На мягком месте и на одном крыле: как работает параплан

Перед тем, как погрузиться в детали, уточним одну вещь: параплан или параглайдер, как их еще называют, нельзя путать с парашютами для скайдайвинга – похожими по форме, но неспособными подолгу парить в небе. Внешне их отличить можно по пропорциям: парашют для скайдайвинга представляет собой довольно короткий и широкий прямоугольник, а параглайдер имеет более продолговатую форму, сужающуюся на концах.

Вы наверняка заметили, что в полете его крыло кажется гофрированным, словно оно состояит из надутых секций. Это из-за того, что внутрь крыла вшит частый ряд мягких нервюр, аналог каркаса крыла самолета. Нервюры задают крылу аэродинамический профиль: со скругленной передней кромкой и острой задней, делая верхнюю поверхность более выпуклой, чем нижняя.

В наши дни крыло параплана делают из прочных вариантов нейлона – прочного, легкого, тонкого, гладкого и в то же время нетянущегося материала.

Параплан не накачивают сжатым воздухом. Он держит форму за счет набегающего потока воздуха. В передней кромке крыла есть широкая щель, через которую воздух втекает внутрь. Изнутри на крыло действует давление воздуха, равное атмосферному или чуть более высокое за счет напора потока.

Но щель неширока, и внутрь крыла попадает лишь малая часть набегающего на крыло воздуха. Основной массе приходится обтекать крыло сверху или снизу, а поскольку крыло выпуклое, то поток поджимается и по закону Бернулли давление на поверхности крыла падает. Выходит, что внутри крыла давление выше, чем снаружи – за счет этого крыло надувается.

Пилот-парапланерист висит под крылом на множестве тонких строп. Они не только держат его вес, но и распределяют его по поверхности крыла. Длина этих строп очень точно отмерена – до миллиметра, – чтобы крыло имело совершенную симметричную форму и правильный угол атаки на каждом участке.

Стропы должны быть легкими, тонкими, прочными. В то же время они должны как можно меньше пружинить и тянуться. В наши дни их делают из сочетания арамидных, полиэстеровых и особого вида полиэтиленового волокон.

В полете пилот не висит на стропах, а сидит в мягком бескаркасным кресле, присоединенном к ним – правильно оно называется подвесная система. Это делает полет комфортным и освобождает его руки для управления.

Ряд строп, присоединенных к задней кромке, крепится не к подвесной системе, а к рукам спортсмена, и с их помощью он управляет аппаратом. Натягивая стропы то справа, то слева, он заставляет заднюю кромку отогнуться вниз: это тормозит одну из сторон крыла, и глайдер поворачивает.

В полете спортсмену приходится искать восходящие потоки и следить, чтобы аппарат не потерял скорости, иначе он сорвется в штопор.

Чтобы следить за скоростью и высотой, в наши дни спортсмены берут с собой в полет кое-какую электронику. В первую очередь, речь идет об альтиметре с функцией подачи звукового сигнала – модуляция звука показывает, поднимается или снижается аппарат, и насколько быстро.

Как и взрослым летательным аппаратам, ему требуется разбег, хотя и небольшой – всего несколько метров.

Поскольку мотора у него нет, чаще всего полет начинают со склона. На вершине выбирают ровную площадку на краю склона с наветренной стороны. Крыло раскладывают полукругом, центром окружности против ветра. Спортсмен встает в центр окружности, лицом к крылу (правые и левые стропы при этом перекрещиваются). Новичкам обычно помогают ассистенты: они поднимают крыло, чтобы подставить щель ветру. Как только поток воздуха наполняет крыло, оно взмывает вверх. Опытный спортсмен способен сам рывком строп поднять крыло.

Далее он разворачивается лицом к склону, совершает небольшой разбег и отрывается от земли.

Люблю летательный аппарат характеризуется показателем аэродинамического качества — соотношение подъемной силы к силе воздушного сопротивление. Этот показатель определяет отношение дистанции, которую он пролетает, с потере высоты за то же время. В зависимости от модели и назначения, для парапланов это соотношение составляет от 9,5 до 13. Иначе говоря, если начать полет со склона высотой 100 м и не пользоваться восходящими потоками, на нем можно улететь примерно на 900-1300 м.

Далеко не все самолеты обладают столь высоким аэродинамическим качеством. Причем дальность полета можно еще увеличить, если спортсмену хватает опыта и умения, чтобы использовать восходящий поток.

В 2021 году парапланерист Кристиан Кэйруз установил мировой рекорд дальности: 613 км, при этом его полет продолжался около 11 часов. Нетрудно подсчитать, что скорость его аппарата составляла около 55 км/ч. По сути, это предел для аппаратов этого типа: парапланы считаются самыми тихоходными летательными аппаратами, не использующими несущие винты.

В то же время, его скорость не должна быть слишком низкой, иначе он сорвется в штопор или крыло потеряет форму.