01
没有发动机的飞行
眼前是一架滑翔机。它和飞机一样有长长的机翼、操纵杆和脚蹬，却没有发动机。绞盘或拖曳飞机把它送到300到1200米的高度，之后它就全靠自己了。没有任何东西推着它，所以它在空气中一直在下沉，只是很慢。
所以，想往上走，只能靠上升得比滑翔机下沉更快的空气。在平静的空气里，现代滑翔机只下沉约0.5米/秒；空气若以2米/秒上升，就能以1.5米/秒把它托上去。飞行员会在被太阳晒暖的地面上空、有风的山坡上，以及山后形成的波浪里找到上升的空气。从一处跳到下一处，滑翔机能飞得非常远：自由距离的世界纪录是3009公里。
模型以快进的方式飞完一圈45分钟的航线。滑翔机先在一块暖田上空的热气流里爬升到云下，再滑翔到一道山脊，沿山脊爬升，接着在山脊上方的山地波里继续爬升，最后高速返航。场景经过压缩，滑翔机也画得比实际大得多，但读数里的高度、速度和爬升率都是真实的。高度从谷底算起。
拖动模型可以四处查看，在模型上滚动可以缩放。继续往下读，视角会跟着文字变化。
02
它为什么不会掉下来
飞行中的滑翔机受三个力，场景里用箭头画了出来。重力把它竖直往下拉。阻力，也就是空气的推挡，让它慢下来。模型里的阻力箭头画得比实际长得多，好让你看得见：滑翔比为1 : 50时，阻力只有重力的五十分之一。升力来自机翼。机翼以一个小角度迎着空气，把气流往下偏转；机翼把空气往下推，空气就把机翼往上推。流过上表面的空气还会加速，所以机翼上方的压强比下方低。这是对同一个现象的两种描述。
没有发动机，滑翔机就沿着一条平缓的下坡飞行。因为航迹向下倾斜，重力的一小部分就沿着航迹把它往前拉。重力就是它的发动机，高度就是它的燃料。每损失一段高度能飞多远，就是它的滑翔比。滑翔比为1 : 50时，每下降1米就能向前飞50米，所以在平静的空气中从1000米高处可以飞出50公里。
在上方选一架滑翔机。教练机是Schleicher ASK 21，双座，翼展17米，滑翔比1 : 34。竞赛机是Jonker JS3，翼展15米或18米，滑翔比分别为1 : 50和1 : 57。秘诀在于细长的机翼：它们能以很小的阻力产生升力。作为对比，大型客机大约在1 : 15到1 : 20之间，悬挂滑翔机约1 : 15，滑翔伞约1 : 10。
现在拖动空速滑块。JS3的最佳滑翔速度大约在105到120公里/小时之间，轻载时靠近低端。重量不会改变下滑的坡度：机翼里装上多达约200升水后，它沿着同样的坡度滑翔，只是更快，靠近高端。再飞得更快，滑翔比就会下降，因为下沉率比速度增长得更快。即便如此，18米翼展的JS3在200公里/小时时也只下沉约1.4米/秒，滑翔比仍有1 : 40。
03
暖空气会上升
太阳晒热地面并不均匀。深色的田地、城镇和朝阳的山坡比草地或潮湿的地面热得快，也会把上方的空气烤暖。暖空气比周围较凉的空气轻，于是脱离地面向上升起，有时是一根连续的气柱，有时是一串气泡。滑翔机飞行员把这种上升的空气叫作热气流。
热气流通常宽150到300米。它中间升得最快，并且会随风倾斜。低于1米/秒算弱，1到2.5米/秒算一般，3米/秒以上算强。我们这股热气流在深色田地上空以约2.7米/秒上升，并向山脊一侧倾斜。
为了留在里面，飞行员以约45°的坡度、90公里/小时的速度盘旋。一圈大约16秒，直径约127米，圈子够小，能贴近升得最强的中心。飞行员通常的坡度是30到45°。再陡的话滑翔机会下沉得更快，所以很少超出太多。
