固定翼飛機失去動力可以滑行,直升機如果失去動力了,一定不能利用動能和勢能實現降落嗎?
可以自轉著陸:Autorotation
簡單說即如果直升機的高度、前向速度等允許,可以減小collective pitch(總距),在下滑過程中旋翼被氣流吹著轉動,將能量儲存在旋翼中,此時直升機兼有前向速度和接地速度;在接近地面時「先拉起機身仰角減速但保持總距不變,將近懸停高度時恢復水平姿態避免尾翼撞擊地面,最後才拉起總距降落」(來自駱勁松的評論),降落時仍然兼有較小的垂直速度和一定的前向速度,直升機不是垂直降落的,會在地面上滑出去一段。
自轉著陸不但發動機失效可以用,尾槳失效也可以用。但完成條件相對苛刻,相比固定翼飛機的滑翔著陸(漂降)算是比較難的技術動作,事故發生在低空低速下也是沒有辦法。操作上對技術要求很高,特別是最後拉機身那一下,拉早了維持不了升力直升機直接「砸」到地上,拉晚了直升機直接帶著下降速度墜地。在下面的視頻中也有陸航的飛行員提到,關鍵是及時前推並減總距,要不然無法成功實現。實拍武直十演練空中停車緊急迫降視頻一張不錯的圖片:Autorotation Training in a Black Hawk by Justin Balinski / 500px
可以從連續曝光的照片中黑鷹的間隔看出來接地前速度在減小。鄙人前兩次作答態度不夠認真,答案也十分不嚴謹,而科學是容不得一絲馬虎的,人的天職在於用於探索真理。故潛心學習之後,編輯答案3.0版本如下
首先回答題主問題,直升機失去動力了,是可以利用動能和勢能實現降落的。
直升機失去動力,原因是發動機空中停車(或者發動機傳動機構脫開),是很嚴重的飛行險情。直升機與固定翼飛機不同,它是靠旋翼旋轉產生升力而起飛,並使直升機前後左右運動。發動機是直升機的心臟,其工作過程為:空氣經進氣道進入壓氣機受到壓縮,增壓後的空氣流入燃燒室與燃油混合形成均勻的混合氣並進行燃燒,燃燒後的高溫、高壓燃氣流過燃氣發生器渦輪時膨脹做功,推動渦輪轉動,而燃氣發生器渦輪又帶動壓氣機和有關附件工作,燃氣從燃氣發生器渦輪流出後,溫度和壓力仍然較高,流經自由渦輪時,繼續膨脹,推動自由渦輪旋轉,自由渦輪通過減速器和功率輸出軸向外輸出功率,從而帶動旋翼和尾梁工作。
發動機停車的原因有以下幾種:
1)燃油系統氣塞、結冰、堵塞或燃油耗盡;2)潤滑系統故障;3)發動機內部機件故障;4)空中操縱錯誤5)發動機進氣不良或進氣道結冰
一般直升機都是雙發或者三發,輸出功率大,直升機載重量大機動性好,而且遇到某台發動機停車時可以採用應急狀態進行單發飛行,保證直升機安全返回降落。也有小型直升機是單發設置,發動機的工作可靠性是極高的。飛行中,旋翼在失去發動機帶動之後,利用其原有的旋轉動能和直升機的位能,仍可保持穩定旋轉,這種現象就叫旋翼自轉,飛行員利用旋翼自轉中產生的拉力,仍可操縱直升機進行垂直下降或滑翔。
旋翼自轉的基本原理
我們常看到從樹上飄落下來的樹葉,受到相對氣流的作用,會出現一面下落、一面旋轉,而且下落的很慢,此為樹葉的自轉下降,在垂直下降中旋翼的自轉和直升機的運動也是如此。發動機帶動旋翼工作時,旋翼旋轉產生拉力帶來直升機的運動,而在旋翼失去發動機帶動後,直升機的下降運動又反過來帶動旋翼的自轉,也就是說,旋翼自轉是由於直升機下降運動加上原有旋轉動能的結果。為便於理解,先分析槳葉微段(葉素)所受的空氣動力情況。
發動機帶動旋翼工作時,流過槳葉葉素的相對氣流合速度與旋轉面的夾角即來流角是正值。葉素的升力和空氣阻力在旋轉面上的投影方向相同,其和為葉素的旋轉阻力。因此在通常的飛行狀態下,由旋翼槳葉各葉素的旋轉阻力所形成的旋轉阻力距,必須由發動機傳至旋翼軸的扭矩來平衡,才能保證旋翼穩定旋翼。發動機空中停車後,因旋翼突然失去發動機帶動,轉速和拉力勢必要減小。直升機在其重力作用下,飛行高度會不斷降低。由直升機下降運動形成的自下而上的相對氣流,其速度大於旋翼誘導速度。這時,相對氣流速度自下而上斜向指向槳葉葉素,槳葉來流角變為負值。因葉素所產生的升力與相對氣流合速度垂直,故葉素的升力向前傾斜。