Кіріспе

Желкенмен ұшу – әуе спорты немесе демалыс әрекеті, онда ұшқыш жеңіл, қозғалтқышсыз, ауадан ауыр ұшақ – желкенмен ұшады. Көптеген қазіргі заманғы желкендер қанатты құрайтын синтетикалық матамен қапталған алюминий қорытпасынан немесе композиттік каркастан жасалған. Әдетте, ұшқыш ұшақтың каркасына ілінген арқанда болады және дене салмағын басқару құрылысына қарсы жылдыру арқылы ұшақты басқарады. Алғашқы желкендердің көтерілу/соқтығысу қатынасы төмен болғандықтан, ұшқыштар кішкентай төбелерден сырғанаумен шектелген. 1980 жылдары бұл қатынас едәуір жақсарды, содан бері ұшқыштар сағаттап ауада көтеріле алады, жылулық ағындарда мыңдаған фут биіктікке жетеді, әуеде акробатикалық трюктар орындайды және жүздеген шақырымға дейін ұша алады. Халықаралық Аэронавтикалық Федерация және ұлттық әуе кеңістігін басқару ұйымдары желкенмен ұшудың кейбір ережелік аспектілерін бақылайды. Оқытылудың қауіпсіздік артықшылықтарын алу жоғары бағаланады және көптеген елдерде міндетті талап болып табылады.

Тарих

1853 жылы Джордж Кейли еңістен ұшырылатын, пилот басқаратын желкенді құрылғыны ойлап тапты. Көптеген алғашқы желкенді конструкциялар қауіпсіз ұшуды қамтамасыз етпеді, себебі алғашқы авиация пионерлері құстың қанатының жұмыс істеу қағидаларын толыққанды түсінбеді. 1880 жылдардан бастап, техникалық және ғылыми жетістіктер жасалды, олар алғашқы нағыз практикалық планерлерге әкелді, мысалы, АҚШ-та Джон Джозеф Монтгомери жасағандары. Отто Лилиенталь 1890 жылдары басқарылатын желкендерді құрастырды, олардың көмегімен ол желкенмен сырғанап ұша алатын болды. Оның мұқият құжатталған жұмысы кейінгі конструкторларға әсер етті, Лилиентальды авиацияның алғашқы және ең ықпалды пионерлерінің біріне айналдырды. Оның ұшағы салмақты ауыстыру арқылы басқарылды және қазіргі заманғы желкенді желкенге ұқсас. 1904 жылы Ян Лавеццари Франциядағы Берк жағажайынан қос латин туындысынан жасалған желкенді желкенмен ұшты, бұл желкенді желкеннің нығайтылған икемді нұсқасы болды. 1910 жылы Бреслауда желкенді клубтың іс-қимылында үшбұрышты басқару тірегінде желкенді ұшқыш үшбұрыштың артында ілінгенін көруге болады. Екі қанатты желкенді планердің жоспарларымен қоғамдық журналдарда кеңінен жарияланды; Октав Шануттың және оның құйрықты екі қанатты желкенді планерлерін көрсеткеннен кейін мұндай екі қанатты желкенді планерлер бірнеше елде жасалып, ұшырылды. 1909 жылдың сәуір айында Карл С. Бейтстің жариялаған «қалай жасауға болады» деген мақаласы желкенді планер құрушыларға, тіпті қазіргі заманғы құрылысшыларға да әсер еткен маңызды мақала болып есептеледі. Көптеген құрылысшылар оның мақаласындағы жоспар бойынша алғашқы желкенді планерін жасады. 1940 жылы Вольмер Йенсен VJ 11 деп аталатын екі қанатты желкенді планермен аяқпен ұшырылатын желкенді планерді үш осьті басқаруға мүмкіндік берді. 1948 жылдың 23 қарашасында Фрэнсис Рогалло және Гертруда Рогалло толық икемді қанатты желкенге, оның нығайтулары мен сырғанауға қатысты талаптарына патент алуға өтініш берді. Икемді қанат немесе Рогалло қанаты 1957 жылы американдық ғарыш агенттігі НАСА Джемини ғарыш капсулаларын құтқару жүйесі ретінде пайдалану үшін әртүрлі икемді және жартылай қатаң конфигурацияларда сынақтан өткізді. Қанатты нығайтудың әртүрлі форматтары, оның қарапайым дизайны мен құрылысының оңайлығы, сондай-ақ баяу ұшу қабілеті және жұмсақ қону сипаттамалары желкенді желкенге құмарлардың назарынан тыс қалмады. 1960-1962 жылдары Барри Хилл Палмер икемді қанатты тұжырымдаманы төрт түрлі басқару жүйесімен аяқпен ұшырылатын желкенді планерлер жасау үшін бейімдеді. 1963 жылы Майк Бернс икемді қанатты Skiplane деп аталатын сүйретілетін желкенді желкенді жасау үшін бейімдеді. 1963 жылы Джон У. Диккенсон икемді қанатты аэродинамикалық тұжырымдаманы тағы бір су шаңғы желкенін жасау үшін бейімдеді; осы үшін Халықаралық Аэронавтика Федерациясы Диккенсонды "заманауи" желкенді желкенді ойлап тапқаны үшін "Аэрофлот" дипломымен марапаттады (2006). Содан бері Рогалло қанаты желкенді планерлердің ең көп қолданылатын қанатты профилі болып табылады.

