直升机几个特殊问题的飞行原理

旋翼不再产生反作用 力矩 , 直升机保证 安全 是没 有问题 的 这 就要求 飞行员一是飞行 中警惕性要高 , 一旦 发现 由此问题 立即 保 持好 规定的速度 飞回机 场 , 二是 以这样 大的速度 滑跑着陆 , 并 在着 陆后 立 即关 闭发动 机 这在 实践 中 正 反面大的教训 都有 据报道 , 美国的一架 黑鹰 直升 机在发 现空 中尾 桨操纵 失效后 ,
一是直升机使用 了发动机的共振 转速 , 这 多半产 二是在设计时未注意各传动系统设定的转速 ,
生在直升机 停放试车时 , 安装活塞式发动机 的直升机 已发生过
避开容 易引起与发动机转速 机 身固有频率等 会发生祸合 的转
尾 桨操纵 失效
单旋 翼带尾桨直 升机 由于尾 桨传 动和操纵 系统的长度 较 长 环节较 多 , 有时也会发生一 些故 障 尾桨 失效指直升机尾
涡 环 形 成初 期
. 涡环原理 图 中绿色箭头 为旋 冀向下排压的正常气流 , 红色箭 头 为 自下 而上 的相 对气 流 , 黄色 箭 头 为涡环 形 成 时不 利 的气 流
. 直一 5 直升机在使用中经历过各种特殊飞行状态
o r d n a n e e K n o w le d g e
态 , 加 速坠落 到地 面
当
机毫发无损
当然 , 飞行员处置正确 是首要 条件
这是因为旋
任务 , 机舱里有一个加满了油 的副油箱
翼 自转下降必须具 备两个 条件 , 一是直升机 必须有一定的前 飞 速度 , 二是要使旋翼 处于低 变距状态 在正 常飞行时 , 旋翼 由
发动机驱动正 处于高 变距位置 , 发动机一旦停车飞行员要迅速 把旋翼 变距操纵到低距位置 , 这样才能使旋 翼 自转得起来 当然 , 旋翼 自转的同时 , 由于扭距 的消失 , 飞行员的用舵也 必须迅速跟上 飞行 员还 要使下滑 的直升 机保持在一个有利
确 , 机组齐心协力密切配合 , 结果安全降落在了一块野地里 , 人
的飞行表演 , 当时空军唯一 的直 升机 大队派 出了一架承 担 8 0 米空中悬停的表演任务 说实话 , 就 当时我直升机大队所装 备 的直升机性能和 飞行 员的训练水平来讲 , 这个任务是有着相 当
大难度 的 加 之参 加表演的这架直升机 本来是准备执行 别的 这大大增加 了自身
就是要尽快设法获得较大 的前飞速度
的余 地 会 越 大 这里顺便 提及 ,双驾驶 员的直升机 , 两个驾驶 员的密切 配 合 是 十 分重 要 的 195 9 年曾在北京南苑机场举行 过一次 大型
越及早处置 , 获得 前飞
速度 的可能性会越快 ;直升 机所处 的飞行 高度 越高 , 安全 处置
这样的事例有很 多 , 例如 198 4 年 , 驻 新疆直 升机部 队的一 架直一 5 直升机 , 在 飞夜航 时发生 了空中停车 , 由于 机长 处置 正
证 直升 机的降落安全 高度上进行悬停飞行
所 以强调 , 不是特 别需要 , 不允许 在此 在低高度 时以较大 的速度 飞行 也是应
尽力回避 的 , 这是 由于一旦发动机停 车 , 直升机会立 即接地 , 而
以很大的速度接地是很难保证直升机的平稳与安全的
直升机 的涡环 状态
当直升机 以较小速度 较大下 降率 下滑 , 或旋翼旋 转出现
桨不能正常工作 , 无法起到它应 有的作 用 造成尾 桨失效的原
因有气 动原 因 , 机械原 因 , 也有 飞行环 境原 因 通 常所说 的尾 桨 失效 一般包括三种情 况 :尾 桨涡环 尾桨效 能降低和尾 桨机
械故 障
目前对这种 故障人们有 了较 丰厚 的经验 积累和 一定
在飞行 中 , 一旦尾 桨失去控制 , 也就是操纵失效 ,
直 升机 的地 面 共振