此時升力在旋轉面上的分力由原來指向後方變為指向前方,由此旋轉阻力作用變成拉著旋翼繼續旋轉的動力;而這時由空氣阻力形成的旋轉阻力仍力求阻止旋翼旋轉。當旋翼各片槳葉的葉素升力和空氣阻力在旋轉面上的投影取得平衡時,旋翼就能在自下而上相對氣流的作用下保持穩定旋轉。這就是旋翼能夠自轉的基本原理。飛行員在飛行中遇到發動機停車,應該冷靜面對,採取果斷措施,控制直升機進入自轉,在30度俯角範圍內選擇迫降場地,進行自轉著陸。以下的操縱流程以左旋直升機(從上往下看旋翼旋轉方向,順時針為左旋,逆時針為由旋)在50米高度高度以上前飛時發動機停車為例
高度50m以上
迅速將總距桿放到底,向左壓駕駛桿,蹬左舵。下放總距桿後,因總槳距減小,各片槳葉的槳葉角相應減小,穩定自轉所需要的迎角也減小。這樣,直升機以較小的下降率下降,有利於保證旋翼順利進入自轉。用總距桿調整旋翼轉速(下放總距桿轉速增加,上提則減小),將旋翼轉速控制在92%~96%的最佳轉速範圍內。操縱駕駛桿將速度調整為120km/h,高度允許時轉向逆風或右側風。高度25m
後拉駕駛桿,使直升機處於上仰姿態,控制仰角約為20到25度。後拉駕駛桿,旋翼的氣動合力向後傾斜,能夠減小直升機的前飛速度,發動機發生故障的高度越低,前飛速度越大,越要儘早後拉駕駛桿。高度8~6m
開始上提總距桿,減小直升機下降率。上提總距桿,使旋翼所有槳葉的槳葉角同時增大,產生的拉力也增大,能夠減小直升機的下降速度高度3~2m
繼續上提總距桿,進一步降低直升機的下降率,同時前推駕駛桿,減小直升機上仰姿態,使仰角約為3~5度。如果上仰過大,直升機著陸時會導致尾部觸地,損壞尾槳或者造成尾梁折斷高度1~0.5米
操縱直升機擺好著陸姿態。機身不能以下俯的姿態接地,否則著陸效果跟汽車撞牆差不多,保證直升機觸地後能向前滑行,可以消耗衝擊載荷,原理跟人從高處跳下時要往前翻滾一圈一樣。機身不能有坡度,如果直升機傾斜,接地時就不能保證起落架正常觸地,起落架在著陸中的緩衝效果發揮不出來,同時著陸時帶側滑容易導致機身翻倒。速度盡量控制在10~20km/h。接地後迅速將總距桿放到底,不要向後拉駕駛桿。將總距放到底,減小旋翼升力,避免因旋翼還在旋轉,產生的升力使直升機再度離地。如果後拉駕駛桿過多,旋翼槳盤向後傾斜,槳尖很容易打到尾梁,甚至削斷尾梁,造成人為故障,到時維修直升機花費較大
前面所講是直升機在高度50米以上發動機空中停車後,進行自轉著陸所採取的操縱流程。實際情況中發動機可能在任何時候罷工,比如50米以下3米以上,操縱動作與上文所述稍有不同,或者3米以下高度時發動機停車,那就只需擺好著陸姿態就行了,其他的動作也來不及做。再者還有無地效空中旋停,水上迫降,夜間發動機停車,自轉著陸操縱流程都會有區別,這裡就不一一列舉了。發現這樣一個專欄,可以關注一下,講的還是很細的。
http://zhuanlan.zhihu.com/helicopter/19620582那些說不行的還說得看起來很有道理的真是給跪了orz....
我的專業不是旋翼機,不好亂說原理這裡從適航角度說一下(適航就是一個國家能否允許一個飛機的條件)
這個問題學適航專業的同學可能答的比較對口,直升機適航審批里有一個科目,就是考察直升機在空中發動機停轉之後是否能依靠旋翼自傳安全著陸。
也就是說,不是直升機一定不能靠動能勢能轉換安全著陸,而是通過適航論證,換句話說就是你看得到的允許生產使用的「所有」直升機都可以在發動機停轉之後依靠旋翼自轉安全著陸!!
不能在發動機停轉之後安全著陸的直升機是不合格的!!在足夠完成反應的高度上,直升機如果失去動力可以通過調變速箱後依靠旋翼自轉,把勢能轉化為升力完成備降,而且需要著陸距離很短。
所以直升機最怕的不是停發,而是斷軸或者變速箱失效。
這情況劉德華主演的某部電影里有情節描寫,劉帥哥扮演的殺手用器材狙擊槍打斷了對方直升機主軸,然後就沒辦法了。【帥哥槍法真好】當直升機有足夠的速度或者足夠的高度(兩者滿足其一,具體值忘記了),即可產生足夠升力完成可控降落一次。
你玩過「竹蜻蜓」么?
