08.21 直升機自轉著陸

自轉著陸飛行是直升機在無動力狀態下安全著陸的重要飛行技術,一般用於發動機停車或尾故中飛行員自行關閉發動機後。

發動機停車後,飛行員可以有效地利用的能量有直升機的勢能,動能(有水平速度時)和旋翼旋轉的動能。而在這些能量中唯一可以用於減小下降率,實現“軟著陸”的就是旋翼旋轉的動能!

直升機自轉著陸的實質就是飛行員通過準確的判斷,在合適的高度,恰當的時節採取相應的操縱,使三種能量合理的轉換,最終實現安全著陸。

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直線自轉著陸飛行的操縱過程

直線自轉著陸飛行的基本操縱過程可大致分為進入穩定自轉、選擇迫降場地、進入著陸準備、拉平開始階段、擺正接地姿態、瞬間增距和接地動作等。

1、進入穩定自轉

發動機停車後,一般飛行員需要在2秒內準確判斷,並迅速下放總距,待旋翼轉速增加到規定值後,稍提總距保持轉速不變。同時用杆舵保持好直升機姿態,然後調整飛行速度到廠家給出的自轉或最佳下滑速度,一般為110-120km/h左右。

2、選擇迫降場地

進入穩定自轉下滑後,飛行員在用總距調整控制好下降率的同時,保持好下滑速度的同時根據風向、風速以及地形情況等選擇最佳迫降場地。逆風、地表平坦、平直的區域最好,例如平坦的土地,矮草地,如果裝有浮筒還可以選擇平靜的水面。場地條件決定了拉平的時機和著陸的速度,條件好,拉平時機可以稍晚,條件差就要稍早。當然如果在前行方向沒有合適的迫降場地,或者是順風,亦或是躲避障礙物等,在自轉著陸過程中可能還會需要實施轉彎,這個下面再說。

3、進入著陸準備

選擇好迫降場地後,飛行員可以假想自己就像平時普通進近一樣,這樣可以在一定程度上減少心理的壓力。保持直升機穩定的姿態,速度,特別是要注意控制直升機進入廠家給出的拉平高度(一般為50m),速度110-120km/h這個關鍵狀態,這也是成功自轉著陸的基礎

4、拉平開始階段

此階段飛行員通過向後帶杆使直升機進入機頭上仰減速緩衝,此時一般不需要進行總距杆和舵的操控。通常根據下降率、空速、高度、風向等來決定是否進入拉平階段,拉平開始高度一般為30-25m。向後帶杆動作要柔和一致,一杆到位,仰角根據地面風向、風速而定,一般情況下以20-25度為宜

5、擺正接地姿態

當前行速度減小到預定速度時(通常為允許的最小速度),在距地面到廠家給定的高度(通常為8-6m)時,向前頂杆,逐漸擺正著陸時的姿態。一般應當為擺平姿態,在載重較輕時,也可以帶一定仰角,只使用後輪或滑撬後緣接地用來減小前行速度,但仰角一定不能過大,否則很容易造成尾槳打地。

載重較大時最好採取擺平姿態,此時不管速度大與小,都必須做好接地準備

6、瞬間增距

在距地面3-2m時,迅速,均勻提總距到最大,利用旋翼中儲存的一部分動能來減小下降率,由於槳距提升造成旋翼轉速下降,尾槳效能也隨之下降,直升機方向會發生明顯變化,需要及時抵舵來保持航向,防止直升機帶側滑,方向帶交叉

7、接地動作

直升機帶速度接地後,及時放總距到底來減速停穩,在地面滑行過程中要防止出現左右飄擺,甚至是側翻。

容易犯的錯誤

1、進入自轉時總距沒有及時放到底

在發動機停車的情況下,進入穩定自轉狀態的過程實質是把直升機的勢能轉化為旋翼的動能的過程

。如果這時沒有及時(一般為2秒內)下放總距,或者沒有下放到底,接下來要想恢復旋翼轉速是很困難的,甚至根本不可能實現。

最好的操縱方法應當是迅速下放總距,待旋翼轉速增加到規定值後,稍提總距保持轉速不變

2、沒有正確使用總距調整轉速

有時在進入自轉時,飛行員在迅速把總距放到底後,當旋翼轉速達到規定值時忘記或者延遲提總距,導致旋翼轉速超限。有時沒能很好的穩定總距,頻繁使用總距來回的調整旋翼轉速,導致下降率忽大忽小,下滑速度也不穩定。

