直升机的山区飞行

《直升机的山区飞行》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直升机的山区飞行（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、直升机的山区飞行山区飞行的概况影响直升机在山区飞行的因素，总的来说有飞行高度、 山区地形、气流情况和气象条件。飞行高度 飞行高度对直升机山区飞行的影响主要表现在以下四 个方面：由于随着飞行高度的升高，空气密度会逐渐减小，所以 大气压力也随之减小。在近地面大气层中，海拔高度每升高10 0米，气压约降低95毫米汞柱（mmHg）。在高 空大气层则小于这个数值。随着飞行高度的增加，空气密度 的减小，直升机发动机的可用功率就会减小，旋翼的效率也 会减小，直升机的操纵性也会变差。随着飞行高度的升高，大气温度也会逐渐降低，到一定 高度后，导致直升机结冰的危险就会增加，尤其是在靠近云 底和在湿度大的空域飞行时

2、。直升机的最大飞行速度也会随飞行高度的增加而降低， 其表速是随空气密度和温度的变化而同步变化的。高空飞行 应注意避免剧烈的飞行动作，还应注意避免在结冰条件下飞 行。通常，风速会随海拔高度的增加而增大。在摩擦层？ 15 0 0米?以下，风向变化较大；在摩擦层以上，风随高度的变 化较有规律。飞行中应注意掌握气流的变化规律。山区地形山区地形对直升机飞行的影响主要表现在，可供飞行使 用的外界参照物较少和着陆场地较为复杂。飞行中可用的外界参照物少了，飞行员判断直升机的运 动趋势就比较困难。例如：无地平线可供参考，飞行员要保持直升机一定的飞行姿 态就比较困难，如图1所示。对高度、距离和角度也不好判断。为此

3、，飞行员可以试着发现一个假设的水平面，如图2所示。不仅参照物少了，而且还会受到地物的影响和干扰。当 直升机接近山坡或垂直的岩壁飞行时，由于受到地物的影 响，飞行员会产生速度大的错觉，尤其是在顺风或下降气流 区域中飞行时，飞行员受此干扰就更明显。此外，纵向山坡也会影响直升机的飞行。当直升机贴近 较缓的一段山坡爬升时，飞行员会无意识地减小速度，这就 会使直升机机动飞行的能力降低，安全脱离危险的余地就会 减小。为保证飞行安全，飞行员应采取的应对措施是，首先应 该坚信速度表、高度表、升降表的指示，同时应加强对外观 察。山区场地对直升机的着陆影响较大，飞行员操纵也较为 复杂。这是因为着陆场地通常处于侧向

4、或纵向的山坡上，在 这种场地上可能着陆的位置有：山顶、山脊、侧坡、谷底、 山口和山凹等。这些场地与直升机场相比既不平坦，也不规 则。山区气流掌握山区气流变化的规律，是直升机在山区成功飞行的 重要因素。为此，必须认真研究在不同的地形表面气流流动 的情况。下面我们将分别对近地气流的状况、不同地形对气 流的影响、湍流和下降气流进行探讨。首先，来看看近地气流的状况。地表附近的气流层在受风力和地形影响时极易发生变 化，气流在流经障碍物时，其中的一部分被扰动就会产生移 动的空气旋涡和湍流，见图3。在某些条件下它们的共同运 动会产生滚筒状气流，其方向是不固定的，见图4、5。在收缩状的山谷或山口附近，则会产生

5、文氏效应，见图6、7。其表现是气流速度会加快一至二倍，它会使空气静 压减小，从而造成高度表的指数偏大。综上所述，可以得到这样一个结果，即障碍物的迎风面 处于一个相对平静的上升气流带，背风面则处于下降气流 带，而且还可能存在湍流和滚筒状气流，如图8所示。再来看看不同地形对气流有什么影响。单座山脉地形产生的影响是：当山坡规则而平缓时，上升气流较为平缓；气流在通过 山顶后，则变为下降气流。这些气流通常是规则的，但有时 也可能出现状态复杂的湍流，见图5。当气流流经山势很急、山脊突出的山脉时，气流的流动 趋势基本不变，但在凹地和断层处会产生很猛烈的湍流，见 图9。山地扰动气流的强度，与风速的大小、风向同

