直升机起降过程中的侧翻事故时有发生,下图为AS350“小松鼠”直升机侧翻事故现场。那么是什么原因导致了直升机的侧翻呢?
两个基本概念
在了解侧翻原因之前,首先得认识两个基本概念。
静态侧翻角:指直升机的横向重心在单侧滑橇(或机轮)正上方时,对应的机身滚转角。大多数直升机的典型静态侧翻角在30°~35°左右,如果超过这个角度,即使撤去原本使直升机侧翻的外力,直升机自身重力也将起到加速侧翻的作用。
动态侧翻角(临界侧翻角):比静态侧翻角小,会受外界环境、滚转速率、直升机重心等因素的综合影响,通常临界侧翻角在7°~17°范围,与上述各因素有关。超过临界侧翻角,即使横向打杆到极限位置也难以抑制滚转角速度增加。
发生的时机
当直升机悬停在视野不好或茫茫白雪环境(如下图所示),并尝试降落时,由于缺少目视参照物,很可能会发生侧滑,且通常单侧先触地,由此产生直升机绕接触点不期望的转动,最终导致直升机的侧翻。
多种影响因素
影响动态侧翻的因素主要包括以下几项:
(1)尾桨拉力:如果侧翻方向与尾桨拉力方向一致,则尾桨拉力对侧翻是不利的(如下图所示),反之则是有利的。
(2)外界风扰动:如果风向顺着侧翻的方向,则外界风扰动对侧翻是不利的(如下图所示),反之则是有利的。
(3)转动惯量:直升机在空中时,旋翼的操纵力矩是相对于直升机重心的(滚转惯量小);一旦单侧滑橇(或机轮)触地,旋翼的操纵力矩是相对于支撑点的(滚转惯量大,可能是相对于重心的5倍)。当滚转惯量增加时,同样的旋翼操纵可以抑制的滚转角速度就会降低,使得旋翼操纵可能出现“力不从心”。
最有效措施
想要避免直升机侧翻,就要从源头上降低滚转力矩,由于不能确定旋翼拉力是抑制侧翻、还是加剧侧翻,那么最好的办法就是降低总距,依靠重力提供的恢复力矩来抑制侧翻,在达到静态侧翻角或旋翼触地之前,这一措施都是最为有效的,如下图所示。
斜坡着陆
斜坡着陆是较容易发生侧翻的情况,如下图。较为合理的操纵方式是,从悬停开始缓慢降低总距,以靠近上坡一侧的滑橇/机轮为支点,同时向上坡方向横向压杆,防止侧滑,缓慢降总距,直至直升机完全接触地面。
其中的关键点是:(1)避免上坡一侧的旋翼与其他物体碰撞;2、尽可能大的侧向压杆,防止侧滑。
斜坡起飞
斜坡起飞也是较容易发生侧翻的情况,如下图。较为合理的操纵方式是,提总距的同时,向上坡方向压杆,在离开地面前,建立直升机的水平姿态。但是如果操作不当,很可能会引发危险。比如,提总距过快,就可能造成直升机向上坡侧翻,因此斜坡起飞的前提是“稳”。
专题报告如下
一、警务航空
中国各地公安机关已于上个世纪90年代初开始装备警用直升机。1993年,我国第一支警务航空队—武汉市公安局警务航空队成立。截至到2019年底,全国已有24个省、自治区、直辖市、公安机关建立了40支航空警务队,配备警用直升机约67架,警航飞行员100多名。详见
二、航空护林
2019年,农业共计完成飞行小时5.23万小时,飞行架次13.3万架次。包括人工降水、航空喷洒(撒)、气象探测、渔业飞行、使用具有特殊适航证的航空喷洒(撒)等。全年共计102家企业参与农业通航服务,平均飞行时间512.75小时。
三、空中游览
空中游览作业全年共计完成2.16万小时,飞行10.33万架次,搭载乘客22.86万人次。全国共有148家企业参与运营,平均飞行小时145.86小时。生产效率方面,平均每小时空中游览载客量平均值为10.6人,每个起降架次的载客量平均值为2.21人次。
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四、商业模式探讨
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