跳至正文

滑翔伞飞行原理(滑翔伞飞行原理及结构)

滑翔伞的飞行原理是什么?

滑翔伞的飞行原理是什么?

一、滑翔伞飞行时的受力情况

滑翔伞能够在空中飞行,是当它的翼型伞衣与空气作相对运动时,由于空气的作用在伞衣上产生空气动力的缘故。我们可以看一下滑翔伞在静止空气中作稳定滑翔时的受力情况。此时伞衣上垂直向上的空气动力R与垂直向下的系统的总重量W(飞行员、滑翔伞及所有装备重量之息和)相平衡,滑翔伞沿着向下倾斜的轨迹作等速直线运动。

由于空气动力R和重力W均为矢量,所以我们可以将它们按平行四边形法则进行分解。气动力R可以分解为与滑翔轨迹相垂直的升力Y和与滑翔轨迹相平行的阻力。同理,重力W也可以分解为w1和w2两个分力。此时作用在伞衣上的所有力仍然是平衡的,即Y=w1:Q=w2。由此可见,升力Y平衡重力分力w1,而使我们能够支持在空中;而重力W2则平衡阻力Q,使滑翔伞在空中沿飞行轨迹作等速下滑运动。如果空气动力R与重力W不相平衡,则滑翔伞在空中就将作加速(或减速)运动,使R与W达到新的平衡为止。由于飞行中重力W是滑翔伞系统所固有的,所以空气动力R是随速度而变化的。

二、升力的产生

翼型伞衣在充气后的横截面,即翼型相对于气流运动的情况。

当气流绕过翼型上、下表面流动时,由于上翼面弯度大、下翼面弯度小(基本为直线),并与气流方向有一定的角度。根据流体连续性原理和伯努里定理,稳定流动的气流流过上翼面时,受拱起的上翼面挤压作用,流线变密,流速比远前方的气流速度大,故压力降低;而流过下翼面的气流,流线变疏、流速减慢,压力增大。因此在伞衣上、下表面出现压力差,这个压力差的合力即为空气作用于伞衣上的总空气动力R,其方面垂直向上垂直的分力,就是升力Y。决定翼型伞衣升力大小的因素主要有:气流速度、空气密度、伞衣面积、翼型和伞衣攻角等。

1.气流速度(V):速度是决定升力大小的一个重要因素,如果没有速度,即滑翔伞与空气没有相对运动,则伞衣上、下表面的压力差为零,所以也就不会产生升力。实验结果表明z在其他条件相同的情况下,升力大小与速度的平方成正比。为了提高与气流相对运动速度,通常滑翔伞都采用逆风起飞,以增大升力,缩短起飞助跑距离。

2.伞衣面积(S):升力由伞衣上;下压力差产生,所以理论上伞衣面积越大,升力也就越大。但由于滑翔伞伞衣由柔性的纺织材料制成,依靠冲压空气成形,出于结构上的原因既要保证充气刚性,又要保持一定的翼载荷以保证飞行性能,所以不能象刚性机翼那样做得太大。

3.空气密度(p):气流压力与密度成正比。密度增大时,升力也增加;密度减小时,升力也下降。

4.翼型:翼型不同,气流流过上、下表面的流线情况也不同。在一定范围内,翼型的弯度和厚度越大,引起上、下表面的压力差也大,故升力也越大。

5.攻角,也称迎角(α):在翼型确定之后,升力的大小取决于翼型与相对气流的角度。我们将翼型前缘与后缘用直线相连接,称为翼弦,通常用翼弦来计量各个角度。翼弦与相对气流(或滑翔飞行轨迹)之间的角度α,称之为攻角或迎角。

还有很多,请自己慢慢看下面的网址

滑翔伞是怎样飞行的

滑翔伞是怎样飞行的

滑翔伞之所以可以在空中滑翔.滞空.爬升.最主要的原理是依据物理学中的帕斯卡定律.一流速与压力成反比.也就是流速快的压力小.流速慢的则压力大.

