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欧冠比分下注:科比遇难谈谈直升机的降落安全问题
发布时间:2021-05-29
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本文摘要:作者所写:晨枫科比·布莱恩特因直升机坠毁而遇难。一年多前,英超莱斯特队泰国老板维猜也是这样遇难的。2013年,中国富商父子在法国波尔多实地考察酒庄的时候,仍然是直升机坠毁而遇难。直升机的安全性迫降问题再行一次引发人们的留意。 直升机是可以横向降落、迫降的飞机。既然是飞机,仅次于的问题不是飞来不一起,而是飞一起后无法安全性迫降。

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作者所写:晨枫科比·布莱恩特因直升机坠毁而遇难。一年多前,英超莱斯特队泰国老板维猜也是这样遇难的。2013年,中国富商父子在法国波尔多实地考察酒庄的时候,仍然是直升机坠毁而遇难。直升机的安全性迫降问题再行一次引发人们的留意。

直升机是可以横向降落、迫降的飞机。既然是飞机,仅次于的问题不是飞来不一起,而是飞一起后无法安全性迫降。

但直升机可以横向迫降,不必须滑行道,在不妙情况下,急忙去找一个地方迫降下来,即使在失去动力的最坏情况下,也可以磁矩迫降,为什么还不会有迫降安全性问题呢?事实上,直升机非但有迫降安全性问题,问题还极大。2011年5月1日精锐部队的美国海军海豹突击队长途截击阿伯塔巴德射杀本·纳登时,一架谜样的直升机在迫降中坠毁,幸而无人因此死伤,但留给的残骸引发注目航空技术的人们一阵不大不小的吃惊。

旋即的8月6日,一架装载22名美军特种部队和7名阿富汗特种部队人员的CH-47直升机被塔利班的火箭筒打中,机上人员全部遇难。火箭筒的对空射程十分受限,所以这架CH-47应当在很低的超低空,但仍然没做在被打中之后争取时间安全性迫降。

这些由最老练的直升机飞行员驾驶员的直升机也逃不过坠毁的厄运,突显了直升机特有的迫降安全性问题。直升机的奥秘仅有在于那个旋翼。

旋翼转动时,形状像一个腿的伞,旋翼桨叶叶尖擦过的途径包含伞沿,伞沿包含盘面的轴向指向旋翼的出力方向。水平转动时,旋翼产生的是显升力;前倾转动时,旋翼出力的垂直分量包含升力,水平分量则包含发动机,所以直升机的旋翼同时产生升力和发动机,转动盘面的前倾角度要求了旋翼出力在升力和发动机之间的分配。直升机的飞行高度、上升和前进是旋翼的出力和盘面角度综合掌控的结果。直升机的基本飞行中掌控是总距和周期距,总距用作掌控旋翼在盘面方向上的出力,周期距则用作旋翼盘面的弯曲角度,还包括前倾、后揽和侧倾,用作构建前飞来、倒飞和外侧飞来。

直升机掌控还包括脚踏舵,用作掌控尾桨的反扭力。在空中飞行中的时候,直升机是一个可以三维旋转的物体,旋转中心坐落于焦点,一般坐落于机体的下半部。

旋翼盘面的出力轴线通过焦点时,飞机平稳飞行中;出力轴线不通过焦点时,力臂就导致方向舵,方向舵方向和方向舵速度由旋翼盘面轴线背离焦点的比较方位而以定。另外,旋翼盘面弯曲时,产生的升力随弯曲角度而变化。

在机动动作期间,直升机的燃油消耗相对于总轻可以忽略不计,所以重量可以看做是恒定的,而机动动作期间,旋翼盘面的角度在大大变化,旋翼出力的垂直分量随之在变,所以为了维持高度,必需维持升力和重力大于,总距和周期距在机动飞行中期间必须协调控制,两者都是掌控直升机机动的主要手段。典型直升机使用单旋翼加单尾桨,node或同轴双旋翼、无尾桨、倾转旋翼、刚性旋翼等其他形式的直升机也有用于,情况更为简单,不出本文辩论范围之内。

就迫降动作而言,在长时间情况下,直升机在空中滑行相似降落场,转入滑翔后,光滑地增大总距,横向上升,轻缓短路,然后之后光滑地增大总距,以后在地面停稳,然后可以完全缴油门,打算关口发动机。如果天气无风,地面平坦且水平,直升机横向迫降并不简单。但在战斗中,不是总能挑选出天气、地面的条件的,还无法气定神闲地迫降,甚至有可能遇上直升机受到战损的情况,这时挑战就来了。在敌人火力下突击机降,一般来说使用高速转入,然后急停摆线,尽量减少在敌人火力下曝露的时间。

