冬天直升机安全驾驶需注意事项

张掖丹霞通用机场有限公司2019-03-13 13:48:51

       在冬季使用涡轮发动机直升机有各种各样的问题,在使用上有不利方面,也有受到限制的方面,但对功率来说大为有利。比如:阿利森250桟18涡轮轴发动机(317SHP),当外界大气温度(OAT)从1SA(国际标准大气)下降1℃的话,功率约增加1%,也就是,OAT是0℃的话,功率约增加15%。

  本文主要介绍有关结冰和乳白天空等现象及使用上注意事项。

  一、冬季使用时应注意事项

  (1)冬季寒冷时,飞行前检查要快速进行,特别是飞机停在室外时更要注意冻结。

  (2)寒冷时,燃料易污染,应该予以注意。油箱内的湿气会因低温而凝缩,变成水分,所以在飞机停在室外时最好是将油箱装满燃料,而且在飞行前要比通常多放出些燃料,以确认无水分。

  (3)发动机启动前,先用手扳转主旋翼4~5次,确认发动机内部和主旋翼旋转部位是否冻结、凝固住,若凝固住或冻结时,一启动发动机,旋翼就被卡住,发生异常噪声,旋翼转数/分比通常还要低,这时应马上中止启动。

  (4)要确认整个飞行控制系统是否正常,在室外停留时,特别要确认旋转斜盘、液压伺服阀、各铰链及U形夹是否冻结。

  (5)寒冷时天气容易出现急剧变化,必须准确掌握天气实况和预报后再飞行。比如,在飞行中遇到雪、阵雨时,目视飞行(VFR)就不可能了,为应付它们就必须安装必要的仪表和系统。

  二、结冰

  在飞行中直升机发生结冰很复杂,给飞行性能和机能上会带来各种影响,对此必须注意。

  冰最重要的是要看当时的外界大气温度的露点。气温在0℃以下时,大气中的水滴过冷却(液体不冻结,但冷却到凝固点以下),并根据其大小和含水量不同而产生各种类型的结冰。结冰程度,根据液状的含水量和产生1cm厚度结冰的飞行距离可大致分为弱结冰、中度结冰和强结冰三种。

  就发生结冰的云来看,有两种类型的云:

  (1)层状云(层积云和层云等)

  这种云,结冰率及其程度几乎是一定的,不过,即便是少量的结冰率,因长时间飞行也会成为大量结冰,这一点必须要注意。

  (2)积云状云(积云和积雨云等)

  这种云不稳定,一旦遇到它,短时间内结冰就增多,非常危险。因此,对这种云飞行时要回避。

  欧洲直升机法国公司AS332L1机上随意安装有结冰探测系统。这种结冰探测系统的功能是:一旦有冰附着在探测敏感部,就会逐渐覆盖住由场致发光二极管发出的红外线光束。这种覆盖一旦达到所示最大容许结冰量的预臵水准(预先设定的水准),加热循环开始工作后就会溶解附着在敏感部位上的冰。结冰一消失,红外线光束就恢复到原来的发光状态并开始新的循环。

  这样反复循环后,结冰期间的计测时间决定结冰程度,并显示在仪表板上的指示器上。

  1结冰类型

  冰因发生、形成的状况不同,其形状及危险程度也不同。冰的类型大致分为:树挂型(不透明雾冰)、粗冰型(半透明雾冰)和雨淞型。

  直升机的表面温度在0℃以下时,饱和点以上的所有水蒸气被叫做霜,成白色结晶冰,附着在机体表面上。直升机在冰点温度以下的室外停留一晚上时,这是经常能看到的现象。

  在这种情况下,飞行前必须完全除掉机体各部位,特别是附着在旋翼桨叶和水平、垂直安定板上的霜。

  霜附着在窗上,不仅影响能见度,还妨碍刮水器的工作。另外,让在高高空飞行中冷却的机体下降到某一高度时,有时大气中的湿气在防风部位和非加热面上附着成霜,影响能见度。

  2机体结冰

  在结冰下使用的直升机上要备有能随意安装的各种除冰和防冰系统。

  根据欧洲直升机法国公司AS332L1机的销售小册子介绍,该机是最早在结冰气象下也能够安全飞行的首架直升机。一般说直升机成流线形,一旦安装上IFR飞行用系统等,因不合体浮囊等而摇摆起来。更严重的是,在结冰气象下飞行的话,这些机外系统上结冰后,机体重量和空气阻力增大,需要更大的发动机功率,甚至有时不能维持所需高度和速度。

  贝尔206B--3直升机,如果安装适用微粒分离器的话,在结冰气象下也可飞行,但有条件限制。也就是说,如果在下雪和暴风中连续飞行经过1.5小时的话,着陆一次后要实施目视检查雪和冰的附着情况。假若无附着,可再连续飞行1.5小时。

  3旋翼桨叶结冰

  多数直升机在结冰气象下性能有某种程度的下降,但仍具有继续飞行的性能。可是,主旋翼桨叶结冰直接影响直升机的适航性能,有时是危险的。

  主旋翼桨叶是旋转的翼,结冰的影响度与固定翼航空器的主机翼相似,不光会引起桨叶面的片流脱落、升力减少及重量和阻力增大,而且还会突然增大振动负荷和旋转状阻力,为维持调定的总距(升力),需要更大的发动机功率。