滑翔翼与风向的关系

滑翔翼与风向的关系

无心脏病、恐高症和高血压,发育良好、思维正常

滑翔伞

编辑本段历史沿革

大约在20年前,居住在阿尔卑斯山脚下沙木尼小镇的法国登山家贝登,利用一顶方形降落伞从阿尔卑斯山上成功地飞降到山下。许多登山家们纷纷效仿,并对降落伞进行进一步的改进,将降落伞与滑翔翼的特点相结合,制造出了利用山坡地形起飞,能够在空中自由翱翔的滑翔伞。1984年法国登山家菲隆(Roter Fillon)从阿尔卑斯山的勃朗峰上成功地飞出,使滑翔伞名声大噪,迅速在世界各地风行起来。今天,在世界各地,滑翔伞爱好者达数十万之多。

编辑本段飞行原理

滑翔伞

滑翔伞本身毫无任何动力,它之所以能够飞行,除了伞衣充满空气后显出特殊的形状外(飞行翼),全靠飞行员控制,结合大气中种种特性(空气动力)飞行。传统式的降落伞,即一般降落伞,在空中只能产生下降阻力,没有升力,而滑翔伞在空中飞行过程中会产生速度和升力,而且它的速度和升力远远大过它的阻力。因为在构造上,滑翔伞伞衣内层结构设有气囊,在没有充满空气前,滑翔伞没有实质的棱角,一旦内层气囊充满空气,滑翔伞的前沿就会出现棱角。这样,滑翔伞在在空中飞行时将相对的气流由翼面上下分别引开流动,阻力与对方的风力平行,重量与翼上方空气相结合,使滑翔伞产生速度前进。

编辑本段竞赛种类

滑翔伞

滞空时间赛:从起飞场到降落场之间,计算在空中停留的时间,以时间最长的为优胜者。 定点着陆赛:为了测试着陆时的精确度,在着陆场设置一个目标点。着陆时要以安全的方式降落,如果有危险的情况,以负分计算,而分数以最接近中心点为最高分。 定时赛:事先设定好从起飞地点到降落地点的滞空时间,以成绩最接近设定时间范围的为优胜者。 折返赛:起飞之后按照事先设计好的数个标杆之间弯曲飞行,最后回到起飞区附近的降落区。通常以完成这个路线所用时间最少为优胜者。 距离标杆赛:从起飞之后,向某一方向设定数个标杆,飞越远近不同的标杆之后,返回降落场降落。以用最短时间飞越最远标杆者为优胜者。 目标赛:起飞后向预定的目标飞行,以最早到达的为优胜者。在这途中必须要设立数个标志杆。 指定路线的自由飞行赛:指定飞行方向,沿此方向尽可能地向远处飞行。以飞行距离最远者为优胜。 开放式自由飞行赛:路线、方向未预先设定,全部由参赛者自行判定的长距离飞行赛。与时间无关,以飞得最远的选手为优胜者。滑翔伞比赛方法可分为排名赛、自由起飞赛和一对一比赛。

编辑本段必备装备

滑翔伞

在做滑翔伞飞行时,除了伞以外,还有一些必须的装备。包括:飞行服、套带、安全帽、手套、鞋、护目镜、仪表等。 飞行服:必须要准备滑翔伞运动专用的飞行服,飞行时,可以保护身体。 套带:套带是用来连接滑翔伞和飞行员,吊在伞下的一条带子,因为它直接关系到飞行员的安全,所以在选择时必须依照自己的体重而慎重选择。 安全帽:安全帽是在起飞和着陆时保护头部的必需装备,尤其是练习时,一定要配带安全帽。飞行时选用质轻坚固的安全帽即可,自行车、攀岩、溜冰用的头盔都可用。如选用摩托车安全帽则应选用比较轻巧的一类,且帽前的防风护目镜则应当取下,以免受到撞击后碎裂而伤及脸部。为了能清晰地听到空中的风声和周围的声音及地面人员的引导,耳朵部分一定要开孔。 鞋子:鞋的选择应以质轻坚固为原则(避免附有挂钩),在有坡度的斜坡上使用时以较易吸收冲击力且预防挫伤的滑翔伞专用鞋为最佳选择。 手套:为了避免手部受伤,在参加滑翔伞运动时,应配带手套。在夏季选择薄且耐用的手套即可,冬天可用滑雪手套。注意:选择哪一种手套都不要有挂钩。 滑翔伞