航模里的直升機有個動作叫熄火降落,應該和真機停車後的自旋著陸是差不多的道理。
當航模直升機切熄火開關後電機或者發動機不提供動能,所以保持大槳轉速是很重要的,高度較高時將螺距打至-2°左右,通俗的說就是當直機下沉時氣流可以吹動大槳使其保持同方向的轉速,用勢能換槳動能。同時控制好姿態,在直機快要接近地面的時候,推螺距,真機里也就是提總距桿,來增加大槳提供的升力,減緩下降速度使飛機平穩降落。在航模直機的熄火降落中最後一刻推螺距的時機和推的速度,推的大小都是十分重要的。因為螺距一旦推上去槳動能會迅速減弱,所以只有一次機會(反正我練這個摔了好多次機),推早了快了多了飛機都會竄起來這個時候基本就是炸機了!…………………………萌萌噠分割線
600已經被我賤賣了 最後放張我們航模隊的700壓壓驚好了
直升機自旋著陸自轉著陸—在線播放—優酷網,視頻高清在線觀看直升機無動力迫降分析 AS350自旋著陸—在線播放—優酷網,視頻高清在線觀看直升機無動力迫降分析 AS350自旋著陸https://www.youtube.com/watch?v=MvMcsJTOYI0
圖片來源於網路,如有侵權,請告知,本人定會刪除。
其實固定翼飛機也不一定可以滑翔迫降,碰見殲十這樣的靜不穩定型的飛機,沒了動力就會像一個鐵疙瘩一樣掉下來??
完全可以,前面有答主提到了autorotation(自旋著陸),基本表述的很完整了。
我想補充一下,在航模直機愛好者中,有一個動作叫超轉(overspeed),就是可以通過在高空熄火時,利用向上的氣流給大槳加速實現的,基本原理和自選著陸相似。
熄火後,調整飛機旋翼面攻角,最大不要超過-90度,最小不要低於-60度,螺距根據不同機型和旋翼面攻角確定,一般在-4度以上,最終效果是飛機能夠筆直的快速俯衝,同時大槳加速,落地的一瞬間能發出雷鳴般的超轉聲音,此時副螺距可以打滿,可以聽到爆槳聲,同時調整尾巴方向,切入自選著陸。
我來說一個身邊的例子。個人第一次參加南極科學考察(28次),卸貨是通過雪地車和ka32直升機進行的。在中山站卸貨十來天,按照計劃第二天忙活的很辛苦的我們就去中山站玩一天。這天晚上,一個去駕駛台忙活的隊友跑到我們住艙說出事了,直升機弔掛貨物去中山站,空機回來的路上,駕駛台喊不到直升機了,雖然航線中有一段是中山站和雪龍傳通過無線電都叫不到直升機的,但是時間過去太久了。
然後全船停下一切正常活動,並慎重組織人員去探查、營救。
聽去找的隊員說,路上就看到了正副機長向回走了,聽說五六十歲的機長安然無恙。個人在二層醫務室邊上看到了包了頭的年輕副機長。後來聽說直升機在空中出了問題後,機長努力控制整個飛機傾斜九十度,讓機翼正對著地面,然後墜落的時候起到緩衝作用。從出問題到出機艙,副機長完全沒有記憶。全部憑回憶寫出來的,一切以官方記錄為準。相關新聞報道http://lt.cjdby.net/forum.php?mobile=1mod=viewthreadtid=1287433後來用了很大的努力把殘骸送到了中山站,換南極航行回來的時候送回了雪龍船,帶回國了。去過三次南極了,中山站的補給兩次(30、32)全是靠直升機,冰麵條件差,雪地車完全沒法跑。直升機駕駛員、機械師的確很辛苦!另外長城站用小艇補給也很危險,希望以後能走額外補助。不專業的給你說,是可以的,不專業是因為我不記得是哪裡看到的,但是這是真的可以的,
自轉著陸,但是!但是有條件的!在直升機動力衰減低轉速警告燈亮,此時高度不低於600英尺速度不低於65節迅速放總矩頂桿增速保持,然後在40英尺拉平消速度,在距離8英尺時候頂桿推平時把總矩拉到最高位,解釋一下,通常直升機旋翼轉速在400-500轉每分鐘,這時候動力衰減或者停車了旋翼轉速還有的嘛。雖然不能支撐它本身了,但是迫降還是沒問題的,說了這麼多,道理都懂,可是做的時候就沒這麼簡單了
看末日崩塌去
自旋降落
如果高度不高還是可以的,如果很高的高度掉下來乘員會被摔死,儘管旋翼自轉是可以起到一定的緩衝作用。固定翼飛機也不見得都可以靠滑翔迫降,五、六十年代的戰鬥機通常都比較愛搞兩倍音速以上的高速飛行,很多超音速戰鬥機為了減小飛行阻力把機翼弄的又小又薄,這種飛機要是失去動力就很鐵塊一樣直接掉下來,空中滑翔這種事情想都別想。
有沒有聽說過有種直升機飛行訓練科目叫雙發停車?
推薦閱讀:
※波音和空客誰的翼尖技術更強,為什麼?
※直升機是否可以像 GTA 5 一樣部分操作變為 WSAD 2468?
※飛機在一個發動機停止運轉的情況下安全迫降的技術難度有多高?
※戰鬥機能不能用直升機從高空起飛?
※很多航空公司服務都不錯,為什麼國泰會被評為最佳?