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作者:乔治·威廉姆斯
通用测试策略
在进行具体操作之前,需要先制定一些管理 MCF 的核心策略。
了解为什么需要进行这项测试
对于飞行测试机组来说,确切理解为何需要进行测试至关重要。尤其是,试飞机组必须清楚直升机的哪些系统或区域在维护期间受到了影响。这并非质疑工程团队的工作,而是践行“信任但要核实”的原则。任何人都不应该害怕其他专业人士检查自己的工作。
敷衍了事的代价是惨重的。2013 年 11 月 9 日,一架完成维护的 EC135(注册号:N911KB)直升机(注 13)进行悬停试飞。起飞过程中,飞机开始向左偏航 90 度,随后在机场上空旋转坠毁。调查发现脚蹬未能正确重新组装 – 脚蹬只是被放在了正确的位置,但并未用螺栓固定。如果飞行员询问过哪些部件被维护过,他们或许会特别留意脚蹬的连接情况。
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在维修车间货架上的一个透明塑料袋里发现了用于固定脚蹬的螺栓
检查单
对于许多单人驾驶的飞行员来说,操纵他们的飞机已经成为一种本能,无需参考检查单。但在 MCF 中,绝不能采取这种做法。飞行员应该拿出常规检查单,完成所有启动和系统检查。这不仅能确保飞行员有机会回顾自己的操作流程,还能确保飞机得到全面检查。
回到 N911KB 事故,如果飞行员按照检查单完成了完整的正常起飞程序,他们就会完成液压系统检查,包括脚蹬操作检查,就能在起飞前发现脚蹬未正确安装。
“在进行维护检查飞行时,启动和关车时,请使用常规检查单,切勿依赖记忆程序。”
渐进式测试
许多测试点可能需要飞机机动至特定限制,尤其是低速操纵。测试方案可能要求“以 35 节的速度进行侧向和向后飞行,以确认操纵性良好”。飞行员应循序渐进地完成这些测试,先证明飞机在较低速度下操控良好,然后再逐步达到实际要求的限制。
以一架经典 PA-12 飞机的维护检查为例。 2017 年 4 月 8 日,注册号为 N3280M 的 PA-12 (注 14)在完成重建后准备进行首飞。尽管工程团队警告飞行员应先完成滑行检查,但经验丰富的飞行员还是匆忙地让飞机起飞,结果发现俯仰操纵装置装反了。
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N3280M – 美国国家运输安全委员会
另一个例子是,在下方视频中,EC135 的飞行员以最快的速度飞向每个测试点,几乎没有停顿。这种加速接近测试点的方式,一旦发现控制故障,很容易让飞行员措手不及。此外,由于使用了运行中的疏散区,一旦发现操纵故障,飞行员没有什么机动余地。请注意,改出后飞时机头下俯。
计数
一些典型的 MCF 测试点要求在特定时间段内完成特定动作(例如,在 3 秒内将总距从 20% 扭矩提升至 80%,然后再在 3 秒内返回)。对某些人来说,计时并不实际。更好的方法是使用节奏计数法。使用这种方法,在测试开始前就开始计数,以便找到节奏,并让大脑适应完成任务所需的时间。然后,动作本身在数到“3”时开始,并持续所需的计数次数。使用“一千零______”这样的短语是为了将时间间隔保持在一秒左右。
例如,如果我们需要先进行 3 秒的提起,再进行 3 秒的放下,那么测试将在第 3 到第 9计数之间进行。这种方法也可以应用于定点转弯。如果所需的转弯速率为每秒 30 度,那么完成一次完整的 360 度转弯应该需要 12 秒,当然,你也可以进一步细分,使每次 90 度转弯需要3秒。
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计数技巧示例
应急措施
墨菲定律指出,可能出错的事总会出错。作为风险管理的一部分,需要评估每项操作的系统故障后果。
稍后会详细介绍,但请考虑在低速机动过程中发生动力损失时需要采取的措施。可能需要着陆,因此选择平坦坚硬的地面并保持相对较低的悬停高度或许是个好主意。然而,在 2016 年 9 月 6 日发生的一起事故中,一架“海王”直升机 N805AR (注 15)正在执行维护检查飞行中的低速检查。出于某种不明原因,机组人员在离地 200 英尺(约 61 米)的高度进行这项测试。