扩目镜(太阳眼镜):在参加滑翔伞运动最初的学习阶段可不用护目镜,但对于配戴隐形眼镜的人,则应戴护目镜。 仪表:滑翔伞运动所需的仪表包括有风速仪、高度计、升降仪等。在做高空飞行时,必须使用。初学阶段只需配备风速仪即可。 紧急伞(备用伞):在做热气流盘旋或高飞行时,有时会遇到一些特殊情况。因此,携带紧急伞比较安全,紧急伞的大小尺寸有所不同,应根据每个人的体重不同,选择合适尺寸的紧急伞。

编辑本段控制要领

滑翔伞

滑翔伞的伞布是一种特殊防裂尼龙布料制成的伞衣,共分为三部分:伞衣、吊绳主提索和套带。滑翔伞前组主提带左右各有一条控制绳,飞行员利用它可控制方向(定向)转弯,操作上非常容易,但动作必须柔和。在飞行中要左转时,只要将左边的控制绳轻轻往下方拉,转至需要的方向再轻轻放回;要向右边转时,就将右边的控制绳轻轻拉下,直到转至您需要的方向时再轻轻放回。切记在进行左右转时,动作必须柔和,徐徐放回,不可猛拉猛放。滑翔伞是一种高性能滑翔工具,如果由经验不足或不了解正确控制技巧的人员来飞行,危险性极大。因为滑翔伞具有高性能滑翔特性,因此飞行员在飞行前必须了解它的特性和控制技巧(特别是在着陆时的控制要领)和乱流中飞行时的控制技巧。倘若控制绳失效时,要借助后面两条主提带,操作要领和控制绳相同。 着陆:在10—15公尺的高度,进行着陆必须面对风向,控制绳拉至肩部,距离地面约1公尺时,徐徐将两边控制绳拉至腰部以下,这样就可以轻松着陆了。如果着陆过程中,伞有些不稳,那就是乱流的缘故。这时需将两脚并拢,膝盖并紧,准备进行滚翻,也就是根据五点着陆的要领来完成着陆动作。五点着陆的要领是利用身体肌肉较为发达的部位先去接触地面,以达到安全着陆的目的。 刹车:滑翔伞在飞行过程中,滑行者将控制绳拉至耳朵下方位置,此时伞的尾缘下垂约2—4寸,这时滑翔比为最佳。但不可拉得太多。当要降低飞行速度时,将控制绳往下拉至胸部位置,尾缘下垂更多以增加阻力,减低飞行速度。这种减速方法除了在着陆时使用外,飞行中很少用这种大幅度的刹车。在距离地面30—50公尺时避免使用这种方式,因为控制绳拉下太多会造成伞翼气囊失压,而失速是很危险的。在稳定气流状况下飞行,飞行员可用控制绳来改变相对的气流角,控制伞的方向。在不稳定气流状况下飞行时,情况就大不一样了。飞行者必须要了解和认识不稳定气流(乱流)是如何形成的,以及形成因素。

滑翔机飞行的原理是什么?

飞机必须以升力克服重力,以推力克服空气阻力才能飞行。飞机产生升力是藉著机翼截面拱起的形状,当空气流经机翼时,上方的空气分子因在同一时间内要走的距离较长,所以跑得较下方的空气分子快,造成在机翼上方的气压会较下方低。如此,下方较高的气压就将飞机支撑著,而能浮在空气中。这就是所谓的伯努利(十八世纪荷兰出生,后来移居瑞士的数学与科学家)原理。

  根据伯努利原理,飞机速度愈快,所产生的气压差(也就是升力)就会愈大,升力大过重於重力,飞机就会向上窜升。滑翔机没有引擎的动力,它可以靠四种方式升空:(1)弹射器— 将滑翔机架设在弹力绳并向後拉,由驾驶员给予讯号後释放绳索而弹射出去。(2)汽车拖曳— 将滑翔机系绳於车上拖曳达适当高度後,驾驶员将绳索松开。(3)绞车拖曳— 与汽车拖曳相似,只是利用固定在地上以马达驱动的绞车来拉滑翔机。(4)飞机拖曳— 以另一部有动力的飞机拖至一定的高度后,滑翔机脱离而自由翱翔。

