[原創]從英國旋風相撞墜毀談編隊飛行

從英國旋風戰鬥機相撞墜毀談編隊飛行

據新華社報道,2012年7月1日,英國空軍兩架「旋風」戰鬥機在訓練中相撞,失去控制墜海,兩名飛行員跳傘成功(身負重傷),另兩名飛行員失蹤(後證明死亡)。經英國報紙揭露,這是英國皇家空軍近五年里第三起空中相撞失事空難,而去年美國空軍、加拿大空軍、巴基斯坦空軍、以色列空軍、阿根廷空軍、俄羅斯空軍、義大利空軍都發生過雙機相撞事故。難道戰鬥機編隊就很難避免雙機相撞的厄運嗎?

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本來戰鬥機飛編隊是再平常不過的事,並不是什麼高不可攀的技術,只要經常練習和謹慎操縱,絕大多數飛行員都能平平安安飛到停飛不出事故。但「常在河邊走,哪有不濕鞋」,老卡在部隊多年,就有戰友因雙機相撞而墜機,經驗教訓都經歷過。

一. 影響編隊飛行安全的主要隱患

1. 遮蓋長機

飛雙機編隊最大的安全威脅是僚機看不見長機。在做較複雜的機動動作時,僚機要緊緊跟住長機,首要的就是始終看到長機,一旦丟失是非常危險的。兩機近在咫尺,由於機身遮擋而看不見,相對速度又大,稍有不慎就會「貼」到一塊。記得1974年3月,老卡帶僚機飛空域特技,幾個動作下來僚機突然焦急得報告「看不到你了」,我馬上命令「穩住飛機不要亂找」,當時高度7000米,急上升動作剛剛改出,稍不留意就會相撞,僚機是改裝不久的飛行員。兩人誰也不敢亂動(這是要求),四下觀察尋找,我猛一抬頭,我的媽呀,他小子就在我頭頂上,巨大的飛機底部連鉚釘都看的清清楚楚,也就5-6米的高度差,老卡頃刻血脈衝上腦頂且一陣頭皮發麻,但仍平緩柔和的命令「不要動,我看見你了」;隨即推桿下降擺脫了困境。

一旦轉彎中僚機看不到長機,僚機幾條「鐵律」必須牢記並遵守:① 立即報告長機; ② 外側轉彎適當減小坡度、內側轉彎適當增加坡度、平飛保持高度;③ 嚴禁隨意改變高度尋找;④ 俯衝中轉彎要改平坡度並停止下降高度。根據經驗,僚機看不見長機,很可能被自己飛機遮擋了視線,先抬頭看看自己上方有沒有長機,沒有立刻按「鐵律」要求報告並處理。要求這麼嚴為什麼還會出問題呢?「面子」作怪,你想一旦報告「看不見長機」,全場全都知道你跟丟了,有些人寧肯自己找也不願意讓大家知道,找到了算你僥倖;而亂找就有可能發生意想不到的問題甚至相撞。

2. 沖向長機

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雙機編隊絕大多數時間是僚機在長機後面追趕,經驗豐富的飛行員始終保持合理的距離,做大動作時站位遠點,改出一瞬間馬上回到標準位置,長機/考官一回頭髮現你像「扁擔兩頭的水桶」跟得緊緊地非常滿意(成績5分)。但有時落得很遠追趕心切,猛加油門結果衝過了頭,再加上觀察不由自主向長機帶坡度,在慣性作用下很難減速,哪怕急速外轉彎規避也會沖向長機。正確處理方法:① 發現較早時要立即收油門,放減速板,反向壓桿消除交叉,取好高度差,從外側規避;② 上述措施不足以制止飛機沖向長機,第一位的是推桿/拉杆脫離,利用高度差衝過去,禁止繼續壓坡度轉彎修正;③ 若高於長機應拉杆從上方脫離,若低於或平行長機,則必須收油門推桿,從長機下方脫離;④ 情況緊急應該先處置脫離再報告;⑤ 長機可以視情況返航或繼續完成練習。

