Введение

Планерный спорт – воздушный вид спорта или рекреационная деятельность, в которой пилот управляет легким, немоторизованным летательным аппаратом тяжелее воздуха, называемым планером. Большинство современных планеров изготавливаются из алюминиевого сплава или композитного каркаса, обтянутого синтетической парусиной для формирования крыла. Обычно пилот находится в подвесной системе, прикрепленной к каркасу, и управляет аппаратом, перемещая вес тела относительно управляющей рамы. Ранние планеры имели низкое отношение подъемной силы к сопротивлению, поэтому пилоты были ограничены планированием с небольших холмов. К 1980-м годам это отношение значительно улучшилось, и с тех пор пилоты могут парить часами, набирать тысячи футов высоты в термических восходящих потоках, выполнять фигуры высшего пилотажа и совершать полеты на сотни километров. Международная федерация авиации и национальные организации, регулирующие воздушное пространство, контролируют некоторые нормативные аспекты планерного спорта. Прохождение обучения для обеспечения безопасности настоятельно рекомендуется и является обязательным требованием во многих странах.

История

В 1853 году Джордж Кейли изобрел пилотируемый планер со стартом с наклонной поверхности. Большинство ранних конструкций планеров не обеспечивали безопасный полет; проблема заключалась в том, что первые пионеры авиации недостаточно хорошо понимали принципы, лежащие в основе работы крыла птицы. Начиная с 1880-х годов, технический и научный прогресс привел к созданию первых действительно практичных планеров, таких как те, что были разработаны в Соединенных Штатах Джоном Джозефом Монтгомери. Отто Лилиенталь строил управляемые планеры в 1890-х годах, на которых он мог выполнять планирующий полет, используя восходящие потоки воздуха. Его тщательно задокументированная работа оказала влияние на последующих конструкторов, сделав Лилиенталя одним из самых влиятельных пионеров авиации. Его аппарат управлялся переносом веса и похож на современный дельтаплан. В 1904 году Ян Лавеццари совершил полет на дельтаплане с жестким крылом, используя двойной латинский парус, у пляжа Берк во Франции. В 1910 году в Бреслау можно было увидеть треугольную систему управления, где пилот дельтаплана висел за треугольной рамой, что было характерно для деятельности планерного клуба. Двухплановый дельтаплан широко освещался в популярных журналах с публикацией чертежей для самостоятельной постройки; такие двухплановые дельтапланы строились и испытывались в нескольких странах после демонстрации Октавом Шанутом и его двухплановых дельтапланов с хвостовым оперением. В апреле 1909 года статья Карла С. Бейтса, посвященная постройке дельтаплана, стала основополагающей работой, оказавшей влияние на конструкторов даже в наше время. Многие строители делали свой первый дельтаплан, следуя плану, представленному в его статье. Вольмер Йенсен в 1940 году создал двухплановый дельтаплан VJ 11, обеспечивающий безопасное трехосное управление дельтапланом, запускаемым с ноги. 23 ноября 1948 года Фрэнсис Рогалло и Гертруда Рогалло подали заявку на патент на воздушного змея с полностью гибким крылом, с утвержденными пунктами, касающимися его усиления и использования для планирования; гибкое крыло, или крыло Рогалло, которое в 1957 году американское космическое агентство НАСА начало испытывать в различных гибких и полужестких конфигурациях для использования в качестве системы возврата космических капсул Gemini. Различные способы усиления конструкции, простота конструкции и легкость сборки крыла, а также его способность к медленному полету и мягкой посадке не остались незамеченными энтузиастами дельтапланеризма. В 1960–1962 годах Барри Хилл Палмер адаптировал концепцию гибкого крыла для создания дельтапланов, запускаемых с ноги, с четырьмя различными схемами управления. В 1963 году Майк Бернс адаптировал гибкое крыло для создания буксируемого дельтаплана, который он назвал Skiplane. В 1963 году Джон У. Дикенсон адаптировал концепцию гибкого профиля крыла для создания другого планера для катания на водных лыжах; за это Международная авиационная федерация (FAI) вручила Дикенсону диплом по дельтапланеризму (2006) за изобретение "современного" дельтаплана. С тех пор крыло Рогалло является наиболее распространенным профилем крыла дельтапланов.