6、山脊的交 角和地形特点等有关。风与山脊的交角近于直角，山越陡峭， 风又大时，扰动气流不但很强，而且其厚度和宽度还相应增 大。在一定风速条件下，在背风坡还会出现滚筒状气流。直 升机在这种气流区内飞行是非常危险的。由于在背风坡中形 成的云多呈荚状或滚筒状，并总与山脉平行，很少移动，所 以它是判断这种气流的重要标志。群山地形产生的影响是：气流在这种地形运动，往往会产生一系列的滚筒状气 流。尤其要注意的是，在较高的一座山气流流动的前方第一 座山，理论上本应出现上升气流，但实际上却是来自较高那 座山的下降气流，如图10所示。孤立的山峰产生的影响是： 一部分气流流经山的侧面，上升和下降气流都将减缓， 但通

7、常在逆风面垂直方向上存在着一些滚筒状气流，如图4 所示。山脉产生的影响是：受到影响的气流范围较宽。上升气流在距山脉相当远处 就有了，下降气流在流过山脉以后，相当远处才会消失。上 升气流和下降气流的强度也较大，风速可达15米/秒至2 0米秒，在近地面1000米高度以下的大气层中，强度 最强，向上很快减弱。通常，山脉对气流产生影响的区域， 在垂直方向上为山体高度的3至5倍，在水平方向上情况则 比较复杂，没有一定的规律，如图11所示。气象条件实际上以上讨论的受各种地形影响出现的种种气流情 况，也属于气象的一部分内容，以下将着重谈谈对飞行影响 较大的湍流和下降气流的问题。湍流也称乱流、涡流，是空气的一

8、种无规律旋转运动。 按照湍流的成因，主要可分为机械湍流、热力湍流、剪切湍 流和尾流湍流4种。当风穿越或绕过地面上的固态物体，如 高山、山丘、建筑物、树木或其他物体时，均会在其背面产 生湍流，这就是机械湍流。风力越强，障碍物体越大，则湍 流越强，扩展范围越广。湍流和下降气流一样，对直升机安 全飞行威胁很大，加上直升机在山区飞行又常会遇到湍流和 下降气流，所以不容忽视。首要的是要避免飞入山体背风面 一侧。由于猛烈的湍流会造成直升机短时失控，例如当进入急 剧下降时，后行桨叶将会产生气流分离而导致失速。为防止 出现这种情况，一方面在飞行中应保持表速为经济速度，这 可减小旋翼拉力的不对称现象和后行桨叶失

9、速的危险，使用 较低的桨距值也可减小桨叶失速的可能性。另一方面，在作 目测下滑飞行时，应使用大下滑角下降的方法来接近山头或 山脊，避开湍流区。通常，下降气流的速度会大大超过直升机的上升速度， 即使直升机使用所有的剩余功率，仍然会继续下降。因此在逆风进入 下降气流区时，要防止地速过小，直升机停滞不前。当下降气流区无湍流时，飞行速度应保持在经济速度的 15倍，以尽快脱离下降气流区，同时应防止过多丢失高度。当下降气流区存在湍流时，在湍流区中飞行，应调整并 保持经济速度，以获得最大的可用功率。如果下降气流较小， 可保持速度为15倍经济速度。在向山头、山脊作目测着 陆飞行时，应保持较大的下滑角，以避免湍

10、流区的影响。这里要着重强调的是，对山区气流的研究，虽然可使我 们对山区飞行中有利的地带和不利、危险情况有所了解和认 识，但并不能完全反映出飞行中可能遇到的情况。因为复杂 的地形会产生完全不可预料的情况，加之山区天气的快速变 化，情况就更加复杂多变。例如，昼间的日照和山区的气流， 有可能形成空气和云团的垂直运动，也可能会出现暴风雨， 并伴随发生冰雹及直升机结冰等危险情况，因此，为确保飞 行安全，飞行员应该有这样的认识和准备，即在任何地方都 可能遇到湍流和下降气流，从而在飞行中始终保持高度警惕 和谨慎。山区的机动飞行直升机在山区飞行，与地形和风的影响有很大关系，所 以在进行机动飞行时，应遵循以下安

11、全原则：1 与山坡保持平行而不应正对着山坡飞行，以便在需 要时可及时进行脱离飞行，见图12；2保持经济速度以得到最大的安全余度，因为此时的 剩余功率最大；3避开那些能预见到的危险地带，如下降气流区，尤 其在飞机功率有限时；4对山脊顶部风速的加强以及它对直升机造成的偏 移，要有足够的预见性。见图12。下面我们就不同的地形情况来谈谈直升机的机动飞行。在山坡地形进行机动飞行通常应沿着纵向山坡飞行，这样可有效利用上升气流或 热上升气流，并有可能随时脱离。在山坡地形寻找上升气流，可通过观察风的情况、日照 区、烟尘上升和鸟类飞翔等来判断。热上升气流住往是局部 性的，在受日照的陡坡峭壁上更为明显。应谨慎、试

