08.21 直升机自转着陆

自转着陆飞行是直升机在无动力状态下安全着陆的重要飞行技术,一般用于发动机停车或尾故中飞行员自行关闭发动机后。

发动机停车后,飞行员可以有效地利用的能量有直升机的势能,动能(有水平速度时)和旋翼旋转的动能。而在这些能量中唯一可以用于减小下降率,实现“软着陆”的就是旋翼旋转的动能!

直升机自转着陆的实质就是飞行员通过准确的判断,在合适的高度,恰当的时节采取相应的操纵,使三种能量合理的转换,最终实现安全着陆。

干货 | 直升机自转着陆

直线自转着陆飞行的操纵过程

直线自转着陆飞行的基本操纵过程可大致分为进入稳定自转、选择迫降场地、进入着陆准备、拉平开始阶段、摆正接地姿态、瞬间增距和接地动作等。

1、进入稳定自转

发动机停车后,一般飞行员需要在2秒内准确判断,并迅速下放总距,待旋翼转速增加到规定值后,稍提总距保持转速不变。同时用杆舵保持好直升机姿态,然后调整飞行速度到厂家给出的自转或最佳下滑速度,一般为110-120km/h左右。

2、选择迫降场地

进入稳定自转下滑后,飞行员在用总距调整控制好下降率的同时,保持好下滑速度的同时根据风向、风速以及地形情况等选择最佳迫降场地。逆风、地表平坦、平直的区域最好,例如平坦的土地,矮草地,如果装有浮筒还可以选择平静的水面。场地条件决定了拉平的时机和着陆的速度,条件好,拉平时机可以稍晚,条件差就要稍早。当然如果在前行方向没有合适的迫降场地,或者是顺风,亦或是躲避障碍物等,在自转着陆过程中可能还会需要实施转弯,这个下面再说。

3、进入着陆准备

选择好迫降场地后,飞行员可以假想自己就像平时普通进近一样,这样可以在一定程度上减少心理的压力。保持直升机稳定的姿态,速度,特别是要注意控制直升机进入厂家给出的拉平高度(一般为50m),速度110-120km/h这个关键状态,这也是成功自转着陆的基础

4、拉平开始阶段

此阶段飞行员通过向后带杆使直升机进入机头上仰减速缓冲,此时一般不需要进行总距杆和舵的操控。通常根据下降率、空速、高度、风向等来决定是否进入拉平阶段,拉平开始高度一般为30-25m。向后带杆动作要柔和一致,一杆到位,仰角根据地面风向、风速而定,一般情况下以20-25度为宜

5、摆正接地姿态

当前行速度减小到预定速度时(通常为允许的最小速度),在距地面到厂家给定的高度(通常为8-6m)时,向前顶杆,逐渐摆正着陆时的姿态。一般应当为摆平姿态,在载重较轻时,也可以带一定仰角,只使用后轮或滑撬后缘接地用来减小前行速度,但仰角一定不能过大,否则很容易造成尾桨打地。

载重较大时最好采取摆平姿态,此时不管速度大与小,都必须做好接地准备

6、瞬间增距

在距地面3-2m时,迅速,均匀提总距到最大,利用旋翼中储存的一部分动能来减小下降率,由于桨距提升造成旋翼转速下降,尾桨效能也随之下降,直升机方向会发生明显变化,需要及时抵舵来保持航向,防止直升机带侧滑,方向带交叉

7、接地动作

直升机带速度接地后,及时放总距到底来减速停稳,在地面滑行过程中要防止出现左右飘摆,甚至是侧翻。

容易犯的错误

1、进入自转时总距没有及时放到底

在发动机停车的情况下,进入稳定自转状态的过程实质是把直升机的势能转化为旋翼的动能的过程

。如果这时没有及时(一般为2秒内)下放总距,或者没有下放到底,接下来要想恢复旋翼转速是很困难的,甚至根本不可能实现。

最好的操纵方法应当是迅速下放总距,待旋翼转速增加到规定值后,稍提总距保持转速不变

2、没有正确使用总距调整转速

有时在进入自转时,飞行员在迅速把总距放到底后,当旋翼转速达到规定值时忘记或者延迟提总距,导致旋翼转速超限。有时没能很好的稳定总距,频繁使用总距来回的调整旋翼转速,导致下降率忽大忽小,下滑速度也不稳定。

