Вихревая структура восходящего потока

Иногда человек, который курит, вы­ пускает в воздух кольца дыма, на этом примере несложно увидеть вихревую структуру потока.

Как видно из примера, скороподъ­ емность в середине потока значи­ тельно больше, чем по его краям. Почему так происходит? Чтобы объ­ яснить это, необходимо понять струк­ туру закручивания потока. Рассмот­ рим подробнее.

Поднимающаяся масса воздуха тор­ мозится со всех сторон окружающим воздухом. Это отправная точка закру­ чивания потока. Вихревое закручива­

ние наблюдается не только в изоли­ рованных термических пузырях, но и в столбах восходящего воздуха.

Из личного опыта:

В том, что поток имеет вихревую струк­ туру, я убедился, находясь в экстре­ мально сильном потоке. Скороподъ­ емность в потоке составляла 9м/с, на высоте преобладал спокойный ветер, а, взглянув на GPS, я заметил, что почти не продвигаюсь вперед! Я подумал: от­ куда интересно взялся этот встречный ветер. Теперь мне ясно, я был на вер­ шине пузыря, закручивающегося мне навстречу (см. рис. 1.26 пилот "В"). То есть я летел с нулевой горизонтальной скоростью вперед и поднялся так на высоту 1500 метров. Вот это да!

Рис. 1.26 Вихревая структура потока. Здесь показано как воздух поднимается вверх внут­ ри потока. Причем скорость подъема пузыря в среднем составляет 2 м/с, в центре потока она возрастает до 4 м/с, а по краям составля­ ет только 1 м/с.

Что означают завихрения в потоке для пилотов "A"-"E"?

Пилот "А" набирает высоту в два раза быстрее, чем пилот "В", который нахо­ дится на вершине потока. Когда пилот "А" поравняется с пилотом "В" они будут на­ бирать высоту с одинаковой скоростью.

Пилот "В" летит про­ тив ветра в вихревой структуре потока. Если бы у него был GPS, он бы заметил, что летит медленнее, чем раньше. Если же он пролетит через центр потока, то будет лететь уже с попутным ветром. Он почувс­ твует это ускорение. Если же пилот хочет отцентровать поток, ему нужно повернуть сразу, как только он почувствует перегруз­ ку. Таким образом, пи­ лот снова будет лететь в центр потока против ветра. Это показыва­ ет, что вихревые пото­ ки достаточно неспо­ койные. Каждый раз пилот чувствует уско­ рение, пролетая через центр потока.

Пилот "С" находится над потоком, как толь­ ко он снизится до по­ тока, он сможет снова набирать высоту.

Пилот "D" нахо­ дится в нисходящем потоке рядом с тер-

миком, он мог бы заметить по GPS и вариометру, что у него значительно возросло снижение и горизонтальная скорость.

У пилота "E" снижение постепенно уменьшается при подходе к потоку.

Из вышесказанного становится ясно, что каждый должен иметь представле­ ние о структуре потока, чтобы понять, что происходит и по каким причинам, когда он попадает в поток. Понимание процесса значительно облегчает цент­ рирование потока.

Замечание:

Когда я лечу прямо и чувствую ма­ ленькое воздушное течение с одной стороны, иногда с небольшой скоро­ стью снижения, тогда я немедленно поворачиваю по течению. Шанс, что я окажусь на месте пилота "E" доста­ точно велик.

Рис. 1.27 Так выглядит облако, под которым часто встречаются вихревые потоки. Оно об­ разуется изолированно и имеет небольшие размеры.

Рис. 1.28 Так выглядят облака, где редко мож­ но найти вихревые потоки. Они очень широкие и высокие.

Нижняя кромка изолиро­ ванного восходящего вих­ ревого потока

Два пилота летают в нижней части восходящего вихревого потока. Один пилот находится на 50 метров ниже и не находит ничего. Что же произойдет с пилотом, которому удалось попасть в нижнюю часть потока?

Если бы поток поднимался на высоте 50 метров не по вихревой структуре, то пилот со снижением 1 м/с уже через 50 секунд прошил бы поток и оказался под ним.

Вихревая структура потока позволяет объяснить, почему пилот не вывалива­ ется из пузыря. Пилот находится в цен­ тре вихревого потока и поднимается быстрее, чем пузырь. Поэтому ему уда­ ется удерживаться внутри пузыря и не снижаться в нем.

Рис. 1.29 Изолированный пузырь восходя­ щего воздуха. Нижний пилот напрасно ищет поток. Верхний пилот находится в нижней части потока и центрует его спиралями. Ниж­ нему пилоту остается только удивляться, по­ чему пилот над ним поднимается все выше и выше. Разница в 50 метров оказалась сущес­ твенной.

Замечание:

Вихревые потоки выстраиваются в еди­ ную линию тогда, когда пузыри име­ ют небольшой размер и поднимаются достаточно высоко. Они встречаются очень редко на улицах облаков и в ши­ роких низких потоках.