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1、15.1 直升机的起飞方法通常，直升机在垂直离地 23 米后稍作悬停，则转入斜爬升前飞。在有风情况下，直升机是迎风起飞，这是因为，根据相对运动原理，相当于直升机以风速飞行。如上述，直升机需用功率随前飞速度的增加而快速减小，迎风起飞，发动机剩余功率更多些，爬升速度更大些，起飞更安全。此外，迎风起飞直升机的稳定性要好一些。由于直升机常常要在其它运输工具不能去的地方执行任务，其起飞环境可能相当复杂，所以，应视起飞场地面积大小和场地周围有无障碍物、大气条件、起飞场地高度和飞行重量的不同，一句话，应视剩余功率的多少，而采用不同的起飞方法。主要的起飞方法有：A. 正常起飞直升机对准风向停在场地上，启动发动
2、机，飞行员加大油门、提总距，直升机垂直离地 23 米悬停，飞行员略作检查之后，则推杆前飞、爬升。正常起飞飞行航迹如图 5-1 所示。Tyx2 3 米2 5 米。 oftakeL图 5-1 正常起飞飞行航迹如果因场地原因，在起飞前直升机又不能对正风向，那么飞行员不得不在侧风或顺风情况下起飞，此时就要考虑侧风或顺风的影响。-侧风起飞以右旋旋翼为例，若在右侧风下起飞，由于机身横截面大，机身阻力大，和迎面来风相比，直升机需用功率要大一些；同时，尾桨处在相当于旋翼垂直爬升的状态，尾桨需用功率大，整个直升机需用功率又增大。这就意味着发动机剩余功率小。此外，在风的作用下，旋翼顺风的方向倒，即吹风挥舞，为克服
3、此挥舞，飞行员要向右压杆；为平衡侧风产生的向左阻力，旋翼还需右压杆，产生向右分力，使操纵变得复杂化。如果风速和风向不稳定，尾桨的推力也在变，为保持航向和横向平衡，要对尾桨和横向操纵随时进行修正，使得操纵更加复杂。因此，直升机应尽量避免在侧风下起飞。-顺风起飞在顺风悬停时，直升机后带杆，风越大则后带杆量越大；若重心靠前，为克服旋翼升力垂直分量对重心所产生的低头力矩，则后带杆量还要大一些。在从悬停转前飞的过程中，纵向操纵经历从后带杆到前推杆的过程。后来风，直升机的稳定性比较差。直升机允许的最大后带杆量决定了起飞时的最大顺风风速。尾桨的操纵范围决定了起飞时的最大侧风风速。起飞时所允许的最大风速，是直
4、升机的性能指标之一，直升机飞行员手册中都有明确规定。2在地面，旋翼的反扭矩由尾桨拉力和机轮摩擦力所产生的力矩共同平衡。在起飞离地过程中，随着旋翼升力增加，机轮对地面的压力减小，机轮摩擦力减小。机轮离地瞬间，机轮与地面间的摩擦力突然消失，由它产生的力矩也突然消失，这时旋翼反扭矩完全由尾桨拉力来平衡，此时容易出现航向摆动，飞行员要及时修正航向，特别是在侧风情况下。直升机在垂直离地的过程中，是旋翼从较强的地面效应到较弱的地面效应，再到无地面效应的过程。根据地效原理，也是直升机需用功率逐渐增大的过程。为了保持直升机相对地面的位置，为了保持直升机的平衡，飞行员要不停地修正各个操纵。B. 地效起飞关于地面
5、效应的原理将在第九章阐述。直升机处在地效作用范围内，产生同样的升力要比无地效时需用的功率小；或者说，同样的发动机功率可使旋翼产生较大的升力。地效起飞就是利用这一特点起飞的。当发动机剩余功率小时，直升机离地后，在 1.02 米高度上，不是转入斜爬升，而是在地面效应范围内水平增速。随着飞行速度的增大，直升机需用功率降低，当出现剩余功率时，直升机便由邻近地面的水平飞行逐渐转入爬升。此时，有了剩余功率和备份操纵量，直升机就容易保持平衡和实施所需的机动。使用此种起飞方法，应密切注意，直升机增速时不要向前推杆太多，以免下掉高度，并在一开始就使用发动机起飞功率，这样剩余功率会大一些。早期的直升机安装的是活塞
