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1、分类号 编号中国人民解放军陆军航空兵学院毕业设计（论文）技术报告课题名称： 浅析直升机在城市中的飞行安全学员姓名 施 杰专 业 飞行与指挥班 级 直一11指导教员韩旭鹏2009年02月论文题目：浅析直升机在城市中的飞行安全作者：施杰指导教员：韩旭鹏内容摘要：本文介绍了直升机在城市中飞行的特点，重点分析了城市地形、飞行高度、城市气候等因素对飞行安全的影响，并根据城市特点对空中出现特 情的处置方法做了进一步的分析。关键词：直升机城市安全TITLE:An alysis Of Helicopter Safety Flight In The CitiesAUTHOR :Shi JieTUTOR:Han
2、XupengABSTRACT:This articledescribesthe helicopterflightcharacteristics in the cities.A nalysis focused on the urba n terrai n,flight altitude,urba n climate and other factors impact on flight safety.A nd in accordanee with the characteristics of urban cities,makingthe furtheran alysis of the dispos
3、al methods to the special air circumsta nces.KEYWORDS :elicopter city safey0引言11直升机在城市中的飞行特点 21. 1直升机飞行的特点21.2城市气候对飞行的影响31.3 能见度对城市飞 行的影响42预防直升机在城市中飞行发生危险应注意的问题 52.1如何在城市复杂地形中保证飞行安全 52.2 保持高度是安全的重要保证 62. 3机动飞行的注意事项83空中特情的处置方法研究93.1 空中出现特情的原因分析93.2 出现特情的处置方法 1 14结束语 1 2参考文献 13浅析直升机在城市中的飞行安全0引言当今世界经济飞
4、速发展，直升机依靠其自身的高效性及高机动性已逐渐被 人们所接受。民用直升机也逐步进入人们的生活，它不仅有力地推动了全球经 济的快速发展，而且极大地改善了人们的生活品质，一个国家民用直升机的拥 有量已成为衡量其经济实力和发达程度的重要标志。在直升机进入人们生活， 提高了人们生活品质的同时，直升机在城市中的飞行安全也成为了人们最关心 的热点问题。本文就针对直升机在城市中的飞行安全做了一系列的研究分析， 重点分析了直升机在城市中飞行安全应注意的问题，并对特殊情况的处置方法 做了一定的总结。准确地掌握这些方法，对于保证飞行安全，顺利完成各项任 务具有十分重要的现实意义。飞行安全是完成飞行任务的基本前提
5、，只有确保了飞行安全才能在飞行这 条道路上走得更远。下面首先分析一下直升机在城市中的飞行特点。1直升机在城市中飞行的特点1.1直升机飞行的特点所谓直升机就是依靠发动机驱动旋翼产生拉力、纵横向力、操纵力矩重 于空气的航空器。从飞行特点上来看，直升机具有较高的机动性。它可以原地起降而不受场 地限制。另外，它还具有高效性，它相对于其它交通工具要更加迅速、快捷等。高机动性直升机的起飞方式较其它飞行器不同，它可以通过增大发动机功率带动旋 翼增加旋翼拉力，从而使直升机垂直离开地面上升高度。并且在功率允许的范 围内，直升机可以在任何一个高度上保持位置方向不变的悬停状态。这相对于 其它飞行器需要借助一定的速度