正確的操控方法是在進入自轉時,迅速將總距下放到底。然後,旋翼轉速開始慢慢增加,在接近規定時,就開始稍稍上提總距來阻止旋翼轉速的上升過快,等幾秒,發現旋翼轉速穩定後,再做最後精準的微調,讓旋翼轉速維持在規定內

3、機頭下俯

在進入自轉後,有時飛行員在下放總距的同時,習慣性的向前頂杆,致使機頭下俯,旋翼椎體前傾,降低旋翼風車效應,導致旋翼轉速恢復延遲。此外機頭下俯不可避免的會使空速快速增加,這時飛行員又會本能的向後帶杆來修正,造成旋翼轉速快速上升,甚至超限。

正確的操控方法是在下放總距的同時,保持直升機姿態變,等進入穩定自轉後,再用駕駛杆調整飛行姿態和速度

4、拉平高度不正確

拉平有兩個作用,第一、短時間內減小直升機下降率,使其接下來處在一個更可控的範圍內,以便後續通過瞬間增距,進一步減小,直到近地面時實現“降為零”的理想狀態;第二、短時間內減緩直升機前飛速度,減少著陸後在地面滑行的距離。拉平高度過高,直升機在離地面很高時就停止下降,但隨後由於重力作用形成的很大的下降率,會造成直升機重墜著陸。如果拉平高度過低,為了防止尾槳打地,飛行員又不得不過早將直升機推平到著陸狀態,這樣以來不可避免的會造成大速度滑跑接地。

正確的高度選擇應當根據迫降場地來決定。如果地表堅實平坦,滑行發生側翻的概率就小,就可以按正常高度來拉平。但是如果地表不允許滑行,或者迫降場地面積十分有限,就必須比正常拉平高度稍高的位置上拉平,有時甚至要將前行速度拉至零(類似下面講到的懸停自轉著陸),雖然這樣可能會造成著陸較重,但垂直下降也減小了直升機翻到的可能。

5、拉平動作不正確

拉平時,向後帶杆既不能粗猛,造成直升機上升,或把直升機拉飄,給保持航向造成困難,又不能帶杆太慢,導致無法消速,直升機快速下沉,尾槳打地,比較合適的狀態應當是直升機較慢的前行速度。

正確的拉平動作快慢應當根據直升機的重量、風速、空速等來確定,通常情況下,直升機越重,拉平動作應該越快;風越大,或空速越大,拉平動作應當越慢

6、瞬間增距高度不正確

常見的是選擇的瞬間增距位置高度過高,直升機瞬間“懸停”,待旋翼動能耗盡後又自由落體,重墜著陸,旋翼槳頁向下揮舞,彎曲打到尾梁。

正確的操縱方法應當是在距地面3-2m時上提總距,儘可能小的減小接地時的下降率,最好為零

7、滑跑(行)時向後帶杆

接地後滑跑(行)過程中飛行員可能會本能的向後帶杆來消速,但是由於旋翼動能消耗殆盡,無法產生更多的拉力,這樣做效果不大。此外由於旋翼轉速低,揮舞量大,帶杆極有可能造成打尾梁。

正常的做法應當是駕駛杆回中立位置,總距放到底,保持方向,待其停穩,輪式起落架機型則可以使用機輪剎車停止滑行

轉彎自轉著陸飛行

有時受迫降場地限制,或許為了著陸時對正風,亦或是躲避障礙物等,自轉著陸飛行過程中還需要完成轉彎,甚至是一系列的轉彎。例如在自轉著陸飛行中穩定自轉下滑過程中發現高度剩餘很多可以通過以下方式,或根據具體情況,自主選擇有利的方式進行轉彎調整。