6、式发动机，剩余功率小，多半采用地效起飞。C. 滑跑起飞即像飞机那样滑跑起飞。当直升机剩余功率相当小，不能垂直离地时而采用的起飞方法。滑跑时，发动机处于最大功率状态。沿地面滑跑，在滑跑中增大直升机运动速度一直到需用功率小于发动机可用功率为止。第一阶段增速可保证直升机离地，在 1.52 米高度上水平飞行中进行后一阶段增速，一直达到有利上升速度。这时直升机才能上升到所需的高度。 在地效起飞和滑跑起飞都要避免过大增加总距，以免需用功率增加过快。滑跑起飞仅限于轮式起落架。D. 垂直起飞离地并在地面效应范围以外垂直上升。当起飞场地受到高障碍物的限制和发动机剩余功率很大时才能采用此种起飞方法。采用此种起飞方
7、法，飞行员应柔和增大总距，使直升机转入垂直上升，同时要特别注意发动机转速，以避免因提距过大而掉高度。高出障碍物 23 米后，直升机转入平飞增速并爬升。应当指出，采用此种方法起飞，保持直升机平衡时是相当复杂的，显然，只有技术水平非常高的飞行员才能做到这一点。E. 机场类型由于直升机能到各种地方去执行任务，所以直升机起飞、着陆所用的机场类型比较复杂，归纳起来可分为下述三种类型：（1）无障碍机场-（2）直升机机场-供直升机起飞、降落、停放和组织、保障飞行活动的场所；（3）直升机平台-供直升机起降的高架场地，如楼房屋顶、舰船甲板、钻井平台、拖车平台等。5.2 爬升35.2.1 起飞航迹为保证直升机安全
8、起飞，直升机是按一定航迹起飞的。在第六章自转飞行中，将要介绍高度-速度（H-V）图，即回避区。回避区分为高速回避区和低速回避区，直升机起飞是在二者之间的通道中飞行，见图 5-2。因为在回避区内一旦发动机停车直升机将产生严重后果。低 速 回 避 区高 速 回 避 区飞行通道飞 行 速 度飞行高度0图 5-2 起飞通道直升机起飞、悬停，然后转入前飞、加速，在此阶段必然通过小速度区，通常小速度 。hkmV/5020如第三章所述，在悬停状态空气流从上到下通过旋翼，由于在旋翼上、下表面形成压力差，气流形状宛如一漏斗状。在前飞时，诱导气流还是从上向下通过旋翼但尾迹向后倾斜，随着飞行速度的连续增加尾迹连续向
9、后倾斜，在悬停时建立的稳定流转入前飞加速时就要重建，在旋翼涡系重建过程中是不稳定的，致使振动增大。振动的大小还与飞机重量有关，飞机越重，振动越大。此外，这一振动的大小与持续时间还与加速速率有关，加速越慢，振动幅值越大，持续时间越长；所以在飞行中要快速通过这一区域。直升机从某一速度减速到悬停状态时，即所谓的消速飞行，由于要从前飞涡系重建悬停涡系也会出现振动大的现象，而且其振动幅值大于加速状态。直升机在起飞加速过程中，究竟到速度多大、高度多高才算起飞成功呢？这取决于发动机是单发、双发还是多发。一般来说，要飞出 H-V 图（回避区、危险区）的鼻部才算起飞成功。对单发直升机， 鼻部速度（起飞安全速度）
10、约为 90km/h 左右，高度约 35 米左右。如果在起飞的航路上有障碍物，那么加速到起飞安全速度时，至少应高出障碍物 910 米才算起飞成功。典型起飞剖面图如图 5-3 所示，图中给出正常起飞、垂直起飞和滑跑起飞的飞行剖面，当可用功率超过无地效悬停的需用功率，直升机就可进行垂直起飞和正常起飞，当直升机的可用功率小于有地效悬停的需用功率，直升机可使用滑跑起飞。4.起飞距离 （ 有地效悬停 ）滑跑起飞距离水平加速转 弯滑跑起飞垂直起飞可用功率大于无地效悬停需用功率机轮离地高度 1 . 5 3 米有地效悬停障碍物可用功率小于无地效悬停需用功率以固定空速，爬升功率限制安全高度图 5-3 典型起飞剖面
11、图带前飞速度爬升是直升机的基本爬升形式，如果条件允许，在所有情况下都采用这种型式起飞爬升。因为斜爬升比垂直爬升需用功率少，或者，在同样发动机可用功率下，比垂直爬升速度快。此外，与垂直爬升相比，斜爬升时直升机稳定性比较好，操纵余量也比较大，驾驶起来比较容易。对于装有双台发动机的直升机，在起飞航迹上，当飞行到起飞安全速度和安全高度后，一台发动机故障，利用另一台发动机加速到最大功率仍可完成正常起飞。此速度和高度点便是起飞决断点（CDP） ，见图 5-4（A ） 。此点必须在单发停车时的 H-V 图之外。起飞时，一台发动机在起飞决断点之前停车，必须停止起飞；在这个起飞决断点上和起飞决断点之后，可按一定