Аспалы желкенге арналған жағажай

Аспалы қанаттың матасы әдетте дакрон немесе милар сияқты тоқылған немесе ламинатталған талшықтан жасалады. Тоқылған полиэстер матасы – полиэстер шайырымен ыстық престе сіңіріліп бекітілген, кішкентай диаметрлі полиэстер талшықтарының өте тығыз тоқымасы. Шашырмен сіңіру бұрмалану мен созылуға қарсы тұру үшін қажет. Бұл қарсылық желкеннің аэродинамикалық пішінін сақтау үшін маңызды. Тоқылған полиэстер желкенде салмақ пен беріктіктің ең жақсы үйлесімін және жалпы басқару қасиеттерін қамтамасыз етеді. Полиэстерленген пленканы қолданатын ламинатталған желкен материалдары, желкен пішінін жақсы сақтайтын, бірақ салыстырмалы түрде жеңіл материалды пайдалану арқылы жоғары өнімділікке жетеді. Полиэстерленген пленка маталарының кемшіліктері – жүктеме астындағы серпімділіктің төмендеуі, әдетте, оларды қатаңдатып, жауап беруін азайтады, сондай-ақ полиэстерленген ламинатталған маталар тоқылған маталарға қарағанда аз берікті және ұзақ қызмет ете бермейді.

Үшбұрышты басқару аяғы

Көптеген аспалы планерлерде ұшқыш ұшақ корпусынан ілінген арматурада бекітіледі және дене салмағын тұрақты басқару аяғына қарсы жылжыту арқылы басқаруды жүзеге асырады, бұл үшбұрышты басқару аяғы немесе А аяғы деп те аталады. Басқару аяғы әдетте 2 "төмен түтікшеден" және басқару штангасынан/негізгі штангадан/негізгі түтікшеден тұрады. Басқару штангасының әр шеті тік түтікшеге немесе аэродинамикалық тіреуге ("төмен түтікшеге") бекітіледі, екеуі де негізгі түтікшеден шығып, басқару аяғының / планердің кілінің жоғарғы нүктесімен байланысады. Бұл үшбұрыш немесе "А" пішімін құрайды. Көптеген конструкцияларда төменгі штангадан немесе таяқшадан қосымша дөңгелектер немесе басқа жабдықтар ілінеді. Отто Лилиентальдың 1892 жылғы аспалы планеріндегі үшбұрышты басқару аяғын көрсететін суреттер мұндай аяқтардың технологиясы планерлердің алғашқы жобалау кезеңдерінен бері бар екенін көрсетеді, бірақ ол оны патенттерінде көрсеткен жоқ. Октав Шануттың жобаларында дене салмағын жылжытуға арналған басқару аяғы да көрсетілген. Бұл 1929 жылдан бастап Джордж А. Спратттың қазіргі кездегі аспалы планерлердің кең таралған дизайнының маңызды бөлігі болды. 1908 жылы В. Саймон Бреслаудың желкенді клубында өткен жарыста кабельдік тіреуі бар ең қарапайым А аяғын көрсетті. Аспалы планер тарихшысы Стефан Нич 1900-жылдардың басында қолданылған U басқару аяғының мысалдарына да тапқан; U – А аяғының бір түрі.