滑翔机升空后,除非碰到上升气流,否则空气阻力会逐渐减缓飞机的速度,升力就会愈来愈小,重力大於升力,飞机就会愈飞愈低,最後降落至地面。为了让滑翔机能飞得又远又久,它必需有很高的升力阻力比,这就是为什麼滑翔机的机翼那麼细长,如何突破滞空时间以及飞行高度的纪录是滑翔机设计与制造的最大挑战。滑翔是一种需要高度技巧与飞行知识,藉著自然能量遨游天空的运动。

动力伞为什么能上升下降 工作原理

动力伞是人类可控的最轻便的航空器.它的上升和下降,是通过控制绳拉动改变翼型来进行的. 动力伞的伞是通过气流撑起的类似机翼的形状,通过发动机带动和气流吹拂伞面,形成伯努利效应,在伞翼的前上方形成上升力矩.如下图: 动力伞需要下降时,拉动控制绳,改变伞翼的攻角,升力下降,就逐渐降落了.

动力伞的原理?

动力伞翼与滑翔伞翼结构与原理完全相同所以我们通称为滑翔伞 滑翔伞的结构与飞行原理

【滑翔伞的稳定性】

所有运动的物体,对其第一位的品质要求是稳定性。滑翔伞的稳定性是指当它受到外力扰动(多半为阵风、湍流或飞行员的短暂操纵)后,能自行恢复到原先状态(平稳直线飞行)的倾向或能力。简而言之,一具稳定的滑翔伞在遇到阵风干扰后能自动恢复到正常飞行状态或它在乎稳的气流中具有“脱手”飞行的能力。

为说明滑翔伞的稳定性,先让我们看一下它的三个旋转轴:横向轴、纵向轴和垂直轴。滑翔伞绕横向轴的转动称俯仰,即伞衣前缘上抬或下降,是攻角的变化;绕纵向轴的转动称滚转,即一侧伞衣向上或向下的运动;绕垂直轴的转动称偏航,它是伞衣一侧向前或向后的运动,也就是滑翔伞的航向变化。

滑翔伞的俯仰稳定性和滚转稳定性都是由摆锤作用引起的。在正常稳定飞行时,飞行员悬挂在伞衣下面(这与悬挂在细绳下面的一个重物,即单摆相似),此时气动力R与伞系统重量W大小相等,方向相反,整个力系处于平面状态。由于扰动(如迎面阵风的推动作用),伞衣与人体位置发生偏离,攻角加大,由于R与w不再作用在同一直线上,平衡状态被破坏,但由于力的偏移,这时会产生一个力偶或力矩,使伞衣恢复到非原先的位置。所以,滑翔伞的俯仰稳定性就是受到干扰,伞衣攻角变化后恢复到原先攻角状态的倾向。假如滑翔伞侧面受到阵风的吹袭冲击,一侧伞衣的翼尖上抬;另一侧下降,也会造成R与w的平衡被破坏,同样会在力偶的作用下产生一个恢复力矩,使伞衣绕纵向轴转动,重新回到我们的头项上方,这就是滑翔伞的滚转稳定性。

滑翔的偏航和航向稳定性与上述情况不同。当滑翔伞的伞衣对风向发生偏航,伞衣的阴影面积是压力中心后部的面积(压力中心总是向上的气动力R的总合的点,也可看作是重心也作用在该点上)。在偏航状态中,伞衣在向后移动的一侧,根据经验处于较高的攻角,而向前的一侧处于较低的攻角位置,所以前者比后者产生更大的力,作用在向后一侧上后部的力结合通过系统质量中心的重力对伞衣产生修正作用,而使其脱离偏航状态,回到原先的航向上。