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N805AR 正在进行低速检查 – 美国国家运输安全委员会
随后,当他们遭遇动力损失时,飞机已无法成功着陆,最终飞机和机组人员全部遇难。那天出了很多问题,但如果测试高度更低一些,或许他们就能逃过一劫。
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N805AR 残骸 – 美国国家运输安全委员会
工具和测试设备
多项 MCF 要求规定,任务专员须在驾驶舱内携带工具。从用于在 EC135 上进行旋翼轴力矩指示器 (MMI) 检查时测量控制位移的简单尺子,到用于锥体和振动监测的频闪灯和计算机不等。任务专员必须在飞行中妥善保管这些工具,并在进出驾驶舱时仔细清点,以确保没有遗漏任何部件。
如下方 Hope Aero 的示例所示,用于锥体和振动的计算机和频闪灯体积可能相当大,如果管理不当,可能会干扰操纵。有时,可能需要在直升机外部临时布线以连接传感器,必须检查其安全性。
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锥体和振动设备 – Hope Aero
“舱内注意力分配”与分工
在执行 MCF 期间,机组人员必然需要记录各种数据。这意味着他们需要在驾驶舱内低头读取仪表或操作计算机。此外,由于可能同时发生很多情况,因此需要多人同时查看不同的仪表。重要的是,在测试点之前,要事先明确谁负责查看哪个仪表,同时还要兼顾保持态势感知的需求。
一种策略是先用相机快速捕捉屏幕图像,之后再慢慢记录数据。但这样做涉及在座舱携带便携式电子设备(PED)的风险,而且如果没有清晰对焦显示屏上的数据,会容易出错。如果出现异常情况,快速抓拍也可能非常有用。
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拍摄的清晰照片或视频可能有助于评估数据点 - 在这种情况下,它确实坏了!
无论如何,机组人员在飞行测试期间需要进行有效沟通,以确保他们知道何时有人低头。这包括根据需要呼叫“低头”和“抬头”。
为失败做准备
如前所述,在规划 MCF 时,应预期它可能无法通过检查要求。例如,对于自转检查,飞机可能永远无法实现真正的自转。此时的应对方案是什么?很可能是返回基地并放弃剩余的测试点。如果锥体和平衡部分出现问题呢?操纵检查还能进行吗?这些决策最好在规划阶段就做出,以确保飞行过程顺利进行。
还值得考虑的是,如果结果不理想,如何从异常状态中恢复。例如,假设液压系统被关闭。如果出现异常结果,应该由谁以及如何恢复正常运行?贝尔 429 直升机的液压测试是通过“HYD 1-OFF”、“NORM”、“HYD 2-OFF”开关完成的。如果在测试过程中控制装置卡住了,任务专员能否帮助飞行员将其拨回原位?飞行员能否在现场清晰地解释需要采取的措施?
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贝尔 429 驾驶舱控制面板,左上角为液压开关
具体操作指导
现在我们可以进入更具体的方面。以下是针对 MCF 各方面的一些重要建议。
检查单与程序
如前所述,MCF 需要遵循规范,在启动时使用常规检查单,而不是依靠记忆去操作一长串开关。务必准备好制造商提供的 MCF 程序。正如 G-EZJK 事故所揭示的那样,使用“定制”或本地程序进行 MCF 测试存在诸多风险。
锥体和振动测试
表面上看,锥体和振动测试似乎相当枯燥乏味。飞行员只需达到并保持设定的速度,工程师便会运行计算机程序来获取数据。然而,飞行员需要考虑一些重要问题:
直线飞行 - 测试设备需要一段稳定的直线飞行时间来采集数据。通常情况下,它还需要保持水平飞行。空域是否足够?如果需要连续飞行多个测试点,飞行员是否希望在完成一半测试点后返航,以更高效地完成飞行任务?接下来几分钟的飞行路径是否畅通无阻(云层、交通等)?