沖向長機大多發生在下列情況:① 高空編隊進入俯衝,僚機掉隊較多;② 單機或雙機起飛,空中追趕集合;③ 雙機疏開隊形穿雲,雲上發現靠攏集合;④ 雙機對地面目標輪番攻擊,做擺脫「地面炮火」機動後集合等。往往集合前距離較遠追趕速度較大。

3. 雙機起飛

雙機編隊起飛由於間隔小,時間緊迫,速度機動餘地小,一旦發生問題,處置較困難,也是雙機相撞的危險瞬間之一。有2種情況值得關註:

(1)輪胎爆破。如果僚機輪胎爆破較好處理,位置本來靠後直接收油門停車按單機特殊情況處理即可。但如果長機輪胎爆破,則長機必須加倍小心,① 一般單機起飛一側主輪胎爆破,除了飛機兩點滑跑馬上要離地可以繼續起飛以外,其他情況一律中斷起飛,對長機的要求就是保持好自己的滑跑方向;② 當右梯隊起飛,長機左輪胎爆破,僚機加強觀察正常起飛;③ 當右梯隊起飛,長機右輪胎爆破(長機很有可能急劇向右偏),僚機應該立即收油門、關車,停止起飛,由於滑跑速度大,注意主動避讓長機防止相撞;④ 當右梯隊起飛,兩點滑跑後段長機右輪胎爆破,僚機一般會沖前,則繼續正常起飛,此時千萬不要猶豫,否則兩機高速同時緊急中斷起飛,處置上是非常困難和危險的,十有八九會相撞;⑤ 僚機如何及時判斷長機輪胎爆破很關鍵,一般輪爆破會有大股青煙冒出還會有爛膠皮飛出,輪轂摩擦道面出火星,同時長機有明顯擺動和減速癥狀。

(2)僚機沖前。雙機起飛僚機沖前原因有:① 僚機飛機發動機新推力大,② 長機飛機推力大,為照顧僚機適當收小油門,結果僚機怕掉隊加油門較快。空軍曾有過起飛僚機沖前處置不當,撞掉長機機頭,僚機墜毀犧牲,長機受重傷跳傘成功的案例。其實,如果僚機沖前就按單機正常起飛,改由長機當「僚機」觀察保持間隔距離,到一定高度僚機再加入隊形,很簡單的。但致命的有如下錯誤處置:① 僚機滑跑發現沖前,就想收點油門等待長機(這是不允許的),決策失誤必定手忙腳亂,飛機蛇形滑跑,威脅長機起飛路線;② 僚機已經離地沖前,還不斷回頭觀察長機,無形中會形成坡度,向長機危險接近而沒有發現;③ 僚機已經沖前離地,理應正常起飛,結果僚機不自覺的收油門,想繼續跟隊,鑄下更大錯誤,因為低高度小速度飛機非常不安定,全靠發動機維持正常上升,一收油門等於斷了動力,極易造成飛機升力不足而墜地;④ 還可能有更離奇的錯上加錯,僚機沖前收油門(一錯),而按規定由長機擔任「僚機」繼續起飛,結果長機發現與僚機位置縮小(僚機收油門所致)以為自己速度大了,也收點點油門(二錯)保持隊形,造成「錯上加錯」,有可能雙雙失速墜機。有經驗的長機不會犯這種低級錯誤,他會加大油門,從外側遠離僚機的位置繼續起飛,並密切觀察僚機一舉一動,並適時給予提示,畢竟整個編隊飛行安全是由長機負責的。

