风力平行，重量与翼上方空气相结合，使滑翔伞产生速度前进。

1.滑翔伞飞行时的受力情况

滑翔伞能够在空中飞行，是当它的翼型伞衣与空气作相对运动时，由于空气的作用在伞衣上产生空气动力的缘故。我们可以看一下滑翔伞在静止空气中作稳定滑翔时的受力情况。此时伞衣上垂直向上的空气动力R与垂直向下的系统的总重量W（飞行员、滑翔伞及所有装备重量之息和）相平衡，滑翔伞沿着向下倾斜的轨迹作等速直线运动。

由于空气动力R和重力W均为矢量，所以我们可以将它们按平行四边形法则进行分解。空气动力R可以分解为与滑翔轨迹相垂直的升力Y和与滑翔轨迹相平行的阻力。同理，重力W也可以分解为W1和W2两个分力。此时作用在伞衣上的所有力仍然是平衡的，即Y＝W1：Q＝W2。由此可见，升力Y平衡重力分力W1，而使我们能够支持在空中；而重力W2则平衡阻力Q，使滑翔伞在空中沿飞行轨迹作等速下滑运动。如果空气动力R与重力W不相平衡，则滑翔伞在空中就将作加速（或减速）运动，使R与W达到新的平衡为止。由于飞行中重力W是滑翔伞系统所固有的，所以空气动力R是随速度而变化的。

二、升力的产生

翼型伞衣在充气后的横截面，即翼型相对于气流运动的情况。

当气流绕过翼型上、下表面流动时，由于上翼面弯度大、下翼面弯度小（基本为直线），并与气流方向有一定的角度。根据流体连续性原理和伯努里定理，稳定流动的气流流过上翼面时，受拱起的上翼面挤压作用，流线变密，流速比远前方的气流速度大，故压力降低；而流过下翼面的气流，流线变疏、流速减慢，压力增大。因此在伞衣上、下表面出现压力差，这个压力差的合力即为空气作用于伞衣上的总空气动力R，其垂直向上的分力，就是升力Y。决定翼型伞衣升力大小的因素主要有：气流速度、空气密度、伞衣面积、翼型和伞衣攻角等。

（1）气流速度（V）：速度是决定升力大小的一个重要因素，如果没有速度，即滑翔伞与空气没有相对运动，则伞衣上、下表面的压力差为零，所以也就不会产生升力。实验结果表明z在其他条件相同的情况下，升力大小与速度的平方成正比。为了提高与气流相对运动速度，通常滑翔伞都采用逆风起飞，以增大升力，缩短起飞助跑距离。

（2）伞衣面积（S）：升力由伞衣上；下压力差产生，所以理论上伞衣面积越大，升力也就越大。但由于滑翔伞伞衣由柔性的纺织材料制成，依靠冲压空气成形，出于结构上的原因既要保证充气刚性，又要保持一定的翼载荷以保证飞行性能，所以不能像刚性机翼那样做得太大。

（3）空气密度（p）：气流压力与密度成正比。密度增大时，升力也增加；密度减小时，升力也下降。

（4）翼型：翼型不同，气流流过上、下表面的流线情况也不同。在一定范围内，翼型的弯度和厚度越大，引起上、下表面的压力差也大，故升力也越大。

（5）攻角，也称迎角（α）：在翼型确定之后，升力的大小取决于翼型与相对气流的角度。我们将翼型前缘与后缘用直线相连接，称为翼弦，通常用翼弦来计量各个角度。翼弦与相对气流（或滑翔飞行轨迹）之间的角度α，称为攻角或迎角。

二、滑翔伞控制要领

滑翔伞的伞布是一种特殊防裂尼龙布料制成的伞衣，共分为三部分：伞衣、吊绳主提索和套带。滑翔伞前组主提带左右各有一条控制绳，飞行员利用它可控制方向（定向）转弯，操作上非常容易，但动作必须柔和。在飞行中要左转时，只要将左边的控制绳轻轻往下方拉，转至需要的方向再轻轻放回；要向右边转时，就将右边的控制绳轻轻拉下，直到转至所需要的方向时再轻轻放回。切记在进行左右转时，动作必须柔和，徐徐放回，不可猛拉猛放。滑翔伞是一种高性能滑翔工具，如果由经验不足或不了解正确控制技巧的人员来飞行，危险性极大。因为滑翔伞具有高性能滑翔特性，因此飞行员在飞行前必须了解它的特性和控制技巧（特别是在着陆时的控制要领）和乱流中飞行时的控制技巧。倘若控制绳失效时，要借助后面两条主提带，操作要领和控制绳相同。

1.着陆

在10～15m的高度，进行着陆必须面对风向，控制绳拉至肩部，距离地面约1m时，徐徐将两边控制绳拉至腰部以下，这样就可以轻松着陆了。如果着陆过程中，伞有些不稳，那就是乱流的缘故。这时需将两脚并拢，膝盖并紧，准备进行滚翻，也就是根据五点着陆的要领来完成着陆动作。五点着陆的要领是利用身体肌肉较为发达的部位先去接触地面，以达到安全着陆的目的。

2.刹车

滑翔伞在飞行过程中，滑行者将控制绳拉至耳朵下方位置，此时伞的尾缘下垂约6.6～13.2cm，这时滑翔比为最佳。但不可拉得太多。当要降低飞行速度时，将控制绳往下拉至胸部位置，尾缘下垂更多以增加阻力，减低飞行速度。这种减速方法除了在着陆时使用外，飞行中很少用这种大幅度的刹车。在距离地面30～50m时避免使用这种方式，因为控制绳拉下太多会造成伞翼气囊失压，而失速是很危险的。在稳定气流状况下飞行，飞行员可用控制绳来改变相对的气流角，控制伞的方向。在不稳定气流状况下飞行时，情况就大不一样了。因此，飞行者必须要了解和认识不稳定气流（乱流）是如何形成的，及形成因素。

3.乱流的形成和影响因素

（1）高低起伏的树木、山地和建筑物。

（2）空气中受冷热影响而引起的静态的变化。

（3）两层空气之间的流速差。

（4）冷风或暖流过境产生乱流。

（5）局部热气流的快速上升。

（6）风速愈大时乱流愈强。

（7）空气密度愈大乱流愈强。

乱流影响滑翔伞的范围从数米到数千米不等，因此飞行者在拟定飞行计划时，首先要考虑的，就是航线上容易产生乱流的地区。

一般来说，风速在5km/h，造成的乱流对飞行人员不造成严重危险，但如果风速在7.5～10km/h，所产生的乱流特别在靠近障碍物起伏地时，甚至可能将滑翔伞掀翻。冷天所造成的乱流比夏天更强。