Krążek Mac Cready'ego zawsze przydatny
Autor: Tomasz Rubaj
Krążek Mac Cready'ego (nazywany dalej skrótem K.M.) jest jednym z podstawowych przyrzadów niezbednych do podejmowania prawidlowych decyzji taktycznych podczas przelotu szybowcowego. Jednakze nie wszyscy piloci szybowcowi znaja podstawowe zasady wykorzystania tego przyrzadu. Idea K.M.. powstala pól wieku temu i byla wykorzystywana przez dlugie lata. Równiez dzisiaj, kiedy coraz czesciej korzystamy z komputerów pokladowych, nie powinnismy zapominac o tym, ze wykorzystuja one tylko matematyczny zapis oparty na zasadzie K.M. Postaram sie dlatego wyjasnic, do czego sluzy ten przyrzad. W duzym uproszczeniu mozna powiedziec, ze z jego pomoca pilot moze okreslic optymalna predkosc lotu w napotkanych warunkach meteorologicznych. Jednak nie tylko. Z jego pomoca mozna tez podejmowac inne, wazne decyzje taktyczne, które chcialbym równiez w skrócie opisac. K.M. uzywany w naszych szybowcach jest prostym przyrzadem osadzonym obrotowo na obrzezu wariometru energii calkowitej (rys.2) ze skala proporcjonalna liniowo (bardzo wazna jest wiec prawidlowa kompensacja wariometru). Oznaczone sa na nim charakterystyczne punkty, opisane odpowiednimi liczbami. Wynikaja one z biegunowej szybowca przy danym obciazeniu powierzchni nosnej (rys.1). Zakladajac, ze krazek jest ustawiony prawidlowo, liczba wskazywana przez wskazówke wariometru oznacza optymalna predkosc lotu szybowca.
Im mniejsze opadanie szybowca, tym wolniej nalezy leciec. Nie powinnismy jednak zwalniac ponizej predkosci ekonomicznej. Wlasnie dlatego na trójkacie zaznaczona jest predkosc ekonomiczna, a wiec predkosc, przy której szybowiec opada najwolniej. Jest ona równiez predkoscia graniczna lotu po prostej. W przypadku, gdy wskazówka wariometru wzniesie sie ponad trójkat, oznacza to, ze nalezy w tym miejscu leciec wolniej niz predkosc ekonomiczna. Utrzymywanie nadal lotu po prostej jest zwykle niemozliwe, ze wzgledu na zblizanie sie do fazy przeciagniecia szybowca i zwiazana z tym duza strata wysokosci. Nalezy wiec wydluzyc czas lotu w takim miejscu wykonujac tzw. esowanie lub rozpoczynajac krazenie. Esowanie wykonujemy wtedy, kiedy lecimy pod szlakiem cumulusów, spodziewajac sie pod nim jeszcze mocniejszych noszen. Wykonujemy je takze wtedy, gdy przelatujac przez noszenie na duzej wysokosci nie jestesmy przekonani, czy komin jest na tyle silny, ze warto w nim zakrazyc.
Przy tej okazji rozszerzamy równiez penetracje przestrzeni. Wykonujac bowiem pierwsza czesc esowania w strone skrzydla, które zostalo podwiane, mozemy trafic w silniejsze noszenie. Jezeli w pierwszej czesci esowania noszenie zaczyna spadac, kontynuujemy lot po nakazanej trasie nie tracac cennego czasu na zbedne okrazenia. Krazenie natomiast rozpoczynamy wtedy, gdy napotkamy noszenie podczas przelotu z wykorzystaniem pojedynczych, znacznie odleglych od siebie kominów termicznych. Powinnismy rozpoczac krazenie równiez w przypadku, kiedy wznoszenie napotkane pod szlakiem znacznie przekracza srednie noszenia w danych warunkach. Idea K.M. jest wskazanie takiego dzialania, które pozwoli maksymalnie skrócic czas przebywania w duszeniach. Im wieksze duszenie, tym szybciej nalezy przez nie przeleciec. Oczywiscie, wraz ze wzrostem predkosci lotu szybowca maleje jego doskonalosc. Z tego powodu istnieje tylko jedna optymalna predkosc lotu w napotkanym duszeniu, a wskazuje ja na krazku wskazówka wariometru. Samo odczytywanie predkosci z krazka jest wiec banalnie proste. Trudniejsze okazuje sie prawidlowe ustawienie K.M. na wariometrze. Podczas przelotu pilot powinien na biezaco zmieniac ustawienie krazka. Postaram sie zatem wyjasnic jak nalezy to robic.
