În timp ce avioanele și planoarele au în comun mulți factori de proiectare, aerodinamici și de pilotaj, lipsa unui motor schimbă în mod fundamental modul în care zboară un planor.
Fuzelajul profilat
Din moment ce nu există un motor care să ocupe spațiu, un planor este dimensionat în funcție de încărcătura pe care o transportă; fuselajul este proiectat pentru a fi cât mai mic și mai ușor posibil. Cele mai multe planoare au locuri pentru două persoane în cabina de pilotaj mică, iar piloții stau în poziție înclinată, spre deosebire de avioanele cu motor, unde piloții stau de obicei în poziție verticală. De ce această diferență? Prin așezarea înclinată, cabina de pilotaj și baldachinul pot fi mai aerodinamice, creând mai puțină rezistență în zbor.
Suprafața fuselajului unui planor este proiectată pentru a fi cât mai netedă posibil, permițând avionului să zboare prin aer cu puțină rezistență parazitară. Cele mai vechi planoare au fost construite din lemn acoperit cu pânză; versiunile ulterioare au fost realizate din piei de aluminiu structural nituite. Din nefericire, cusăturile și niturile tipice aluminiului reduceau semnificativ performanța din cauza rezistenței parazite, astfel că planoarele au continuat să se adapteze. Astăzi, multe planoare avansate sunt construite din materiale fără cusături, cum ar fi fibra de sticlă și fibra de carbon.
Aripile cu raport de aspect ridicat
Plaserele au aripi cu raport de aspect ridicat, ceea ce înseamnă că sunt mai lungi și mai înguste decât aripile avioanelor normale, cu motor.
Raportul de aspect se calculează prin împărțirea pătratului deschiderii aripii la suprafața aripii. După cum puteți vedea în diagrama de mai sus, planorul Schleicher ASH 31 are un aspect de 33,5, în timp ce Piper Cherokee are un raport de aspect de 5,6.
Aripile cu un raport de aspect ridicat au produs mai puțină rezistență indusă, ceea ce le face atât de eficiente pe planoare. Așadar, de ce nu toate aeronavele au aripi cu raport de aspect ridicat? Există mai mulți factori diferiți.
În primul rând, aripile cu raport de aspect ridicat se îndoaie mai mult decât aripile mai scurte, ceea ce înseamnă că trebuie să fie proiectate cu specificații de proiectare mai puternice. Deoarece planoarele sunt ușoare, îndoirea nu este o problemă atât de mare. Dar în cazul aeronavelor mai grele, cum ar fi avioanele de linie, o aripă cu raport de aspect ridicat ar fi impracticabilă. Apoi, aripile cu raport de aspect ridicat sunt mai susceptibile la deformarea aripilor atunci când se folosesc eleroane. Deoarece planoarele zboară la viteze relativ mici, deformarea aripilor nu este atât de pronunțată, dar ar fi o problemă reală la o aeronavă rapidă.
Manevrabilitatea este un alt factor important. Aripile cu un raport de aspect ridicat scad manevrabilitatea, deoarece au un moment de inerție mai mare. Gândiți-vă la asta ca la un funambulist: poartă o tijă lungă pentru a se echilibra, împiedicându-l să cadă rapid la stânga sau la dreapta. Este grozav dacă vrei să rămâi într-un loc, dar nu atât de grozav dacă vrei să te deplasezi rapid (sau să te rostogolești) spre stânga sau spre dreapta.
În cele din urmă, dimensiunea aeroportului limitează raportul de aspect pe care îl poate avea o aeronavă. Să luăm ca exemplu Boeing 777. 777 are un raport de aspect de aproximativ 9. Dacă ar avea un raport de aspect de peste 30, nu ar putea staționa lângă nicio altă aeronavă pe rampă, iar aripile sale ar fi atât de lungi încât ar atârna deasupra căilor de rulare în timpul decolării și aterizării. Evident, acest lucru nu ar fi practic.
Suprafețe de control
Ca majoritatea avioanelor, planoarele folosesc eleroane, o cârmă și un elevator pentru a zbura. Flapsurile sunt montate pe planoare pentru a controla ratele de coborâre prin producerea de rezistență și creșterea portanței. Multe planoare moderne folosesc, de asemenea, frâne de aer sau spoilere care, atunci când sunt folosite, perturbă drastic fluxul de aer deasupra aripii, crescând rezistența și reducând portanța.
O altă diferență semnificativă între avioanele cu motor și planoare este că planoarele au, în mod normal, un singur tren de aterizare, situat direct sub pilot. Faptul de a avea un singur tren de aterizare economisește multă greutate, dar ce se întâmplă cu aripile la decolare și la aterizare când ai un singur tren de aterizare? Vârfurile aripilor sunt protejate de patine sau de roți mici, iar atunci când planorul aterizează, se sprijină pe trenul principal și pe unul dintre vârfurile aripilor.
Decolarea planorului
Din moment ce nu au motoare, planoarele folosesc în mod normal una dintre cele două metode pentru a se desprinde de la sol:
1) Aero-remorcare: Un avion cu motor trage planorul în aer cu ajutorul unei frânghii lungi. În cabina de pilotaj, pilotul planorului folosește un mecanism de eliberare rapidă pentru a elibera frânghia de remorcare. Odată ce planorul se află la altitudinea dorită, frânghia este eliberată, iar planorul și avionul de remorcare se întorc în direcții opuse.
2) Lansarea cu troliu: Un motor aflat la sol alimentează un troliu, conectat la un sistem de lansare cu cablu. Cablul este apoi atașat la partea inferioară a planorului. Odată ce troliul este activat, planorul este tras de-a lungul solului cu viteză mare spre troliu și decolează. Într-un timp scurt, planorul câștigă o altitudine substanțială în timpul acestui proces și eliberează cablul de troliu înainte de a-și continua zborul.