在转入时,一般猛拉周期距,使直升机像眼镜蛇一样头顶落下,同时必要缴一点总距,开始上升。直升机冲向的姿态造成相当大的阻力,旋翼盘面后倾则产生向前的发动机,更进一步增强滑行过程。急停已完成的同时应当正好转入滑翔,然后改平上升,以后短路。

急停和滑翔巨变的高度不应当太高,否则从滑翔到短路的时间较长,减少曝露在敌人火力下的时间。但如果高度过较低,在机头冲向的同时,尾桨弯曲,有可能控地,就要再次发生事故。尾桨触地的危险性却是还较为直观,但直升机在陡直摆线过程中,还有另一个更为险恶但并不直观的问题:涡流的环。旋翼靠转动产生升力,但桨叶附近圆心处的线速度较低,附近叶钝处的线速度低,所以旋翼产生的升力不是沿径向均匀分布的,而是中间小,周边大。

这也可以用旋翼产生的压力产于来回应,向上的压力可以等同于向下的升力,旋翼的压力产于就是像曾多次风行的蛤蟆墨镜的形状,两端弯曲,中间扁平,也就是边缘处压力大,圆心处不产生压力。在直升机上升过程中,旋翼盘面忍受向上运动的阻力,旋翼边缘之后产生充足的升力,可以解决阻力,气流之后向上运动;但旋翼中心本来就不产生什么升力,此时在阻力起到下构成圆心处局部空气向下流动的现象,导致相当严重升力损失,这就是涡流的环。在上升速度不高的情况下,涡流的环造成的升力损失问题并不大;但高速下降时,涡流的环急遽好转,造成升力很快上升。

更为差劲的是,此时急遽减少总距实质上加快涡流的环的好转。这只不过汽车轮子在泥泞地里陷住了一样,拚命增大马力,只有陷得加深。汽车轮子陷住了只是慌忙一点,直升机在不高效率高速下降时旋翼“爆胎”,那就不是慌忙的问题了。

在上升过快最必须增大升力以制止不高效率上升的时候,急遽减少总距反而使上升加快,这种违背直觉的现象非常容易造成坠毁。美国V-22倾转旋翼直升机在首飞阶段两次十分引人注目的失事就是由于涡流的环。

涡流的环问题在旋翼直径较小、扭矩较慢的时候更容易再次发生,但直径较小、扭矩较慢的旋翼的重量较小,阻力较小,适合于高速飞行中,这是一对很难调和的对立。V-22的倾转旋翼才是直径较小、扭矩较慢,但在现有翼展的情况下,旋翼直径早已到了无限大;更进一步减少翼展的话,不仅减少阻力和重量,也使得机翼平转后不多达机体长度的拒绝仍然有可能获得符合,多达美国现有两栖反击舰的升降机尺寸。显然V-22是预见要“一辈子”承受涡流的环的伤痛了,只有在敌前机降的时候“小心轻放”,防止涡流的环导致事故。像汽车陷进泥泞一样,如果刚刚陷进一点,还溃得不浅,增大油门一下子就冲出去了。

刚刚转入浅度涡流的环的情况也是一样,减少总距可以冲出去。但如果早已转入深度涡流的环,反而应当缴一点总距,同时太低周期距,减少行进速度,可以改为出有涡流的环。行进速度使旋翼的压力产于有所变形,把行进一侧的蛤蟆镜片向旋翼圆心方向断裂,空缺圆心处的低压区,改为出有涡流的环状态。

事实上,当行进速度充足慢的时候,或者在下降角度大于30度的时候,涡流的环现象可以防止。人们对直升机迫降安全性的信心在相当大程度上来自于直升机在不妙时刻仍然维持的磁矩迫降能力。磁矩是直升机发动机丧失动力时,旋翼转入风车状态的情况。

磁矩状态下的旋翼仍然可以产生一定的升力,这磁矩状态下的直升机在本质上和滑翔状态的固定翼飞机相近,不存在安全性迫降的有可能,但远非轻而易举。如果没行进速度,依靠重力行踪,旋翼也能产生磁矩,但这点磁矩足以使行踪的速度减缓到不足以安全性迫降的程度,一般来说必须融合行进速度的动能再加接续高度的势能才能切换为充足的驱动旋翼的旋转能量,使上升速度减少到安全性的程度。

