對直升機高原地區(qū)飛行安全問題及措施的探討

錢曉剛（69008部隊機務(wù)大隊　新疆五家渠　831300）

周常建（69008部隊裝備部質(zhì)控室　新疆五家渠　831300）

對直升機高原地區(qū)飛行安全問題及措施的探討

錢曉剛（69008部隊機務(wù)大隊新疆五家渠831300）

周常建（69008部隊裝備部質(zhì)控室新疆五家渠831300）

本文從高原地區(qū)的地理環(huán)境特點及其對飛行安全的影響和直升機高原地區(qū)飛行對策三個方面圍繞直升機高原地區(qū)飛行安全問題進(jìn)行了初步探討。

直升機高原地區(qū)飛行安全

我國新疆西部、西藏高原地區(qū)既是祖國邊防的前沿，又是反恐維穩(wěn)斗爭的第一線，戰(zhàn)略地位極其重要。由于那里地勢起伏不平，許多區(qū)域陸地交通或固定翼飛機難以到達(dá)，而直升機恰恰可以彌補這一不足?？梢哉f，直升機在高原地區(qū)的使用，對推動新疆和西藏地區(qū)國防建設(shè)、反恐維穩(wěn)等具有重要的意義。然而，直升機特殊的動力學(xué)設(shè)計決定了它對飛行條件有著更加苛刻的要求，高原地區(qū)海拔高、空氣稀薄、氣候多變、環(huán)境惡劣，特殊的環(huán)境特點勢必給直升機飛行造成很多困難，給飛行安全帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。研究高原地區(qū)直升機飛行安全問題意義重大。

一、高原地區(qū)地理環(huán)境特點

高原地區(qū)地理環(huán)境主要有五大特點。一是海拔高，空氣稀薄。高原地區(qū)未來作戰(zhàn)地域海拔都在3 500米以上，重要地域的通外山口海拔高度在4 000～6 000米之間。高原地區(qū)空氣稀薄，空氣含氧量比平原地區(qū)少30%～60%。二是氣溫低，晝夜溫差大。如阿里等防區(qū)，年平均氣溫在0℃以下，晝夜溫差達(dá)15℃～20℃，最大達(dá)30℃，冬季寒冷期長達(dá)6個月，紫外線輻射強度高出平原地區(qū)40%～50%。三是干旱少雨，風(fēng)沙大。高原地區(qū)干旱少雨，地表植被少，風(fēng)起時沙土彌漫。年平均風(fēng)速7米/秒，大風(fēng)時間為150天左右，有風(fēng)日占全年日數(shù)的40%，瞬間大風(fēng)多于每日午后出現(xiàn)，傍晚停止，且風(fēng)向風(fēng)速變化快。四是局部天氣變化急劇，不可預(yù)測性強。高原地區(qū)天氣具有典型的局部特征，且變化快。天氣變化的時間窗口相對較小，幾分鐘前還是萬里晴空，瞬時就可能云霧繚繞；幾分鐘前還是風(fēng)平浪靜，瞬時就可能起風(fēng)揚沙，實時預(yù)測難度大。五是地形高低起伏，復(fù)雜多變。高原地區(qū)多數(shù)區(qū)域山高谷深，落差大，個別區(qū)域谷面相對較窄，可通行性差。

二、高原地區(qū)環(huán)境對直升機飛行安全的影響

1.對直升機裝備性能的影響。高原地區(qū)的低溫、晝夜溫差大、日照輻射強和沙塵等特點對直升機裝備性能主要有以下幾點影響。一是空氣密度小、溫度低，使發(fā)動機效率降低。首先發(fā)動機功率會隨著海拔升高而下降，其次滑油黏度變大，阻力增加，燃油汽化困難，使發(fā)動機難以啟動，啟動性變差。二是晝夜溫差大，直升機上的各類橡膠材料在低溫條件下變脆，受力時容易產(chǎn)生裂紋，引起油氣滲漏，油氣系統(tǒng)密封性減低。三是大功率使用時間長，直升機部附件損壞可能性變大。高原飛行要求發(fā)動機輸出功率大，相應(yīng)直升機各系統(tǒng)負(fù)載增大，長時間運行于大負(fù)荷狀態(tài)，部附件損壞故障概率增加。四是地形地貌復(fù)雜，無線通信困難。全球高海拔的地區(qū)，機場分布極度稀少，導(dǎo)航臺數(shù)量缺乏、導(dǎo)航信號質(zhì)量低下。除此以外地形復(fù)雜、通信聯(lián)絡(luò)距離大大縮短，無線電羅盤可能產(chǎn)生指示誤差，飛機性能差，易使飛行員判斷失誤。五是風(fēng)沙大，砂粒多，大量沙粒進(jìn)入發(fā)動機和機體內(nèi)部，會造成機械磨損、油路不暢、電接觸不良等一系列機電故障。尤其在起飛降落階段，揚起的砂粒容易吸入發(fā)動機進(jìn)氣道，砂粒碰撞高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片，容易產(chǎn)生凹坑，使渦輪葉片損傷，降低發(fā)動機動力效率。六是高原氣象因素會使直升機上的高度表、空速表產(chǎn)生指示誤差。高度表、空速表這兩塊表是飛機飛行中非常重要的儀表，保持正確的飛行高度和速度對充分利用飛行高度層，確保飛行安全有著重要的意義，世界上多起飛行事故就是由于高度和速度的保持不當(dāng)造成的。