高速测试点 - 在某些飞机上,最大平飞速度是其中一个测试点 - 切勿逞英雄!在扭矩极限的基础上留出一定的余量,以应对误差/湍流。
振动 - 我们将在另一篇文章中介绍如何报告振动问题。
地面滑行测试
对于有轮飞机,通常会对起落架、转向和刹车等相关系统进行测试。这正是渐进测试的典型例子。如果直接从最大地面滑行速度开始测试刹车,可能会发现刹车失效!这可能需要你在不太理想的地点进行计划外的起飞。因此,请先进行低速测试,并始终做好起飞准备(例如,如果刹车不对称导致偏转时)。
滑跑着陆是一系列相关的测试。飞行员需要为刹车失灵(起飞并中止)或刹车抱死(起飞!)的情况做好准备。同样,逐步接近全速测试点可能是更为谨慎的做法。如果一个轮子无法自由滚动,导致飞机向一侧偏转,会发生什么?务必提前做好应对准备!
发动机系统测试
发动机系统测试的范围很广,从简单的自动功率检查到爬升至 10,000 英尺(3,050 米)以检查 N2 基准设置是否正确。测试可能涉及功率选择手柄或油门的移动。所有这些测试都存在超出极限或在极端情况下损坏发动机的风险。
操作发动机控制装置
在测试过程中,每次移动发动机控制装置时,“安全”的移动方向必须始终是本能的。这可能意味着将油门减速至慢车。对于大多数采用扭转式油门把手的直升机来说,“拇指向下,油门向下”的原则适用于左手握持油门的情况。
在 EC135 T 发动机动力系统测试中,一项名为“优先喷嘴检查”需要手动拧油门过中立位,达到接近极限值的高功率设置。然后迅速将油门关闭至最小,以检查发动机是否会熄火。曾发生过几起飞行员误将油门打开导致发动机烧毁的事故。因此,在此操作中,进行空转练习(手远离油门)是明智之举。幸运的是,赛峰集团现在推出了一种新的自动化程序,只需选择一系列互不相关的发动机开关即可自动完成测试(类似于超级马里奥游戏中的作弊码)。
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过去曾有因 EC135 T 优先喷嘴检查中油门操作不当而导致发动机烧毁的案例。未经培训和练习,切勿尝试此操作
飞行中调整功率基准
在某些飞机上,飞机的基本参数(例如 N2 基准设置)对飞机的运行极为关键。如果设置错误,发动机在某些飞行条件下(例如在高空,空气稀薄,发动机需要高速旋转以压缩足够的空气)可能会超限。测试方法可能包括爬升到如此高的高度,并检查 N2 参数的最大值。
N2 调整
在 EC135 上,P2/T2 和 P2+/T2+ 发动机的这项测试需要先平稳爬升到约 10,000 英尺(3,050 米)的高度,之后由工程师在飞行中使用螺刀调整基准点。在这些型号上,调整装置会同时改变两台发动机的 N2。在安装普惠发动机的飞机和安装透博梅卡发动机的飞机上,操作略有不同,但基本原理是:工程师松开一个锁紧环,然后用螺刀调整电位器来设置新的基准点。
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驾驶舱顶部左侧的 N2 调节电位器(P1/T1 型号每台发动机各有一个)
2018 年 4 月 5 日,一架注册号为 G-POLA 的 EC135 P2+ 直升机(注 16)正在进行包括 N2 调整爬升在内的 MCF。当驾驶舱左座的工程师试图调整电位器时,电位器突然损坏,导致两台发动机都降至最低 N2 设定值(完全失控)。此时,飞行员遇到了紧急情况清单中未提及的状况 - 双调速器故障。他试图通过旋转油门过中立位来手动控制发动机,但不幸的是,他无法移除阻止油门移动的红色护罩,导致油门无法移动。
由于高空飞行,飞行员戴着厚手套,无法移动防护装置。幸运的是,工程师设法重新调整了损坏的电位器,稳定了 N2,飞机最终安全返回。英国航空事故调查局(AAIB)的报告提出了许多建议,但最引人关注的是将未来的测试限制在 TRI 和 TRE。这是否意味着其已被视为 A 级检查?