12、探性地 去寻找。如有两个山坡可供选择时，先试探一个，没有上升 气流时再去试探另一个；在两个山坡都没有上升气流时，应 选择便于脱离的山坡飞行。在存在上升气流的山坡上飞行，可以4 5度的夹角侧向 接近山坡，见图13。当风很强时，夹角应更小一些。沿山 坡飞行时，应注意机体漂移，风总是把飞机吹向山坡和下降 气流的一侧，不要只偏重于对侧方的观察，应看清楚前方的 山和突出的山体，如图14所示。要进行掉头时，应在山谷 上空转弯，如图15所示。当需要获取高度时，可采取往复 转弯的上升方式。在山坡地形作机动飞行，还应避开下降气流区，如图16、1 7所示。当直升机进入下降气流区域后，将不可避免 地损失高度，并会产

13、生令人不安的下坠感觉。如果在保持经 济速度和发动机最大功率状态下，仍不能维持高度时，应立 即设法脱离，否则是非常危险的。在作脱离飞行时，如从较陡的山坡上转向山谷或脱离山 坡，不应依据直升机与地面的相对运动来判断速度，这样误 差较大，必须依据空速表的指示来判定。脱离后，如果当速度刚大于经济速度，且操纵有效，就 不应试图远离山坡；如果转向后直升机的状态仍没有立即好 转，那只好等待进入湍流区再行处置；当直升机已经位于谷 底时则不能下降高度；如果直升机无法脱离下降气流，而且 很靠近地面时?谷底，凹地?，应选择周围相对最低的场地作 为迫降场，并使直升机迎坡着陆。穿越山脊的机动飞行在任何情况下，都应在高于

14、山脊并与山脊侧向成4 5度 以上夹角的条件下，穿越山脊。而且要防止在穿越山脊之前 改变飞行线路。顺风穿越山脊（如图18所示），当高度不够时，可以通过上升来获取高度。但由于顺风 的原因，在通过山脊时应注意直升机与地面相对速度的增 加，也就是说飞行员会感到地速增加。在条件不具备的情况下?不要试图强行通过。还应预计到 风的强度和可能的变化趋势，以及进入山的背风面所受到的 下降气流的影响。逆风穿越山脊（如图19所示），穿越前?应避免在靠近山脊的下降气流区为获取高度而 进行上升飞行。穿越时?为避免飞入下降气流区域，应在高度 上留有充分的裕量。总之在穿越飞行时应避免强行通过。在 条件不具备或情况危急时，应

15、尽早脱离。在狭窄的山谷中机动飞行在狭窄的山谷中飞行有许多不利条件。主要是： 在山谷中飞行时没有可用作参考的地平线； 会受地物和纵向山坡的影响?可参考前面所述?； 在出现意外情况需要进行处置时?可用的空间有限； 有许多人工或自然的障碍物，尤其是难以发现的电线， 对飞行安全威胁很大。为确保飞行安全，飞行员应把握住以下方面：如图2 0所示，避免在山谷的正中央飞行，应在产生上升气流的那一侧山坡上飞行，以便为掉头留出最大空间；如果任务需要，直升机在下到山谷后应尽早重新上升和脱离；由于不易判明地速和会受到坡地的影响，应经常检查速 度；如果进入的山谷是“死胡同”，直升机就无法掉头，所 以应尽早脱离山谷，如图

16、2 1所示。飞越山口（如图2 2所示）由于山口特有的扩散形状，会使风的强度增强，通常还 会产生上升和下降气流，尤其以下降气流更为显著。即使在 无风或微风的情况下，在山口也常常存在不容忽视的气流。 由于尖峭的山壁和岩石阻扰了气流，山口还会产生强烈的湍 流。所以与前述山坡飞行、狭窄山谷飞行和穿越山脊飞行相 比，山口飞行的难度较大。为此，在飞越山口时，应留有足够的高度余地；应靠向 并沿着邻接斜坡的那一侧，而不应沿着山口中心线飞越；由 于要确定进行18 0度转弯的位置点较难，所以在需要脱离 时不能犹豫，应当机立断；还应避开由尖峭的岩石所产生的 强湍流区。靠近山区飞行直升机在靠近山区飞行时，飞行高度应高于那些将首先 飞越的山脊；注意随时检查风的情况和变化，并依此