[Tips] Một vài phân tích của Kortel về tính khí động học của Harness

Một vài phân tích về tính khí động học của Harness.

Trong công cuộc nghiên cứu không ngừng để tăng hiệu suất của môn dù lượn, chúng ta đã thấy được các cải tiến diễn ra không ngừng ở các phần:

•          Cải tiến hiệu xuất bay của dù bằng cách cải thiện Aspect ratio.
•          Giảm thiểu vortex ở 2 đầu cánh.
•          Giảm thiểu số lượng liner (4>3>2)
•          Giảm lực cản từ tu thế ngồi: chuyển sang nằm, harness kén và hình dáng của harness.

Nhưng thực sự thì tác dụng của các cải tiến này như thế nào?

Với các tính toán thực hiện khi dù bay điều kiện chuẩn, các lực cản được chia ra như sau:

•          50% cho lực tự cản (induce drag) tạo ra bởi cấu tạo cánh dù,
•          50% cho lực ma sát được chia đều ra làm 3 phần tạo ra bởi sự ma sát của vải dù, dây dù và phi công. (diện tích của khoảng 250m dây với độ lớn cỡ 0.8mm tương đương 0.2m2, nó tương đương với diện tích tiếp xúc gió của 1 harness thi đấu).

Khi vận tốc tăng lên thì lực tự cản giảm xuống (do lực nâng giảm xuống), do đó các phần lực ma sát tăng lên với tỷ lệ bình phương của vận tốc, nhưng chúng ta khó có thể biết được tỷ lệ phân chia giữa chúng.

Như vậy, lực cản từ phía phi công đại diện khoảng 20-25% tổng lực cản của toàn thể cánh dù khi bay. Chúng ta đưa ra giả thuyết là chúng ta có thể giảm đi 50% lực này (tương đương với phần diện tích lực cản khoản 0.1m2) Chúng ta có thể năng thêm được 1 điểm về sự mượt mà của cánh dù trên thang điểm 10.

Nhưng thực tế, việc chuyển tư thế từ ngồi sang nằm (theo lý thuyết thì nó sẽ giảm từ 0.35m2 xuống 0.2m2) tương đương với mức giảm lý thuyết 40%, thì vẫn không tương thích với giả thuyết nêu ra bên trên.

Tương tự như thế thì tự khi xuất hiện một vài mẫu harness có đuôi dài thì phần lớn trong chúng không đạt được hiệu suất bay tăng lên rõ ràng, bởi vì lực cản đuôi tự sinh sau vật bay (base drag) là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất bay .

Kortel muốn tiến hành nghiên cứu sâu hơn về tổng thể các loại lực cản này, tuy nhiên do không có được wind tunel đủ lớn đế có thể hỗ trợ quá trình thử nghiệm, nên chúng tôi đã sử dụng cách giả lập trên phần mềm máy tính. Chúng tôi sẽ không đưa ra số liệu chênh lệch để tạo ra ảo tưởng cho người xem mà chỉ đưa ra kết quả tương quan giữa các mô hình được so sánh.

Chúng tôi đã tạo ra rất nhiều các mô hình đuôi khác nhau để phân tích lực cản sinh ra bởi các mô hình này, cũng như so sánh 1 cách tổng thể về lực nâng, lực cản tự sinh.

Nhưng đến cuối cùng thì vấn đề xảy ra là, chúng ta không thể nào có được hình dáng tối ưu nhất bởi vì chúng ta không thể nào duy trì được vị trí harness tối ưu, điều đó là gần như không thể khi ta bay dù.

Và kết quả tổng kết từ quá trình giả lập dựa trên mô hình harness kortel kanibal race 1 cho chúng ta thấy một điều hết sức lạ lùng.

Harness Kanibal Race

Các mô hình được đưa vào giả lập :

• Kanibal race,
• Harness có đuôi dài nhất có thể ở thời điểm 2011,
• Harness có xu hướng cắm xuống,
• Harness có phần mũi và phần vai thay đổi nhiều kiểu khác nhau.

