直升機(jī)尾槳卡滯后著陸的操控分析

費(fèi)景榮，張 朋

(1海軍航空大學(xué) 航空基礎(chǔ)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264001；2 中國(guó)人民解放軍92522部隊(duì)，遼寧 葫蘆島 125001)

0 引言

直升機(jī)尾槳卡滯通常由尾槳操縱機(jī)構(gòu)卡滯或尾助力器故障等原因引起。有關(guān)事故和試飛表明：直升機(jī)尾槳卡滯后著陸是最難處置的特情之一；飛行員熟悉尾槳卡滯后不同狀態(tài)、不同條件的操控策略非常重要[1-2]。盡管目前已有此類(lèi)研究[1-2]，有關(guān)機(jī)型手冊(cè)也有規(guī)定，但對(duì)具體機(jī)型來(lái)說(shuō)仍有進(jìn)一步完善、細(xì)化的必要；加之教材中沒(méi)有對(duì)此問(wèn)題的專(zhuān)門(mén)分析，不便于飛行員全面、深入地掌握。本文就直升機(jī)尾槳卡滯的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析、總結(jié)。

1 尾槳卡滯后著陸的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)管控

直升機(jī)尾槳卡滯后，方向操縱的替代手段是壓桿，即通過(guò)壓桿產(chǎn)生側(cè)滑與方向穩(wěn)定力矩，克服旋翼的反作用力矩，保持方向平衡。直升機(jī)的旋翼左轉(zhuǎn)，反扭矩方向向右。尾槳卡滯后著陸的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)主要包括接地、滑跑兩個(gè)環(huán)節(jié)。

1.1 接地時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)與管控

風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)之一：接地瞬間如果直升機(jī)存在明顯側(cè)移，則較大的側(cè)力容易損壞起落架，甚至導(dǎo)致直升機(jī)側(cè)翻。其中，側(cè)移速度越大，風(fēng)險(xiǎn)越高；接地時(shí)的下降率越大，側(cè)力作用時(shí)間越集中，則風(fēng)險(xiǎn)越高。為此，要求輕接地；理想情況下，接地瞬間直升機(jī)不側(cè)移。實(shí)際飛行中，如果高度1 m后下降過(guò)程中出現(xiàn)側(cè)移，可通過(guò)反向壓桿的方法修正。

風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)之二：由于接地前已將前輪鎖死，如果前輪接地時(shí)直升機(jī)偏轉(zhuǎn)，易損壞前起落架。其中，偏轉(zhuǎn)角速度越大，風(fēng)險(xiǎn)越高。為此，接地瞬間應(yīng)保證直升機(jī)不偏轉(zhuǎn)。

1.2 著陸滑跑過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)與管控

風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)一：著陸滑跑過(guò)程中機(jī)頭與跑道方向不一致時(shí)，易偏出跑道，進(jìn)而導(dǎo)致直升機(jī)側(cè)翻或地面共振；大速度轉(zhuǎn)彎，由于離心力較大，容易側(cè)翻。為此，要求接地時(shí)機(jī)頭與跑道方向一致。接地后，帶桿做兩點(diǎn)滑跑減速，柔和減小總距，速度大于70 km/h，壓桿保持方向；如果壓桿不起作用，可雙腳同時(shí)點(diǎn)剎，以便盡快減速。速度小于70 km/h，可通過(guò)單側(cè)剎車(chē)保持方向。

風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)二：滑跑速度過(guò)大，也容易誘發(fā)地面共振；滑跑中拉桿減速過(guò)快，旋翼易打尾梁。為此，接地、滑跑速度不宜過(guò)大，減速時(shí)拉桿不宜粗猛。