油门护罩起源
顺便说下,油门护罩是在 EC135 P1 发生两起事故后引入的,这两起事故中飞行员在飞行中无意间移动了两个油门,导致两台发动机超速(分别是 1998 年 12 月 3 日的 N44NY [注 17]和 2006 年 5 月 30 日的 N601FH [注 18])。在安装普惠发动机的 EC135 上,一旦油门离开中立位,发动机就会立即进入手动模式。早期的 PW206 发动机需要特定的操作程序才能将其恢复到自动模式。不幸的是,2018 年 7 月 7 日 N312SA(注 19)发生了几乎相同的事故,因为当时油门的切换并非强制性的。
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注意油门顶部的红色护罩,它可以防止意外加大油门
低速测试
MCF 的低速测试阶段通常是为了确定侧向和向后飞行时的操控性能是否正常。如上所述,飞行员应做好应对故障的准备,并针对测试过程中可能发生的严重故障制定应对方案。因此,必须采用渐进方法,并选择临近且视野开阔的着陆区域。
测试点通常包括逐步增加给定速度或偏航率以测试飞机。速度是指飞机在空中的速度。如果需要紧急着陆,地速越低越好。因此,所有测试都应逆风进行,或至少包含一定的逆风分量。例如,在 15 节的风速下,30 节的测试点只需要 15 节的地速。对于后向测试点,这一点尤其适用。
动力失效后的恢复
如果发生动力失效,首要任务是尽可能以最低的地速平稳着陆,避免侧移。对于极低的侧向或角偏移率,飞机可以直接停在轴线上着陆。一旦速度超过约 10 节,应利用“风向标效应”使飞机与地面运动方向一致。这种方法比使用“动力脚蹬”来调整飞机的额外潜在功率更为有效。如果条件允许,应该在模拟机中进行练习。
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高速侧飞中发动机失效后的恢复
飞机向后飞行时,如果以较大的速度向后急停,很可能导致飞机在改出过程中机头下俯。此时应允许飞机略微爬升,以便向前一段距离。
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后向恢复
对于原地转向,停止转向可能需要大幅度踩下脚蹬(尤其是安装涵道式尾桨的飞机)。但请记住 - 涵道式不会失速 - 根据需要把脚蹬踩到底以停止偏航。如果“动力脚蹬”踩得过猛,可能会出现扭矩峰值。驾驶美国/意大利/德国直升机从右转停止时需预判此情况。
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罗盘校准
罗盘校准可能相当温和,但对于粗心大意的人来说,也可能导致侵犯空域或动态翻滚。
空中罗盘校准
空中罗盘校准可能需要大半径盘旋才能校准姿态航向参考系统 (AHRS)。测试序列开始时的定位应考虑飞机在测试过程中顺风漂移的方向。
地面罗盘校准
地面罗盘校准可能涉及多次按 30 度增量在精确航向上重复着陆。每次着陆航向都必须精确到 1 度以内,且要迅速起飞和着陆,这可能会带来很大压力。可能导致起落架与硬质地面摩擦,或轮胎承受过大的侧向载荷。在极端情况下,在起飞前过早踩下偏航脚蹬可能会产生过大的侧向力,从而在起飞过程中产生明显的侧倾。慢而稳才是致胜之道!
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EC135 在草地上进行罗盘校准
高速测试
高速测试点可能是锥体和振动测试项目的一部分,也可能是操控性测试点。无论如何,都应谨慎通过测试点,注意发动机的限制以及任何辅助设备的速度限制(例如探照灯、雨刮器或DV 窗)。
应考虑动力失效的应对方案。在这种飞行条件下,一台发动机突然失效会导致另一台发动机承受极大的压力。快速拉平可以迅速降低动力,但同时也应考虑转弯或爬升以帮助快速降低速度。
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高速飞行时应做好应对动力突然失效的准备
高空测试
如前所述,高空测试应规划在管制空域之外进行,这可能需要使用不同比例尺的航图或调整电子飞行包(EFB)的设置。此外,10,000 英尺(3,050 米)(国际标准大气温度)高度可能非常寒冷(-5摄氏度)。应穿着合适的衣物,但如果厚手套会影响正常操控,则不宜佩戴(参见G-POLA事故)。
需要考虑的一个棘手问题是火警。在 10,000 英尺(3,050 米)的高空,发动机或驾驶舱起火会带来棘手的难题。从 10,000 英尺下降所需的时间相当长,这可能会使火势有足够的时间造成严重损坏(参见我们关于 2023 年 8 月 28 日 N109BC 事故的文章:),甚至导致机组人员丧生。虽然使用降落伞飞行是可行的,但这通常仅用于研发试飞。
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乘坐直升机携带降落伞(和氧气瓶)飞行是可行的,但通常不是商业运营人的选择
更实用的快速下降方法是练习高速转弯自转下降。在这种飞行状态下,以最大自转速度、大坡度飞行,下降率可以非常高,只需几分钟即可到达地面。这可能就是能否在火灾中幸存的关键!