正确的操控方法是在进入自转时,迅速将总距下放到底。然后,旋翼转速开始慢慢增加,在接近规定时,就开始稍稍上提总距来阻止旋翼转速的上升过快,等几秒,发现旋翼转速稳定后,再做最后精准的微调,让旋翼转速维持在规定内

3、机头下俯

在进入自转后,有时飞行员在下放总距的同时,习惯性的向前顶杆,致使机头下俯,旋翼椎体前倾,降低旋翼风车效应,导致旋翼转速恢复延迟。此外机头下俯不可避免的会使空速快速增加,这时飞行员又会本能的向后带杆来修正,造成旋翼转速快速上升,甚至超限。

正确的操控方法是在下放总距的同时,保持直升机姿态变,等进入稳定自转后,再用驾驶杆调整飞行姿态和速度

4、拉平高度不正确

拉平有两个作用,第一、短时间内减小直升机下降率,使其接下来处在一个更可控的范围内,以便后续通过瞬间增距,进一步减小,直到近地面时实现“降为零”的理想状态;第二、短时间内减缓直升机前飞速度,减少着陆后在地面滑行的距离。拉平高度过高,直升机在离地面很高时就停止下降,但随后由于重力作用形成的很大的下降率,会造成直升机重坠着陆。如果拉平高度过低,为了防止尾桨打地,飞行员又不得不过早将直升机推平到着陆状态,这样以来不可避免的会造成大速度滑跑接地。

正确的高度选择应当根据迫降场地来决定。如果地表坚实平坦,滑行发生侧翻的概率就小,就可以按正常高度来拉平。但是如果地表不允许滑行,或者迫降场地面积十分有限,就必须比正常拉平高度稍高的位置上拉平,有时甚至要将前行速度拉至零(类似下面讲到的悬停自转着陆),虽然这样可能会造成着陆较重,但垂直下降也减小了直升机翻到的可能。

5、拉平动作不正确

拉平时,向后带杆既不能粗猛,造成直升机上升,或把直升机拉飘,给保持航向造成困难,又不能带杆太慢,导致无法消速,直升机快速下沉,尾桨打地,比较合适的状态应当是直升机较慢的前行速度。

正确的拉平动作快慢应当根据直升机的重量、风速、空速等来确定,通常情况下,直升机越重,拉平动作应该越快;风越大,或空速越大,拉平动作应当越慢

6、瞬间增距高度不正确

常见的是选择的瞬间增距位置高度过高,直升机瞬间“悬停”,待旋翼动能耗尽后又自由落体,重坠着陆,旋翼桨页向下挥舞,弯曲打到尾梁。

正确的操纵方法应当是在距地面3-2m时上提总距,尽可能小的减小接地时的下降率,最好为零

7、滑跑(行)时向后带杆

接地后滑跑(行)过程中飞行员可能会本能的向后带杆来消速,但是由于旋翼动能消耗殆尽,无法产生更多的拉力,这样做效果不大。此外由于旋翼转速低,挥舞量大,带杆极有可能造成打尾梁。

正常的做法应当是驾驶杆回中立位置,总距放到底,保持方向,待其停稳,轮式起落架机型则可以使用机轮刹车停止滑行

转弯自转着陆飞行

有时受迫降场地限制,或许为了着陆时对正风,亦或是躲避障碍物等,自转着陆飞行过程中还需要完成转弯,甚至是一系列的转弯。例如在自转着陆飞行中稳定自转下滑过程中发现高度剩余很多可以通过以下方式,或根据具体情况,自主选择有利的方式进行转弯调整。