Niviuk Driffer

Các form được đưa vào giả lập

Chúng ta sẽ không quá chú trọng vào số liệu thực tế, mà chỉ sử dụng phép so sánh với kanibal race, thì các hình dáng của harness với phần đuôi dài không đem lại quá nhiều lợi về khi động học mà thậm chí là việc kéo dài phần đuôi còn gây khó khăn cho quá trình chế tạo trong khi hiệu suất tăng lên không quá đáng kể.

Riêng với harness kanibal race, chúng tôi ghi nhận được rằng là khi dòng khí đi từ dưới lên thì hiệu suất bay đạt được giá trị lớn nhất chứ không phải là vị trí khi harness nằm ngang.

Thực tế thì chúng ta thấy rằng, phần gây ra lực cản nhiều nhất là phần cơ thể thò ra khỏi harness : tay, đầu, cổ. Khi dòng khí đi lên từ phía dưới thì rõ ràng là phần harness đã che đi các vùng này từ đó lực cản được giảm xuống rõ rệt. Và tư thế bay chân hơi cắm xuống thực sự lại là một thảm họa.
Nên hãy khoan cười mấy thằng bạn của mình khi nó bay mà chân cứ chổng lên trời, bọn nó bay như thế mới là đúng đấy.

Biểu đồ so sánh hiệu suất bay của các mô hình harness ở các vận tốc khác nhau

Tương tự nhận xét ở trên, chúng ta thấy nếu harness che được phần khí đi qua phần cơ thể phía trên thì nó sẽ giúp ích rất nhiều.

Với harness thiết kế với xu thế cắm xuống thực tế thì cũng tốt nhưng không tương thích lắm với góc tiếp cận của dòng khí.

Chúng ta không được lợi quá nhiều khi kéo dài phần đuôi của harness ra quá nhiều, mà thậm chí là có thể làm tăng lực cản từ bề mặt phần đuôi.

Một vài cấu tạo harness thực tế sẽ có lợi hơn 1 chút so với các thiết kế khác khi bay trong không khí.

Cuối cùng, Chúng ta sẽ có được lợi hơn khoảng tầm 20% khi ngồi ở tư thế tối ưu, trên tổng thể 20% lực cản tạo ra từ harness thì chúng ta sẽ được lợi từ 4-5%, với lợi tức đó thì khó có thể cảm nhận được. Bởi thế chỉ khi nào bạn thực sự là phi công thi đấu đỉnh cao thì nó mới giúp ích cho bạn.

Một số harness cocoon hiện tại có và không có phần đuôi dài.

Harness pro thi đấu : Yêu cầu phải có chỗ gắn từ 2 dù phụ (Yêu cầu để tham gia các giải CAT1).

Ozone exoceat ~1400E : Hình hơi xấu, thiếu tương đối nhiều phụ kiện, nặng khoảng 9.4 kg cho size S (1m70-1m80). Có 2 ngăn đựng dù phụ, không có điểm nối dù Anti G

Woody Valley X-Rate 7 ~ 1600E: Thiết kế đẹp đúng chất Ý, các phần phụ kiện thiết kế chuẩn. Có 2

ngăn dù phụ, ngăn dù Anti G, Size M cho phi công Việt nặng khoảng 7.1 Kg

Kortel Kanibal race ~ 1850E : Harness được đánh giá có độ thoải mái tốt nhất thị trường hiện tại, có

chế độ lock để giảm rung lắc khi vào nhiễu động hoặc tự động weight-shift khi vào thermal,

Có 2 ngăn dù phụ. Ngăn dù Anti G gắn vào trọng tâm harness có thể rút ra từ 2 bên. Size S,M

phù hợp với phi công việt nặng khoảng 7.3Kg

Gin Genie Race 4 ~ 1700$: Độ thoải mái trung bình, nhưng được đánh giá là harness có setup nhanh

nhất, được bổ sung phần kính chắn gió tăng tính khí động học cho phi công khi bay. Có 2

ngăn dù phụ, 1 ngăn trước 1 ngăn sau, có ngăn để dù anti G, Size S cho phi công việt nặng

8.5 kg.