Istnieja cztery podstawowe zasady nastawy K.M.:
· · najwiekszej doskonalosci wzgledem powietrza
· · najwiekszej doskonalosci wzgledem ziemi
· · najwiekszej predkosci przelotowej
· · dolotu do komina termicznego na bezpiecznej wysokosci.
Zasada 1 (najwiekszej doskonalosci wzgledem powietrza). Polega ona na takim pokreceniu krazka, aby oznaczony na nim trójkat wskazywal na skali wariometru wartosc zero. Lecac w powietrzu idealnie spokojnym ustala sie charakterystyczne parametry lotu. Wariometr wskazywal bedzie wartosc zgodna z opadaniem wlasnym szybowca na predkosci optymalnej, podanej w instrukcji szybowca, a predkosc odczytywana z krazka bedzie wlasnie predkoscia optymalna. Jezeli lot bedzie odbywal sie w duszeniu, wtedy wariometr wskaze zwiekszone opadanie, a predkosc nakazana odczytana z krazka bedzie wieksza. W ten sposób, lecac ze zwiekszona predkoscia, bedziemy krócej przebywac w duszeniu i stracimy mniej wysokosci niz lecac stale z predkoscia optymalna odczytana z instrukcji szybowca. Kiedy wlecimy w obszar powietrza wznoszacego sie z niewielka predkoscia, ale mniejsza niz predkosc opadania wlasnego szybowca, to wariometr wskaze tzw. zmniejszone opadanie. Jest to opadanie mniejsze od opadania wlasnego szybowca. W takim przypadku, zgodnie z K.M., musimy zmniejszyc predkosc lotu, zwiekszajac tym samym czas przebywania, w korzystnie wznoszacym sie powietrzu. Lecac po prostej zmniejszamy proporcjonalnie predkosc, która dla opadania równego zero powinna osiagnac wartosc predkosci ekonomicznej szybowca (oznaczonej na trójkacie na krazku). Jezeli powietrze bedzie wznosic sie szybciej od predkosci opadania szybowca lecacego z predkoscia ekonomiczna, to wariometr wskaze wznoszenie. Nalezy wtedy jeszcze bardziej zwiekszyc czas przebywania w takim miejscu. Nie mozemy jednak nadal zmniejszac predkosci lotu, bo grozi to przeciagnieciem szybowca. Wykonujemy wiec esowanie lub krazenie, które wykonujemy tak dlugo, jak dlugo sie wznosimy.
Zasada 2 (najwiekszej doskonalosci wzgledem ziemi). W tym przypadku w rozwazaniach nalezy uwzglednic wplyw wiatru. Ogólna zasada mówi, ze predkosc optymalna dolotu pod wiatr (czolowa skladowa predkosci wiatru) jest wieksza od predkosci optymalnej dolotu w warunkach bezwietrznych, a przy dolocie z wiatrem jest od niej mniejsza. Powstaje jednak pytanie, o jaka wartosc nalezy zmienic predkosc optymalna szybowca. Musimy przeciez na biezaco uwzgledniac nie tylko te zmiane, ale równiez zmiany predkosci optymalnej podczas przelotu przez duszenia o róznej sile. Majac juz dwie zmienne trudno byloby korzystac z tabeli, a tym bardziej bezcelowe jest obliczanie predkosci optymalnej w pamieci. Pomocny jest nam wtedy K.M., poniewaz przy nastawie na zero uwzglednia on zmiany predkosci optymalnej w zaleznosci od noszen lub duszen napotkanych na dolocie. Nalezy jednak zmienic nastawe krazka tak, aby predkosc optymalna wskazywana przez wskazówke wariometru uwzgledniala równiez poprawke na wiatr. Wykorzystujac wykresy biegunowych predkosci podstawowych szybowców obliczylem graficznie wartosc poprawki w zaleznosci od skladowej czolowej wiatru. Z powyzszego wynika, ze krazac na juniorze w noszeniu 0,6 m/s przy skladowej czolowej wiatru na dolocie -40 km/h, z kazda sekunda zmniejszamy zasieg naszego szybowca mimo tego, ze mamy coraz wieksza wysokosc. Zauwazmy równiez, ze podczas dolotu z wiatrem zwiekszamy nasz zasieg krazac w zmniejszonym opadaniu. Dla przykladu wykonujac na Puchatku dolot na najwiekszym zasiegu, przy skladowej czolowej wiatru +40 km/h (wiatr w ogon), powinnismy rozpoczac krazenie w momencie, gdy opadanie szybowca spadnie ponizej 0,3 m/s. A wiec, mimo ze opadamy, zwiekszamy zasieg naszego szybowca. Jednakze przy podejmowaniu decyzji o rozpoczeciu krazenia powinnismy pamietac, ze opadanie szybowca w krazeniu jest nieco wieksze niz w locie po prostej. Czasami po jednym okrazeniu opadanie wzrosnie na tyle, ze dalsze pozostawanie w krazeniu bedzie bezcelowe. Decyzja o rozpoczeciu takiego krazenia, które trzeba natychmiast zakonczyc, jest zwykle bledem taktycznym.