Полотно для плавных плавателей

Ткань для крыла-планера обычно изготавливается из тканых или ламинированных волокон, таких как дакрон или милар соответственно. Тканое полиэстерное полотно представляет собой очень плотную структуру из полиэстерных волокон малого диаметра, стабилизированную горячим прессованием с пропиткой полиэстерной смолой. Пропитка смолой необходима для обеспечения сопротивления деформации и растяжению. Это сопротивление важно для поддержания аэродинамической формы крыла. Тканый полиэстер обеспечивает наилучшее сочетание легкости и прочности, а также лучшие общие характеристики управляемости. Ламинированные парусные материалы, использующие полиэфирную пленку, достигают более высоких характеристик за счет использования материала с меньшей растяжимостью, который лучше сохраняет форму крыла, оставаясь при этом относительно легким. Недостатками полиэфирных пленочных тканей является то, что пониженная эластичность под нагрузкой обычно приводит к более жесткой и менее отзывчивой управляемости, а ламинированные полиэстерные ткани, как правило, менее долговечны, чем тканые.

Треугольная рамка управления

В большинстве дельтапланов пилот располагается в подвеске, прикрепленной к фюзеляжу, и управляет, перемещая вес тела в противоположность неподвижной раме управления, также известной как треугольная рама управления или А-образная рама. Рама управления обычно состоит из двух "вертикальных труб" и рулевой штанги/базовой штанги/базовой трубы. Каждый конец рулевой штанги прикреплен к вертикальной трубе или более аэродинамической стойке ("вертикальной трубе"), обе из которых отходят от базовой трубы и соединяются с вершиной рамы управления / килем дельтаплана. Это создает форму треугольника или А-образной рамы. Во многих из этих конструкций дополнительные колеса или другое оборудование могут быть подвешены к нижним концам штанги или прутьев. Изображения треугольной рамы управления на дельтаплане Отто Лилиенталя 1892 года показывают, что технология таких рам существовала с ранних этапов разработки дельтапланов, но он не упомянул об этом в своих патентах. Рама управления для смещения веса тела также была показана в проектах Октава Шанута. Она являлась важной частью общепринятой конструкции дельтапланов Джорджа А. Спратта, начиная с 1929 года. Самая простая А-образная рама с расчалкой была продемонстрирована на соревнованиях по дельтапланеризму в Бреслау в 1908 году У. Саймоном; историк дельтапланеризма Стефан Нич собрал примеры U-образной рамы управления, использовавшейся в первом десятилетии 1900-х годов; U-образная рама является вариантом А-образной рамы.

Обучение и безопасность

Из-за неудовлетворительной статистики безопасности ранних пионеров парусного спорта, этот вид спорта традиционно считался небезопасным. Достижения в обучении пилотов и конструкции планеров привели к значительному улучшению показателей безопасности. Современные дельтапланы очень прочны при изготовлении в соответствии со стандартами, сертифицированными Ассоциацией производителей дельтапланов, BHPA, Deutscher Hängegleiterverband или другими организациями, с использованием современных материалов. Несмотря на свой небольшой вес, они могут быть легко повреждены в результате неправильной эксплуатации или при продолжительной работе в небезопасных ветровых и погодных условиях. Все современные дельтапланы оснащены встроенными механизмами восстановления после сваливания, такими как луф-линии в дельтапланах с килем или "стропы" в бескокильных дельтапланах. Пилоты летают в подвесных системах, поддерживающих их тела. Существует несколько различных типов подвесных систем. Подвесные системы типа "кофта" надеваются как куртка, а ножная часть находится за пилотом во время разбега. В воздухе ноги убираются в нижнюю часть подвесной системы. Их затягивают в воздухе с помощью веревки и ослабляют перед посадкой с помощью отдельной веревки. Подвесная система типа "кокон" надевается через голову и располагается перед ногами во время разбега. После взлета ноги убираются внутрь, а спина остается открытой. Подвесная система с подколенной поддержкой также надевается через голову, но подколенная часть обхватывает колени перед разбегом и автоматически подхватывает ноги пилота после взлета. Подвесная система для полетов в положении лежа на спине или на животе – это сидячая подвесная система. Плечевые ремни надеваются перед разбегом, а после взлета пилот откидывается на спинку сиденья и летит в сидячем положении. Пилоты носят с собой парашют, размещенный внутри подвесной системы. В случае серьезных проблем парашют разворачивается вручную (либо рукой, либо с помощью баллистической системы) и обеспечивает безопасное снижение как пилота, так и дельтаплана. Пилоты также носят шлемы и обычно имеют при себе другие средства безопасности, такие как ножи (для перерезания строп парашюта после удара или строп и ремней подвесной системы в случае посадки на дерево или воду), легкие веревки (для спуска с деревьев для подъема инструментов или альпинистских веревок), радиостанции (для связи с другими пилотами или наземным персоналом) и аптечку первой помощи. Частота несчастных случаев при полетах на дельтапланах значительно снизилась благодаря обучению пилотов. Ранние пилоты осваивали этот вид спорта методом проб и ошибок, а дельтапланы иногда строились самостоятельно. Для современных пилотов разработаны учебные программы с акцентом на полеты в пределах безопасных параметров, а также на дисциплину прекращения полетов при неблагоприятных погодных условиях, например, при сильном ветре или риске попадания в восходящий поток облака. В Великобритании исследование 2011 года показало, что на 116 000 полетов приходится одна смерть, что сопоставимо с риском внезапной сердечной смерти при беге марафона или игре в теннис. Оценочная мировая смертность составляет одна смерть на 1000 активных пилотов в год. Большинство пилотов проходят обучение на аккредитованных курсах, которые приводят к получению международно признанной карты информации о квалификации пилота, выдаваемой FAI.