2.對機組人員的影響。實驗表明：高原缺氧環(huán)境對飛行員主要認(rèn)知能力有明顯損害影響，隨海拔高度的增加，飛行員反應(yīng)變慢，錯誤率增加；海拔高度越高，飛行員在重要儀表上的平均注視時間越長；高原機場終端區(qū)飛行任務(wù)難度越大，飛行員在駕駛艙內(nèi)外視景間注意轉(zhuǎn)移的難度越大。實驗說明飛行人員對氧氣有很強的依賴性，而高原上較低的氧氣含量，容易使飛行人員產(chǎn)生高原反應(yīng)，體力精力下降，飛行人員的技戰(zhàn)術(shù)水平難以發(fā)揮，對高原上直升機的安全飛行影響較大。高原地區(qū)環(huán)境對人的生理和心理都帶來極大的影響，在高原條件下進(jìn)行飛行作業(yè)，裝備有其固有的可靠性和客觀規(guī)律，人必須作為第一因素突出出來。

3.影響飛行安全的因素。（1）人的因素不容忽視。高原高寒地區(qū)環(huán)境對機組人員身心都會產(chǎn)生不同程度的影響。直升機負(fù)荷的增加使飛行人員操作難度變大，飛行人員受高原航線環(huán)境變化和不良身體心理狀態(tài)等因素影響，在飛行中遇見突發(fā)情況容易緊張遲鈍，造成處置不當(dāng)。另外，在高原高寒條件下，機務(wù)人員的檢查維護(hù)工作量隨之增加，往往每一次飛行后檢查路線走下來，就必須借助氧氣設(shè)備進(jìn)行吸氧，工作量的增加和人體力、精神狀態(tài)的下降，增加了發(fā)生錯忘漏損的概率。因此，在直升機檢查維護(hù)和飛行過程中，如何減小環(huán)境對人員的影響，避免人為差錯，是必須克服的問題。

（2）裝備性能需留有余度。高原不同于平原地區(qū)，每一個環(huán)節(jié)都要慎之又慎。物資裝載稍重可能導(dǎo)致不能順利起飛，勉強起飛會造成發(fā)動機剩余功率不足，加速困難、機動性變差，如遇空中結(jié)冰就需加溫除冰，必然增加發(fā)動機負(fù)擔(dān)，發(fā)動機功率將嚴(yán)重不足。另外，高原高寒地區(qū)飛行槳距量過大易導(dǎo)致旋翼超轉(zhuǎn)、飛行速度超過臨界速度機體會發(fā)生明顯抖動。所以對直升機性能“度”的把握在高原飛行中尤為重要。

（3）航線自然條件的變化需高度重視。高原天氣變化多端，地形地貌復(fù)雜多樣，天氣變化時間短、難預(yù)測，飛行參照物不明顯、難分辨，突起的大風(fēng)可能把直升機吹向山體，而變差的機動性使直升機操縱困難，機組人員必須隨時果斷做出正確決策。峽谷的拐點位置加上云的干擾，可能使直升機偏離航線，越過突兀山峰時的地效和風(fēng)切變給直升機的操縱提出了更高要求。

三、安全措施

1.充分準(zhǔn)備。高原高寒條件下的飛行準(zhǔn)備主要包括身體、心理準(zhǔn)備，技術(shù)和物資器材準(zhǔn)備等。身體準(zhǔn)備指身體狀況符合高原環(huán)境要求，選擇身體素質(zhì)較好的飛行員和機務(wù)保障人員參加高原飛行。心理準(zhǔn)備主要是加強機組人員高原心理訓(xùn)練，培養(yǎng)過硬的心理素質(zhì)，增強主觀世界與技術(shù)層面的協(xié)同配合。心理訓(xùn)練需循序漸進(jìn)，重在平時，加強實踐。技術(shù)準(zhǔn)備主要包括高原生活常識，直升機性能調(diào)整，裝備技術(shù)保障，飛行技術(shù)，高原設(shè)備使用等方面的準(zhǔn)備。裝備技術(shù)人員要調(diào)整增加檢查維護(hù)的項目和重點，列出詳細(xì)的工作計劃，針對不同海拔對直升機性能做出調(diào)整預(yù)案；飛行人員要針對航線地形和天氣變化規(guī)律進(jìn)行飛行策略準(zhǔn)備，特情處置演練等。全機組人員要學(xué)習(xí)高原設(shè)備的使用、高原疾病預(yù)防等生活常識。物資器材準(zhǔn)備主要是氧氣的充填補充、高空設(shè)備的測試檢查、航材備件的伴隨保障等。