Typ szybowca Wartosc skladowej czolowej predkosci wiatru [m/s]
- 40 - 30 - 20 - 15 - 10 - 5 +10 +20 +40
Puchatek +0,80 +0.52 +0,28 +0,20 +0,13 +0,06 - 0,10 - 0,18 - 0,30
Bocian +0.75 +0,45 +0,25 +0,18 +0,12 +0,05 - 0,08 - 0,15 - 0,23
Junior +0,62 +0,40 +0,22 +0,16 +0,11 +0,05 - 0,06 - 0,12 - 0,21
Jantar Std.3 +0,40 +0,30 +0,20 +0,15 +0,10 +0,05 - 0,05 - 0,10 - 0,20
Jantar 2 B +0,35 +0,24 +0,15 +0,12 +0,09 +0,05 - 0,05 - 0,10 - 0,15
Uwaga: Jantar 2B i Jantar Std3 z pelnym balastem wodnym
Zasada 3 ( najwiekszej predkosci przelotowej). Polega na ustawieniu krazka na przewidywana wartosc sredniego wznoszenia w nastepnym kominie termicznym. Nalezy jednak dokladnie wytlumaczyc sens sredniego wznoszenia. Srednie wznoszenie w nastepnym kominie oblicza sie w ten sposób, ze wysokosc uzyskana w kominie podczas krazenia dzieli sie przez calkowity czas krazenia, który sklada sie z:
· · czasu zuzytego na odnalezienie komina pod chmura,
· · czasu centrowania komina,
· · czasu wlasciwego krazenia,
· · czasu wyjscia z komina.
Zwrócmy uwage, ze na srednie wznoszenie wplywa czas szukania i centrowania komina. Czas ten zwieksza sie w trudnych warunkach termicznych. Jest on takze wiekszy dla pilotów mniej doswiadczonych. Dlatego, nawet jesli w ustalonym krazeniu wariometr wskazuje wartosc 2 m/s, srednie wznoszenie w kominie moze spasc nawet ponizej 1 m/s. Dzieje sie tak wtedy, gdy przy niskich podstawach chmur czas krazenia w kolejnych kominach jest stosunkowo krótki. Przy wysokich podstawach, w zwiazku z dlugim czasem wlasciwego krazenia, stosunek czasu szukania i centrowania do ogólnego czasu krazenia jest duzo mniejszy. Dlatego przy wysokich pulapach noszen róznica miedzy srednim wznoszeniem w kominie, a wznoszeniem przy ustalonym krazeniu jest duzo mniejsza. Z tych powodów nastawa krazka musi róznic sie od przewidywanego wznoszenia w ustalonym krazeniu, a zalezec ona bedzie od naszego doswiadczenia, kompensacji wariometru, wysokosci jaka chcemy odzyskac w nastepnym kominie oraz od trudnosci jakie sprawiaja nam warunki termiczne w danym dniu. Im wiekszy jest stosunek czasu szukania i centrowania komina do ogólnego czasu krazenia, tym nizsza powinna byc nastawa krazka.
Zasada 4 (dolotu do komina na bezpiecznej wysokosci).
