Планеры как безмоторные летательные
аппараты тяжелее воздуха могут, медленно снижаясь, парить над землей,
используя подъемную силу встречного ветра, но предварительно они должны
быть забуксированы на некоторую высоту самолетом или запущены в полет
специальным устройством с возвышенности. Для самостоятельного набора
высоты планеру нужны устойчивые восходящие потоки воздуха, возникающие
днем вдоль склонов возвышенностей или в так называемых термиках –
больших пузырях или струях теплого воздуха, поднимающегося вверх над
нагретой солнцем земной поверхностью. Термики возникают в результате
процесса термической конвекции (подъема вверх массы теплого, менее
плотного, чем окружающий, воздуха) над сушей днем и над водной
поверхностью ночью и могут быть самых различных размеров – от нескольких
сантиметров в поперечном сечении до нескольких сот метров и даже
километров. Вертикальная скорость устремляющегося вверх теплого воздуха
также может колебаться в очень широких пределах – от нескольких
сантиметров в секунду до нескольких метров в секунду.
Поскольку минимально приемлемый радиус
спирали планера составляет приблизительно 50 м, а собственная скорость
снижения примерно 1 м/с, то пригодные для парения планеров термики, так
называемые планерные термики, должны иметь горизонтальные размеры не
менее 100 м и обладать вертикальной скоростью воздушного потока не менее
1 м/с.
Опытным путем и теоретическими
расчетами установлено, что наибольшую массу воздуха переносят термики
размером именно около 100 м. Структура термика такова, что его можно
представить в виде вихревого кольца, то есть вихря с вертикальной осью, с
максимальными восходящими потоками в центре и нисходящими – на
периферии.
Планер в термике может подниматься по
спирали вокруг центральной части термика до тех пор, пока скорость
вертикальных потоков в термике достаточна для удержания его от снижения.
Считается, что планер в состоянии подниматься до тех пор, пока он не
достигнет уровня, на котором разность его вертикальной скорости и
скорости подъема верхней части самого термика окажется равной скорости
снижения планера. |