在发动机长时间出力的情况下,桨距可以按速度和升力拒绝放到较小的方位。在发动机故障而丧失动力的时候,首先要减少总距,增大桨距,才能维持或者减少旋翼磁矩扭矩,夺得充足的旋翼旋转能量,否则有可能在10秒钟内就造成旋翼停转。这更容易解读,在极端情况下,风车叶片几乎平行于风向时,也就是说,桨距超过仅次于,叶片几乎“顺着”风向,这时风力并无法驱动风车。

另一个极端情况是桨距超过大于,风车叶片几乎垂直风向时,风力只是动摇风车,也无法使其旋转。一旦发动机故障,飞行员应当马上增大桨距,创建平稳的磁矩,下一步就可以转入磁矩迫降了。如果有一定的行进速度,应当使用比较较小的角度转入,在必要的时候纳起机头,使旋翼盘面对准下降方向,将更加多的动能转化成为旋翼的旋转能量,并消耗掉过多的行进速度,然后改平,尽可能轻缓地迫降,同时增加短路后向前的滑动。

如果没充足的行进速度,磁矩上升就主要依赖上升过程中的势能转化成为旋翼的旋转能量了。如果这点能量足以把上升速度减少到安全性限度以下,那就只有自佑多福了。在空战中,如果是发动机被打中后不得不磁矩迫降,一般来说是在低空短距离甚至滑翔的时候,所以到了必须靠磁矩迫降救命的时候,不一定需要救命。

非战斗条件下接续速度和高度有可能更加不利于磁矩迫降,成功率要大幅提高。由于现代军用直升机都有很勇猛的抗损设计,除非发动机被必要击中而马上解体,即使失去全部润滑油甚至部分机件损毁,都有可能坚决运转最关键的几十秒钟甚至几分钟,充足坚决到安全性迫降,而不必须倚赖磁矩迫降。在空战中,尾桨被打中只不过是更大的危险性。

即使不受到战损,尾桨在机尾的最后末端,靠近飞行员的仔细观察视线,在挤迫的迫降场上,很更容易由于疏失而撞到上障碍物。低空反感阵风或者附近直升机固定翼时刮的反感气流也有可能使尾桨失控背离,再次发生撞击。更加差劲的是,在奇特长时间的飞行中,也有可能经常出现尾桨过热的情况。

从上往下看的话,美英的直升机旋翼是逆时针方向转动的,法俄直升机则是顺时针方向转动的。这只是技术传统的差异,没好坏之争。为了便利起见,以下辩论都以美英直升机为事例,法俄直升机只要把左右反转一下,辩论几乎限于。旋翼转动时,在旋翼的上下方都构成转动的气流。

在10-30节速度前飞来右转的时候,或者在风向来自左前方大约60度的时候滑翔右转,尾桨将转入旋翼气流冲刷区,增强了尾桨的反扭力起到。为了维持航向,尾桨出力应当必要增大。

但之后右转时,尾桨离开了旋翼气流冲刷区,反扭力起到急剧下降,如果不及时补偿,不会立刻导致直升机忽然急速右转。对于飞行员来说,直升机样子首先在很犹豫地右转,必须增大反扭力才只得使其右转,然后右转忽然加快,必须大大增加反扭力,在操作者上很不大自然。相对来说,左转动作就很大自然。这种左右不平面的操作者很更容易造成飞行员操作失误,导致事故。

有意思的是,美国航母的舰桥从“兰利”号时代就使用右岛设计,直升机从左舷转入和起身,降落后很快飞离或者迫降出现意外时加快左转复飞的动作比右转更容易。航母迟至直升机经常出现,也许这是美英直升机使用逆时针旋转的原因。另一方面,如果滑翔或者短距离飞行中时是背风,尾桨和尾撑只不过风向标的尾羽,不很反感的背风都更容易使机尾被刮起向一侧,风向在正后方左右60度范围内影响仅次于。几乎正后方的背风当然没影响,但风向稍微背离正后方,就有影响,而且尾桨和尾撑被刮起向一侧要增大投影面积,更进一步增强背风的起到。

如果刮起向右侧(机头指向向左),还可以用减少尾桨出力来补偿;如果刮起向左侧(机头指向向右),就要看发动机否还有余力获取额外的反扭力了。在牵引滑翔的时候,发动机出力早已超过仅次于,尾桨不一定有余力获取额外的反扭力,无地效背风短距离右弯道是更加差劲的人组,很更容易转入不高效率的很快右稍。空气密度较低和牵引是等效的,阿布塔巴德突袭的时候,据传天气预测过于准确,空气密度预报背离了一点,造成牵引的直升机操作者力弱,有可能是谜样直升机坠毁的原因之一。