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二. 編隊飛行的複雜性

1. 高速運動中僚機站位的被動性

關於物體運動力學有如下的表述:① 物體運動定律:慣性定律、力和加速度定律、作用力與反作用力定律;② 物體運動形態分:移動和轉動;③ 物體運動的平衡分:移動是作用力的平衡、轉動則為圍繞物體重心的力矩平衡。由此組成飛機在空中圍繞三個軸向運動:縱軸(飛機前進、加速、減速運動);橫軸(飛機上升、下降、平飛運動);立軸(飛機左轉、右轉運動)。作為雙機編隊,還有一個相對運動原理,僚機以長機為參照物,不管雙方實際速度大小、移動快慢、升降轉彎等,僚機的全部努力在於爭取長機處於「靜止狀態」或自己處於「靜止位置」。僚機編隊技術的最高境界,就是無論長機根據任務處於多麼困難複雜的飛行狀態(允許範圍),僚機都能始終處於自己應該的正確位置。總之,僚機以長機為參照物,你飛到哪我跟到哪,你拉斤斗翻橫滾我寸步不離左右。可見僚機始終處於高度緊張狀態,而且是完全的被動體,稍有不慎,輕者掉隊丟失長機,重者雙機相撞釀成大禍。

2. 僚機飛行員預判性最重要

由於僚機的被動地位,決定僚機要不斷調整與長機的「三維」空間感「距離、間隔、高度差」,只要有其中一項,飛機就不會相撞。例如距離和間隔為零但有高度差,說明雙機是上下重疊;如距離和高度差為零但有間隔,表示雙機為水平左右橫隊;若間隔和高度差差為零但有距離,則雙機保持水平直線縱隊隊形。所以僚機飛行員無論是加油門追趕、還是收油門減速,是壓坡度切半徑,還是反坡度甩半徑,都要有充足的提前量,我們叫「少量多次逐步修正」。以追趕為例:發現距離較大,要追趕絕不能加油門猛追,由於噴氣式發動機飛機增速和減速都不能立竿見影,有較大的遲緩性;你油門加上去了,未必很快見成效,這時千萬不能著急,企圖一下站穩位置;否則一旦飛機來勁了,可能一下沖向長機,想減速都來不及了;所以要加一點收一點,再加一點再收一點,讓飛機有追趕的趨勢,不行再加一點油門再收一點,直至穩穩站到自己的位置上。加多少減多少合適?全看飛行員的預判,經驗越豐富預判越準確,不管長機飛多難的動作,在跟隊中只要掌握「少量多次」原則,準確預判長機向哪裡運動,自己該用多大推/拉杆量、加/減多少油門,使整個編隊一氣呵成。地面其他人看到的是雙機上下翻飛整齊的隊形,而僚機飛行員卻在手忙腳亂的正招架著呢。就像「鴨子浮水,表面平靜,水下緊捯飭」。那種莽撞漢子一粗到底的蠻幹,不是好飛行員。

3. 編隊中暗藏的風險

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① 你的技術再好,編隊配合再好有些意想不到的風險還是存在的,例如「飛機尾流」影響是不可迴避的。上世紀80年代,義大利空軍表演隊在德國拉姆施泰因美軍基地進行飛行表演,9架教練機排成箭頭隊形呼嘯飛越觀眾席上空,突然3架飛機撞在一起,燃起大火墜落在觀眾群(地面死亡67人、傷346人)。事後通過調查錄像判斷,當時機群平穩通場,沒有任何花哨動作,其中第4僚機突然向右偏轉撞到第7僚機牽扯第9僚機。最後結論就是飛機進入前機尾流導致事故。

什麼是飛機尾流,是飛機在其身後留下的大氣擾動區,正規叫法為飛機「尾跡」。尾流由三個因素形成:「發動機尾噴流、飛機表面紊流、機翼形成的翼尖渦流」,危害最大的是「尾噴流和翼尖渦流」

② 尾噴流的影響。渦輪噴氣發動機噴流帶有相當大的能量,它以高溫高速直線噴出,在50-80米距離、3-5度擴散角內影響較大,後機近距離直接進入會造成發動機喘振或停車,伴隨飛機劇烈抖動;