Запуск

Методы запуска включают запуск с холма, скалы, горы, песчаной дюны или любой возвышенности пешком, запуск с земли с помощью тросового устройства, аэротрейсинг (за самолетом с двигателем), использование силовых систем и буксировку лодкой. Современные тросовые системы запуска обычно оснащены гидравлическими системами, предназначенными для регулирования натяжения троса, что снижает вероятность блокировки, поскольку сильные аэродинамические силы приводят к дополнительному разматыванию троса, а не к прямому натяжению буксировочного троса. Также успешно применялись и другие, более экзотические методы запуска, такие как сброс с воздушного шара с большой высоты. Когда погодные условия не позволяют поддерживать полет в восходящих потоках, это приводит к полету сверху вниз, который называют "полет на салазках". Помимо стандартных схем запуска, дельтаплан может быть сконструирован для альтернативных способов запуска, отличных от запуска с ног; это особенно полезно для людей, которые физически не могут стартовать пешком. В 1983 году Денис Каммингс вновь представил безопасную систему буксировки, разработанную для буксировки через центр масс и оснащенную индикатором натяжения троса, а также "слабым звеном", которое разрывалось при превышении допустимого натяжения. После первоначальных испытаний в долине Хантер, Денис Каммингс, пилот Джон Кларк (Redtruck) – водитель, и Боб Сильвер, энтузиаст, организовали соревнования по полетам на дельтапланах в Парксе, штат Новый Южный Уэльс. Соревнования быстро росли, с 16 пилотов в первый год до проведения чемпионата мира со 160 пилотами, стартующими с нескольких пшеничных полей в западной части штата Новый Южный Уэльс. В 1986 году Денис и "Redtruck" привезли группу международных пилотов в Элис-Спрингс, чтобы воспользоваться мощными термиками. С использованием новой системы было установлено множество мировых рекордов. С расширением использования системы были внедрены и другие методы запуска, такие как статические тросовые системы и буксировка за сверхлегким трициклом или сверхлегким самолетом.

Инструменты

Чтобы максимально повысить понимание пилотом того, как летит дельтаплан, большинство пилотов используют бортовые приборы. Самыми основными являются вариометр и высотомер — часто объединенные в одно устройство. Некоторые более опытные пилоты также берут с собой указатели скорости и радиостанции. При полётах в соревнованиях или на дальние дистанции пилоты часто также используют карты и/или GPS-навигаторы. Дельтапланы не имеют приборных панелей как таковых, поэтому все приборы крепятся к управляющему каркасу дельтаплана или, реже, пристегиваются к предплечью пилота.