即使在热气流里，滑翔机也仍在下沉，只是它下沉的速度比周围空气上升的速度慢。净爬升就是空气的上升减去滑翔机的下沉。读数会同时显示这三项：气流升速、自身下沉和净爬升，这里的净爬升约为2.2米/秒。我们的滑翔机就这样用七分半钟从500米升到1500米。
04
云告诉你哪里有上升气流
上升的空气每升高100米大约降温1°C。空气里还含有看不见的水汽。露点，就是水汽凝结成细小水滴时的温度。热气流上升时，气温降得快，露点只降一点点，直到两者相遇。水汽在那里凝结，热气流顶上就长出一朵积云。
云底平平的，标出了这件事发生的高度，而当天所有的云，云底都差不多一样高。有一条经验法则可以估算它：地面气温与露点每相差1度，云底大约高125米。我们这一天相差12°C，所以云底在1500米。试试这个滑块。
并不是每股热气流都有云。天气干燥时，空气始终降不到露点，热气流就看不见。这种蓝色热气流可能一样强。另一些日子里，云会顺着风排成长长的一行行，叫作云街，行距大约是云高的三倍。滑翔机沿着一条云街可以飞很远，几乎不用盘旋。
云太多可不是好事。云一旦铺开，就会遮住地面，热气流随之减弱甚至消失。在一朵好云下面，飞行员会飞向云底最暗、轮廓最清楚的地方，那里的上升往往最好，然后在云底下方不远处离开。当我们的滑翔机接近云底时，视角会暂停。按播放键继续。
05
风撞上山
风遇到一道长长的山脊，没法穿过去，只能被迎风的山坡往上推。这条上升的气流带就是山脊上升气流，它会一直延伸到山顶以上。长山脊效果最好。遇到孤立的小山，空气多半会从两侧绕过去。
我们的滑翔机飞到山顶上方不远处，山顶高出谷底1100米，那里的上升气流最好。它以90公里/小时沿着山坡来回飞行，每到一端总是转向背离山坡的一侧，从不朝山坡转。这里的空气以约1.5米/秒上升，所以滑翔机以约1米/秒爬升，从1150米升到1400米。
山脊上升气流需要约28公里/小时或更强的稳定风，而且要几乎正对着山坡吹，偏差在30到45°以内。我们的风速是30公里/小时。这种上升气流能达到山脊高度的两到三倍。它不需要太阳，只要有风，所以到了傍晚热气流减弱时，它照样能用。
一道又长又直的山脊就是滑翔机的高速公路。沿着美国东部阿巴拉契亚山脉的山脊，飞行员曾沿着群山飞出去再飞回来，创下世界纪录。看看场景里空气怎样沿山坡涌上来，滑翔机又怎样在每次转弯时转离山坡。
06
乘着山地波飞行
越过山的风，在山后并不总会平静下来。如果空气稳定，它会在山的背风一侧上下起伏，就像溪水流过一块石头。波峰之间可以相隔3到30公里，它们相对地面静止不动，风却从中穿过。这就是山地波，它能把滑翔机托到比任何热气流都高得多的地方。
第一个波峰下面是转子区，一带翻滚颠簸的乱流，有时会有一团破碎的滚轴云标出它的位置。再往上，气流就平稳了。在波峰顶上可能会形成一朵透镜形的荚状云。尽管风径直从中穿过，它却停在原地不动。
我们的滑翔机从山脊移到山地波的上升一侧，转向迎风。风越往高处越强，在这里差不多和滑翔机飞得一样快，所以它能悬停在地面同一个点的上空。空气以约2.8米/秒上升，滑翔机以约2.3米/秒爬升，八分钟内从1400米升到2500米。这只是一道温和的波。山地波的升速常见为1.5到6米/秒；2018年9月2日，Perlan 2滑翔机在阿根廷上空乘波升到22657米（74334英尺），创下滑翔高度世界纪录。
在山地波中爬得很高的飞行员要用氧气瓶呼吸，因为那里的空气很稀薄。返航途中，我们的滑翔机穿过山地波的下沉一侧，那里的空气以约2.5米/秒下沉，气流升速读数也跌到零以下。在下沉气流里飞快一点更划算，所以它以200公里/小时冲过去，四分钟内降到约1560米，然后平稳地滑翔越过山谷回家。