直升机 的地 面共振 , 是指直升机 的固有频率与作用于直升 机 的外 力频率 相藕 合时 所产生 的一种振 幅越 来越大 的现 象
这 犹如荡 秋 千 , 人 随着秋 千摆动 的节奏在相 同的方 向稍 微用 力 , 就 会使秋千越 荡越高 主要有三 个 多次地面共振 发生这种情 况对直升机 的破坏性是 研究认 为 , 发生这种情 况的原 因 很可 怕的 , 所 以要尽量避 免
以保证 安全 的
下降 , 下 降率不 断增加 , 这使从 下顶上来的气流 更加抵 消旋翼 向下拨 动的气流的速度 , 使旋 翼的拉力更 加减 小 , 并伴 有飞行 员操纵 反映失灵 飞行 员无法控制局面 的状 况 , 如 不及 时脱 离 这种状 态 , 后果将 不堪 设想 退出这种状 态的方法也挺 简单 ,
的重量 , 留给两名 飞行 员协 同的时间不多 , 未能很好协 同
悬停高度升高 以后 , 一位飞行 员看直升机是 向后 退 , 于是 向前
顶杆 ;另一位飞行员看直升机是 向前跑 , 于 是向后拉杆
结果
二人你推我拉 我拉你推 , 很快就破坏 了旋 翼旋转面 的水平状
的速度 范围内 , 这样才能使旋 翼保持一个有利 的转速 , 以使直
安全
严 , , 无铰式 无轴承旋皿直升机更容易发生空中共振
瘾
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兵器 知识 20 11 年 1 IA
飞行 员在 飞行中加 以注 意 , 避 免这种情况 的发生 , 比如不要使
用共振转 速 ;二是一旦 出现共振苗头 , 飞行员要立 即关闭发动 机 , 使旋 翼尽快 失去动 力
型直升机手册 中都会绘示 , 其数值 大约接近该 型直 升机 的有利 速度 保持这样 的速度飞行 着 陆 着陆后立即关 闭发动机 , 使
及飞行安全的情况 , 或者 出现险情后可以及时 正确地处置
旋 翼 自转 下 降
飞机在 空中飞行 时 , 一旦 发动机停车 , 飞机 会靠宽大的机 翼滑翔 下降 , 下降中飞行 员选 择合适的场地迫 降 , 如在下降 中 遇到上升 气流 , 还 可 以多争取 一些高度 , 可给飞行员选择好 的 着 陆场 以更大的余地 当然 , 现 代战斗机 由于速度 太大 , 机冀 而直升机 飞行经常 需要载
的理论研究
( 推 )力
尾桨受迎面气流 的作用仍会旋转 , 这种旋转也会产 生一定的拉 其拉 (推 )力的大小 , 与直升机前 飞的速度成 正相关 , 这个速度在 各
即前 飞速度大其拉 (推 )力也大 , 这样 , 在空 中尾 桨失效后保持
一 个使 方 向得到稳 定平衡 的速度就成 了关键
行 , 若 在 草地机 场 练 习这一 科 目 , 发 生地 面共振 的概 率 相 当 高 对这种情 况 的制 止并 不难 :一是加强相 关的知识教育 , 使
当时撞 地速度是很 大的 , 连 随机拍照 的 幸好直升 机撞地时
就 这样 已使机
记 者 的眼镜 都跌 到机 舱的地板上摔碎 了
身与尾梁 的结合部出现裂痕 不然真不好 收场
很 平稳 , 未发 生倾 斜 , 不然后 果将 会更加严重
好在现场解说员反应机敏 , 立 即
向观 众广播说 : 刚才直升机 为大家表演的ຫໍສະໝຸດ Baidu快速 下降着 陆
问题 , 使旋 翼各桨叶不能旋 转在 同一个平 面时 , 会 出现 涡环状
面积过 小 , 一旦 发动 机在空 中停 车 , 飞行 员必须及时弃机跳伞
以求 生存 , 这也 是不得 已的办 法
人 , 所以飞行员在任何 情况 下都 不能离机 的直接 坠落 吗, 答案是 :不会
下降
那么 , 一旦直升机
态
在 这种状态下 , 旋 翼向下拨动 的空气 速度减缓 , 旋 翼拉力