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轉彎通常要儘早完成,這樣才能保證剩下的自轉過程像直線自轉著陸飛行一樣。

自轉著陸飛行中轉彎通常都是通過只操縱駕駛杆來完成。因為使用舵來幫助操縱或加速轉彎極有可能會導致速度的損失和機頭的下俯。當進入穩定自轉狀態時,舵要有足夠的操縱量來保證直升機的方向平衡以及防止航向偏轉。這個舵量要保持恆定,一般不能用來輔助轉彎

如果直升機在前行時沒有保持好航向,有可能會出現側滑,這將使機身阻力大大增加,導致轉彎時下降率增大。因此,為了保持最小下降率,一定要防止側滑的出現

進入自轉著陸飛行使用總距將旋翼轉速調整至穩定後,通常情況下就可以保持總距不變,但是在轉彎過程中,旋翼轉速會由於過載的增加而增加,這是由於過載增加會導致流經旋翼的氣流增加。

這時旋翼轉速會快速上升,如果不加以控制,就會超限。一般來說轉彎半徑越小、總重越重,速度越快旋翼轉速就會越高,因此這時還需要上提總距,防止旋翼轉速上升,在轉彎改出後還需相應的下放總距。轉彎半徑大,總重小,速度慢時總距操縱量會很小甚至是不需要

容易犯的錯誤:

1、轉彎時沒能消除側滑,造成下降率增加。

2、沒能夠保持好自傳時的空速。

3、俯仰狀態過大或過小。

4、在高度100英尺時沒能準確對向著陸點。

5、沒能保持旋翼轉速在規定內。

懸停自轉著陸飛行

懸停中發動機停車,或者受迫降場地限制,直線自轉著陸飛行拉平時,前行速度拉至零後,需要進行懸停自轉著陸飛行。

發動機停車後,旋翼發動機動力消失,反扭矩消失,通常需要用舵來保持航向。還需要壓桿來制止任何橫向的漂移,防止側翻,這是因為尾槳提供的力也消失的緣故。不論怎樣,都必須要操縱駕駛杆來確保直升機保持好直水平狀態,確保垂直下降和狀態平穩。進入自轉的時候不要操縱總距

旋翼轉速降低,駕駛杆的反應也會有所衰減,所以需要的操縱量更大。在距離地面合適的高度上,上提總距,減慢下降速度,為著陸提供最大緩衝,最好將下降率保持在12m/s之下。起落架接地時,總距應該是在最大值。上提總距的合適時機和速率,取決於具體的直升機、總重、以及當時的大氣狀況

上提總距的時機非常重要

。如果太早太快,剩餘的旋翼轉速很可能不夠做軟著陸。另一方面,如果上提太晚太慢,在足夠的槳距產生緩衝作用之前可能就已經接地了

當直升機的重量已經全部落在起落架上之後,停止上提總距

剩下的全部“工作”就交給帶緩衝的起落架、抗墜毀的座椅等適墜性設計吧,默默祈禱它們最好能發揮作用。

現代很多先進直升機的適墜性設計要求其以12.8米/s的垂直墜落速度接地時座艙變形減少量不得超過15%;座艙門玻璃向外破裂,便於人員逃生;墜地後油箱、油管破裂時內部燃油自封,不洩露,不起火;油箱和發動機發生起火時,滅火裝置進行自動滅火等等;來保證直升機上成員的存活率達到95%以上

容易犯的錯誤

1、動力減小時,舵的操縱量不夠。

2、在接地之前,沒有制止住側向、向後的位移。

3、上提總距時機不好,導致硬著陸。

4、接地時直升機狀態不平。

自轉著陸飛行程序性強,動作緊湊,壓力較大,但是隻要適時進行各種訓練,特別是通過大量的無安全壓力的模擬訓練,使飛行員熟練掌握自轉著陸操縱程序,把握技術關鍵環節,就能使飛行員在發動機停車後保持清醒,準確判斷,果斷進入,正確操縱,保證安全!

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