2 尾槳卡滯后接地速度及著陸方法

尾槳卡滯后返場(chǎng)、著陸時(shí)，盡可能做無(wú)側(cè)滑飛行，以便控制狀態(tài)。

2.1 尾槳卡滯后能進(jìn)行無(wú)側(cè)滑平飛的速度

尾槳卡滯后的無(wú)側(cè)滑平飛須滿足方向平衡、功率平衡兩個(gè)條件。

從方向平衡的角度看，由于直升機(jī)方向操縱力矩僅由尾槳產(chǎn)生，且其受飛行速度影響較小，而尾槳卡滯后，其方向操縱力矩基本不變，因而可認(rèn)為無(wú)側(cè)滑飛行的方向平衡僅取決于初始總距。即只要總距保持初始值不變，就可基本保持無(wú)側(cè)滑飛行。或者說(shuō)，要保持(接近)無(wú)側(cè)滑飛行及著陸接地時(shí)，應(yīng)盡可能保持初始總距。

從功率平衡的角度看，如圖1所示的功率曲線表明：如果尾槳卡滯的初始狀態(tài)無(wú)側(cè)滑，則滿足無(wú)側(cè)滑平飛的速度為初始總距對(duì)應(yīng)的功率N卡滯可用曲線與直升機(jī)所需功率N所需曲線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度。

圖1 直升機(jī)的功率曲線

對(duì)應(yīng)于一定直升機(jī)重量，平飛所需功率曲線一定。由于直升機(jī)所需功率曲線為“勺”形，曲線交點(diǎn)有兩個(gè)，即尾槳卡滯后理論上能滿足無(wú)側(cè)滑平飛的速度有最多兩個(gè)，為VA、VB。

2.2 著陸接地的最佳速度與著陸方法

1)著陸接地的最佳速度

尾槳卡滯后著陸接地的最佳速度應(yīng)滿足三個(gè)條件：旋翼拉力與直升機(jī)重量平衡，以便輕穩(wěn)接地；“接地瞬間直升機(jī)不側(cè)移、不偏轉(zhuǎn)”；接地、滑跑速度盡可能小。因此，接地的最佳速度應(yīng)小于經(jīng)濟(jì)速度，為圖1中的VA。

尾槳卡滯后，如果飛行員未能及時(shí)判斷出該速度大小，可用以下方法確定：保持初始總距，通過(guò)調(diào)整速度實(shí)現(xiàn)無(wú)側(cè)滑來(lái)試出最佳接地速度；若不能判斷出尾槳卡滯時(shí)的初始總距，則根據(jù)卡滯的腳蹬位置判斷初始總距，再通過(guò)調(diào)整速度來(lái)確定。

2)不同重量下的著陸接地速度特點(diǎn)

直升機(jī)在大重量時(shí)尾槳卡滯，是否需要通過(guò)空中耗油等措施減輕重量后再著陸，是飛行員關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)做如下分析。

如圖2，假定保持初始總距不變，直升機(jī)重量G1>G2，則VA1>VA2，即重量越輕，著陸接地最佳速度越小，越利于著陸安全。因而尾槳卡滯后應(yīng)采取措施適當(dāng)減輕重量。

圖2 不同重量下的著陸接地速度特點(diǎn)

3)著陸方法選擇

著陸方法取決于最佳接地速度的大小，如在高總距、中等總距平飛時(shí)尾槳卡滯，最佳接地速度較小、甚至為零，應(yīng)視情做垂直著陸或滑跑著陸；在低總距平飛時(shí)尾槳卡滯，以較大速度滑跑著陸。

3 尾槳卡滯后無(wú)風(fēng)時(shí)著陸的操控要領(lǐng)

為避免滑跑中偏出跑道，空中先鎖前輪。

3.1 尾槳卡滯在較低總距位置

包括接近經(jīng)濟(jì)平飛和下滑兩種情況。

1)接近經(jīng)濟(jì)速度平飛時(shí)卡滯

返場(chǎng)：直升機(jī)不同重量的經(jīng)濟(jì)速度為110～130 km/h。因此，尾槳卡滯在較低總距位時(shí)，以速度150 km/h飛向機(jī)場(chǎng)，能保證在“正區(qū)”飛行，且側(cè)滑角較小，便于控制狀態(tài)。

