直升機(jī)飛行員手冊(cè)之渦環(huán) 如何妥善應(yīng)對(duì)
發(fā)布: 湖南通聯(lián) 發(fā)布時(shí)間:2017/7/20 0:00:00
盡管旋翼槳尖附近總是存在渦流(槳尖渦),在某些流場(chǎng)狀態(tài)下,它們會(huì)進(jìn)一步發(fā)展,伴隨著從翼根向外發(fā)展的氣流分離,最終導(dǎo)致旋翼拉力下降和隨之而來(lái)的高度迅速下降。這一狀態(tài)在某些方面類似于固定翼飛機(jī)的失速,在直升機(jī)上,這一狀態(tài)被稱為“渦環(huán)”。渦環(huán)狀態(tài)的特性就是流動(dòng)狀態(tài)非常不穩(wěn)定,產(chǎn)生振動(dòng)及拉力變化無(wú)常。
原因
從多種飛行狀態(tài)均可進(jìn)入渦環(huán),但導(dǎo)致渦環(huán)的流場(chǎng)狀態(tài)是相同的,渦環(huán)只能在下述所有條件具備時(shí)才會(huì)發(fā)生:
1.有動(dòng)力(產(chǎn)生通過(guò)將槳盤向下流動(dòng)的氣流);
2.大下降率(產(chǎn)生一個(gè)向上流動(dòng)的附加氣流);
3.小的前飛速度。
分析
當(dāng)直升機(jī)在靜止空氣中懸停時(shí),相對(duì)氣流的方向可由槳葉旋轉(zhuǎn)速度和誘導(dǎo)氣流來(lái)確定,由于外洗作用,在槳尖附近二者均達(dá)到其最大值,翼根處具有最大迎角。
假設(shè)降低總距以獲得下降率,當(dāng)下降狀態(tài)建立后,將產(chǎn)生一個(gè)與誘導(dǎo)氣流方向相反的相對(duì)氣流,使沿槳葉的氣流分布發(fā)生改變。下降使翼根處產(chǎn)生與誘導(dǎo)氣流方向相反的氣流,使迎角增加;槳尖部位的上升氣流使槳尖渦增強(qiáng),增強(qiáng)誘導(dǎo)氣流,減小迎角。
如果進(jìn)一步減小總距,下降率將增加,上述過(guò)程將重復(fù)并最終達(dá)到這樣一個(gè)狀態(tài):槳葉根部達(dá)到失速迎角,此時(shí)由于槳尖渦和翼根失速影響,旋翼拉力將減小,只剩下槳葉中部產(chǎn)生平衡重量所需的拉力。
如果繼續(xù)減小總距,將導(dǎo)致更高的下降率,使槳葉上產(chǎn)生拉力的區(qū)域更小,如果那拉力不足以平衡重量,下降率將快速增加。
風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)顯示出槳尖渦形狀非常不穩(wěn)定,使旋翼拉力不對(duì)稱,直升機(jī)將俯仰、滾轉(zhuǎn)和停航,使操縱十分困難。
在完全發(fā)展的渦環(huán)狀態(tài),增加總距只會(huì)使情況惡化,不會(huì)減小下降率,反而使下降率增加。直升機(jī)空中總重量越大,保持高度所需的總距也越大,因此可以推斷,大重量時(shí),更容易發(fā)生渦環(huán)。
現(xiàn)象
機(jī)身抖動(dòng)和駕駛桿抖動(dòng);飛機(jī)的偏航、滾轉(zhuǎn)及俯仰;下降率快速增加。
改出
必須改變著導(dǎo)致渦環(huán)的流場(chǎng)狀態(tài),才能從渦環(huán)改出。
推薦的方法是前推桿以改變槳盤狀態(tài),獲得前飛速度,使相對(duì)氣流與誘導(dǎo)氣流方向一致,等待直至有正的表速,然后可以增加功率。
另一種方法是進(jìn)入自轉(zhuǎn),將渦流向上吹除,制止渦環(huán)后再轉(zhuǎn)入正常飛行。
小速度時(shí)應(yīng)限制下降率,以防止進(jìn)入導(dǎo)致渦環(huán)的狀態(tài),在離地500英尺以下時(shí),很難成功改出。
練習(xí)渦環(huán)改出
說(shuō)明:
對(duì)于直升機(jī),必須滿足以下三個(gè)條件才能進(jìn)入渦環(huán):
1.有通過(guò)槳盤向下的誘導(dǎo)氣流(有動(dòng)力飛行);
2.有從下向上流動(dòng)的相對(duì)氣流,與誘導(dǎo)氣流方向相反;
3.小或零速度。
可能導(dǎo)致渦環(huán)的飛行狀態(tài)有:
1.小速度時(shí)帶功率下降,下降率大于300ft/min;
2.自轉(zhuǎn)改出時(shí)速度太小;
3.使直升機(jī)以大的拉平姿態(tài)下降。
駕駛技術(shù):
1.HASEL檢查
H:如果不機(jī)場(chǎng),高度應(yīng)足以保證在真高500英尺以上改出;
A:場(chǎng)地符合要求;
S:安全措施,安全帶系好;
E:發(fā)動(dòng)機(jī),檢查壓力、溫度;
L:觀察,觀察四周和下方有無(wú)其它飛機(jī),練習(xí)時(shí)加強(qiáng)觀察很重要。
2.進(jìn)入高度2000英尺;
3.檢查風(fēng)向。
練習(xí)時(shí),飛行狀態(tài)為,60mph,下降率600ft/min。減速并減小功率以保持下降率,發(fā)生下述情況任何一條則認(rèn)為已接近渦環(huán)狀態(tài):
1.機(jī)身抖動(dòng);
2.直升機(jī)偏航、滾轉(zhuǎn)及俯仰。
3.下降率增加;
4.RPM變化。
改出
推桿,當(dāng)速度大于20mph時(shí),可增加功率爬升。應(yīng)當(dāng)指出,從完全渦環(huán)狀態(tài)改出將有較多高度損失。因此,由于渦環(huán)大多在離地較近時(shí)發(fā)生,認(rèn)識(shí)其初始特征和立即采取改出動(dòng)作十分重要。
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