直升机尾桨卡滞后着陆的操控分析

2022-12-29费景荣

直升机技术 2022年4期

费景荣，张朋

(1海军航空大学航空基础学院，山东烟台 264001；2 中国人民解放军92522部队，辽宁葫芦岛 125001)

0 引言

直升机尾桨卡滞通常由尾桨操纵机构卡滞或尾助力器故障等原因引起。有关事故和试飞表明：直升机尾桨卡滞后着陆是最难处置的特情之一；飞行员熟悉尾桨卡滞后不同状态、不同条件的操控策略非常重要[1-2]。尽管目前已有此类研究[1-2]，有关机型手册也有规定，但对具体机型来说仍有进一步完善、细化的必要；加之教材中没有对此问题的专门分析，不便于飞行员全面、深入地掌握。本文就直升机尾桨卡滞的有关问题进行分析、总结。

1 尾桨卡滞后着陆的主要风险点与风险管控

直升机尾桨卡滞后，方向操纵的替代手段是压杆，即通过压杆产生侧滑与方向稳定力矩，克服旋翼的反作用力矩，保持方向平衡。直升机的旋翼左转，反扭矩方向向右。尾桨卡滞后着陆的风险点主要包括接地、滑跑两个环节。

1.1 接地时的风险与管控

风险点之一：接地瞬间如果直升机存在明显侧移，则较大的侧力容易损坏起落架，甚至导致直升机侧翻。其中，侧移速度越大，风险越高；接地时的下降率越大，侧力作用时间越集中，则风险越高。为此，要求轻接地；理想情况下，接地瞬间直升机不侧移。实际飞行中，如果高度1 m后下降过程中出现侧移，可通过反向压杆的方法修正。

风险点之二：由于接地前已将前轮锁死，如果前轮接地时直升机偏转，易损坏前起落架。其中，偏转角速度越大，风险越高。为此，接地瞬间应保证直升机不偏转。

1.2 着陆滑跑过程中的风险与管控

风险点一：着陆滑跑过程中机头与跑道方向不一致时，易偏出跑道，进而导致直升机侧翻或地面共振；大速度转弯，由于离心力较大，容易侧翻。为此，要求接地时机头与跑道方向一致。接地后，带杆做两点滑跑减速，柔和减小总距，速度大于70 km/h，压杆保持方向；如果压杆不起作用，可双脚同时点刹，以便尽快减速。速度小于70 km/h，可通过单侧刹车保持方向。

风险点二：滑跑速度过大，也容易诱发地面共振；滑跑中拉杆减速过快，旋翼易打尾梁。为此，接地、滑跑速度不宜过大，减速时拉杆不宜粗猛。

2 尾桨卡滞后接地速度及着陆方法

尾桨卡滞后返场、着陆时，尽可能做无侧滑飞行，以便控制状态。

2.1 尾桨卡滞后能进行无侧滑平飞的速度

尾桨卡滞后的无侧滑平飞须满足方向平衡、功率平衡两个条件。

从方向平衡的角度看，由于直升机方向操纵力矩仅由尾桨产生，且其受飞行速度影响较小，而尾桨卡滞后，其方向操纵力矩基本不变，因而可认为无侧滑飞行的方向平衡仅取决于初始总距。即只要总距保持初始值不变，就可基本保持无侧滑飞行。或者说，要保持(接近)无侧滑飞行及着陆接地时，应尽可能保持初始总距。

从功率平衡的角度看，如图1所示的功率曲线表明：如果尾桨卡滞的初始状态无侧滑，则满足无侧滑平飞的速度为初始总距对应的功率N卡滞可用曲线与直升机所需功率N所需曲线交点对应的速度。