進(jìn)近：保持速度150 km/h，壓桿操縱直升機(jī)向右做三、四轉(zhuǎn)彎，四轉(zhuǎn)彎改出速度130 km/h左右。如圖3，改出四轉(zhuǎn)彎后直升機(jī)略偏在跑道右側(cè)。使直升機(jī)航向與跑道保持15～20°的左交叉，下滑點(diǎn)在跑道左側(cè)(或左邊緣)，用總距控制直升機(jī)均勻下滑，控制駕駛桿均勻減速。

圖3 進(jìn)近著陸過(guò)程

直升機(jī)進(jìn)跑道，柔和補(bǔ)總距減小航向偏差角，用桿控制好速度。

著陸：隨速度減小，繼續(xù)柔和補(bǔ)總距，直升機(jī)逐漸右偏，最終在1 m高度視情以著陸接地的最佳速度VA或稍小于VA對(duì)正跑道，方向、橫側(cè)穩(wěn)定，無(wú)側(cè)滑瞬間，柔和補(bǔ)總距使直升機(jī)保持兩點(diǎn)姿態(tài)接地，做滑跑著陸。

2)穩(wěn)定下滑時(shí)卡滯

穩(wěn)定下滑時(shí)尾槳卡滯：柔和上提總距，同時(shí)頂桿增速至能穩(wěn)定平飛時(shí)，以此速度帶側(cè)滑飛向機(jī)場(chǎng)。按前述方法進(jìn)近、滑跑著陸。與平飛的不同之處是，穩(wěn)定下滑時(shí)的初始總距無(wú)法同時(shí)滿足平飛、著陸接地所需要的功率平衡和側(cè)向平衡。因此，著陸下滑消速，增加總距時(shí)需多向左壓桿，左側(cè)滑保持方向平衡；接地過(guò)程中則需通過(guò)多向左壓桿制止右側(cè)移。

3.2 尾槳卡滯在中等總距位置

返場(chǎng)：由于中等總距位置對(duì)應(yīng)的功率接近巡航狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的飛行速度在“正區(qū)”，因而以尾槳卡滯時(shí)的速度無(wú)側(cè)滑飛向機(jī)場(chǎng)。

進(jìn)近、著陸：基本過(guò)程與上述尾槳卡滯在較低總距位置時(shí)基本相同。主要區(qū)別：一是在中等總距位置卡滯后，選擇小于110 km/h的速度進(jìn)近，總距偏離初始值相對(duì)較小，相應(yīng)的側(cè)滑角較小，便于控制狀態(tài)，也基本符合著陸減速的要求；二是以著陸接地的最佳速度VA對(duì)正跑道接地，開(kāi)始滑跑的速度較大，采取措施盡快減速。

3.3 尾槳卡滯在較高總距位置

較高總距位置的狀態(tài)主要包括三種情況：

1)懸?；蛐∷俣蕊w行時(shí)卡滯

若在跑道或平坦地面上空做懸?；蛐∷俣蕊w行時(shí)尾槳卡滯，應(yīng)立即做垂直著陸或滑跑著陸。若地面不適合著陸，則先上升，增速至能保持無(wú)側(cè)滑的速度VB，以此速度飛至機(jī)場(chǎng)，再按以下第二種情況近進(jìn)著陸。

2)較大速度平飛時(shí)卡滯

以卡滯時(shí)的速度VB飛向機(jī)場(chǎng)。

三轉(zhuǎn)彎：由于初始總距較高，速度較大，視情以略小于尾槳卡滯時(shí)的速度或180 km/h左右的速度，壓桿做向右平飛轉(zhuǎn)彎。這與正常條件下進(jìn)近的速度相近，且側(cè)滑角較小。

四邊、四轉(zhuǎn)彎：應(yīng)保持較大側(cè)滑角，以較小下降率減速下滑。為保證五邊以較小側(cè)滑角、較小下降率下滑，四轉(zhuǎn)彎改出速度應(yīng)小于100 km/h。改出四轉(zhuǎn)彎后，使直升機(jī)略偏在跑道延長(zhǎng)線右側(cè)。使直升機(jī)航向與跑道保持15～20°的左交叉，下滑點(diǎn)在跑道左側(cè)(或左邊緣)，用總距控制直升機(jī)均勻下滑，用桿控制均勻減速。