干货 | 直升机自转着陆

转弯通常要尽早完成,这样才能保证剩下的自转过程像直线自转着陆飞行一样。

自转着陆飞行中转弯通常都是通过只操纵驾驶杆来完成。因为使用舵来帮助操纵或加速转弯极有可能会导致速度的损失和机头的下俯。当进入稳定自转状态时,舵要有足够的操纵量来保证直升机的方向平衡以及防止航向偏转。这个舵量要保持恒定,一般不能用来辅助转弯

如果直升机在前行时没有保持好航向,有可能会出现侧滑,这将使机身阻力大大增加,导致转弯时下降率增大。因此,为了保持最小下降率,一定要防止侧滑的出现

进入自转着陆飞行使用总距将旋翼转速调整至稳定后,通常情况下就可以保持总距不变,但是在转弯过程中,旋翼转速会由于过载的增加而增加,这是由于过载增加会导致流经旋翼的气流增加。

这时旋翼转速会快速上升,如果不加以控制,就会超限。一般来说转弯半径越小、总重越重,速度越快旋翼转速就会越高,因此这时还需要上提总距,防止旋翼转速上升,在转弯改出后还需相应的下放总距。转弯半径大,总重小,速度慢时总距操纵量会很小甚至是不需要

容易犯的错误:

1、转弯时没能消除侧滑,造成下降率增加。

2、没能够保持好自传时的空速。

3、俯仰状态过大或过小。

4、在高度100英尺时没能准确对向着陆点。

5、没能保持旋翼转速在规定内。

悬停自转着陆飞行

悬停中发动机停车,或者受迫降场地限制,直线自转着陆飞行拉平时,前行速度拉至零后,需要进行悬停自转着陆飞行。

发动机停车后,旋翼发动机动力消失,反扭矩消失,通常需要用舵来保持航向。还需要压杆来制止任何横向的漂移,防止侧翻,这是因为尾桨提供的力也消失的缘故。不论怎样,都必须要操纵驾驶杆来确保直升机保持好直水平状态,确保垂直下降和状态平稳。进入自转的时候不要操纵总距

旋翼转速降低,驾驶杆的反应也会有所衰减,所以需要的操纵量更大。在距离地面合适的高度上,上提总距,减慢下降速度,为着陆提供最大缓冲,最好将下降率保持在12m/s之下。起落架接地时,总距应该是在最大值。上提总距的合适时机和速率,取决于具体的直升机、总重、以及当时的大气状况

上提总距的时机非常重要

。如果太早太快,剩余的旋翼转速很可能不够做软着陆。另一方面,如果上提太晚太慢,在足够的桨距产生缓冲作用之前可能就已经接地了

当直升机的重量已经全部落在起落架上之后,停止上提总距

剩下的全部“工作”就交给带缓冲的起落架、抗坠毁的座椅等适坠性设计吧,默默祈祷它们最好能发挥作用。

现代很多先进直升机的适坠性设计要求其以12.8米/s的垂直坠落速度接地时座舱变形减少量不得超过15%;座舱门玻璃向外破裂,便于人员逃生;坠地后油箱、油管破裂时内部燃油自封,不泄露,不起火;油箱和发动机发生起火时,灭火装置进行自动灭火等等;来保证直升机上成员的存活率达到95%以上

容易犯的错误

1、动力减小时,舵的操纵量不够。

2、在接地之前,没有制止住侧向、向后的位移。

3、上提总距时机不好,导致硬着陆。

4、接地时直升机状态不平。

自转着陆飞行程序性强,动作紧凑,压力较大,但是只要适时进行各种训练,特别是通过大量的无安全压力的模拟训练,使飞行员熟练掌握自转着陆操纵程序,把握技术关键环节,就能使飞行员在发动机停车后保持清醒,准确判断,果断进入,正确操纵,保证安全!

qinghangwang


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