【转弯飞行】

滑翔伞在空中的转弯是通过拉下操纵绳,使伞衣一侧的后续部分向下弯曲,攻角加大,因而在气流的作用下,该侧阻力增大而升力被破坏。

一侧伞衣随着刹车施加而减速并轻微地下降,同时滑翔伞绕垂直轴转动使飞行方向改变,从而实现空中转弯。滑翔伞在转弯时,由于人体惯性力的作用,人体向外佣偏移并使伞衣处于倾斜状态。需要指出的是,在拉下刹车进行转弯时,伞衣的倾斜角会随着刹车量的增加而加大,而由人体的惯性引起的离心力也会随刹车量和操纵速度的快慢而变化,拉动刹车越快,惯性力也越大。所以刹车操纵一定要适度和柔和,否则会导致严重后果。如果飞行员不断增加刹车量,则滑翔伞的盘旋转弯半径会随之越来越小,倾角变得陡峭并进入紧密的螺旋形下降,超量的刹车操纵甚至会导致进入危险的螺旋俯冲。产生这种情况的原因,是由于离心力与伞系统的总重量W相结合产生一个新的表现重力Wa。这个新的载荷大于w,也大于气动力R,由于升力不足以平衡wa的分力,所以会导致高度损失。这种情况如发生在低空则往往会导致坠地和造成伤亡的严重后果,这是需要待别引起重视的。一般情况下操纵滑翔伞转弯时,滑翔伞与水平面的倾角不应大于30度。

【滑翔伞的最佳性能】

滑翔伞的性能涉及许多方面的问题,在此我们仅讨论与性能有关的几个主要指标,即滑翔比、下沉率和速度。

滑翔比直接与滑翔轨迹有关。所谓滑翔比是指在单位时间内滑翔伞向前运动的水平距离与垂直下降距离的比值或水平速度与垂直下降速度的比值。这个比值的大小在一定程度上反应了滑翔伞性能的高低。初级滑翔伞的滑翔比在3:1—6:1之间;而中高级滑翔伞的滑翔比大多在5:1—9:1之间,部分竞赛型高性能滑翔伞的滑翔比已接近于10:1(即水平前进10米,垂直下降1米)。滑翔伞的滑翔比也可以简单地看作是升力L与阻力D之比。要提高滑翔伞滑翔比的途径应该从加大升力,减小阻力着手,而决定伞衣最大滑翔比(L/D)MAX主要取决于翼型和展弦比。这里要注意的是:柔性翼决不可一味追求气动性能,加大展弦比,减薄翼型这将造成伞翼极容易塌陷,并恢复困难。动力滑翔伞由于有发动机,所以动力伞翼可牺牲一些空气动力性能,换取更大的伞翼刚性及稳定性,这并不代表动力伞翼低级,而是不同的侧重点。两者相比,动力伞翼有更强的抗塌陷能力,更好的安定性。

下沉率是指滑翔伞在单位时间内的垂直下降距离,也即垂直下降速度Vv。一般说来,最小下沉率发生在我们飞得很慢的时候(比失速速度稍快一点)。影陶下沉率的主要因素是伞衣的翼型、尺寸与飞行员重量。

在实际飞行中,我们要改变飞行速度通常是使用刹车操纵来增加伞衣翼型的弯度,增加攻角来实现的,这种方式与通常飞放下襟翼的作用相似。当我们同时下拉左右侧操纵绳使伞衣的后缘向下偏转,就会减慢滑翔伞的前进速度和垂直下降速度,后者就是我们说的下沉率。

在此我们已经了解,要达到不同的飞行目的(效果),应当利用刹车操纵来调整伞衣的攻角,以相应的速度飞行。例如,为达到飞行距离最远,我们就应当以“最佳滑翔速度”飞行,即不施加刹车操纵,此时滑翔比同时也是升阻比处于最大值。假如要达到留空时间员长的目的,就应当采用“最小下沉”速度来飞行,此时要对伞衣施加约20–30%的刹车。

【关于失速】

什么是“失速”,它对滑翔伞飞行有什么影响?现作如下讨论。

滑翔伞伞衣以一定的攻角与空气作相对运动,产生空气动力使我们能在空中飞行。而为了不同的飞行需要,我们又要操纵伞衣达到改变方向和调整速度的目的。但是攻角的增加并非随心所欲地任意加大,而有一个限度。当滑翔伞伞衣在一定攻角下飞行时,流过翼面气流是平滑地紧“贴”着上表面流过。当进一步加大攻角到某一位置时,紧贴上表面流过的气流开始从某一位置分离,从而在其后部产生不稳定的涡流,这就会导致阻力迅速增大,而升力消失,这一现象称为“失速”。