直升機(jī)進(jìn)跑道，柔和補(bǔ)總距減小航向偏差角，用桿控制好速度。隨速度減小，繼續(xù)柔和補(bǔ)總距，直升機(jī)逐漸右偏轉(zhuǎn)，最終在1 m高度，以著陸接地的最佳速度VA對(duì)正跑道，方向、橫側(cè)穩(wěn)定，無(wú)側(cè)滑瞬間，柔和補(bǔ)總距使直升機(jī)保持兩點(diǎn)姿態(tài)接地；視情做垂直著陸或小速度滑跑著陸。

3)穩(wěn)定上升、轉(zhuǎn)彎時(shí)尾槳卡滯

穩(wěn)定上升時(shí)尾槳卡滯：保持總距不變，頂桿形成5°俯角增速并改出上升；當(dāng)速度增至能穩(wěn)定平飛時(shí)，以此速度無(wú)側(cè)滑飛向機(jī)場(chǎng)。在飛向機(jī)場(chǎng)過(guò)程中，可保持總距不變，通過(guò)減速試出最佳接地速度。再按前述方法進(jìn)行。

穩(wěn)定轉(zhuǎn)彎時(shí)尾槳卡滯，接近返場(chǎng)航向時(shí)，反桿、調(diào)整總距盡快改出盤(pán)旋。然后，再恢復(fù)到卡滯時(shí)的總距，頂桿增速至能穩(wěn)定平飛時(shí)，以此速度無(wú)側(cè)滑飛向機(jī)場(chǎng)。飛向機(jī)場(chǎng)過(guò)程中，可保持總距不變，通過(guò)減速試出最佳接地速度。按前述方法進(jìn)近、滑跑著陸。

4 尾槳卡滯后側(cè)風(fēng)著陸的應(yīng)對(duì)策略

尾槳卡滯后，側(cè)風(fēng)著陸的操控存在著一些明顯特點(diǎn)。

4.1 側(cè)風(fēng)對(duì)尾槳卡滯后著陸的主要影響

尾槳正常時(shí)，側(cè)風(fēng)著陸后段通過(guò)迎風(fēng)壓桿、順風(fēng)蹬腳蹬修正側(cè)風(fēng)，以保證直升機(jī)接地時(shí)機(jī)頭正，且不偏轉(zhuǎn)、不側(cè)移。

而尾槳卡滯后側(cè)風(fēng)著陸時(shí)，腳蹬修正側(cè)風(fēng)的功能喪失，僅靠壓桿無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)修正側(cè)風(fēng)所需要的反向壓桿、蹬腳蹬兩種功能，也就無(wú)法保證接地過(guò)程中同時(shí)滿足不偏、不側(cè)的要求；且不同總距位置卡滯，左、右側(cè)風(fēng)的影響特點(diǎn)都不相同，從而對(duì)操控提出了更高要求。

4.2 側(cè)風(fēng)著陸的應(yīng)對(duì)策略

以左側(cè)風(fēng)為例，如圖4，由于左側(cè)風(fēng)使機(jī)頭左偏，而著陸后段增加總距使機(jī)頭右偏，因而改出四轉(zhuǎn)彎后應(yīng)適當(dāng)減小左交叉角。

圖4 左側(cè)風(fēng)著陸

著陸前段：向右壓桿制止直升機(jī)左側(cè)移。

著陸后段：高總距尾槳卡滯后，由于可以做小速度滑跑著陸，甚至垂直著陸，因而大側(cè)風(fēng)時(shí)可視情調(diào)整著陸方向，做無(wú)側(cè)風(fēng)著陸。中等、低總距尾槳卡滯后，需做較大速度左側(cè)風(fēng)滑跑著陸，因而在對(duì)正跑道接地過(guò)程中，向左壓桿保證直升機(jī)不帶側(cè)向移動(dòng)接地。在接地滑跑過(guò)程中，左側(cè)風(fēng)使機(jī)頭左偏，減小總距也使機(jī)頭左偏，機(jī)頭偏轉(zhuǎn)明顯，所需右腳蹬量較大，按前述方法視情制偏。