APCO SWIFT ~ 1450$ – harness thi đấu có đuôi và rất nhẹ chỉ tầm 4.7 kg. 2 dù phụ 1 trước 1 dưới

mông. Có chỗ để dù Anti G

Advance Impress 4 ~ chưa có giá nhưng chắc tầm 2000E: chưa ra đang chỉ có bản thử nghiệm

Một số harness nhẹ:

Skywalk range X-Alps 2 ~990E: 2.1 kg cho size M

Advance Lightness 3 ~ 1200E: Full cây khoảng 3.5 kg cho Size M.

Woody Valley GTO Light ~ 900E khoảng 3kg.

NEO Suspender – Harness ~ 1300E sử dụng tấm lót Koroyd tạo form rất đẹp Nặng khoảng 3.8kg.

Sup-Air Delight 3 ~ 900E– Bản 2 rất đẹp bản 3 thì xấu như 1 con gấu ☺ nặng khoảng 3.7kg

Gin Genie Lite 2 ~ 1000$– Khá bình thường, nặng khaorng 4.1kg.

Ozone Forza 4.5 kg hoặc Ozium 2 ~ 850E(2.5kg)

[Flying tip] Active flying thật sự là gi và làm thế nào để bay active

Trong bài viết "bay chủ động" của Bruce Goldsmith chúng ta có thể tóm tắt lại việc bay chủ động như sau: 

• Bay chủ động có nghĩa là cảm nhận xem dù phản ứng như thế nào và đáp ứng nó
• Kỹ thuật câu cá sẽ giúp bạn cảm nhận lực từ cánh dù thông qua dây lái.
• Trong trường hợp bị collapse 1 bên, thì WS ra hướng ngược lại, chống hiện tượng quay và bơm cho dù phồng ra.

Tuy nhiên chỉ với mọt vài ý tổng hợp như trên thì để một người mới có thể hiểu và bay chủ động thì thực sự vẫn là điều gì đó quá bí ẩn. Thực tế là chúng ta vẫn thấy các bạn học viên mới, những người bay giãn cách nhiều hay những người thi thoảng mới đi bay nhưng vẫn tưởng nhớ đến những giai đoạn mình tưởng là mình bay tốt và thực tế trên bầu trời đã cho chúng ta thấy được sự thật về khả năng bay của họ cũng như hiểu biết hạn chế cũng như ứng dụng thực tế về Active flying (bay chủ động).

Chúng ta có thể tham khảo video clip sau để thấy được vấn đề này:

Mặc dù các HLV dưới mặt đất kêu lớn là active flying nhưng học viên vẫn để gió điều khiển chuyến bay của mình.

Như thế chúng ta phải hiểu active flying như thế nào cho đúng và làm thế nào để tập luyện tăng cường kỹ năng bay active? 

Bản chất của cả quá trình bay chủ động chính là đảm bảo dù luôn bay ở trạng thái cân bằng của 3 trục ổn định chính: Pitch, Roll and Yaw. Trong trường hợp dù bị lệch ra khỏi 3 trục cân bằng này, chúng ta sẽ xử lý thông qua các tác động lên: dây lái, harness và speedbar để dù có thể trở về trạng thái cân bằng. Khi thực hiện các việc phản ứng phù hợp với tình trạng của dù, chúng ta đang thực hiện việc bay một cách chủ động (active). 

Như thế chúng ta phải làm gì khi dù lệch khỏi các trục cân bằng này. 

Tìm hiểu về trục cân bằng trước sau (pitch). 

Nguyên nhân chính khiến cho dù mất cân bằng trục pitch đó là khi chúng ta đi vào hoặc đi ra một vùng khí nâng, do cánh dù và bản thân người bay chỉ được nối với nhau bằng 7m dây dù nên sẽ có sự phản ứng lệch pha giữa người bay và dù tại 2 thời điểm ra và vào vùng các vùng khí nâng.

