什麼是柏努力定律?跟飛行傘有什麼關係?

Jack CHiu
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每一位新手菜鳥飛行員,一定都聽過教練說過白努利定律。大部分教練都解釋過白努利定律就是「流速快壓力小,流速慢壓力大。」

但實際上,白努利定律跟飛行傘的關係,就比較少有教練更深入的講更多,大部分是因為學員一聽到講「物理」,就感覺像在「霧裡」有看有聽,但沒有懂。

什麼是白努利定律(柏努力定律)?

白努利原理(英語:Bernoulli’s principle),又稱白努利定律或柏努利定律(英語:Bernoulli’s Law),是流體力學中的一個定律,由瑞士流體物理學家丹尼爾·白努利於1738年出版他的理論《Hydrodynamica》,描述流體沿著一條穩定、非黏性、不可壓縮的流線移動行為。

丹尼爾·白努利,1700-1782

我知道你看完定義還是不瞭解意思到底在共三小

物理定律對一般人來說,會感到恐慌,好像又回到國高中時期。不過,不用慌張,飛行傘的白努利很簡單,就是「流速快壓力小;流速慢壓力大

*Glide slope,我覺得很難翻成中文,意思是飛行傘的傾角(斜率)。

當風(空氣)流過飛行傘的傘翼時,會被傘切成上下兩層,上層的風流速較快壓力較小,下層的風流速較慢壓力較大。下層壓力較大。只要飛行傘有前進速度,翼型因為下層壓力大而不會塌陷,能維持翼型繼續飛。

為什麼搞懂白努利定律對飛行員來說很重要?

大部分學員都不太關心為什麼飛行傘可以在空中飛行,不會直接掉下去?反而比較關心怎麼把傘鬥起來?

飛行員搞懂白努利定律,對於後期學習盤氣流,還有如何飛出最佳滑降比?有很大的幫助。

我覺得至少要搞懂「攻角」「仰角與轉彎、失速之間的關係

當然!很多飛行員認為只憑感覺飛行,就很不錯了,不用去搞懂那麼多有的沒的。

但為什麼能飛,為什麼會失速不會飛,能搞懂就更棒了!

未來當你晉級到越野飛行員時,就知道如何用煞車和加速器之間的平衡,去抓最小下沉率,可以飛得更遠更有效率。

攻角Angle of Attack

為空氣動力學名詞,為機翼之翼弦與自由流(或是相對風流的方向)之夾角;如為飛機攻角,定義則為機軸對相對風流之夾角。當機翼向上為正攻角,向下則為負攻角。

飛行傘無風狀態下,各家傘廠生產的飛行傘正常巡航速度約為35~37 km/h時,攻角的狀態是些微向下約-2°~-3°為負攻角,負攻角產生前進速度,但會損失一點高度,損失的高度約為前進10~14公尺下降1公尺(滑降比)。

當機翼向上為正攻角,飛行傘就會抬升,正攻角會增加高度,視氣流大小每秒 1~5公尺(m/s)。

攻角我覺得不用探討太多,大約知道原理就ok了。

翼弦線與來自滑翔坡的相對氣流相交的角度。

煞車與攻角

飛行傘要在空中減速唯一的方式就是雙手拉下手中的煞車繩,過多則會變成失速,攻角抬升過多,前進速度為零時,就會失速。若要轉彎除了壓身轉移身體重心位置之外,就是拉下手中單邊的煞車繩。此時一邊傘翼的末端,攻角抬高,速度變慢,就會轉彎了。

所以,在空中拉煞車轉彎是來自於攻角的改變。

最小下沉率怎麼飛?

當煞車拉到某個點,飛行傘會進入最小下沉率的狀態。

很多資深飛行員會去抓這個手感,就是我們老手常說的煞車含著飛。

但也不是笨笨傻傻的一直含著,會隨著氣流上升下降,隨時調整煞車繩,維持在那個完美的鬆緊度。

不會太緊,也不會太鬆。

失速時的狀態是什麼?

最後,我們把白努力定律套入失速時,飛行傘的狀態。

思考一下,當傘翼過度抬升到一個點的時候,攻角過高,飛行傘就會失速。空氣流過飛行傘傘翼前緣,因為攻角抬升,傘翼上下層的壓力失衡,下層的壓力不見,上層末端則產生漩渦流。白努利定律,在此無法Work,就變成失速了。

沒有白努利定律,就不能飛,就這麼簡單!

我用白話文搭配圖的方式解釋,希望你能看懂。總之,理解原理,新手飛行員就會知道在空中同時把雙手煞車拉下來是非常危險的事情,這樣就夠了。

總結

總之,白努利定律大概就是這樣,如果還是不懂那就看影片教學吧!

參考資料:自己和Airfoil Theory for Paragliding Wings

Jack CHiu
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