马 上 返 场 以 !1 0 海 里/ l / 时的速 度着 陆 , 接地 后 立 即 关 闭 了发 动 机 , 人 和 直 升 机 都 保 证 了
飞行安全
我 军的一架直一 5 , 在 19 7 3 年一次
飞行 中也 发生 了尾桨操纵链 条脱落 的故障 开 始 由于 飞行速度 大 , 直升机 向旋翼旋 转方
如
态
同固定翼 飞机 存在失速 螺旋 , 以及可 以在 失去动 力时靠
升机保 持最 大性能的滑空 比
各型直 升机手册 中都特 别 强调
操纵舵 面滑翔 等一 样 , 直升 机也存在 一些特 殊的 飞行状 只要弄清楚这些飞行状态的原理 , 就 可以避免 出现一些危
在 某一 高度 上悬停是危险 的 , 并且画 出了一 个回避 区 , 就 是因 为在此高度上一旦发动机停车 , 直升机 无法获得有利 的下降速 度 , 也就无 法使旋 翼 自转起来并达到有利 的转速 , 从而无 法保
向偏转 , 飞行员用舵 已不起作 用 , 当速度减至 12 0 千米/ J / 时 , 直升机 才得以保持直 线飞行 , 飞行 员立 即操 纵直升 机返航 着 陆时 , 飞行 员担 心接地速 度太 大不好控 制 , 就 有意识减 小 了速 度 , 并用倾 斜旋 翼桨盘 的 方法平衡直 升机 的偏转 , 接地后立 即关 闭了发动机 , 结果
. 直 升 机 地 面 共 报 如 果 处 t 不 当 , 直 升 机 会 在 很 短 时 间 内因 剧 烈 的振 动 而 严 , 受损 , 在 草地或不 平整的 起降场要 尤其注惫 若 在空中发生共 振 , 后 果极 为
直升 机在草地 上 , 沿旋 翼反作 用 力矩 方 向扭 转了2 7 0 才停下 来 , 最 终保 证 了人 机
在空 中发动机 停车怎 么办 呢 , 直升机真 的会像 一个大秤舵 似 原 来 , 旋翼在设计 时就 具备 了 在无动力驱 动的情况下 , 会靠下降 中迎面吹来的气流进行 自转
旋翼在靠气流吹动 自转时也会产生一定的拉力 , 这就可 只是直升机的滑空比比较小 , 这就要 求直升机飞行 以平衡直升机的一部分重力 , 使直升机也像滑翔机一样在空中 滑翔下降 员一旦发生空中发动机停车 , 就立 即在当时所处的位置 附近选 择 适 宜 的场 地 迫 降 , 没 有 更 多 的 处 置余 地 实 践 证 明 , 直升 机 在空 中发生发 动机停车 以后 , 只要 飞行 员处置得 当 , 是 完全可
垂直 方向产 生进动 , 也就 是说 , 这 会使旋 翼轴在进动 的作用下 向左右发生摆动 , 而一旦 这种摆动频率 与邹 寸 直升机起落架 的 左右摆动频 率相藕合 , 就 会使直升机 的摆动 幅度越来越大 , 如 不及时制止 , 定会造成严 重的后 果 这里需要特别强调 的是训 练直升机飞行员载重起飞滑跑着陆科 目时 , 必须要在跑道上进
速 , 这在苏联和我 国都 曾发生过 这种情况如果在 空中发生被 称 为 自激 振动 , 又被 称 为 空 中共振 , 其后 果将 是灾 难性 的 三是 由于 旋翼 的陀螺进动性 引起 的 这主要是 直升机在
陀螺进动 ! 生 地 面滑行 时 , 如果地面不平 , 下坡 时等 于给 了直升机 一个 向下 的外力 , 上坡 时等于 给了直升机一个 向上 的外 力 原理 告诉我们 , 旋 转的旋 翼这个大陀螺 受到外 力后会 向外 力的
. 尾桨 涡环示愈图 当尾桨 向尾桨拉 力T , 的反 方 向运 动 , 或 有 与尾 桨拉力 方向一 致的相 对气 流时 .只要 相对 气流 速度
V *. 接 近于尾桨诱导 速度 V , , 被 尾桨排压 出的 气流又 会被吸 入尾 桨桨盘 , 从而 在尾桨处 形成一个环 状的旋 转气团 , 此即 为尾桨涡环 尾桨涡环形成后 , 尾桨拉力显. 减小