Quan sát hình trên chúng ta sẽ thấy được 3 giai đoạn của cánh dù khi vào và ra khỏi vùng khí nâng. 

1. Cánh dù vào vùng khí nâng trước người bay, nó sẽ ngửa ra .

2. Cánh dù bay ra khỏi vùng khí nâng, dù sẽ lao xuống.

3. Cánh dù trở lại vị trí cân bằng. 

Như thế chúng ta cần phải phản ứng ra sau trong các giai đoạn này? 

1. Khi cánh dù vào vùng khí nâng, dù có xu thế ngửa lên trên lúc đó góc  góc tấn của dù tăng, ở thời điểm này chúng ta cần làm cho cánh dù bay nhanh hơn để trở lại vị trí cân bằng so với người bay. Có 2 cách xử lý: (1) nâng cao tay lái về vị trí trim speed để dù có thể lấy được vận tốc nhanh nhất và đi vào vị trí cân bằng trên đầu người bay, (2) tác động lên speedbar để giảm góc tấn, tăng tốc độ dù cũng để dù trở về vị trí cân bằng trên đầu phi công một cách nhanh nhất. 

Tuyệt đối không được kéo dây lái (tăng góc tấn) dù sẽ rơi vào trạng thái stall, sẽ rất nguy hiểm nếu như độ cao không lớn. 

2. Khi cánh dù ra khỏi vùng khí nâng, dù có xu thế cắm xuống, lúc đó góc tấn của dù giảm, ở thời điểm này, chúng ta cần giảm tốc độ bay của dù để người bay có thể về vị trí cân bằng bên dưới của dù. Chúng ta cũng có 2 cách xử lý: (1) kéo break với quãng hợp lý để dù không cắm sâu xuống trước, nếu dù cắm quá mạnh có thể bị front collapse. (2) Nếu đang sử dụng speedbar, chúng ta cần thả nhẹ speedbar để dù giảm tốc và có thể dùng thêm break nếu cần. 

Tuyệt đối không nên sử dụng thêm speed bar, hoặc để tay lái cao dù sẽ lao xuống nhanh và có thể bị collapse. 

3. Giai đoạn ổn định: thả từ từ break để dù bay bình thường. 

Tập luyện để kiểm soát hiện tượng pitch. 

1. Tạo hiện tượng pitch, và tăng cường năng lượng cho cánh dù:

Chúng ta có thể tạo ra hiện tượng pitch bằng cách sử dụng speedbar. 

2. Triệt tiêu năng lượng, đưa dù về trạng thái bình thường:

Lưu ý khi kéo break và thả break, phảu thực hiện từ từ, không thực hiện đột ngột.

Chúng ta có thể tập luyện kéo từ 10cm rồi tăng thêm 5cm cho đến khi hiện tượng pitch đạt góc 45 độ.

Tìm hiểu về trục cân bằng 2 bên (Roll)

Khi dù bay trong điều kiện nhiễu loạn, ảnh hưởng lift của địa hình haowjc trong ngày có nhiều bubble nhỏ và mạnh thì cánh dù 2 bên sẽ vào các vùng khí khác nhau từ đó sẽ tạo ra hiện tượng lắc ngang 2 bên (Roll), lúc này cánh dù sẽ liên tục nâng bên này bên kia, người bay sẽ lắc qua lại như quả lắc. Nếu không điều chỉnh hợp lý thì độ cao mất đi trong quá trình bay sẽ rất lớn và chuyến bay trở nên hết sức khó chịu, nếu để dù bị roll quá nhiều rất có thể chúng ta sẽ rơi vào các tình trạng bay nguy hiểm hơn.

