直升机典型关键技术“自转着陆”解密

在很多直升机市场营销案例中，自转着陆常常作为高安全性卖点来吸引客户。那么，直升机自转着陆是怎么回事，今天带您了解一下。

直升机自转着陆是一种不常见的降落方式，通常用于全部发动机失效、处于无动力状态下的最后自救。在这种状态下，旋翼的旋转不再依赖于发动机驱动，而是下降过程中由自下而上的气流形成的空气动力驱动，类似很多人玩过的风车效应。保持旋翼转速就是储存一定的能量，当需要调整直升机姿态或方向时，就需要消耗能量，以保持稳定的下滑飞行，消耗的能量再通过增加旋翼转速而补足。

调整旋翼转速的方法主要采用PITCH（总距角控制）方式，即通过调整旋翼桨叶迎风角度加快或降低下降速度来稳定旋翼转速。

直升机自转着陆一般包括下图所示几个阶段：

进入阶段：直升机失去动力而下降、旋翼转速逐渐降低，驾驶员收总距，旋翼阻力减小使得转速不会快速下降至危险的低转速。随着直升机下降速度的增加，风车效应使旋翼逐渐加速至期望的稳定转速状态。

下滑阶段：调整直升机姿态及下降速度以保持旋翼转速恒定，进入稳定下滑飞行。

选择阶段：在该过程中，驾驶员需要物色降落场地，直升机需要维持一定的前飞速度和下降速度，以尽可能增加搜索范围或滞空时间。

拉平阶段：接近降落点时，向后柔和拉操纵杆，以降低下降和前飞速度，但是不可后拉过猛，避免直升机抬头过大、尾部撞击地面。当前飞速度减小至期望速度后，前推杆以摆正着陆姿态。

着陆阶段：在着陆前，通过“瞬时提总距”利用旋翼所储备的旋转动能转换为升力，减小下降速度，尽可能降低触地时的冲击。触地后，降低总距、刹车，以缩短滑跑距离。

自转着陆能力是直升机区别于其它航空器的主要安全特性，是发动机失效后直升机安全、乘员安全的重要保障，也是民用直升机设计和验证的重点之一，涉及很多适航规章要求。

直升机自转着陆实际上是一个能力储存、能量释放的过程，主要涉及到如何能可靠进入自转（失去动力到驾驶员正确响应操作，旋翼转速不能降低到最低限制）、如何能储存足够的能量（核心是旋翼的转动惯量足够，但太大将增加重量负担），对设计方法提出了挑战。

经典设计理论给出了平原状态的评估方法，但没有考虑高原空气稀薄引起的失速边界下降及适航要求的驾驶员响应时间等影响，按此方法设计旋翼系统会导致满足不了高原自转着陆安全要求。

AC313直升机在研制过程中，突破经典理论局限性，建立了“当量悬停时间”改进理论方程。通过建立耦合高原气动特性和驾驶员操纵响应时间的直升机自转着陆适航安全性设计验证方法， AC313完成了自转着陆能力设计，并通过了试飞验证，支撑了AC313适航取证并成为全球唯一取得4500米海拔A类适航证的民用直升机，奠定了我国相关技术的全球领先地位。

直升机自转下滑涉及到的不仅仅是技术问题，还包括飞行员的心理素质和对飞行情况的判断。因此，飞行员应在日常训练中加强操作技能和应对能力，以提高飞行安全性。

本文转载自公众号：中国航空学会

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