顶风滑翔则没这个问题,高速前飞来也没这个问题,尾桨和尾撑顺着风向,是大自然平稳的。直升机无控右稍是发动机扭力无法获得补偿导致的,减少发动机出力是显然的解决办法。在高度和速度允许的情况下,壮烈牺牲高度,减少速度,可以改为出有尾桨过热状态,如果做到将近,最极端的办法就是磁矩迫降。但这些都是在广阔、平缓降落场的情况,如果地面不平,在山坡上迫降,或者迫降时有转弯造成右侧机轮或者雪橇首先短路,问题更为简单,最主要是机身侧向方向舵的支点从焦点移往到首先短路的机轮或者雪橇了。

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旋翼盘面指向、直升机否水平、地面坡度都使问题大大变得复杂。在一侧机轮或雪橇首先短路的情况下,重力和旋翼升力的方向舵力臂都仍然以焦点为支点,而以首先短路的机轮或者雪橇为支点。

如果机身向首先短路的一侧弯曲,重力的力臂将精于旋翼升力的力臂,所以周期距对方向舵掌控的效率比起于空中权利飞行中时急剧下降,短路瞬间这种掌控效果的急遽变化样子汽车从硬质路面进到很深积雪的瞬间突然转向不顺一样。如果是右侧机轮或者雪橇首先短路,尾桨的发动机方向有把机身向右方推展的大自然趋向,更进一步好转了稳定性问题。来自左面的侧风、牵引迫降以至于缺少额外升力用作解决方向舵偏向、装载不均匀分布造成焦点向右位移都使一旦再次发生外侧扯更加无以完全恢复。

装载不均匀分布实质上是一个相当大的问题,机身弯曲的时候,机内燃油不会在重力起到下向一侧流动,即使舱内人员、货物装载均匀分布,燃油重量的不平面也有可能导致焦点的有利位移。由于首先短路的机轮或雪橇是方向舵支点,旋翼出力轴线落在机轮或雪橇的外侧还是内侧就十分最重要。如果旋翼出力轴线落在机轮或雪橇的内侧,减少总距、增加升力可以诱导向外的方向舵趋势,最后使直升机的两侧机轮或雪橇都可信短路。

如果旋翼出力轴线落在机轮或雪橇的外侧,则必需减少总距,把直升机引返回旋翼出力轴线落在内侧的情况,然后才减少总距,之后已完成迫降的过程。如果辨别错误,应当减少总距的时候减少总距,或者应当减少总距的时候反而减少,都会造成直升机很快向外侧扯,接下来就是旋翼触地的悲剧。旋翼出力轴线问题不仅迫降时要小心,起飞时也要小心。

如果一侧机轮或雪橇首先离地,必须陡峭、小心地之后照亮,直到两侧机轮或雪橇都离地后,才可以放心大胆地减少总距,加快爬高起身。如果一侧机轮或雪橇还在地面,过早地大幅减少总距的话,有可能在升力还足以使两侧机轮或雪橇都离地,但外侧扯力矩急速减少,其结果是直升机以尚能在地面的机轮或雪橇为支点外侧扯,导致事故。在背风右转起飞时,特别是在更容易再次发生这样的事故。反感左侧风的情况和右侧机轮或雪橇单侧着地的情况非常,也要小心谨慎,不要过早急遽减少总距,极端情况下甚至有可能无法安全性降落。

在反感侧风下或者坡地上迫降的话,动作轻缓、务实、冷静、及时十分最重要。在短路瞬间,滑动中心从焦点移往到首先短路的机轮或雪橇,外侧扯力矩在瞬间再次发生可以高达5倍以上的变化,而首先短路的机轮或雪橇有可能由于蛮横操作者而声浪,在瞬间导致偏移外侧扯,有可能立刻使直升机失控。

在海上中小型舰船上降落、迫降时,海浪导致甲板平缓,相等于坡地上降落、迫降的情况。差劲的是,海浪导致的平缓是动态的、随机的,“上坡”在瞬间内会变为“下坡”,所以风浪较小的时候,直升机无法安全性降落、迫降,这也是为什么直升机在海上救援的时候,一般来说宁愿维持高度,滑翔在被救援船只海面,用吊索使救援人员和器材上下,而不顾虑在平缓的舰船上迫降、再度降落。

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在舰船上迫降,还有飞到舷侧时从没地效到有地效的变化,而地效对于旋翼升力拒绝的影响相当大,更进一步减少了舰船上迫降的挑战。在坡地上迫降的话,一般应当外侧对坡面,而不是面临坡面。面临下坡特别是在应当防止,否则在再度降落的时候,非常容易导致尾桨控地。直升机在平行于坡地的方向上转入然后滑翔,在平稳下降时,一侧机轮或雪橇首先短路,此时应当中断一下,保证可信短路和方向舵支点的可信移往,然后再继续平稳上升,同时把周期距改向上坡方向,“力下”直升机,保证两侧机轮或雪橇都可信落地,然后把周期距返正到和坡面平行的方位,缴油门,打算关口发动机。

