Dviganja

Dviganje je meteorološki pojav, ki se kot vir energije uporablja za vzpenjanje letal in vzpenjanje ptic . Najpogostejša uporaba dviganja pri ljudeh je v športu in rekreaciji. Trije zračni športi, ki uporabljajo dviganja, so: jadranje, zmajarstvo in jadralno padalstvo .

Energijo lahko pridobimo z uporabo dvigajočega se zraka iz štirih virov:

Termični vzogrnik (kjer se zrak dviguje zaradi toplote)

Pobočna termika, kjer veter piha proti pobočju; zrak se zaradi tega dviga

Dvig valov, kjer gora proizvaja stoječi zračni val

Konvergenca, kjer se srečata dve zračni masi

Pri dinamičnem vzpenjanju je mogoče pridobiti tudi energijo, čeprav se pri tem rabijo razlike v hitrostih vetra in ne naraščajočem zraku.

Termični vzgornik

Termični vzgorniki so stebri dvigajočega se zraka, ki nastanejo na tleh s segrevanjem površine s sončno svetlobo. Če zrak vsebuje dovolj vlage, se bo voda zgostila iz dvigajočega se zraka in tvorila kumuluse .

Termične vzgornike pogosto uporabljajo ptice, kot so grabljice , jastrebi in štorklje . Čeprav so bili leta 1901 bratje Wright poznali termalno dvigalo, so ga ljudje izkoriščali šele leta 1921 pri Williamu Leuschu v Wasserkuppeju v Nemčiji. Šele približno leta 1930 je uporaba termike za vzletanje v jadralnih letalih postala običajna.

Ko naleti na termiko, pilot leti v krogih, da se zadrži znotraj termalne toka, tako da pridobi višino, preden odleti do naslednje termalne celice in proti cilju. To je znano kot “toplotna obdelava”. Stopnje vzpona so odvisne od pogojev, pogoste pa so hitrosti nekaj metrov na sekundo. Termika se lahko tvorij tudi v črti, običajno zaradi vetra ali terena, kar ustvarja dolge vrste oblakov. Ti lahko omogočajo letenje naravnost med vzpenjanjem v neprekinjenem dviganju.

Kadar ima zrak malo vlage ali ko inverzija ustavi, da se topel zrak dvigne dovolj visoko, da se vlaga kondenzira, termike ne ustvarjajo kumulusnih oblakov. Običajne lokacije za iskanje termike so nad mesti, sveže preoranimi polji in asfaltnimi cestami, vendar je termiko pogosto težko povezati s katero koli značilnostjo tal. Občasno toploto povzročajo izpušni plini iz elektrarn ali požari.

Ker zahteva dvig ogrevanega zraka, je toplotna obdelava učinkovita le na srednjih zemljepisnih širinah od pomladi do poznega poletja. Kljub tem omejitvam je najpogostejši vir dviga, ki ga uporabljajo jadralni piloti, saj grebenski dvig in valovi zavetrja zahtevajo gorati teren in ga zato ni mogoče najti v bližini določenega letališča. Med sezono, ko so termike šibkejše, se lahko še vedno uporablja greben in valovi, nekateri piloti pa letijo v bolj gorata območja.

Pobočna termika

 Ali orografski dvig povzroča naraščajoč zrak na vetrovni strani pobočja. Dvižni greben pogosto uporabljajo morske ptice in letala. V krajih, kjer piha enakomeren veter, lahko greben dopušča skoraj neomejen čas.

Pri dviganju piloti običajno letijo dolge ravne noge vzporedno s grebenom. Če največja višina dviganja ni dosežena, se lahko pilot obrne in leti v drugo smer nad istim pobočjem. Z vetrom od 20 do 25 vozlov (46 km / h) je mogoče, da se letala dvignejo na nadmorski višini, ki je dvakrat višja od ovire. Dvižni greben lahko povečamo tudi s termiko, ko so pobočja obrnjena tudi proti soncu.

Dvig zračnih valov

Lečasti oblak, ki ga proizvaja gorski val.

 Valovi se pojavijo, ko nad goro zapiha veter s 25 vozli (46 km / h). Pod pogojem, da se moč vetra enakomerno povečuje z višino brez pomembne spremembe smeri, lahko nastanejo stoječi valovi. Odkril jih je jadralni pilot Wolf Hirth leta 1933. Ti valovi dosežejo višino, veliko večjo od prvotne ovire, zato lahko jadralnim padalom omogočajo vzpon na stratosfero. Piloti uporabljajo dodatni kisik, da se izognejo hipoksiji, ker večina jadralnih letal nima kokpita pod pritiskom. To dvigalo pogosto zaznamujejo dolgi, mirujoči lečasti (v obliki leče) oblaki, ki ležijo pravokotno na veter. Z gorskim valom je jadralno letalo postavilo rekord največje nadmorske višine, ko sta se Jim Payne in Tim Gardner 2. septembra 2018 dvignila na višino 22.657 metrov (74.334 čevljev) nad El Calafate v Argentini v namensko zgrajeni izvedbi Windward Perlan II . Trenutni svetovni rekord na daljavo 3,008 km (1869 statutarnih milj) Klausa Ohlmanna (postavljen 21. januarja 2003) je v Južni Ameriki preletel tudi gorski valovi .

Redki valni pojav je znan kot Morning Glory , oblak, ki se močno dvigne. Piloti v bližini avstralskega zaliva Carpentaria ga uporabljajo spomladi.

Konvergenčna območja

Meje, kjer se srečata dve zračni masi, so znane kot konvergenčna območja . Pojavijo se lahko v morskem vetriču ali v puščavskih regijah. Morje vetrič (ali na kopnem prepir ) je veter od morja, ki se razvije kot zemljišča v bližini obale. Na fronti z morskim vetrom se hladen zrak z morja sreča s toplejšim zrakom s kopnega in ustvarja mejo kot plitva hladna fronta vzdolž strižne črte. To ustvarja ozek pas prijetnega dvigala z vetrom do 10 vozlov (19 km / h). Ti omogočajo pridobivanje nadmorske višine z letenjem po križišču, kot da gre za greben kopna. Konvergenca se lahko zgodi na precejšnjih razdaljah in tako lahko med plezanjem omogoča skoraj naravnost.

Dinamično vzpenjanje

Pri dinamičnem vzpenjanju se energija pridobiva z večkratnim prehajanjem meje med zračnimi masami z različno vodoravno hitrostjo, ne pa z naraščajočim zrakom. Takšna območja z visokim ” gradientom vetra ” so običajno preblizu tal, da bi jih jadralci lahko varno uporabljali, toda Albatros in modelna jadralna letala uporabljajo ta pojav.

Iluzije dviganja pilot lahko ustvari indikacijo dviga na nekompenziranih instrumentih tako, da vstopi v vzpon tako, da povleče palico nazaj (torej ” palica je termična “). To ni resnično dvigovanje, ker se povečanje potencialne energije letala doseže z zmanjšanjem hitrosti in ne zaradi letenja v naraščajočem zraku. Jadralna letala so opremljena z instrumenti, ki so kompenzirani, da se preprečijo indikacije termike palice, vendar je pojav očiten pri letalih, katerih kompenzacija ni zadostna