“沙盲”環(huán)境下直升機(jī)安全探討

吳峰莉 王小強(qiáng) 張攻博

摘要：本文分析了“沙盲”環(huán)境對(duì)直升機(jī)的危害和著陸影響，從裝備維護(hù)、飛行操作方面提出了規(guī)避措施和操作建議，并從技術(shù)層面體提出了發(fā)展方向和設(shè)計(jì)理念，對(duì)于直升機(jī)安全有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：沙盲；安全；措施；展望

引言

隨著低空管制的逐步放開，直升機(jī)在各種地理環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。比如沙漠運(yùn)輸、山區(qū)游覽、野外觀光等。在氣候惡劣的環(huán)境中，颶風(fēng)卷起的沙塵暴嚴(yán)重危及直升機(jī)的安全；在沙漠地區(qū)或沙塵環(huán)境執(zhí)行飛行和起降任務(wù)時(shí)，直升機(jī)旋翼下洗氣流激起的沙石、塵土彌漫在機(jī)身周圍，致使飛行員視野受限，沙塵嚴(yán)重時(shí)甚至造成盲視，看不見地面和機(jī)外環(huán)境，對(duì)安全著陸構(gòu)成極大威脅；另一方面，高密度的沙塵進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響很大，甚至造成發(fā)動(dòng)機(jī)停車，影響是致命性的。據(jù)美軍統(tǒng)計(jì)，與DVE（低能見度環(huán)境）相關(guān)的飛行事故和損失中 “沙盲”原因約占60%的比例。研究“沙盲”環(huán)境的危害、制定應(yīng)對(duì)措施，有效規(guī)避“沙盲”風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于直升機(jī)安全有著極其重要的意義。

一、沙盲對(duì)直升機(jī)的危害和對(duì)飛行安全的影響

沙盲出現(xiàn)時(shí)整個(gè)直升機(jī)被沙塵包裹，沙塵對(duì)機(jī)體和動(dòng)力系統(tǒng)影響嚴(yán)重。一是大量沙塵對(duì)機(jī)體的沖擊摩擦導(dǎo)致機(jī)體機(jī)械損傷、機(jī)件設(shè)備加速老化、摩擦產(chǎn)生靜電影響機(jī)載電子設(shè)備的正常工作；二是沙塵在傳動(dòng)環(huán)節(jié)和注油點(diǎn)堆積導(dǎo)致關(guān)節(jié)潤(rùn)滑不夠甚至導(dǎo)致操縱不靈的嚴(yán)重問題；三是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口高密度沙塵導(dǎo)致進(jìn)氣量不足，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，吸入進(jìn)氣道的大顆粒沙塵甚至發(fā)生損壞發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片導(dǎo)致空中停車的重大安全問題。

沙盲出現(xiàn)時(shí)整個(gè)直升機(jī)被沙塵包圍，艙內(nèi)光線暗淡甚至一片漆黑，飛行員極易發(fā)生視覺錯(cuò)誤，分不清天地。濃厚的沙塵遮擋飛行員的視線，容易迷失方向。一方面，彌漫在直升機(jī)周圍的旋轉(zhuǎn)沙塵會(huì)對(duì)飛行員造成以下錯(cuò)覺：即使正在原地懸停，他們還錯(cuò)以為直升機(jī)正在向前飛行；即使已經(jīng)頂速飛行，他們還錯(cuò)以為速度不夠；即使姿態(tài)平穩(wěn)，他們還錯(cuò)以為已經(jīng)傾斜。進(jìn)而進(jìn)行錯(cuò)誤的操作導(dǎo)致危險(xiǎn)事故的發(fā)生。另一方面，能見度是影響飛行安全的主要因素，也是決定直升機(jī)飛行安全的重要考量標(biāo)準(zhǔn)之一，是確保直升機(jī)安全著陸的重要條件。沙盲形成的低能見度使飛行員對(duì)外觀察的視覺模糊，看不清地面障礙物和地標(biāo)，不能有效收集地表實(shí)景信息，對(duì)著陸條件不能做出正確的判斷，極易引發(fā)著陸安全事故。沙盲嚴(yán)重影響著直升機(jī)的飛行和著陸安全。

二、直升機(jī)防沙塵裝置現(xiàn)狀

直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道外部前端安裝有濾網(wǎng)式的沙塵防護(hù)罩，可以阻止大顆粒的沙塵和雜物吸入燃燒室。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道入口處安裝有離心式防沙裝置。引入高壓熱空氣，利用管路和喇叭口組合裝置，使進(jìn)氣道氣流旋轉(zhuǎn)形成離心力，在重力和慣性作用下，進(jìn)入進(jìn)氣道的空氣中的沙塵被分離出來。雖然有以上兩層防砂裝置，也僅僅是濾除了部分大顆粒的沙塵，對(duì)于小顆粒的沙塵是起不到作用的。最根本的防沙辦法是盡可能規(guī)避沙塵。