在“力”周期距的时候,要特别注意旋翼不要在上坡方向控地。一般来说,坡度多达15度的话,就不更容易确保安全性迫降。在有大风的时候,背风面不会有上升气流,向风面不会有下降气流,所以可可供安全性迫降的角度不会有所变动,这个也要考虑到。

在狭小、挤迫的场地迫降时,除了要避免障碍物和电线,还有可能要在广阔地形外侧风迫降和狭小地形顶风迫降之间自由选择,如果有可能,尽可能在开阔地转入,在最后关头再行改向狭小地形顶风迫降。如果要避免地面矮小障碍物的话,尽量低平地转入仍然比陡直上升要不利于安全性迫降。低平转入更容易使旋翼维持较高的扭矩,万一必须,可以通过周期距掌控迅速地转变航迹;但陡直上升必须较大幅地减少旋翼扭矩,使发生意外时改出的能力减少,还更容易因为过慢上升而转入涡流的环状态。

在建筑群中间迫降,地面涡流不会十分复杂,特别是在必须额外的控制能力。另外就是在狭小、挤迫的场地迫降时不要三心二意,趁此了降落点就降下去,举棋不定、拖泥带水更容易坏事。

在山顶或者山脊上迫降又是另一个问题。山顶或者山脊上没障碍物的问题,但下降气流、上升气流和侧风下的乱流使安全性迫降很不更容易。

在山脊上迫降时,不应沿着山脊的平行方向从向风方向转入,利用下降气流获取额外的升力,减少总距掌控的余地。为了增加低空乱流的影响,风力越大,上升角度应当就越陡峭。这对飞行员的技术拒绝很高,不仅要掌控好下降角度,还要掌控好行进速度。

由于从较高高度陡直上升,抵达山脊之前离地高度较高,不更容易像平地上超低空食者地相似时更容易靠目视辨别相似速度,必须利用仪表和经验来维持适合的相似速度。另一个要留意的是要把直升机维持在向风面,转入背风面更容易不受上升气流影响,减少总距掌控的开销。

如果外侧风反感,可以外侧风转入,但在最后关头“波浪德舰”,顶风短路,这样便于掌控迫降,也便于随后的降落。在山顶上迫降和在山脊上迫降差不多,只是转入航迹拒绝更为准确。

多数合适直升机迫降的山顶不是一个圆点,而是一个椭圆或者矩形的区域,应当尽可能利用长轴的方向转入。山顶迫降的动作拒绝比山脊迫降更为准确、务实、冷静。短路时要保证地面充足牢固和平坦,才能缴油门。

不过从山脊或者山顶上降落和平地上降落不一样,由于就是指最高点降落,规避周围的地面障碍物不是大问题,但防止乱流是大问题,所以不用意图爬高,而是应当尽早前飞来,取得速度,这样不仅尽早瓦解乱流区,万一发生意外必须磁矩迫降的话,也可以从较不利的速度开始。在地面覆盖面积沙尘和大雪的时候,旋翼下洗气流导致的能见度减少是一个相当大的问题。看不到地面的情况下迫降,可以对地面的平坦程度失误,奇特平坦的场地上,一旁鼓包,一旁凹坑,很更容易使实际相接地点相等于陡坡,在坡地上迫降但按照平地迫降的程序,很更容易导致危险性。

更大的危险性在于失误高度或者看不到障碍物,导致硬着陆或者撞击。典型的迫降方法是在降落点海面滑翔一段时间,滑翔高度以刮的沙尘或积雪不至于水淹直升机为缩,用强劲的下洗气流刮起回头沙尘或者积雪,这个过程有可能必须一两分钟。然后陡直上升,以免带上起附近的沙尘或积雪。如果有充足的开阔地,另一个迫降方法是滑动下降,也就是维持一定的速度,使刮的沙尘或者积雪正好落在行进的直升机之后,不至影响飞行员的视线。

在风和日丽、天高云淡的日子里,蜻蜓点水一样的直升机是一道华丽的风景线,但直升机的英雄本色在于险境之中的搜寻救援。在险恶气候、险恶地形、险恶海况下,等候救援的人们对直升机具备尤其低的希望,但直升机在这样情况下的安全性迫降是很大的挑战,不该高山、远洋救难直升机飞行员是一群尤其值尊敬的英雄。


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