12、程序继续起飞。在以单台发动机向外爬升时，飞行航迹最小飞行高度不小于 ，与障碍物的最2H小距离不小于 ， 的大小取决于不同的任务要求，并由使用方提供。3H321,准备的着陆场地大小是根据放弃起飞的距离加上飞机的长度确定的，一台发动机不工作的着陆距离也必须加以考虑。着陆时，同样存在一着陆决断点（LDP） ，见图 5-4（B） ，一台发动机在着陆决断点之前停车，可继续着陆，或按一定程序，利用将另一台发动机加速到最大功率进行复飞。在这个着陆决断点上和之后，一台发动机停车，直升机必须立即着陆。准备的着陆场地大小是根据飞机通过 高度的点到飞机完全停止的距离加上飞机的长度确定的，适用这个距离1H的安全系数要
13、考虑许多因素，如跑道状况等。5*正 常 飞 行一 台 发 动 机 不 工 作C D P 1H22S准 备 的 着 陆 场 地3*L D P准 备 的 着 陆 场 地 1H2（ B ）（ A ）H图 5-4 起飞、着陆临界决断点直升机在不同类型的机场起飞和着陆，其起飞和着陆决断点亦不同，表 5-1给出直 8 型机的数据。表 5-1 直 8 型机起飞、着陆临界决策点无障碍机场 直升机机场 直升机平台临界高度 30m 15mCDP 临界速度 hkmVTOS/280 0临界高度 40m 30m 30mLDP临界速度 75km/h 55km/h 55km/h直升机的最佳爬升率是在续航速度，因为在这个速度
14、剩余功率最大，因而可达到最大垂直爬升率。真实的续航速度随高度增加而有些增大，但为了便于驾驶，通常只用一个速度爬升。随着高度的增高，剩余功率越来越小，爬升率也越来越小，直至为零，此高度就是理论实用升限。实际上，是达不到理论实用升限，另外此升限也没有使用价值，所以一般规定爬升率为 0.5m/s 的那个高度为实用升限。显然，对同一架直升机，飞行重量越大，实用升限越低。在斜爬升时，一般采用发动机最大连续功率状态，因为用此功率可实现长时间的爬升、可得到较大的爬升率，只有在应急情况才使用起飞功率状态。在爬升时总距一直处在高位。因为在爬升时，有一股等于垂直速度的向下气流，使桨叶剖面迎角减小，为保持旋翼升力基
15、本等于直升机重量，就必须提总距，以补偿因垂直速度而减小的叶剖面迎角。5.2.2 在有高障碍物条件下的爬升在有些情况下，根据周围障碍物的情况确定爬升方式。在山地飞行的条件下，当直升机要从周围都是山岭和山峰的深谷处起飞时会遇到此种情况（见图 5-4） 。在这些条件下，或是从低谷垂直上升到一定高度然后向障碍物方向飞去（图 5-4 中 c） ，或是向较高的山岭上空飞行（图 5-4 中b） ，都要对准风的方向。当然，在某些情况下，还有可能采用第三种上升方式盘旋上升。但是，不是在任何时候都能采用此种上升方法的。向障碍物方向爬升时，飞行状态应符合两个要求：（1）飞行航迹与地平线所成的倾斜角，应在飞过障碍物时
16、的飞行高度比障碍物高出不低于 300 米；（2）上升时间应最短。6可以认为，这时不可能利用有利速度（续航速度）保持最大上升率上升。实际上，如果地形如同图 5-4 的地貌，则地平线与直线 A（山峰与起飞场地连成的直线）之间的夹角等于 14，这一角度大于以最大上升率上升时的爬升角，一般直升机的爬升角不超过 1012，为安全飞过障碍物，直线 A 还必须有一个不低于 300 米的高出量，为此，需降低前飞速度，沿直线 B 飞行。3 5 0 0 米700米3 0 0 5 0 0 米ACB124图 5-4 高障碍物条件下的爬升如果山峰或山岭的高度低于直升机的静升限，则飞行员可以在起飞后立即转入垂直上升，并在上升到接近障碍物高度时转入斜爬升。直升机利用这种方式上升时，要使曲线 C（见图 5-4）带有相当安全的高出量穿越山岭，但是垂直上升时上升率很小，持续的时间很长，只有到万不得已时才采用。然而，还会遇到下列情况。山峰或山