Korzystamy z niej wtedy, gdy odleglosci miedzy kominami sa bardzo duze. Przykladowo, w warunkach burz termicznych wystepuja wznoszenia powyzej 5 m/s przy podstawach okolo 2000 m i odleglosciach miedzy kominami ponad 50 km. W takim przypadku, jezeli nawet spodziewamy sie, ze w nastepnym kominie napotkamy srednie wznoszenie 5 m/s, to nie ustawiamy krazka na te wartosc, poniewaz nasz zasieg z wysokosci 2000 m bedzie mniejszy od odleglosci do nastepnego komina. Dojdzie wiec do sytuacji w której do nastepnego komina bedziemy leciec optymalnie szybko, lecz nie dolecimy do niego. Decyzje o nastawieniu krazka podejmujemy wtedy na podstawie odleglosci do nastepnego komina, bezpiecznej wysokosci, na której chcemy do niego doleciec oraz wysokosci wyjscia na przeskok miedzykominowy. Nastawa ta nie moze byc jednak wieksza od przewidywanego sredniego wznoszenia w kominie do którego lecimy. Przy korzystaniu z tej zasady nalezy wiec posiadac znaczne doswiadczenie na danym typie szybowca w celu prawidlowego oszacowania straty wysokosci podczas przeskoku przy danej nastawie krazka. W celu ustalenia odleglosci do nastepnego komina przeprowadzamy analize (przy pomocy mapy) odleglosci do cieni chmur na powierzchni ziemi. Bezposrednie okreslenie odleglosci do chmur jest bowiem bardzo trudne i zazwyczaj niedokladne. Wykorzystujac cienie chmur mozemy równiez obliczyc skladowa czolowa wiatru na danym odcinku przelotu. W wielu miejscowosciach w Polsce znajduja sie boiska pilkarskie. Jezeli wiec wypatrzymy takie boisko podczas krazenia, to najpierw okreslamy kierunek przemieszczania sie cienia chmury, a potem sprawdzamy przez ile sekund krawedz cienia chmury przebedzie odleglosc porównywalna z dlugoscia wzorcowego boiska. Dzielac 100 m przez ilosc sekund znamy predkosc wiatru w metrach na sekunde. Znajac równiez kat wiatru mozemy obliczyc skladowa czolowa predkosci wiatru. Jest ona równiez pomocna przy obliczaniu predkosci przelotowej wzgledem powietrza, co pozwala na podejmowanie odpowiednich decyzji taktycznych.
Znajac juz podstawowe zasady omówimy schematycznie prace z krazkiem podczas calego lotu.
Przed startem ustawiamy krazek zgodnie z zasada najwiekszej doskonalosci wzgledem powietrza, poniewaz zaraz po wyczepieniu znajdujemy sie zazwyczaj na malej wysokosci i musimy dbac o to, aby strata wysokosci podczas dolotu do pierwszego komina byla jak najmniejsza. Nie zawsze przeciez pilot holówki nakazuje wyczepic sie w kominie termicznym, a przez to musimy znalezc go sobie sami. Kiedy uzyskamy juz wystarczajaca wysokosc, zwykle nie odchodzimy na trase przelotu od razu. Nie zalezy nam jeszcze na predkosci przelotowej, ustawiamy wiec krazek na male wartosci, zwykle 0,2 do 0,5 m/s. Takie ustawienie daje nam pare korzysci, a mianowicie:
· · utrata wysokosci podczas lotu po prostej jest niewielka, a wiec mniej czasu bedziemy spedzac w krazeniu podczas odzyskiwania utraconej wysokosci. Nalezy pamietac, ze w kazdym krazeniu dziala na pilota przeciazenie, które oslabia go, powodujac zmeczenie. Decyzje taktyczne podejmowane przez zmeczonego pilota sa z kazda minuta coraz mniej doskonale. Nie nalezy wiec przeciazac organizmu zbednymi przeciazeniami jeszcze przed rozpoczeciem przelotu.
· · lecac przed odejsciem na trase wolno, nie narazamy sie na napiecia psychiczne zwiazane z mozliwoscia ladowania - jestesmy spokojniejsi i mamy wiecej czasu na analize pogody i wybranie optymalnego czasu odlotu na trase;
· · w okresach kiedy wystepuje duza ilosc owadów w powietrzu, latajac wolno zmniejszamy tym samym ilosc owadów przylepiajacych sie do krawedzi natarcia skrzydel; zwieksza wiec to doskonalosc naszego szybowca na poczatku przelotu;
· · mozemy takze poswiecic mniej czasu na szukanie kominów, a wiecej na penetrowanie rozkladu wznoszen pod chmurami Cu, latajac po prostej.
W chwili kiedy decydujemy sie na odlot na trase, wychodzac z komina termicznego z najwiekszej wysokosci, lecimy do punktu odlotowego ustawiajac krazek zgodnie z zasada najwiekszej doskonalosci wzgledem ziemi.
W trakcie przelotu ustawiamy krazek zgodnie z zasada najwiekszej predkosci przelotowej lub zgodnie z zasada bezpiecznego dolotu do komina termicznego, w zaleznosci od odleglosci kominów od siebie i od efektywnego pulapu wznoszen.