图1 直升机的功率曲线

对应于一定直升机重量，平飞所需功率曲线一定。由于直升机所需功率曲线为“勺”形，曲线交点有两个，即尾桨卡滞后理论上能满足无侧滑平飞的速度有最多两个，为VA、VB。

2.2 着陆接地的最佳速度与着陆方法

1)着陆接地的最佳速度

尾桨卡滞后着陆接地的最佳速度应满足三个条件：旋翼拉力与直升机重量平衡，以便轻稳接地；“接地瞬间直升机不侧移、不偏转”；接地、滑跑速度尽可能小。因此，接地的最佳速度应小于经济速度，为图1中的VA。

尾桨卡滞后，如果飞行员未能及时判断出该速度大小，可用以下方法确定：保持初始总距，通过调整速度实现无侧滑来试出最佳接地速度；若不能判断出尾桨卡滞时的初始总距，则根据卡滞的脚蹬位置判断初始总距，再通过调整速度来确定。

2)不同重量下的着陆接地速度特点

直升机在大重量时尾桨卡滞，是否需要通过空中耗油等措施减轻重量后再着陆，是飞行员关注的一个问题，现做如下分析。

如图2，假定保持初始总距不变，直升机重量G1>G2，则VA1>VA2，即重量越轻，着陆接地最佳速度越小，越利于着陆安全。因而尾桨卡滞后应采取措施适当减轻重量。

图2 不同重量下的着陆接地速度特点

3)着陆方法选择

着陆方法取决于最佳接地速度的大小，如在高总距、中等总距平飞时尾桨卡滞，最佳接地速度较小、甚至为零，应视情做垂直着陆或滑跑着陆；在低总距平飞时尾桨卡滞，以较大速度滑跑着陆。

3 尾桨卡滞后无风时着陆的操控要领

为避免滑跑中偏出跑道，空中先锁前轮。

3.1 尾桨卡滞在较低总距位置

包括接近经济平飞和下滑两种情况。

1)接近经济速度平飞时卡滞

返场：直升机不同重量的经济速度为110～130 km/h。因此，尾桨卡滞在较低总距位时，以速度150 km/h飞向机场，能保证在“正区”飞行，且侧滑角较小，便于控制状态。

进近：保持速度150 km/h，压杆操纵直升机向右做三、四转弯，四转弯改出速度130 km/h左右。如图3，改出四转弯后直升机略偏在跑道右侧。使直升机航向与跑道保持15～20°的左交叉，下滑点在跑道左侧(或左边缘)，用总距控制直升机均匀下滑，控制驾驶杆均匀减速。

图3 进近着陆过程

直升机进跑道，柔和补总距减小航向偏差角，用杆控制好速度。

着陆：随速度减小，继续柔和补总距，直升机逐渐右偏，最终在1 m高度视情以着陆接地的最佳速度VA或稍小于VA对正跑道，方向、横侧稳定，无侧滑瞬间，柔和补总距使直升机保持两点姿态接地，做滑跑着陆。

2)稳定下滑时卡滞

稳定下滑时尾桨卡滞：柔和上提总距，同时顶杆增速至能稳定平飞时，以此速度带侧滑飞向机场。按前述方法进近、滑跑着陆。与平飞的不同之处是，稳定下滑时的初始总距无法同时满足平飞、着陆接地所需要的功率平衡和侧向平衡。因此，着陆下滑消速，增加总距时需多向左压杆，左侧滑保持方向平衡；接地过程中则需通过多向左压杆制止右侧移。

3.2 尾桨卡滞在中等总距位置

返场：由于中等总距位置对应的功率接近巡航状态，对应的飞行速度在“正区”，因而以尾桨卡滞时的速度无侧滑飞向机场。

进近、着陆：基本过程与上述尾桨卡滞在较低总距位置时基本相同。主要区别：一是在中等总距位置卡滞后，选择小于110 km/h的速度进近，总距偏离初始值相对较小，相应的侧滑角较小，便于控制状态，也基本符合着陆减速的要求；二是以着陆接地的最佳速度VA对正跑道接地，开始滑跑的速度较大，采取措施尽快减速。