Оқыту және қауіпсіздік

Ертедегі аспалы қанатпен ұшудың алғашқы пионерлерінің қауіпсіздік көрсеткіштері нашар болғандықтан, бұл спорт дәстүрлі түрде қауіпті деп есептелген. Ұшқыштарды даярлау және қанат құрылысындағы жетістіктер қауіпсіздік деңгейін едәуір арттырды. Қазіргі заманғы аспалы қанаттар, Аспалы қанат өндірушілер қауымдастығы (Hang Glider Manufacturers Association), BHPA, Deutscher Hängegleiterverband немесе басқа да сертификатталған стандарттарға сәйкес, заманауи материалдарды пайдаланып жасалғанда, өте берік болады. Олар жеңіл болғанымен, дұрыс пайдаланбаса немесе қауіпті жел және ауа райы жағдайында пайдаланыла берсе, оңай зақымдануы мүмкін. Барлық қазіргі заманғы қанаттарда құлаудан кейін қалпына келтіру механизмдері орнатылған, мысалы, патшалық типтегі қанаттардағы "лuff lines" немесе жоғарғы жағы ашық қанаттардағы "sprogs". Ұшқыштар денелерін қолдайтын белдіктерде ұшады. Белдіктердің бірнеше түрі бар. "Pod" белдігін киім сияқты киеді, ал ұшыру кезінде аяқ бөлігі ұшқыштың артында орналасады. Ауада аяқтар белдіктің астына тығылады, ал әуеде арқанмен жабылып, жерге қонбас бұрын бөлек арқанмен ашылады. "Cocoon" белдігін ұшыру кезінде бастан киеді және аяқтардың алдында орналасады. Құлаудан кейін аяқтар оған тығылады, ал арқасы ашық қалдырылады. Тізеге ілмелі белдік те бастан киіледі, бірақ тізе бөлігі ұшыру алдында тізеге оралады және ұшырылғаннан кейін ұшқыштың аяғын автоматты түрде көтеріп алады. Супинативті немесе пронативті белдік - отыратын белдік. Иық белдіктері ұшыру алдында тағылады, ал ұшырылғаннан кейін ұшқыш орындыққа сығады және отыра отырып ұшады. Ұшқыштар парашютті белдікте сақтайды. Қайырлы жағдайда парашют қолмен (қолмен немесе баллистикалық көмекпен) ашылады және ұшқыш пен қанатты жерге түсіреді. Ұшқыштар сонымен қатар шлемдер киеді және әдетте пышақ (соқтығысқаннан кейін парашюттың бағыттағыш сымын кесу үшін немесе ағашқа немесе суға қонған жағдайда белдіктің арқандарын және бауларын кесу үшін), жеңіл арқандар (ағаштан түсу үшін, құралдарды немесе көтерілу арқандарын тарту үшін), радио (басқа ұшқыштармен немесе жердегі экипажбен байланыс үшін) және алғашқы көмек құралдары сияқты басқа да қауіпсіздік заттарын алып жүреді. Ұшқыштарды даярлау арқасында аспалы қанатпен ұшудан болатын апаттардың саны күрт төмендеді. Алғашқы аспалы қанат пилоттары өздерінің тәжірибесінен үйренген, ал кейде қанаттарды өздері жасаған. Қазіргі заманғы пилоттар үшін қауіпсіз шекте ұшуға, сондай-ақ ауа райы қолайсыз болған кезде ұшуды тоқтатуға бағытталған оқу бағдарламалары әзірленді, мысалы, тым күшті жел немесе бұлттардың сору қаупі. Ұлыбританияда 2011 жылы жүргізілген зерттеуде 116 000 ұшуға 1 өлім жағдайы тіркелген, бұл марафоннан немесе теннис ойнаудан туындаған кенеттен жүрек тоқтауымен салыстыруға болатын тәуекел. Әлемдік өлім-жітім көрсеткіші жылына 1000 белсенді пилотқа 1 өлім жағдайына тең. Көптеген пилоттар FAI-дың халықаралық деңгейде танылған Халықаралық пилоттар біліктілігі туралы ақпарат картасын алуға мүмкіндік беретін танылған курстарда оқиды.