自转
现在回到较为平稳的自转,MCF 自转的要求因机型而异。和以往一样,飞行员的注意力应该集中在可能出现的问题上。
第一个关键点是飞机可能无法自转!旋翼桨距或总距校装错误可能导致无法达到所需的桨距。反之,旋翼超出上限的倾向也可能非常高。因此,采取循序渐进的方法,并在发现无法自转时能够迅速返回基地,才是明智的计划。
零速自转也能带来乐趣!
某些机型对自转 MCF 有特殊要求。例如,在“小羚羊”直升机上,需要一个零速自转测试点,飞行员需要向左 90 度脚蹬转弯,以确认最小脚蹬止动装置已正确设置。此操作超出了正常飞行范围(因此属于 A 级 MCF!)。实际上,一旦熟练掌握了进入和退出该操作的技巧,它就没那么令人兴奋了,但对于新手飞行员来说,绝对不是一件容易的事。
异常和应急系统测试
应急系统测试可能带来诸多新的风险。例如,H125 直升机液压系统操作可能导致失控(参见 2017 年 11 月 7 日 VH-BAA 事故 [注 20])。EC135 直升机的发动机训练模式测试,如果未按正确的开关顺序操作(例如,在未预位训练模式的情况下将发动机转速降至慢车),很容易导致发动机损坏。MCF 飞行员需要确保他们拥有足够的训练经验。
进入异常/紧急状态
任何为了测试系统而故意降低飞机性能的情况都应经过充分培训。对于教员,这可能已经包含在培训计划中(例如手动油门练习或液压故障培训),但对于非教员 MCF 飞行员,应仔细培训如何为了测试让飞机正确地进入异常状态。
退出异常/紧急状态
从异常状态中退出的培训应该更加严格,因为在极大的压力下可能需要采取正确操作。在VH-BAA 事故中,由于教员对场景设置不当,系统可能需要两次开关选择才能恢复正常功能。对于 MCF,系统应该能够以最小的努力恢复正常。
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VH-BAA 坠毁事故
飞行后报告
呼 - MCF 终于完成了。该回家了。还没完呢!
从 MCF 返回后,无论成功与否,都必须以清晰的方式将结果传达给工程团队。通常会有一个适用的标准表格来报告数据和通过的测试点。但当出现问题或感觉哪里不对时,就需要人与人之间的有效沟通了。
对 MCF 最可靠的报告方法是返回后与工程团队进行沟通,并随后撰写书面报告。对于间歇性或边缘性故障,书面记录对于未来的可追溯性至关重要,也能让下一位飞行员有充分的机会判断故障是否已排除。
结论
对于简单的锥体和振动测试来说,MCF 可能相当简单甚至有些乏味,但测试中一些关键点的隐蔽故障和系统失效却能让飞行员心跳加速,带来一些挑战性的飞行体验。希望这些要点对 MCF 新手和经验丰富的飞行员都能有所帮助。
注:
13. N911KB:
https://aerossurance.com/safety-management/mx-error-misassembly-ec135/
14. N3280M:
https://aerossurance.com/safety-management/too-rushed-to-check/
15. N805AR:
https://aerossurance.com/safety-management/aar-fatal-s61n-dual-power-loss/
16. G-POLA:
https://assets.publishing.service.gov.uk/media/5f5a315d8fa8f51061921ebf/EC135_P2__G-POLA_12-19.pdf#:~:text=Additional%20information%20can%20be%20found,adjusted%20N2
17. N44NY :
https://aviation-safety.net/wikibase/30823
18. N601FH:
https://aviation-safety.net/wikibase/44117
19. N312SA:
https://aviation-safety.net/wikibase/213017
20. VH-BAA:
https://www.atsb.gov.au/sites/default/files/media/5778384/ao-2017-109_final.pdf
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来源:Post Maintenance Flight Tests – How to avoid fatal traps. By George Williams. Rotary Wing Geek, 05 January 2026.非原文配图及视频来源于网络。
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