Вариометр

Летчики-планеристы способны ощущать силы ускорения при первом попадании в восходящий поток, но испытывают трудности с определением равномерного движения. Поэтому сложно различить постоянно поднимающийся и постоянно опускающийся воздух. Вариометр – это высокочувствительный прибор вертикальной скорости. Он показывает скорость набора или снижения высоты с помощью звуковых сигналов (писков) и/или визуального отображения. Эти приборы обычно электронные, различаются по сложности и часто включают в себя высотомер и указатель воздушной скорости. Более совершенные модели часто оснащены барографом для записи данных полета и/или встроенным GPS. Основное назначение вариометра – помочь пилоту найти и оставаться в центре восходящего потока для максимального набора высоты, а также сигнализировать о попадании в опускающийся воздух и необходимости поиска восходящего потока. Некоторые вариометры способны выполнять электронные вычисления для определения оптимальной скорости полета в текущих условиях. Теория МакКреди отвечает на вопрос о том, с какой скоростью пилоту следует лететь между восходящими потоками, учитывая ожидаемую среднюю подъемную силу в следующем потоке и величину подъема или снижения в крейсерском полете. Некоторые электронные вариометры выполняют эти вычисления автоматически, учитывая такие факторы, как теоретические характеристики планера (аэродинамическое качество), высота, вес пилота и балласта, а также направление ветра.

Радио

Пилоты иногда используют двухсторонние радиостанции для тренировок, для связи с другими пилотами в воздухе и с наземным экипажем во время полетов на дальние расстояния. Одним из типов используемых радиостанций являются портативные трансиверы PTT (push to talk), работающие в диапазоне VHF FM. Обычно микрофон носится на голове или встроен в шлем, а кнопка PTT либо закреплена на внешней стороне шлема, либо прикреплена к пальцу. Эксплуатация радиостанции в диапазоне VHF без соответствующей лицензии является незаконной в большинстве стран, регулирующих радиочастотный спектр (включая США, Канаду, Бразилию и т.д.), поэтому дополнительную информацию необходимо получить в национальной или местной ассоциации планерного спорта или в компетентном органе по регулированию радиосвязи. Поскольку дельтапланы, как и другие воздушные суда, действуют в общем воздушном пространстве, пилоты могут использовать соответствующий тип радиостанции (то есть бортовой трансивер в диапазоне Aero Mobile Service VHF). Его, конечно, можно оснастить кнопкой PTT на пальце и динамиками внутри шлема. Использование бортовых трансиверов регулируется специальными правилами для использования в воздухе, такими как ограничения частот, но имеет ряд преимуществ по сравнению с FM (то есть частотно-модулированными) радиостанциями, используемыми в других службах. Во-первых, это большая дальность связи (без ретрансляторов) благодаря амплитудной модуляции (то есть AM). Во-вторых, возможность напрямую связываться с другими пилотами, обмениваться информацией об их намерениях, что повышает предотвращение столкновений и безопасность полетов. В-третьих, это обеспечивает большую свободу при выполнении дальних перелетов в контролируемом воздушном пространстве, где наличие бортовой радиостанции обычно является обязательным требованием. В-четвертых, это универсальная аварийная частота, которая постоянно контролируется всеми пользователями и спутниками и используется в случае аварийной ситуации или ее угрозы.

GPS

GPS (система глобального позиционирования) может использоваться для помощи в навигации. В соревнованиях она применяется для подтверждения того, что участник достиг необходимых контрольных пунктов.

Соревнование

Соревнования начинались с полётов на максимальную дальность и точных посадок. С увеличением лётных характеристик, полёты на дистанцию в значительной степени их вытеснили. Обычно необходимо пролететь от двух до четырёх контрольных точек с приземлением в заданной точке. В конце 1990-х годов были внедрены маломощные GPS-приёмники, которые полностью заменили фотографии цели. Чемпионат мира проводится раз в два года. В 2006 году Quest Air во Флориде принимала чемпионат мира в дисциплинах "жёсткое крыло" и среди женщин. В 2007 году чемпионат мира принимал город Биг-Спринг, штат Техас. Планерный спорт также является одной из соревновательных категорий на Всемирных воздушных играх, организованных Международной федерацией аэронавтики (FAI), которая ведёт хронологию чемпионатов мира по планерному спорту FAI. Другие виды соревнований включают соревнования по высшему пилотажу и соревнования по спидглайдингу, где цель состоит в том, чтобы как можно быстрее спуститься с горы, проходя через различные ворота, подобно скоростному спуску на лыжах.