6、才能起飞就具有较高的机动性能。另外，直升 机在一定的高度上保持悬停的同时还可以通过改变尾桨的拉力而改变直升机的 方向，使其可以从任何一个方向进行增速飞行。这些在城市中飞行都是十分重 精彩文档要的条件。在城市中起飞，楼房、电线杆等高大建筑分布各处，若从地面通过增加速 度而起飞，很可能在起飞过程中与建筑物发生碰撞。因此，能从一定高度增速 这就十分必要了。另外如在楼群之间起飞，还要调整起飞方向，而直升机的旋 停转弯性能有效地解决了这一问题。由此可见，直升机所具有的飞行特点是极 易在城市中飞行的。直升机的高效性在速度方面相比与其它的交通工具，直升机的速度完全超过了它们。例如直一11型直升机的最大飞行速
7、度可以达到 278公里/小时，这相比与汽车、火 车的速度都要快捷。另外，对于两点之间线段最短，汽车、火车等受各种地形 条件的限制，很可能再行进过程中要走很多的弯路，有时甚至需要绕道而行， 这些都极大程度的占用了行程的效率。而直升机就可以完全不用考虑这些问题。 在城市中飞行，只要保持一定的飞行高度，便可从起点直线直线飞到目的地， 这样就大大缩短了在行程中所需要的时间。由这两点可以看出直升机相比与其 它的交通工具具有很强的高效性，能大大地提高人们的工作效率。1.2城市气候对飞行的影响城市中人群居住较多，是人口十分密集的地方。由于人口密度较大就导致 整个城市的气温相比与城市周边人口较少的地区要高出很
8、多。随着空气温度的 升高，造成了气温水平分布不均匀，这就会引起热力扰动气流的形成。而在飞 行过程中受到这种扰动气流的作用便会使直升机发生颠簸、摇摆以及局部抖动 精彩文档等现象，这些现象称为颠簸。颠簸按照其强度可分为弱、中、强三个等级，它 对飞行安全的影响是十分严重的。首先，颠簸时仪表受到不规则的震动，指示 常会发生一些误差。特别是在颠簸幅度较大，直升机忽上忽下变动频繁时，由 于仪表指示往往落后一些，升降速度表、高度表、空速表等全静压系统仪表的 指示都会产生较大的误差，不能准确反映出瞬间的飞行状态。此时若依靠仪表 飞行，就可能带来一些不良后果。其次，颠簸时飞行高度、速度以及飞行状态 都会发生不规
9、则的变化。颠簸强烈时直升机高度的变化可达数十米以至数百米， 这样就会给飞行员操纵直升机带来很大困难，需要用很大的精力来保持飞行状 态，因而体力消耗大易于疲劳。最后，一般颠簸对于直升机结构影响不大，但 是如果直升机长时间受到强烈颠簸机体的某些部位（如旋翼、尾桨）就可能产 生变形甚至折毁。由此可见，颠簸对于直升机来说是十分危险的。另外，城市中建筑物、街道、广场起伏变化大，扰动气流强烈，“城市风”的影响大。在高大建筑物背风面往往有下降气流区，在街道拐弯和出口处有涡 流区存在。在街道上空，往往风向风速不稳定，这些都是空气流经粗糙不平的 地面或障碍物时形成的扰动叫动力扰动气流。它同样可以引发直升机颠簸而
10、发 生危险。1.3能见度对城市飞行的影响能见度是指视力正常的人，在当时的天气条件下，能够看清楚目标物轮廓 的最大距离。以千米或米为单位。能见度与飞行活动密切相关，它是决定飞行 气象条件简单或复杂的依据之一，也是决定能否飞行的重要依据。而影响能见 精彩文档度的基本因子有：目标与背景之间的亮度对比和大气透明度。目标和背景之间的亮度对比人们观测目标时，是通过目标物和衬托它的背景之间的亮度来鉴别的。所 谓亮度对比，就是观测者所感受到的目标物亮度和背景亮度之间的差值与两者 之中较大的一个亮度之比，以 K表示。K的数值在0 1之间，若K=0，就无 法看到目标；若K=1，目标物看得最清晰。在城市中飞行就是进
11、行空中能见度 的观测，通常以城市地面为背景，而建筑物与地面亮度差异较大，所以空中较 容易辨认。132大气透明度我们观测目标物时，在观测者与目标物之间隔着空气，由于空气分子和其 它微粒对来自目标物和背景的光线有吸收作用，使这些光线到达观测者眼中已 经减弱。另外，气层本身受到各方面光线照射后也有一定的亮度，这个亮度会 自然地附加在目标和背景的亮度上。在大气中，很多天气现象都可严重影响大 气透明度。主要有：雾、风沙、浮尘、烟幕、降水、吹雪等，这些天气都可能 在城市中飞行时遇到，从而影响城市飞行的能见度；影响视觉使地标不容易找 到；影响直升机的起飞和目测着陆；影响目视飞行等。进而就可能造成迷航或 飞行