2.進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練。適應(yīng)性訓(xùn)練是一種行之有效的方法，主要通過本場高空試飛的方式進(jìn)行適應(yīng)訓(xùn)練，檢驗直升機性能，模擬高原海拔環(huán)境，訓(xùn)練機組人員高原設(shè)備的使用，獲取高空直升機各系統(tǒng)飛行參數(shù)數(shù)據(jù)，總結(jié)直升機高空飛行的性能特點、操縱規(guī)律和維護(hù)注意事項，為高原實地飛行提供第一手資料。

3.進(jìn)行針對性維護(hù)。任何事情都有其固有的客觀規(guī)律，直升機高原飛行當(dāng)然也不例外。環(huán)境的客觀影響和性能的充分發(fā)揮是一對矛盾，解決這一矛盾的根本除了依賴飛行員的高超飛行技術(shù)外，必然包含著機務(wù)人員的大量勞動。機務(wù)人員必須加強對高原維護(hù)特點的研究，除了平時的一般性維護(hù)外，要有針對性的對直升機部附件進(jìn)行重點檢查和維護(hù)。如高原起降時，為保持直升機的剩余功率，防塵裝置、防冰系統(tǒng)通常不使用，由此帶來的影響是沙塵砂粒對進(jìn)氣道、發(fā)動機葉片損傷幾率增大，對空氣系統(tǒng)、燃油滑油系統(tǒng)、活動關(guān)節(jié)、電子設(shè)備將產(chǎn)生不同程度的影響，這就要求進(jìn)行針對性的檢查和維護(hù)。在高原飛行，直升機一直處在大功率狀態(tài)，發(fā)動機、旋翼、操縱系統(tǒng)及各活動關(guān)節(jié)工作強度相應(yīng)增大，這就要求定檢周期必須相應(yīng)縮短。這些都是客觀規(guī)律，必須采取針對性措施，真正檢查到、維護(hù)到，不留死角、杜絕隱患。

4.空中精飛，避免操作性失誤。隨著科技的進(jìn)步，直升機的可靠性和安全性大幅提高，機械故障引起的飛行事故也大幅度下降，而由飛行員等人為失誤所導(dǎo)致的事故比率相對攀升。研究表明，60%～80%的航空安全事故都可歸咎于人為差錯。在高原直升機固有可靠性和安全性有所降低的條件下，飛行人員的操縱水平、應(yīng)變能力、經(jīng)驗豐缺成了影響飛行安全的主導(dǎo)因素。為了安全飛行，合理安排機組人員搭配、階段飛行和預(yù)案細(xì)致非常必要。機組搭配主要是在確保各類人員能勝任高原任務(wù)的前提下，考慮人才成長、經(jīng)歷培養(yǎng)等因素，新老結(jié)合，以老帶新，使沒有經(jīng)歷的“新人”實現(xiàn)理論到實踐，實踐再到理論的升華，逐步提高飛行能力。階段飛行是指把整個計劃航線按順序過程規(guī)劃為幾個重要階段，一般為啟動階段，起飛階段，加速階段，爬升階段，第一地形線階段，第二地形線階段，第×地形線階段，降落階段。這樣劃分的好處在于可以針對各個階段及相互銜接制定飛行策略，精細(xì)化航線流程控制，把握住關(guān)鍵環(huán)節(jié)和節(jié)點，機組人員容易統(tǒng)一認(rèn)識，各司其職，各負(fù)其責(zé)，密切協(xié)同，周密配合。預(yù)案細(xì)致主要是依據(jù)高原飛行航線自然條件特點和規(guī)律，提前預(yù)想預(yù)防，做好預(yù)案，針對高原飛行中可能會突發(fā)的情況，提前制定好防范預(yù)案，當(dāng)發(fā)生特情時能及時果斷的處置。

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［3］張薇.高原復(fù)雜機場終端區(qū)飛行飛行員行為特征的實驗研究［J］.中國民用航空飛行學(xué)院，2012（03）.