三、直升機(jī)防沙塵措施及安全應(yīng)對(duì)

一是加強(qiáng)直升機(jī)傳動(dòng)環(huán)節(jié)除沙清潔和潤(rùn)滑工作。直升機(jī)在沙塵環(huán)境中飛行，著陸后應(yīng)及時(shí)清理各傳動(dòng)環(huán)節(jié)、注油點(diǎn)、潤(rùn)滑脂表面的沙塵，并補(bǔ)添油脂，將進(jìn)入傳動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)部的沙塵沖出。發(fā)現(xiàn)油脂污染立即更換；

二是做好重要設(shè)備的防沙密封保護(hù)。加裝密封套，做好外部防護(hù)。直升機(jī)室外停放時(shí)蓋好蒙布、堵好堵蓋。沙塵過后要進(jìn)行直升機(jī)各系統(tǒng)的除沙維護(hù)；

三是要把好直升機(jī)放飛關(guān)。檢查并清理發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)的沙塵，防止進(jìn)入燃燒室損傷渦輪葉片?！吧趁ぁ杯h(huán)境下禁止進(jìn)行直升機(jī)試車。沙塵過后，直升機(jī)起動(dòng)前應(yīng)使用中性洗滌劑或?qū)Ｓ玫陌l(fā)動(dòng)機(jī)清洗液清洗發(fā)動(dòng)機(jī)；

四是改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)防沙技術(shù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道口加裝分離效率高的沙塵清除裝置。在慣性分離器的基礎(chǔ)上引入渦流管分離技術(shù)，發(fā)展復(fù)合型的沙塵分離器；

五是對(duì)飛行人員進(jìn)行有針對(duì)性的模擬訓(xùn)練。通過建立實(shí)地化的沙盲起降場(chǎng)或是建立網(wǎng)絡(luò)虛擬訓(xùn)練場(chǎng)，進(jìn)行沙盲狀態(tài)模擬訓(xùn)練，提高飛行員的操控能力積累應(yīng)對(duì)經(jīng)驗(yàn)；

六是在飛行中最大限度的規(guī)避沙塵。及時(shí)掌控氣象情況，綜合各種數(shù)據(jù)及時(shí)預(yù)測(cè)天氣和大氣環(huán)境變化，繞開沙盲區(qū)域。

四、直升機(jī)防沙塵技術(shù)發(fā)展展望

科技手段是降低沙盲風(fēng)險(xiǎn)的有效途徑。世界上先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)開始研究并投入實(shí)驗(yàn)。借助科技手段清除沙塵對(duì)直升機(jī)的損害并幫助飛行員掌控和降低沙盲風(fēng)險(xiǎn)。

1、進(jìn)行技術(shù)革新，引進(jìn)電場(chǎng)技術(shù)分離濾除發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的沙塵。

2、紅外技術(shù)、激光技術(shù)協(xié)助飛行員掌控風(fēng)險(xiǎn)。在直升機(jī)機(jī)體上加裝紅外傳感器，通過多個(gè)傳感器的探測(cè)，在駕駛艙的屏幕上顯示機(jī)身周圍的情況，以不同的顏色區(qū)分沙塵的厚度、石頭的大小、障礙物的形狀并給出能否穿出沙盲區(qū)域的建議，讓飛行員直觀的掌控風(fēng)險(xiǎn)的情況，及時(shí)作出正確的判斷。

3、加裝毫米波雷達(dá)，向飛行員提供全方位無死角的監(jiān)控。

4、開發(fā)綜合智能系統(tǒng)及時(shí)告警并協(xié)助飛行。機(jī)身加裝各類傳感器感知外部信息，綜合使用雷達(dá)、激光、紅外等傳感技術(shù)，把系統(tǒng)捕捉到的信息經(jīng)綜合計(jì)算機(jī)匯總處理后，控制4D座椅或安全帶發(fā)生震顫提醒，通過頭盔式儀表板顯示儀及時(shí)提醒飛行員安全操縱飛機(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1]航空渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造學(xué) 韓生寅，王新洲等，北京，長(zhǎng)城出版社，1996

[2]軍用航空裝備維修安全 王計(jì)憲，胡英俊等，北京，航空工業(yè)出版社，2009

（作者單位：61267部隊(duì)）