右側(cè)風(fēng)著陸時(shí)，有關(guān)特點(diǎn)相反。此外，中等、低總距尾槳卡滯后，消速時(shí)機(jī)較左側(cè)風(fēng)應(yīng)晚一些，以免機(jī)頭左偏過(guò)快；下滑線稍高，以便多放些總距，消除右偏。

5 試飛及訓(xùn)練情況

直升機(jī)進(jìn)行了模擬部分條件下尾槳卡滯著陸的試飛、訓(xùn)練，具體方法、步驟如下：

1)航線飛行

沿目視航線穩(wěn)定飛行，發(fā)動(dòng)機(jī)及各參數(shù)工作正常；三邊經(jīng)指揮員允許，左舵稍靠前，桿位釋放，斷開(kāi)飛控，收回雙腳；三轉(zhuǎn)彎后用桿保持速度150 km/h，壓桿做四轉(zhuǎn)彎，改出轉(zhuǎn)彎使直升機(jī)略偏在跑道延長(zhǎng)線右側(cè)。

五邊盡量逆風(fēng)，或不大的左側(cè)風(fēng)。

2)著陸下滑

直升機(jī)航向與跑道保持15～20°的左交叉，下滑點(diǎn)在跑道左側(cè)(或左邊緣)，用總距控制直升機(jī)均勻下滑，用桿控制均勻減速；

進(jìn)跑道，柔和補(bǔ)總距減小航向偏差角，用桿控制好速度；

隨速度減小，繼續(xù)柔和補(bǔ)總距，直升機(jī)逐漸右偏，最終在1 m高度，不大于60 km/h的速度對(duì)正跑道方向。

3)接地、滑跑

高度1 m，方向、橫側(cè)穩(wěn)定，柔和補(bǔ)總距使保持兩點(diǎn)姿態(tài)接地；

接地后柔和下放總距，使前輪自然接地，左桿保持好橫側(cè)，左剎車(chē)控制好方向。

6 結(jié)束語(yǔ)

1)尾槳卡滯后著陸的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)主要包括接地、滑跑兩個(gè)環(huán)節(jié)。安全著陸要求直升機(jī)以盡可能小的速度輕接地，接地瞬間不側(cè)、不偏，接地后及時(shí)制止機(jī)頭偏轉(zhuǎn)。

2)直升機(jī)尾槳卡滯后，著陸的最佳接地速度為能保持無(wú)側(cè)滑平飛的速度中的較小者；應(yīng)盡可能減輕直升機(jī)重量與接地速度。著陸方法取決于最佳接地速度大小。

3)直升機(jī)無(wú)風(fēng)時(shí)尾槳卡滯著陸，改出四轉(zhuǎn)彎后直升機(jī)略偏在跑道右側(cè)，航向與跑道保持15～20°的左交叉，下滑點(diǎn)在跑道左側(cè)(或左邊緣)，然后按尾槳卡滯時(shí)的總距位置進(jìn)行著陸。

4)直升機(jī)有側(cè)風(fēng)時(shí)尾槳卡滯著陸，腳蹬修正側(cè)風(fēng)的功能喪失，僅靠壓桿無(wú)法保證接地過(guò)程中同時(shí)滿足不偏、不側(cè)的要求；且不同方向側(cè)風(fēng)的影響不同，應(yīng)視情修正側(cè)風(fēng)影響。

上述結(jié)論中的著陸方法與直升機(jī)技術(shù)資料有關(guān)規(guī)定及有關(guān)試飛結(jié)論一致；具體操控要領(lǐng)、有關(guān)數(shù)據(jù)(如著陸下滑速度、接地速度、交叉角)及側(cè)風(fēng)影響等得到了直升機(jī)尾槳卡滯后著陸模擬試飛及特情訓(xùn)練的證實(shí)，因而對(duì)飛行實(shí)際具有一定的借鑒、指導(dǎo)作用。