Іске қосу

Ұшыру техникаларына жаяу жүріп төбеден/жардан/таудан/құм төбесінен/кез келген биік жерден ұшу, жердегі сүйреу жүйесінен сүйреу, әуеде сүйреу (қозғалтқышты ұшақтың артынан), қуатты арқандар және қайықпен сүйреу кіреді. Қазіргі заманғы арқандық сүйреулерде сызықтың кернеуін реттеуге арналған гидравликалық жүйелер пайдаланылады, бұл мықты аэродинамикалық күштердің салдарынан арқанның тікелей кернеуінің орнына қосымша арқанның оралуына себеп болып, құлыпталу қаупін азайтады. Ыстық ауа шарларын өте биік биіктіктен түсіру сияқты тағы да бірнеше ерекше ұшыру техникалары да сәтті қолданылған. Ауа райының жағдайы ұшуды жалғастыруға мүмкіндік бермесе, бұл төбеден төменге ұшуға әкеледі және ол "шанамен жүгіру" деп аталады. Стандартты ұшыру конфигурацияларынан өзге, аспалы қанаттар аяқпен ұшырудан өзгеше альтернативті ұшыру режимдері үшін құрастырылуы мүмкін; мұндай мүмкіндік физикалық мүмкіндігі шектеулі адамдар үшін өте пайдалы. 1983 жылы Денис Каммингс масса орталығы арқылы сүйреуге арналған және сүйреу кернеуін көрсететін өлшегішпен жабдықталған, сондай-ақ қауіпсіз кернеуден асып кеткен жағдайда үзілетін "әлсіз буынды" қауіпсіз сүйреу жүйесін қайта енгізді. Алғашқы сынақтардан кейін, Хантер аңғарында Денис Каммингс (ұшқыш), Джон Кларк (Redtruck) (жүргізуші) және Боб Сильвер (сарапшы) Парксте (Жаңа Оңтүстік Уэльс) Флэтлендс аспалы қанаттар жарысын бастады. Жарыс тез өсіп, алғашқы жылы 16 ұшқыштан бастап, Жаңа Оңтүстік Уэльстің батысындағы бірнеше бидай егістіктерінен сүйреу арқылы 160 ұшқышқа дейін жетіп, әлем чемпионатын қабылдады. 1986 жылы Денис пен "Redtruck" үлкен термодинамикалық ағындарды пайдалану үшін халықаралық ұшқыштар тобын Алис-Спрингске апарды. Жаңа жүйенің арқасында көптеген әлемдік рекордтар жасалды. Жүйенің кеңінен қолданылуымен бірге статикалық арқандық сүйреу және ультражеңіл трицикл немесе ультражеңіл ұшақ артынан сүйреу сияқты басқа ұшыру әдістері де енгізілді.

Құралдар

Ұшқыштың жолсерпінді қалай ұшып бара жатынын толық түсінуі үшін көптеген ұшқыштар ұшу аспаптарын алып жүреді. Ең қарапайымы – вариометр және биіктік өлшегіш, көбінесе біріктірілген. Кейбір тәжірибелі ұшқыштар жылдамдық көрсеткіштері мен радио байланыс құралдарын да алып жүреді. Жарыстарда немесе алыс қашықтықтарға ұшқанда ұшқыштар жиі карталар және/немесе GPS құрылғыларын қолданады. Жолсерпіндерде мұндай аспаптар панелі болмайды, сондықтан барлық аспаптар жолсерпіннің басқару тірегіне немесе кейде ұшқыштың қолына бекітіледі.

Вариометр

Глайдер ұшқыштары термосатылысты алғаш рет сезген кезде үдеу күштерін байқай алады, бірақ тұрақты қозғалысты анықтауда қиындық туындайды. Сондықтан, үнемі көтеріліп тұрған және үнемі төмендеп бара жатқан ауа арасындағы айырмашылықты сезіну қиын. Вариометр – өте сезімтал тік жылдамдық көрсеткіші. Вариометр көтерілу немесе төмендеу жылдамдығын дыбыстық сигналдар (сигналдар) және/немесе визуальды дисплей арқылы көрсетеді. Бұл құрылғылар көбінесе электронды болып келеді, күрделілігі әртүрлі, және көбінесе биіктік өлшегіш пен жылдамдық көрсеткішпен жабдықталады. Күрделірек үлгілерде ұшу деректерін тіркеу үшін барограф және/немесе кіріктірілген GPS болады. Вариометрдің басты мақсаты – ұшқышқа термосатылыстың «ортасын» табуға және биіктікті максималды түрде арттыру үшін оның ішінде қалуға көмектесу, сондай-ақ төмендеп бара жатқан ауада екенін және көтеріліп тұрған ауа табу қажеттігін көрсету. Вариометрлер кейде берілген жағдайлар үшін ұшудың оңтайлы жылдамдығын есептеу үшін электрондық есептеулерді жүзеге асыра алады. МакКреди теориясы ұшқыштың келесі термосатылыста күтетін орташа көтерілу және круиз режимінде кездесетін көтерілу немесе төмендеу мөлшерін ескере отырып, термосатылыстар арасында қанша жылдамдықпен ұшу керектігіне жауап береді. Кейбір электронды вариометрлер есептеулерді автоматты түрде жасайды, желқайықтың теориялық көрсеткіштері (ұшу қатынасы), биіктігі, қосымша салмағы және жел бағыты сияқты факторларды ескереді.