  各桨叶的全长出现均等结冰时,如果是轻微结冰的话,直升机能维持适航性,非均等时,一方桨叶旋转面和他方桨叶不同,在旋翼桨毂和桨叶就会发生较大的不均衡,使振动和驾驶员操纵上产生较大的反馈力。它如变得异常大时,就会给变矩连杆、旋转斜盘和扭力臂等增加超负荷,非常危险。

  从旋翼桨叶结冰过程来看,在桨叶上通常有下列两种类型中的一种冰附着、增大:

  (a)层流型结冰

  这种冰是在非常低的温度下,水滴以低速碰撞在桨叶等上面时产生的。此时水滴马上结冰后在边缘形成层,这种冰层对旋翼桨叶和安定板的形状不会造成太大改变。

  (b)喇叭型结冰

  这种冰是在外界大气温度在0℃以下的低温时,水滴以高速碰撞在桨叶等上面时产生的。此时水滴在结冰之前在翼型表面流动形成喇叭型的冰且不断增大,大大改变桨叶和安定板的形状,非常危险。

  4发动机结冰

  若是涡轮发动机,附着、推积在进气道的冰,因为吹散后会被吸进发动机内,所以是非常危险的,而且因减少空气流量而造成功率下降。为此,在直升机涡轮轴发动机上用油料和压缩空气加热进气道周围来进行防冰,还要安装过滤网、进气格栅和微粒分离器,以防止吹散的冰和雪侵入进气道。

  在贝尔206系列直升机上安装的偏导箱(挡雪板)就是为在下雪中减少雪进入发动机进气系统,保证飞行的装臵。

  这种偏导箱和微粒分离器一起安装,在微粒分离器上作为进气过滤器总计使用了281个元件。

  这些过滤器元件各自都具有涡漩室,流入的空气通过涡漩室而成涡流,几乎所有的雪和污染异物都因离心而被吹到管道外侧,送到过滤器底部。而且通过被送到过滤器的压缩器放气,使这些微粒异物从过滤器两侧的3个孔穴被排出机外。

  因为微粒分离器开口部很小,所以如果是湿雪,还存在一些问题,为此,必须把偏导箱安装在进气整流罩上。

  三、乳白天空

  所谓乳白天空是指直升机在积雪地和雪山附近飞行中或在积雪地起飞和着陆时,由于旋翼下洗流而产生雪烟,周围变成一片白色,什么也看不见的一种现象。

  直升机主旋翼诱发的乳白天空通常是在起飞或着陆时在地面附近发生,特别是在松软的雪地上作超低空飞行时,产生雪烟后方向全然不知,本打算向某一方向飞行,但实际上是停止,或者向他方向飞行。其结果会导致操纵失误,发生事故。

  1雪的状态

  雪因地区和外界大气温度的不同而变成各种各样的形状,或逐渐变坚硬或融化后随即结冰等变为各种状态。

  为了解雪的状态,最好以下列准则为参考:

  (1)外界大气温度在-20℃以下时的新雪,通常不变坚硬而成松散的状态,而且在无障碍物宽畅的地带,风速达到10节以上时,雪被吹飞,并在有树木和沟坎的地带积聚起来。

  (2)被日光照射3天以上的松散雪会形成层状,这种层状的深浅因日光照射的时间而变化。在阴天气象下不可能形成雪层。贝尔206系列直升机的主旋翼下洗流不会破坏、吹散雪层,但贝尔212和412系列大型直升机,在同样条件下会把雪层破坏成小雪片。

  (3)根据人的足迹可以判断雪的状态。雪中足迹深表示雪松散,此时着陆时会吹飞雪,并产生乳白天空。如果人不沉下去,能站在雪上的话,这种雪可视为层雪或冰雪。

  (4)如果主旋翼下洗流产生雪烟,也就是产生乳白天空现象的话,要用乳白天空的操作技能来操纵。

  下面再看一下有关在积雪地使用直升机的问题。

  空中滑行

  直升机在悬停中因产生大主旋翼下洗流,所以在积雪地带发生危险的乳白天空,因此,在离地之前需提升一点总距(升力)吹飞直升机周围的雪。

  空中滑行速度要使用有效转移升力速度(由于前进速度的增加,流入住旋翼的空气量增加后将增加升力的速度,一般在15kt左右)物的话,要以接近垂直上升的姿态起飞。

  作为起飞操作,首先提升总距增加功率,决不能在离地之前让机体前进,完全起飞并用足够的功率开始上升。

  随着开始上升,被吹飞的雪量增多,或许一时失去地面目标,但要确保飞行方位和机体姿态,一旦脱离雪烟,不要进入通常的上升形态。

  着陆

  在积雪上着陆时,为避免机体卷进雪烟,一般在雪烟前飞行。

  雪上着陆的基本操作,首先在开始进近之前要确认着陆地点的积雪状况、地形,特别是有无倾斜和障碍物,这一点很重要。

  如果在事先选好的地点(踏硬的雪上)着陆,最好以低前进速度接地,但决不允许在未经整治的雪地上加大前进速度后接地。

  在进近时使用最小功率,若进近航路上无障碍物的话,推荐用小进近角进近。如果需要大进近角,应在接地点上无地效(OGE)高度之前进近,接着最好垂直悬停下降。下降率因雪的状态而不同,也就是,在非常松散的雪上着陆时,由于以低下降率下降,雪被吹飞,要边确认地面目标边接地。