Rất may mắn là hiện tượng Roll này sẽ bị triệt tiêu tương đối dễ dàng bằng việc điều chỉnh break hoặc weight shift. Khi cánh dù bị nâng ở bên nào lên chúng ta có thể triệt tiêu hiện tượng lắc bằng cách: 

1. Kéo break bên bị nâng lên 1 lượng vừa đủ để dù cân bằng. 

2. Weight shift về bên bị nâng lên, dù cũng sẽ nhẹ nhàng về lại vị trí cân bằng. 

Thông thường người bay tốt sẽ kế hợp cả 2 cách nêu trên đề dù cân bằng nhanh và ổn định.

              

Đường bay của cánh dù khi bị hiện tượng roll

Tập luyện để kiểm soát hiện tượng roll

1. Tạo hiện tượng roll và tăng cường năng lượng cho hiện tượng roll.

2. Triệt tiêu hiện tượng roll và đưa dù về vị trí cân bằng

Tìm hiểu về trục xoay thẳng đứng (Yaw) 

Hiện tượng yaw hết sức hiếm khi xảy ra do dù có xu thế vào vòng cua hoặc bị roll trước khi nó xoay quanh trục thẳng đứng. Tuy nhiên trong 1 số trường hợp bay trong thermal mạnh, chúng ta cũng có thể thấy tình trạng dù bị yaw, lúc đó chúng ta sẽ tiền hành xử lý bằng việc kéo break bên còn lại để chống lại việc xoay này. 

Như thế chúng ta đã tìm hiểu được về hiện tượng bất ổn định trên 3 trục cân bằng của cánh dù, các giả lập chúng và triệt tiêu chúng để đảm bảo nâng cao hiệu suất của chuyến bay. 

Bên cạnh đó Active flying còn có 1 mục đích khác đó là phòng ngừa dù bị rơi vào tình trạng collapse/stall ngoài ý muốn hoặc do xử lý sai với tình huống. 

Thông qua việc cảm nhận các thông tin từ dù đến phi công thông qua 4 công cụ:

1. Mắt (nhanh nhất, hiệu quả nhất) - Nhưng trong các điều kiện bay với nhiều người thì không thể lúc nào cũng nhìn dù.

2. Áp lực dây lái,

3. Thông qua harness.

4. Thông qua áp lực trên hệ thống speedbar (khó nhất để cảm nhận và để tập luyện). 

Chúng ta sẽ có điều chỉnh phù hợp để dù trở về trạng thái cân bằng của cả 3 trục (pitch, roll, yaw) để giúp chuyến bay của chúng ta có hiệu suất cũng như độ an toàn cao nhất. 

Các bài tập luyện để tăng cường khả năng bay chủ động. 

Trong thực tế khi bay, chúng ta sẽ thấy không bao giờ có chuyện dù chỉ bị văng khỏi 1 trục cân bằng, mà nó sẽ bị lệch ra khỏi các trục này một cách ngẫu nhiên, phụ thuộc vào điều kiện bay của ngày. Do đó chúng ta cần phải thực hành các bài kiểm soát nhiều trục cân bằng của dù cùng một lúc. 

Điều kiện tốt nhất để tập luyện các bài bay tăng cường khả năng điều khiển dù là gió đều và vùng dynamic lớn, chúng ta dễ dàng lấy độ cao để tập luyện. 

1. Luyện pitching: 

a. Dù break: luyện từ mức độ kéo 10cm đến khi dù lao ra phía trước/sau ở góc 45 độ.

b. Dùng speedbar: Luyện đến khi dù lao ra trước/sau góc 45 độ.

2. Luyện wing-over: 

a. Bắt đầu bằng bài bay số 8 liền mạch, 

b. Wing-over với bank angle nhỏ

c. Luyện wing-over bằng weight shift.

D. Wing-over với bank angle lớn hơn

Bài tập luyện wing over sẽ được dịch cụ thể và đưa vào blog sau. 

Chúc các bạn hiểu rõ hơn về active flying + cách luyện tập để nâng cao khả năng xử lý cho dù luôn bay mượt mà và có chuyến bay tốt + an toàn.