Để vẽ đường cong cực cho một cánh dù hoặc cánh diều, nó hoàn toàn không đơn giản. Điều kiện tiên quyết cần phải có là khí quyển phải hoàn toàn tĩnh lặng - điều kiện khí quyển như thế này không phổ biến ở bất cứ đâu. Thứ hai là cần có một bộ nhớ tốt, hay đơn giản là một máy ghi âm, một vario và thiết bị đo vận tốc. Buổi sáng sớm thường là lúc tốt nhất để thực hiện việc đo đạc thông số cho đường cong cực. Tôi sẽ không liệt kê ra tất cả các lỗi mà có thể gây ảnh hưởng xấu đến kết quả đo đạc. Điều quan trọng nhất ở đây là phải nắm được nguyên lý của đường cong cực, nó rất hữu ích cho việc tối ưu hóa chế độ bay trong những tình huống khác nhau - Việc đường cong cực có độ chính xác bao nhiêu thực sự không quan trọng lắm.
🛠️ Cách xây dựng một đường cong cực
Để có được một tập hợp các giá trị đo đủ để xây dựng đường cong cực, ta chỉ đơn giản cần phải bay ở tất cả các tốc độ khác nhau có thể của dù (ví dụ như bay với tốc độ tăng dần theo từng nấc 2km/h), và ghi lại các thông số đo được: tốc độ của cánh dù (so với mặt đất) và chỉ số tụt độ cao (descent rate) tương ứng. Một khi có đầy đủ các giá trị đó, chúng ta đưa chúng vào hệ tọa độ. Bảng 10.2 cho thấy các giá trị đo được sau khi bay thử nghiệm với một cánh dù mới ở phân khúc dù thi đấu. Lưu ý là cả hai trục toạ độ đều thể hiện bằng đơn vị m/s, vì vậy cần phải chuyển đổi đơn vị của các giá trị đo về m/s trước khi đưa chúng vào bảng. Với những giá trị này chúng ta cũng có thể tính ra được tỉ số L/D (Lift to Drag) của cánh dù, hay thường được gọi là tỉ lệ góc lượn (glide ratio), bằng cách lấy A (tốc độ của cánh dù) chia cho B (chỉ số tụt độ cao hay tốc độ tụt).
🦅 Làm thế nào để lướt được xa nhất?
Câu hỏi này đặc biệt quan trọng đối với phi công XC, đặc biệt là khi bay qua các khu vực khó. Nếu phải vượt qua một thung lũng rộng, chúng ta thường muốn đến được phía bên kia càng cao càng tốt để tăng khả năng tìm thấy lực nâng và tiếp tục chuyến bay. Ở ví dụ trên, cánh dù có tốc độ định mức (trim speed) là 40km/h, giả sử tải trọng của phi công tương đương với tải trọng sử dụng trong các phép đo đường cong cực. Khi đó tỉ lệ góc lượn tốt nhất là 9,60 như trong bảng dưới. Nếu trong điều kiện hoàn toàn lặng gió thì đây là góc lượn tốt nhất để bay qua các vùng chuyển tiếp dài. Lưu ý là hầu hết các cánh dù đều được thiết kế có góc lượn tốt nhất khi bay trong điều kiện khí quyển tĩnh lặng mà không chạm vào dây phanh hay thanh tăng tốc.
Nếu còn hoài nghi thì bay hơi nhanh vẫn luôn tốt hơn bay hơi chậm.
— Bukhard Martens
Theo kinh nghiệm cá nhân của tôi: Khi bay xuôi gió và điều kiện thermal yếu - chế độ tăng tốc tối ưu là đạp 1/3 thanh tăng tốc. Khi không có gió - đạp tăng tốc ở mức độ 1/2. Nếu thermal ở mức vừa và tôi đã vào trong thermal an toàn - đạp thanh tăng tốc mức 3/4 để tăng tốc. Nếu thermal mạnh thì tôi luôn đạp hết thanh tăng tốc ngay cả khi bay xuôi gió. Khi bay ngược gió - tôi vẫn dễ dàng leo cao khi đạp hết thanh tăng tốc. Quy tắc này được áp dụng cho mọi loại dù có hiệu năng cao. Những cánh dù mà có tốc độ tụt bị tăng mạnh trong khi tăng tốc thì cần phải đề phòng để tối ưu góc lượn.
— Burkhard Martens
🔝 Tối ưu hóa lực nâng dựa vào đường cong cực
Không đòi hỏi phải có trình độ toán học cao siêu để có thể tính ra được tốc độ bay trong thermal bao nhiêu là tốt nhất để giảm thiểu chỉ số tụt độ cao (descent rate). Nếu quay trở lại ví dụ ở trang trước, dễ dàng có thể nhận thấy rằng chỉ số này nhỏ nhất ở tốc độ bay 38km/h, thường nó nằm xung quanh điểm góc lượn tốt nhất. Tôi luôn lấy làm ngạc nhiên khi nghe ai đó nói rằng: “tôi đã kéo phanh xuống đến hông rồi mà vẫn có người khác leo lên nhanh hơn”. Chỉ cần nhìn vào bảng 10.2 là đủ để hiểu nếu bay quá chậm, chỉ số tụt độ cao cũng tăng lên.
💨 Nên bay ngược gió ở chế độ nào?
Nếu nhìn vào tình huống bay ngược gió từ góc độ đường cong cực, chúng ta đơn giản chỉ cần thay đổi điểm xuất phát của đường tiếp tuyến đến đường cong cực từ trục X (đường màu xanh lá) tương ứng với tốc độ gió. Tiếp điểm của đường thẳng này với đường cong cực sẽ dịch sang về phía bên phải so với lúc không có gió, điều đó cho thấy tốc độ tối ưu để bay ngược gió cao hơn tốc độ bay trong điều kiện không khí tĩnh lặng.
