如果光看事故数字,直升机确实表现出比固定翼飞机更高的事故率。但是数字背后有原因,

航空知识王亚男 2024-05-27 23:42:43

如果光看事故数字,直升机确实表现出比固定翼飞机更高的事故率。但是数字背后有原因,直升机作业环境多是中低空,而且地形环境复杂,自然导致风险因素更高。但直升机也有自己的独门避险绝技:在失去动力或遭遇严重机械故障情况下,只要旋翼还保持完好,就可以把旋翼当作伞翼,利用残存空速减小下坠速度,完成紧急降落,保全机上人员的生命安全,这种绝活叫做自旋着陆,英文叫做autorotation landing。

一旦动力系统故障,直升机会因缺少足够的升力进入下坠状态,但在残余速度的叠加下,气流会从前下方冲击旋翼,推动旋翼保持一定的转动速度,只要操纵得法,直升机仍然具有一定的可控性——但这要求飞行员作对“每一件事”。换句话说,不是每个飞行员都能在关键时候把这套“独孤九剑”用好。

问题的难点在于飞行员必须在很短的时间内迅速准确完成每一个步骤,确保旋翼持续转动。如果做得足够好,旋翼能够保持足够的转速,那等于直升机头顶上绽开了一具降落伞,能让直升机进行平缓的滑翔,即便不能平缓滑翔,也能以尽可能低的速度下坠,甚至还可以在这一过程中侧向移动。

直升机的旋翼和发动机之间隔着一套复杂的减速传动机构,动力通过传动机构传递到旋翼。减速机构与旋翼之间设有特殊的离合器,发动机正常工作时,离合器把减速机构和旋翼稳固地连接起来,一旦发动机出现异常,旋翼转速变得低于正常水平,离合器就会自动解锁,断开减速器与旋翼的物理连接。此时旋翼就变成了一个可以自由旋转的大风车,具备了自旋着陆的基本条件。

旋翼本质上就是高速旋转的长条状机翼,它们也是靠迎角来产生和调节升力,产生升力的同时也产生阻力,在一定范围内,迎角越大,阻

力也越大,这也和机翼一样。如果旋翼瞬间没了外部动力输入,那么阻力会很快让旋翼停止下来,必须设法减少阻力,一个有效的办法是减少旋翼迎角,也就是降低总距。再直接些,就是飞行员需要略微放低总距杆。

飞行员需要做的第二项工作是摆正机头指向。由于发动机故障、传动系统故障或是尾桨故障等技术问题,直升机的机头可能出现左偏或右偏,飞行员需要用反矩踏板调正机头方向。

此时距离成功完成自旋着陆还差得远,顶多算是完成一半。飞行员还必须设法让尽可能多的空气从前下方向上冲击旋翼,为此他需要向后拉周期变距杆,这等于让后部桨叶迎角小于前部桨叶,形成更有利的气流相对角度。下滑过程中,飞行员需要通过周期变距杆调整空速,用总距杆补偿旋翼转速。

在直升机接近地面时,继续向后拉周期变距杆减缓空速,同时提拉总距杆确保旋翼不会超速,降低下沉速度,准备迎接触地时刻。至此直升机才算完成了一次合格的自转着陆。联想到伊朗总统这次直升机坠机事故,有人可能会问,飞行员为啥不用自旋着陆呢?答案很简单,一方面,直升机可能在无预兆情况下撞山,飞行员可能根本没打算自旋着陆。即便是飞行员在故障情况下打算尝试自旋着陆,他必须能首先清楚判断周围景物,特别是地面情况,才能建立下降轨迹并就此确定操控细节,然而在云雾中,这些都难以达成。

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《航空知识》主编 中国科协首席科学传播专家