Velikost termike

30.11.2005 - 00:00

Let z jadralnimi napravami bi lahko razdelili na dve stopnji, in sicer na let naravnost ter na kroženje. Kar se leta naravnost tiče, fizika ni posebej zakomplicirana, saj se lastnosti oziroma karakteristike krila ne spreminjajo kaj dosti. Najbolj pomembno je predvsem to, da krilo skušamo leteti tako, da le to čim manj niha oziroma spreminja vpadni kot, saj pod takimi pogoji dobimo najboljše drsno razmerje glede na hitrost pri kateri letimo. Nekaj več miselne telovadbe zahteva raven let skozi dviganja. Ko priletimo v območje dviganja, želimo v njem ostati tem dalj časa, hkrati pa želimo leteti s hitrostjo, katera nam da najmanjše propadanje.
Poglejmo si nekaj dejstev o obliki in velikosti termičnih vzgornikov, ki jim v jadralno padalskem žargonu pravimo stebri. Območja dvigajočega se toplega zraka, ki imajo v horizontalnem prerezu obliko kroga ali rahlo sploščene elipse, kar je posledica delovanja vetra ali pa orografskih preprek, bom v nadaljevanju imenoval vzgornik. Hitrost dvigovanja od roba do sredine praviloma narašča, pri vzgornikih večjega obsega pa se lahko pojavi več jeder. Za sam profil vertikalne hitrosti v vzgornikih lahko idealizirano predpostavimo obliko, ki je prikazana na sliki 1. Na samo obliko krivulje vpliva več faktorjev, kot so vremenski pogoji, podlaga, oblika zbiralnikov (območja na tleh, kjer se ogreva zrak) in podobno. Slika 1: Navpično je hitrost dviganja, vodoravno pa razdalja; (A) Profil hitrosti idealno oblikovanega vzgornika; (B) Profil hitrosti v močnih vzgornikih večjega obsega, kjer se pojavi več jeder dviganja.
Na sliki 2 sta prikazana prečni in vertikalni prerez vzgornika, podane pa se tudi okvirne dimenzije, katere navaja več različnih literaturnih virov. Slika 2: Profil hitrosti stebra in vertikalni prerez. Enote so v m/s. Levo je prikazan horizontalni prerez idealno oblikovanaga vzdornika. Desno je podana približna shema velikosti termičnih dviganj. Razmerje med debelino 'stebra' in njegovo višino je običajno nekje med 1/5 do 1/10.
Zgoraj navedena dejstva sem izluščil iz različnih jadralno padalskih in zmajarskih člankov. Ob prebiranju le teh sem prišel na idejo, da bi se tudi z analizo GPS sledov (track-ov) dalo pridobiti podobne rezultate.
Torej, s pomočjo GPS sledov in programa SeeYou sem skušal dobiti podatke o premeru in hitrosti dviganja zračnih mas.
Tega se lahko lotimo na vsaj dva načina:
• analiziramo podatke pridobljene ob ravnem letu skozi območje dviganja
• s pomočjo CompeGPS pridobimo povprečne radije kroženja in na osnovi tega predvidimo premer dviganja
Izbral sem prvi način, saj se mi je zdel veliko bolj direkten. Za analizo sem iskal lete, kjer je bil let skozi dviganje raven oziroma brez kroženja, kot primerni so se izkazali leti nad grebeni (Sorica-Italija-Sorica, Kovk). Če potujemo po tracku, ki ima dovolj veliko gostoto točk (5 sekund ali manj), potem vidimo, da ob vstopu v dviganje narašča vertikalna hitrost, nato pa v drugi polovici dviganja pada do izstopa. Zanimalo me, koliko časa se dejansko nahajamo v tej fazi in kakšna je horizontalna in vertikalna hitrost.
 
Predvsem se je za zanimivo pokazala odvistnost premera oziroma časa, ki ga potrebujemo, da preletimo steber v ravni liniji, proti hitrosti dviganja. Zbrani podatki so prikazani v obliki diagrama, iz katerega lahko sklepamo, da s hitrostjo dviganja raste tudi čas preleta oziroma premer stebra.
Slika 3: Upoštevani so samo podatki, kjer je let skozi vzgornik v približno ravni liniji in kjer ni zaznati velikega zmanjšanja horizontalne hitrosti zaradi vetra.
Čeprav sem upal, da bo graf prikazal očitno povezavo med velikostjo in vertikalno hitrostjo dviganja, sem bil zelo presenečen nad sorazmerno dobrim ujemanjem podatkov med seboj. Excel je vnešene točke povezal v linearno zvezo, ki je podana na diagramu. Na prvi pogled se se mi je zdelo podajanje te linearne enačbe nesmiselno, vendar sem kasneje uvidel zanimivo implikacijo, katero bo potrebno še preveriti. Gre namreč za velikost odseka na ordinatni osi, ki nam mogoče lahko pove, kako ločiti med 'lažnim' sunkom dvigajočega balona in 'ta pravim' dviganjem. Vrednost približno 10 sekund namreč kaže, da mora dviganje, ko priletimo vanj, trajati vsaj približno toliko, da se splača začeti zavrteti. Če je čas dviganja krajši, potem je območje dviganja najverjetneje premajhno in prešibko, da bi ga lahko uporabili.
Za enostavnejšo predstavitev, si poglejmo še kaj dobimo, če trajanje leta preračunamo v razdaljo. Povprečna hitrost letenja skozi vzgornik je nekje okoli 36 km/h, tako da lahko na osnovi dejstva, da poznamo čas, ki je potreben za let skozi vzgornik, izračunamo premer le tega. Prečenje znaša nekje od 20 sekund do 60 sekund, kar nam da razdaljo med 200 in 600 metrov. Dobili smo premere vzgornikov, ki so očitno v odvistnosti od hitrosti dviganja oziroma obratno. Za potrditev izračuna sem razdalje preveril še v SeeYou z orodjem, ki nam pokaže razdaljo med dvema točkama. Tudi na ta način sem največkrat dobil vrednosti med 300 in 400 metri.
Pri meritvah se je potrebno zavedati, da se pri vzgornikih, kjer je hitrost večja kot 2,5 m/s, velikokrat pojavi več centrov, ki pa so skoraj vedno razporejeni okoli najmočnejše sredice. Glej sliko 1!
Kot zanimivost naj podam, da sem zabeležil tudi vzgornik, kjer naj bi maksimalno dviganje znašalo 6,9 m/s (4 sekundni interval), trajanje leta pa je bilo približno 114 sekund. Preračunano v razdaljo, to pomeni nekje okrog 1150 metrov, merjenje premera v SeeYou pa je dalo celo 1260 metrov. Poleg glavnega jedra dviganja sem zabeležil še vsaj štiri manjša jedra dviganja, velikosti med 2 in 4 m/s.
Tako, upam da sem vsaj malo razsvetlil predstave o velikosti in trajanju preleta vzgornikov. Ob debatiranju s padalci, sem večinoma izvedel, da imamo občutek, da se v preletu stebra nahajamo bistveno manj časa. Večina je izrazila mnenje, da naj bi to trajalo nekje okoli 10 sekund. Zakaj je 'biološka štoparica' tako počasna, pa je že drugo vprašanje.
Dejstvo je, da je ta del letenja skoraj prav tako pomemben kot vrtenje, saj se na hitrih grebenskih tekmah zelo malo vrti, večina višine se pridobi le s tako imenovanim 'delfiniranjem' po grebenu. Več o sami tehniki tega početja pa kdaj drugič!
Avtor: Jože Molek