Радио

Кейде ұшқыштар екі бағытты радиостанды оқу мақсатында, әуедегі басқа ұшқыштармен байланысу үшін және алыс қашықтықтарға ұшқанда жердегі экипаждерімен байланыс орнату үшін пайдаланады. Радионың бір түрі – VHF FM жиілігінде жұмыс істейтін PTT (Push to Talk) түйіндемелі трансиверлер. Әдетте микрофон басқа кигізіледі немесе шлемге енгізіледі, ал PTT түймесі шлемнің сыртына бекітіледі немесе саусаққа байланады. Тиісті лицензиясыз VHF радиосын пайдалану, радио толқындарын реттейтін көптеген елдерде (АҚШ, Канада, Бразилия сияқты) заңсыз. Сондықтан, қосымша ақпаратты ұлттық немесе жергілікті парапланерлер қауымдастығынан немесе радиореттеуші компетентті органынан алу қажет. Өзге ұшақтар бар кеңістікте ұшатын ұшақтар ретінде, парапланер ұшқыштары тиісті радио түрін (яғни, Aero Mobile Service VHF диапазонындағы ұшақ трансиверін) пайдалана алады. Әрине, оған саусаққа бекітілетін PTT түймесі және шлемнің ішіндегі динамиктер орнатылуы мүмкін. Ұшақ трансиверлерін пайдалану, әуеде пайдалануға қатысты арнайы ережелерге, мысалы, жиілік шектеулеріне бағынады, бірақ басқа қызметтерде қолданылатын FM (яғни, жиілік модуляциясы) радиостанцияларына қарағанда бірнеше артықшылықтары бар. Біріншісі – оның үлкен қабылдау радиусы (қайталайтын құрылғыларсыз), бұл амплитудалық модуляциясына (яғни, AM) байланысты. Екіншісі – басқа ұшақ пилоттарымен тікелей байланыс орнату, олардың ниеттері туралы хабарласу және ақпарат алмасу мүмкіндігі, соның арқасында соқтығысу қаупін азайту және қауіпсіздікті арттыру. Үшіншісі – ұшақ радиосының заңмен талап етілетін реттелген әуе кеңістігінде алысқа ұшуға қатысты көбірек еркіндік беруі. Төртіншісі – барлық басқа пайдаланушылар мен спутниктер бақылайтын және төтенше жағдайларда немесе төтенше жағдай туу қаупі болғанда қолданылатын жалпыға ортақ төтенше жағдай жиілігі.

GPS

GPS (Global Positioning System) навигацияға көмектесе алады. Жарыстарда ол қатысушының қажетті бақылау пункттеріне жеткенін растау үшін қолданылады.

Жарыс

Жарыстар "мүмкіндігінше ұзақ ұшу" және дәл жерге қонудан басталды. Ұшу қабілеті арта келе, алысқа ұшу жарыстары оларды көптеп ығыстырды. Әдетте, екі-төрт бағыттық нүктеден өтіп, мақсатта жерге қону керек. 1990 жылдардың соңында аз қуатты GPS құрылғылары енгізіліп, мақсаттың фотосуреттерін толыққанды алмастырды. Екі жылда бір рет әлем чемпионаты өтеді. 2006 жылы Флоридадағы Quest Air компаниясы қатаң қанатты және әйелдер арасындағы әлем чемпионатын өткізді. 2007 жылғы әлем чемпионаты Техас штатының Биг-Спринг қаласында өтті. Парапланермен ұшу – Fédération Aéronautique Internationale (Әлемдік Аэроспорт Федерациясы FAI) ұйымдастырған Әлемдік Аэроұшақ ойындарының жарыс түрлерінің бірі, FAI әлемдік парапланермен ұшу чемпионаттарының тарихын сақтайды. Басқа жарыс түрлеріне аэробатикалық жарыстар және жылдамдықпен ұшу жарыстары жатады, онда мақсат – таудан мүмкіндігінше жылдам түсу, түрлі қақпалардан өтіп, тау шаңғысымен сырғанауға ұқсас амалмен.