În zbor
Raportul de planare măsoară performanța de planare a unei aeronave; multe planoare moderne au un raport de planare mai bun de 60:1. Acest lucru înseamnă că, dacă pornești de la o altitudine de 1 milă, poți plana timp de 60 de mile. Prin comparație, un Boeing 747 are un raport de planeitate de 15:1.
Dar dacă raportul de planeitate ar fi singurul lucru care ține planoarele în aer, acestea nu ar zbura prea mult timp. Așadar, cum rămân în aer? Există 3 tipuri principale de aer ascendent pe care piloții de planoare le folosesc:
1) Termalele sunt coloane de aer ascendent create de încălzirea suprafeței Pământului. Aerul din apropierea solului se dilată și se ridică pe măsură ce suprafața Pământului se încălzește. Anumite tipuri de teren absorb soarele mai rapid decât altele, cum ar fi: parcări asfaltate, câmpuri întunecate, terenuri stâncoase etc. Aceste pete absorb căldura și încălzesc aerul de deasupra lor, producând curenți de aer termici.
Nori cumulus nou formați, sau păsări care se înalță fără să bată din aripi, sunt de obicei semne de activitate termică. Atunci când un pilot de planorism face „termalism”, el găsește și călărește aceste coloane termice. Și, din moment ce termalele pot acoperi adesea doar o zonă mică, „thermalling” implică adesea un viraj strâns pentru a rămâne în interiorul buzunarului de aer ascendent.
2) Ridicarea de creastă este creată de vânturile care suflă împotriva munților, dealurilor sau a altor creste. De-a lungul părții dinspre vânt a muntelui, se formează o bandă de portanță unde aerul este redirecționat în sus de către teren. În mod obișnuit, ridicarea de creastă se extinde doar câteva sute de metri mai sus decât terenul care o produce. Piloții sunt cunoscuți pentru a merge „ridge soaring” pe mii de kilometri de-a lungul lanțurilor muntoase.
3) Ridicarea de valuri este similară ridicării de creastă în sensul că este creată atunci când vântul întâlnește un munte. Cu toate acestea, ridicarea valurilor este creată pe partea de sub vânt (sub vânt) a vârfurilor de către vânturile care trec peste partea superioară a muntelui. Ridicarea valurilor poate fi identificată prin formațiunile de nori lenticulare – acestea arată ca niște farfurii zburătoare. Ridicarea valurilor poate ajunge la mii de metri înălțime, iar planoarele care se deplasează pe ridicarea valurilor pot atinge altitudini de peste 35.000 de picioare.
Detectarea ridicării și a deviației
Indicatorul de viteză verticală din cabina de pilotaj vă va spune dacă urcați sau coborâți. Dacă pilotați un planor și vedeți brusc că indicatorul de viteză verticală sare în sus, probabil că ați lovit o coloană termică și ar trebui să încercați să rămâneți în interiorul aerului care urcă cât mai mult timp posibil.
Planorul alunecă sau alunecă prin aer atunci când nu este îndreptat direct în direcția în care zboară, în raport cu masa de aer din jurul său. O sfoară de pe parbriz îi indică pilotului de planor dacă planorul zboară drept (sfoara este dreaptă) sau dacă se înclină (sfoara este la dreapta sau la stânga). În general, piloții de planor încearcă să mențină șirul drept, deoarece cea mai mică rezistență este produsă atunci când se zboară drept prin aer.
Balastrul
Câteva planoare transportă rezervoare de balast umplute cu apă. Planoarele mai grele se scufundă mai repede decât cele mai ușoare. Raportul de planeitate nu este afectat de greutate deoarece, deși un planor mai greu se poate scufunda mai repede, o va face la o viteză mai mare. Planorul coboară mai repede cu o greutate mai mare, acoperind aceeași cantitate de distanță; acest lucru este ideal pentru zborul de fond. Un planor mai greu, plin de balast, are o rată de urcare redusă și o anduranță de zbor mai scurtă în timp ce se află într-un mediu de ridicare. Balastul de apă poate fi aruncat în orice moment prin supape de descărcare pentru a minimiza aceste caracteristici de zbor și pentru a încetini înainte de aterizare.
Aterizarea
În comparație cu aterizarea într-un avion cu motor, există câteva diferențe cheie atunci când se pilotează un planor. În primul rând, planoarele nu pot adăuga putere dacă nu vor ajunge în zona de aterizare. Poate părea un concept simplu, dar piloții de planor sunt antrenați să își judece apropierea astfel încât să nu aterizeze scurt și să aștepte întotdeauna până când sunt siguri că au făcut terenul înainte de a introduce rezistență prin flapsuri sau spoilere.
Aterizarea în sine nu este prea diferită de cea din orice avion, trageți în vânt până când se reduce portanța și încercați să aterizați ușor. Având în vedere că planoarele au o singură roată, este un pic de echilibru pentru a ține aripile departe de sol cât mai mult timp posibil.
Plantele sunt avioane incredibile și, cu condițiile atmosferice potrivite, pot rămâne în aer ore sau zile întregi la un moment dat. Proiectarea aerodinamică atentă care intră în construcția unuia face ca aceste păsări să fie rapide și unice.
Și dacă nu ați avut niciodată șansa de a zbura cu un planor, vă recomandăm să îl încercați.
Deveniți un pilot mai bun.
Abonați-vă pentru a primi cele mai recente videoclipuri, articole și chestionare care vă fac un pilot mai inteligent și mai sigur.