Interesujaca jest taktyka dolotu do punktu zwrotnego przy znanej skladowej czolowej wiatru. Jezeli wiemy, ze krazymy ostatni raz przed punktem zwrotnym, to krazek ustawiamy na wartosc sredniego wznoszenia w kominie termicznym po punkcie zwrotnym, korygujac ja jednoczesnie o wartosc poprawki zgodna z zasada maksymalnego zasiegu wzgledem ziemi dla danej skladowej czolowej wiatru. Sprawi to, ze dolot do PZ pod wiatr wykonywac bedziemy na zwiekszonej predkosci (wyzsza nastawa K.M.), a dolot z wiatrem - na predkosci zmniejszonej (nizsza nastawa K.M.). Wazna jest równiez biezaca obserwacja wartosci predkosci wznoszenia ponizej skorygowanej nastawy krazka oznacza, ze dalsze krazenie jest nieefektywne, przy zalozeniu, ze lecac przez punkt zwrotny i uwzgledniajac strate wysokosci na wykonanie zdjecia, dolecimy do nastepnego komina na bezpiecznej wysokosci. Po zrobieniu zdjecia PZ rezygnujemy z korekty na wiatr i przestawiamy krazek ponownie, zgodnie z zasada najwiekszej predkosci przelotowej.
Nieco inaczej postapimy jezeli PZ znajduje sie na obszarze atermicznym oraz gdy termika wokól niego zostala wytlumiona przez chmury warstwowe lub opad deszczu. Gdy punkt zwrotny znajduje sie na obszarze atermicznym oraz gdy termika wokól niego zostala wytlumiona przez chmury warstwowe lub opad deszczu nasze postepowanie jest nastepujace:
Jezeli dolot do PZ i powrót do komina jest na granicy zasiegu naszego szybowca, to krazac w ostatnim kominie ustawiamy krazek zgodnie z zasada najwiekszej doskonalosci wzgledem ziemi z uwzglednieniem poprawki na wiatr. W trakcie krazenia do pulapu noszen musimy byc swiadomi tego, ze w momencie gdy srednie noszenie spadnie ponizej nastawy krazka, dalsze krazenie staje sie nieefektywne, poniewaz im dluzej bedziemy krazyc, tym nizej wykonamy zdjecie PZ. Dolot do punktu wykonujemy wiec zgodnie z zasada najwiekszej doskonalosci wzgledem ziemi, natomiast dolot do komina po zdjeciu PZ - zgodnie z zasada najwiekszej doskonalosci wzgledem powietrza (tzn. krazek nastawiamy na zero).
Nastepnym waznym skladnikiem przelotu jest dolot do lotniska docelowego. Jezeli istnieje podejrzenie, ze podczas dolotu nie znajdziemy juz zadnego komina termicznego, a lotnisko znajduje sie na granicy naszego zasiegu, to krazek ustawiamy zgodnie z zasada najwiekszej doskonalosci wzgledem ziemi. Musimy zdawac sobie jednoczesnie sprawe z tego, ze krazac w kominie termicznym, w którym srednie wznoszenie jest mniejsze od nastawy krazka, zmniejszamy szanse naszego dolotu do lotniska, poniewaz wysokosc uzyskana w kominie nie zrekompensuje odleglosci o jaka oddalimy sie od lotniska w wyniku dzialania wiatru. W przypadku kiedy na dolocie istnieja nadal dobre warunki termiczne, a my decydujemy sie na krazenie, poniewaz znalezlismy komin dolotowy, krazek ustawiamy na srednie wznoszenie w tym kominie z ostatnich 20-30 sekund. Wysokosc niezbedna do wykonania dolotu wyliczamy dla tej nastawy. Jezeli srednie wznoszenie z ostatnich 20-30 sekund rosnie lub maleje, zmieniamy odpowiednio nastawienie krazka obliczajac jednoczesnie nowa wysokosc opuszczenia komina. Jezeli bedac na dolocie napotkamy komin termiczny, w którym mozemy wznosic sie szybciej niz nastawa krazka, to rozpoczynamy krazenie zmieniajac jednoczesnie jego nastawe i obliczajac wysokosc niezbedna do rozpoczecia nowego dolotu.
We wszystkich powyzszych rozwazaniach zajalem sie tylko przelotem wedlug modelu Mac Cready'ego (czyli przelotem pomiedzy pojedynczymi, znacznie oddalonymi od siebie kominami termicznymi), nie biorac pod uwage mozliwosci wykorzystania szlaków noszen podczas lotu "delfinem".
Niniejsze wywody odnosza sie glównie do lotu w terenie równinnym. Analiza przelotu w terenie górzystym, wyglada inaczej.
Tomasz Rubaj
przedruk za PLAR 8,9,10/96 ...
maikpuk