12、员产生错觉等飞行事故。使飞行员精神紧张，操纵不当而发生危险。另外，由于能见度差，空气中的杂物较多，空气质量不高使发动机吸入大 量湿气和微小颗粒等杂物影响发动机功率，使飞行阻尼增大，从而对直升机的 飞行安全具有一定的影响精彩文档2预防直升机在城市中飞行发生危险应注意的问题2.1如何在城市复杂地形中保证飞行安全直升机经常在高楼林立的城市中遂行各类飞行任务，而我们通常所说的城 市飞行是指城区低空、超低空飞行，可以说城区飞行是超低空飞行中的一个特 例。因此，超低空飞行特点也适用于城市中飞行。在城市中飞行，由于建筑物的高低起伏不定造成地形起伏变化较大。因此 地面效应在城市中飞行不便于被利用。在高楼林立的
13、城市中起飞着陆时，虽然 直升机具有较高的机动性，但由于起飞着陆场地面积小，净空条件差，多采用 垂直起飞着陆。起飞增速和着陆消速的下滑线都比较高，这就要求直升机的剩 余功率大，飞行载重要小一些，目测要更准确，操纵要更柔和。高楼间飞行时, 也要注意观察好高楼间的距离，防止旋翼与之发生碰撞。另外，遇到电视塔、超高摩天大楼等建筑物时，一般采用转弯避开而不飞 跃。因为直升机在城市中飞行，许多障碍物可能造成直升机飞行员的视力障碍， 只有飞过这些建筑物后才能发现其它高大建筑物。而城市本来建筑物之间的间 隔就不大，当发现时可能已经很近，如果这时仍然强行飞越时，必然要过急过 量的上提总距使直升机使用较大的功率来
14、保持一个较大的上升角。在剩余功率 不是很多的情况下，过急过量的上提总距就可能导致直升机旋翼失速，使直升 机振动、掉高度、操纵性变差。从而未能飞越障碍物而与之碰撞发生事故。因 此如遇高大障碍物时通常转弯避开而不飞越。2.2保持高度是安全的重要保证高度是保证飞行安全的重要因素之一，不论是在任何时候是否保持好规定 的高度都能直接影响到飞行安全。特别是在城市这种地形十分复杂的地区飞行, 高度的保持就显得更加重要。221起飞、着陆中高度的作用直升机在城市中起飞和着陆多数在楼顶进行，由于楼顶的面积及周围的环 境等因素就给起飞和降落带来很大的困难。首先是直升机在悬停时保持稳定比 较困难。一般楼顶平台面积都不
15、大，直升机悬停时，视线所看到的地方很可能 是楼下，这样一高一低就不好确定直升机的位置和离地高度。这就要求机组协 同，分工明确。一人集中注意力保持好直升机状态和位置，一人帮助观察障碍 物并提醒高度。这不仅要求个人的飞行技术十分过硬，对于机组人员的协调一 致的配合也是十分重大的考验。显然楼顶悬停属于直升机的精确悬停。其次是 直升机机在楼顶起飞增速后，机头飞离楼顶，飞行员视线看到楼下地面，可能 产生高度增高的感觉。如果下放总距修正，就可能导致尾梁、尾桨碰到楼体， 进而发生事故。在下滑消速过程中，由于飞行员视线由地面转到楼顶，会产生 高度下降过快的感觉而补总距进行修正。这样就可能导致直升机到达楼顶上空 高度过高。这时如果放总距垂直下降接地过程中，直升机下降率过大很可能造 成涡环而发生危险。最后在起飞着陆过程中，如果周围有更高的建筑物，需要 进行无地效垂直起飞或着陆时，飞行员对周围高大建筑物的高度应做准确地掌 握和了解。在起飞过程中，飞越障碍物时不要过多的上提总距，防止发动机剩 精彩文档余功率不足而造成直升机旋翼失速。在着陆消速过程中飞越障碍物时不要因视 觉误差而提着总距不放，导致直升机到达着陆场地上空时高度仍很高，再进行 下降时，下降速度过快而进涡环。这些都可能对直升机安全造成危险。222飞行中高度的保持直升机在城市中飞行，要保持好最基本的安全高度。由于城市地形十分复 杂，在飞行