③ 翼尖渦流的影響,對後機影響最大的就是機翼形成的翼尖渦流。翼尖渦流是機翼產生升力時,機翼下表面壓力大,空氣繞過翼尖企圖到上邊面,由於飛機前進,氣流再次向下流動,形成錐管型旋轉氣流,即「翼尖渦流」,左右機翼分別產生向內旋轉的2個渦流區。後機一旦經過就會劇烈抖動,在外側先向上到內測又向下,並伴隨著飛機的滾轉掉高度,幾乎失去控制,最好的辦法是趕快脫離,幾乎每個戰鬥機飛行員都嘗過「吃尾流」的感覺。

④ 尾流的範圍較大100米以內都很強烈,對編隊飛行影響最大。你想緊緊跟住長機,尤其在轉彎升降中,如何避開尾流呢?很難但可以做到,就是取夠高度差,有了高度差,距離近些反而效果好。例如長機轉彎僚機在外側跟隊容易吃尾流,就降低一些高度,從尾流下方切半徑到內測跟隊;又如長機像僚機方向轉彎進入俯衝,僚機憋得很難受,可以升高一點高度,等長機切到內側,自己在外側略高處跟隨俯衝,都可以避免尾流。

⑤ 四機編隊要難些。雖然四機編隊不允許動作量太大(空軍特技表演隊除外),但如何避免進入前機或臨機尾流就較難處理,2號4號僚機還好都在外側機動,而3號機(叫僚機組長機)夾在1號4號中間,就要非常小心,始終與1號長機保持高度差,看著長機的屁股,外側轉彎就加油門升高點,內側轉彎就收油門下降點,但動作不能太大,否則自己的僚機(4號)不好跟。飛3號機吃尾流是常事,掛點邊不要緊,別全進去太危險了。

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三. 編隊對飛行員的要求

空軍頒發的《飛行條令》對飛行員進行編隊飛行訓練有明確具體的要求。鑒於文件的敏感性(都是「秘密」級),不能隨便引用。好在老卡手頭有上世紀70年代的老《條令》(1974年試行本),可以用來借鑒。

1. 對長機(指揮員)要求,編隊長機(指揮員)對順利完成任務和保證編隊安全負責。編隊長機(指揮員)必須:

① 保持便於僚機跟隊和進行機動的速度,注意觀察僚機,避免未預先告知僚機和未判明僚機位置,就急劇改變飛行狀態;

② 加強空中觀察,在低空或通過機場及飛行頻繁區域時,更應該注意;

③ 不斷檢查飛機的位置,必要時把準確位置告訴僚機;

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④ 注意觀察天氣情況,保持編隊在規定的氣像條件和安全高度以上飛行;

⑤ 注意檢查自己飛機和了解僚機的工作情況與油量;

⑥ 當僚機發生特殊情況是,要及時、準確地實施指揮;

⑦ 僚機發生故障離隊,長機/指揮員可指定飛機護送離隊飛機,以幫助(提醒)飛行員正確處置。當飛行員迫降或跳傘時,記下迫降或跳傘的時間和地點,並立即報告地面指揮員。

2. 編隊飛行中,僚機必須:

① 時刻保持在編隊中的規定位置,不斷注視長機的動作和照顧臨編隊中的臨機,除因飛機故障等特殊情況外,未經允許,不準更換位置或離隊;

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② 在加入編隊時,須經長機允許,從後側下方主次接近長機(前機),佔據規定位置;

③ 注意聽取長機的口令和觀察長機的信號並準確執行;

④ 加強空中觀察;

⑤ 在超低空飛行時應高於長機,低空飛行時通常應該高於長機;

⑥ 注意判明飛機位置,以備一旦形成單機時,能夠單獨航行,如果發現航跡或航行諸元有誤差,應及時報告長機;

⑦ 注意檢查飛機、發動機的工作和油料消耗情況。

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⑧ 飛行中失掉長機時,應立即報告同時通報自己的飛行高度,仔細觀察,向沒有飛機的方向脫離,並聽從長機的指揮;在看不到長機和臨機的情況下,禁止盲目機動,危及安全。

⑨ 因發動機故障或其它原因被迫必須脫離編隊時,飛應該報告長機,經准許後,方可脫離編隊。如果飛機故障嚴重,可以邊報告邊脫離編隊。


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