滑翔伞发生失速之后会使操纵恶化并越来越快地向下坠落,要是在接近地面时发生失速则更加危险,处理不好则将是灾难性的。这种情况在平时的飞行训练和比赛中也很常见,在飞行员实施“雀降”着陆的过程中,由于操纵量过大导致伞衣“失速”,而重重地摔到地上。所以,开始学习滑翔伞飞行的新学员,在没有充分掌握复杂的飞行操纵和恢复技术之前,千万不要使用操纵绳去过多地减慢飞行速度。以下是有关失速情况的一些提示:

1.失速仅发生在某一攻角下;

2.对一个具体的飞行员,他的失速发生在某个飞行速度点,称之为“失速速度”。

3.失速是由于攻角过大引起的,这是刹车操纵量过大或下拉后操纵带过量的结果;

4.失速的结果会引起丧失飞行速度,失去操纵,损失高度和有可能造成伞衣塌陷的后果;

5.要从适度的失速中恢复,应立即平稳地减小刹车量至肩齐平,以减小攻角。

【在风中飞行】

我们以上讨论的滑翔伞的最佳滑翔状态是假定在静止大气,即无风情况中进行的。然而,对于大气而言一般很少有无风的情况;这里所说的“风”,实际上是空气团大范围的水平运动,所以它既有方向,也有一定的速度。也包括水平方向和垂直方向。(垂直方向的我们通常称之为,‘气流’)

首先让我们看一下滑翔伞逆风飞行的情况。如滑翔伞以速度V在空气作滑翔飞行,速度方向与下滑轨迹一致。由于风向是水平的,故我们把速度V也分解为水平速度和垂直方向的两个风量Vh和Vv。假如风速与Vh大小相等,但方向相反,故两者抵消作用的结果,合速度为零,此时滑翔伞在空中相对于地面处于停滞不前的状态,由于滑翔伞的下沉速度Vv的作用,使滑翔伞像普通降落伞一样垂直下降。如果滑翔伞的水平速度Vh大于风速,则两者抵消之后,仍有一定的合速度,则在地面上看滑翔伞仍能缓慢地向前飞行。当然,假如风速大于Vh,则我们站在地面上看到的则是滑翔伞非但不能前进,反而会被风吹得倒退了。

我们通常把滑翔伞在静止空气作稳定时的水平速度称为“空速”,而相对于地面的运动速度称为“地速”,则空速、地速和风速三者之间有如下的关系:

在无风情况下:地速=空速;

在逆风情况下:地速=空速-风速;

在顺风情况下:地速=空速+风速;

特别注意,在平行风能飞的天气下,并不代表垂直风(气流)力达到了飞行标准,这一点动力伞飞行员必需牢记。

滑翔机为什么能飞行?

飞机必须以升力克服重力,以推力克服空气阻力才能飞行。飞机产生升力是藉著机翼截面拱起的形状,当空气流经机翼时,上方的空气分子因在同一时间内要走的距离较长,所以跑得较下方的空气分子快,造成在机翼上方的气压会较下方低。如此,下方较高的气压就将飞机支撑著,而能浮在空气中。这就是所谓的伯努利(十八世纪荷兰出生,后来移居瑞士的数学与科学家)原理。

根据伯努利原理,飞机速度愈快,所产生的气压差(也就是升力)就会愈大,升力大过重於重力,飞机就会向上窜升。滑翔机没有引擎的动力,它可以靠四种方式升空:(1)弹射器— 将滑翔机架设在弹力绳并向後拉,由驾驶员给予讯号後释放绳索而弹射出去。(2)汽车拖曳— 将滑翔机系绳於车上拖曳达适当高度後,驾驶员将绳索松开。(3)绞车拖曳— 与汽车拖曳相似,只是利用固定在地上以马达驱动的绞车来拉滑翔机。(4)飞机拖曳— 以另一部有动力的飞机拖至一定的高度后,滑翔机脱离而自由翱翔。

滑翔机升空后,除非碰到上升气流,否则空气阻力会逐渐减缓飞机的速度,升力就会愈来愈小,重力大於升力,飞机就会愈飞愈低,最後降落至地面。为了让滑翔机能飞得又远又久,它必需有很高的升力阻力比,这就是为什麼滑翔机的机翼那麼细长,如何突破滞空时间以及飞行高度的纪录是滑翔机设计与制造的最大挑战。滑翔是一种需要高度技巧与飞行知识,藉著自然能量遨游天空的运动。