Удлинение — важнейший параметр у параплана!
Удлинение крыла — основной параметр, которым отличаются все парапланы (не считая профилей и площадей). И, по большому счету, от него зависит позиционирование крыла по классам сертификации. Здесь мы сейчас не берем в расчет крылья, которые не проходят сертификацию (спидрайдинг, акро). Если рассматривать распределение парапланов по классам сертификации, то вы сможете заметить, что в каждом классе есть «свое» среднее удлинение крыла. Как только удлинение крыла становится выше, то крыло уже попадает на более высокую ступеньку.
Например, в классе парапланов En-B (отлично подходят после обучения) в среднем удлинение 5.4, оно начинается примерно с 5.0 для совсем спокойных парапланов и доходит до 5.7 для топовых парапланов в классе En-B. Да, есть в истории крылья, которые выбиваются из этой выборки, например En-B с удлинением 6.0 (Zenith Evo от компании Windtech), но это скорее исключение из правила, и на него мы опираться не будем. Обычно, крылья, которые находятся на границе классов, очень требовательны к навыкам пилотирования пилота и в тоже время не обладают выдающимися характеристиками, от чего они до сих пор не захватили рынок в своем классе.
Итак, мы видим, что класс En-B ограничен удлинением 5.7 и как только крыло превышает эту величину, то оно попадает в следующий класс сертификации. В категории En-C удлинение крыльев находится в диапазоне 6.2 — 6.5. Это оптимальная величина для крыльев этого класса, ниже делать нет смысла, чтобы загнать крыло в En-B, а если делать выше, то крыло становится более требовательным и не попадает в класс En-C.
Как вы видите, от удлинения очень многое зависит. Но почему этот параметр так влияет на поведение крыла, что при его увеличении ухудшается безопасность полета?
Дело в том, что при увеличении удлинения крыло как бы растягивается в длину (увеличивается размах) и сжимается в ширину (уменьшается хорда). Для справки, удлинение — это безразмерная величина, равная отношению квадрата размаха крыла к его площади. Из-за уменьшающейся хорды крыла очень сильно меняется характер управления парапланом — ход клевант становится меньше. От чего управлять парапланом нужно точнее: если пилот немного перетягивает клеванты, то крыло уходит в срыв практически без предупреждения, хотя производители стараются делать так, чтобы на параплане срыв начинался с ушей и это хоть немного помогало пилоту определить начало срыва и «отпустить» крыло. Кстати, есть печальные примеры, когда пилоты не учитывали этот момент и, пересаживаясь на более высокие классы крыльев, срывали парапланы рядом со склоном. Последствия от падения должны быть всем очевидны без дополнительных объяснений...
Также при увеличении удлинения происходит увеличение размаха крыла. Крыло становится длиннее, и чтобы такое крыло сделать более менее стабильным (жестким), нужно увеличивать удельную нагрузку на крыло. Это приводит к тому, что уменьшается площадь крыла. Вы можете обратить внимание, что чем выше класс крыла, тем меньше площадь параплана при том же полётном весе. Для примера возьмем яркого представителя в En-B Hook-6 26 кв.м с полетным весом 80-105 кг и крыло En-C класса Ray M с полетным весом 85-105 кг. Верхняя граница у этих крыльев абсолютно одинаковая — 105 кг, но при этом площадь у параплана Ray в этом размере уже 24.1 кв.м. Разница заметная — почти 2 квадратных метра!
Уменьшение площади на парапланах с большим удлинением дополнительно приводит к тому, что у них хорда крыла становится меньше. А эффект от уменьшения хорды вы уже знаете — ужесточается требование к навыкам пилотирования пилота. Здесь уже нельзя хаотично работать руками и затягивать клеванты куда попало, крыло может не простить такого грубого пилотирования и сорваться (полный срыв или негативная спираль ждут неопытного пилота на высоких классах крыльев).
Почему растут удлинения крыльев?
Дело в том, что увеличивая удлинение крыла, уменьшается влияние индуктивного сопротивления на общее аэродинамическое сопротивление параплана. Чем меньше сила сопротивления и больше подъемная сила, тем эффективнее параплан, тем лучше он летит в плане аэродинамики — правильнее говорить, тем выше у него аэродинамическое качество. А чем выше аэродинамическое качество, тем большим будет преодолеваемое расстояние с одной и той же высоты. Там, где параплан En-B класса пролетит 7-8 км с высоты 1000 метров в идеальных условиях, параплан En-C класса пролетит 9-10 км. А это уже существенное преимущество, но за это преимущество нужно платить своим опытом (навыками управления). Без них на таких крыльях делать нечего.
А почему же крылья с большим удлинением летят лучше? Хотя увеличивается количество строп, секций и тд...
Индуктивное сопротивление
И для порядка осталось немного раскрыть тему индуктивного сопротивления. Конечно, это не вузовский уровень, но общее понимание у вас будет. Индуктивное сопротивление — это сопротивление, которое возникает на крыльях конечного размаха. Из-за того, что под крылом давление выше, чем над крылом, этому давлению куда-то нужно деваться. Обычно происходит перетекание воздуха с нижней поверхности на верхнюю через законцовки крыла (в парапланеризме говорят «уши»). Перетекание воздуха приводит к образованию вихрей, стекающих с ушей. Все вы могли видеть картинки, когда возникают вихри на концах крыльев самолетов в тумане или при использовании дымовых шашек. Вот это признак того, что часть энергии уходит на образование этих вихрей, и от этого аэродинамика крыла несовершенна.
Но чем выше удлинение крыла, тем меньше вклад индуктивного сопротивления в общее сопротивление, и тем самым достигаются лучшие летные характеристики крыльев. Обратите внимание на планеры, у них удлинение может быть 25 единиц, а у современных серийных спортивных парапланов оно не превышает 8 (Icepeak X-One).
Статью подготовил Виталий Передереев (опыт полетов на парапланах с 2000 года). Больше о полете парапланов можно узнать из курса лекций.