3.3 尾桨卡滞在较高总距位置

较高总距位置的状态主要包括三种情况：

1)悬停或小速度飞行时卡滞

若在跑道或平坦地面上空做悬停或小速度飞行时尾桨卡滞，应立即做垂直着陆或滑跑着陆。若地面不适合着陆，则先上升，增速至能保持无侧滑的速度VB，以此速度飞至机场，再按以下第二种情况近进着陆。

2)较大速度平飞时卡滞

以卡滞时的速度VB飞向机场。

三转弯：由于初始总距较高，速度较大，视情以略小于尾桨卡滞时的速度或180 km/h左右的速度，压杆做向右平飞转弯。这与正常条件下进近的速度相近，且侧滑角较小。

四边、四转弯：应保持较大侧滑角，以较小下降率减速下滑。为保证五边以较小侧滑角、较小下降率下滑，四转弯改出速度应小于100 km/h。改出四转弯后，使直升机略偏在跑道延长线右侧。使直升机航向与跑道保持15～20°的左交叉，下滑点在跑道左侧(或左边缘)，用总距控制直升机均匀下滑，用杆控制均匀减速。

直升机进跑道，柔和补总距减小航向偏差角，用杆控制好速度。随速度减小，继续柔和补总距，直升机逐渐右偏转，最终在1 m高度，以着陆接地的最佳速度VA对正跑道，方向、横侧稳定，无侧滑瞬间，柔和补总距使直升机保持两点姿态接地；视情做垂直着陆或小速度滑跑着陆。

3)稳定上升、转弯时尾桨卡滞

稳定上升时尾桨卡滞：保持总距不变，顶杆形成5°俯角增速并改出上升；当速度增至能稳定平飞时，以此速度无侧滑飞向机场。在飞向机场过程中，可保持总距不变，通过减速试出最佳接地速度。再按前述方法进行。

稳定转弯时尾桨卡滞，接近返场航向时，反杆、调整总距尽快改出盘旋。然后，再恢复到卡滞时的总距，顶杆增速至能稳定平飞时，以此速度无侧滑飞向机场。飞向机场过程中，可保持总距不变，通过减速试出最佳接地速度。按前述方法进近、滑跑着陆。

4 尾桨卡滞后侧风着陆的应对策略

尾桨卡滞后，侧风着陆的操控存在着一些明显特点。

4.1 侧风对尾桨卡滞后着陆的主要影响

尾桨正常时，侧风着陆后段通过迎风压杆、顺风蹬脚蹬修正侧风，以保证直升机接地时机头正，且不偏转、不侧移。

而尾桨卡滞后侧风着陆时，脚蹬修正侧风的功能丧失，仅靠压杆无法同时实现修正侧风所需要的反向压杆、蹬脚蹬两种功能，也就无法保证接地过程中同时满足不偏、不侧的要求；且不同总距位置卡滞，左、右侧风的影响特点都不相同，从而对操控提出了更高要求。

4.2 侧风着陆的应对策略

以左侧风为例，如图4，由于左侧风使机头左偏，而着陆后段增加总距使机头右偏，因而改出四转弯后应适当减小左交叉角。

图4 左侧风着陆

着陆前段：向右压杆制止直升机左侧移。

着陆后段：高总距尾桨卡滞后，由于可以做小速度滑跑着陆，甚至垂直着陆，因而大侧风时可视情调整着陆方向，做无侧风着陆。中等、低总距尾桨卡滞后，需做较大速度左侧风滑跑着陆，因而在对正跑道接地过程中，向左压杆保证直升机不带侧向移动接地。在接地滑跑过程中，左侧风使机头左偏，减小总距也使机头左偏，机头偏转明显，所需右脚蹬量较大，按前述方法视情制偏。

右侧风着陆时，有关特点相反。此外，中等、低总距尾桨卡滞后，消速时机较左侧风应晚一些，以免机头左偏过快；下滑线稍高，以便多放些总距，消除右偏。