💡 Gợi ý thực hành - ngược gió: Nếu gió ngược chiều lên đến 2.7m/s thì đạp 1/3 thanh tăng tốc, nếu gió ~ 5.5m/s thì đạp 2/3 và chỉ khi gió ngược chiều lên đến 8m/s thì lúc đó đạp hết hành trình của thanh tăng tốc.
⚠️ LƯU Ý: Cần phải nhận thấy góc lượn thực tế chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi gió ngược chiều. Nếu vòm dù ở ví dụ trên bay ngược gió có tốc độ 20km/h (~5.5m/s) thì góc lượn lúc đó chỉ bằng một nửa so với bay khi không gió. Và với tốc độ gió ngược chiều là 30km/h (~8m/s) thì tỉ lệ góc lượn L/D giảm xuống còn 2,6. Như vậy có thể hiểu rằng ngay cả việc vượt qua một thung lũng nhỏ cũng là cả một vấn đề nếu như có gió ngược chiều thổi mạnh. 📌 Ghi chú thêm: Trong khi bay thực tế, rất hiếm khi ta bay ở tốc độ tối đa. Chúng ta chỉ dùng tốc độ tối đa khi phải vượt qua vùng ảnh hưởng của hiệu ứng venturi hay vùng có gió thổi rất mạnh hoặc trong các giải đấu.
📌 Gợi ý - Gió ngang: Khi bay với gió ngang (crosswind), chúng ta phải "đi xiên" để chống lại gió dạt. Lưu ý rằng lúc đó cần áp dụng các quy tắc bay ngược gió - cần phải tăng tốc để đạt tới tỉ lệ lượn tốt nhất. Gió thổi ngang hông càng mạnh, tốc độ bay phải càng nhanh để tối ưu tỉ lệ góc lượn.
⏬ Nên bay trong vùng giáng ở chế độ nào?
Chúng ta cũng có thể sử dụng đường cong cực để xác định phương án tối ưu khi bay trong vùng giáng. Chỉ cần dịch chuyển điểm xuất phát của đường tiếp tuyến (màu xanh lá) dọc theo trục Y tương ứng với tốc độ giáng của không khí. Kết quả là tiếp điểm sẽ bị dịch chuyển sang bên phải cho thấy cần phải tăng tốc độ bay trong vùng giáng mạnh.
💡 Gợi ý thực hành - vùng giáng: Nếu không khí xung quanh đang giáng xuống với tốc độ 1m/s (vario hiển thị khoảng -2.1m/s, tương ứng tỉ lệ góc lượn giảm gần một nửa!), chúng ta nên đạp thanh tăng tốc từ 1/2 đến 2/3 hành trình. Khi hiển thị trên vario lên đến -3m/s, tương ứng với tốc độ giáng của không khí xung quanh khoảng -2m/s, ta cần phải bay rất nhanh để ra khỏi đó.
— Bukhard Martens
⚠️ LƯU Ý: Khi bay qua vùng giáng mạnh 2m/s thì tỉ lệ góc lượn của chúng ta sẽ giảm xuống chỉ còn khoảng 3,4 mà gần như không phụ thuộc vào tốc độ bay đang là 40 hay 50km/h! Điều này cho thấy việc bay ra khỏi vùng giáng là ưu tiên hàng đầu, hoặc bằng cách tăng tốc hoặc bằng cách thay đổi đường bay. Bên cạnh đó chúng ta chỉ có thể hy vọng rằng có thể thoát ra khỏi vùng giáng trước khi mất hết độ cao.
📌 Gợi ý: Nếu thấy mình đang bay quá thấp và hết hy vọng, hãy cân nhắc việc xác định hướng gió và bay xuôi gió thậm chí ngay cả khi bay ngược về điểm xuất phát. Nó có thể sẽ giúp chúng ta khám phá được những khu vực khác tốt hơn là tiếp tục bay ngược gió trong vùng giáng. Thà bay một vòng dài còn hơn là phải hạ cánh xuống mặt đất!
📌 Gợi ý: Do không khí lên cao sẽ loãng dần đi nên tốc độ bay sẽ tăng khoảng 6% khi tăng mỗi 1,000m độ cao. Đây là một ưu điểm giúp bạn có thể bay được xa hơn bởi vì tốc độ bay sẽ nhanh hơn khi ở trên cao. Nhưng yếu tố quan trọng nhất để lên được cao đó là phải có thermal mạnh.
🚀 Nên bay xuôi gió ở chế độ nào?
Bay xuôi gió rất tuyệt, nó mang đến cảm giác rằng ta có thể bay mãi. Hãy xét đến đường cong cực một lần nữa, có thể thấy rằng điểm xuất phát của đường tiếp tuyến màu xanh lá sẽ dịch chuyển sang trái theo trục X, có nghĩa là tiếp điểm của nó với đường cong cực cũng dịch chuyển sang trái và có xu hướng tiến sát đỉnh của đường cong cực (là điểm có tốc độ tụt nhỏ nhất), nó cho thấy khi bay xuôi gió nên giảm tốc độ xuống một chút. Lưu ý rằng đối với các cánh dù hiện đại thì điểm có tốc độ tụt nhỏ nhất nằm rất gần với điểm góc lượn tốt nhất trên đường cong cực, vì vậy trong trường hợp này bạn không nên kéo phanh quá nhiều - đối với cánh dù trong ví dụ ở trang trước, chúng ta không nên giảm tốc xuống dưới 38km/h (không tính vận tốc gió) vì nó sẽ làm tốc độ tụt lại tăng lên!
