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通常,直升机在垂直离地2~3米后稍作悬停,则转入斜爬升前飞。在有风 情况下,直升机是迎风起飞,这是因为,根据相对运动原理,相当于直升机以风 速飞行。如上述,直升机需用功率随前飞速度的增加而快速减小,迎风起飞,发 动行任务,所以直升机起飞、着陆所用的机场类 型比较复杂,归纳起来可分为下述三种类型:
(1) 无障碍机场----
(2) 直升机机场----供直升机起飞、降落、停放和组织、保障飞行活动的 场所;
(3) 直升机平台-----供直升机起降的高架场地,如楼房屋顶、舰船甲板、 钻井平台、拖车平台等。
为保证直升机安全起飞,直升机是按一定航迹起飞的。在第六章《自转飞行》 中,将要介绍高度-速度(H-V)图,即回避区。回避区分为高速回避区和低速 回避区,直升机起飞是在二者之间的通道中飞行,见图5-2。因为在回避区内一 旦发动机停车直升机将产生严重后果。
飞行速度
图5-2起飞通道
直升机起飞、悬停,然后转入前飞、加速,在此阶段必然通过小速度区,通 常小速度V0 20~50 km / h。
如第三章所述,在悬停状态空气流从上到下通过旋翼,由于在旋翼上、下表 面形成压力差,气流形状宛如一漏斗状。在前飞时,诱导气流还是从上向下通过 旋翼但尾迹向后倾斜,随着飞行速度的连续增加尾迹连续向后倾斜,在悬停时建 立的稳定流转入前飞加速时就要重建,在旋翼涡系重建过程中是不稳定的,致使 振动增大。
振动的大小还与飞机重量有关,飞机越重,振动越大。此外,这一振动的大 小与持续时间还与加速速率有关,加速越慢,振动幅值越大,持续时间越长;所 以在飞行中要快速通过这一区域。
直升机从某一速度减速到悬停状态时,即所谓的消速飞行,由于要从前飞涡 系重建悬停涡系也会出现振动大的现象,而且其振动幅值大于加速状态。
直升机在起飞加速过程中,究竟到速度多大、高度多高才算起飞成功呢?这 取决于发动机是单发、双发还是多发。一般来说,要飞出H-V图(回避区、危 险区)的'鼻’部才算起飞成功。对单发直升机,'鼻’部速度(起飞安全速度) 约为90km/h左右,高度约35米左右。如果在起飞的航路上有障碍物,那么加速 到起飞安全速度时,至少应高出障碍物9~10米才算起飞成功。典型起飞剖面图 如图5-3所示,图中给出正常起飞、垂直起飞和滑跑起飞的飞行剖面,当可用功 率超过无地效悬停的需用功率,直升机就可进行垂直起飞和正常起飞,当直升机 的可用功率小于有地效悬停的需用功率,直升机可使用滑跑起飞。
可用功率大于无地
效悬停需用功率
垂直起飞
水平加速 转弯
—
有地效悬停 _
~3米
可用功率小于无地
起飞距离(有地效悬停)
-滑跑起飞距离
图5-3典型起飞剖面图
带前飞速度爬升是直升机的基本爬升形式,如果条件允许,在所有情况下 都采用这种型式起飞爬升。因为斜爬升比垂直爬升需用功率少,或者,在同样发 动机可用功率下,比垂直爬升速度快。此外,与垂直爬升相比,斜爬升时直升机 稳定性比较好,操纵余量也比较大,驾驶起来比较容易。
对于装有双台发动机的直升机,在起飞航迹上,当飞行到起飞安全速度和安 全高度后,一台发动机故障,利用另一台发动机加速到最大功率仍可完成正常起 飞。此速度和高度点便是起飞决断点(CDP),见图5-4(A)。此点必须在单发 停车时的H-V图之外。起飞时,一台发动机在起飞决断点之前停车,必须停止 起飞;在这个起飞决断点上和起飞决断点之后,可按一定程序继续起飞。在以单 台发动机向外爬升时,飞行航迹最小飞行高度不小于H2,与障碍物的最小距离 不小于H3,气,H2,H3的大小取决于不同的任务要求,并由使用方提供。准备的 着陆场地大小是根据放弃起飞的距离加上飞机的长度确定的,一台发动机不工作 的着陆距离也必须加以考虑。着陆时,同样存在一着陆决断点(LDP),见图5-4 (B),一台发动机在着陆决断点之前停车,可继续着陆,或按一定程序,利用 将另一台发动机加速到最大功率进行复飞。在这个着陆决断点上和之后,一台发 动机停车,直升机必须立即着陆。准备的着陆场地大小是根据飞机通过H1高度 的点到飞机完全停止的距离加上飞机的长度确定的,适用这个距离的安全系数要 考虑许多因素,如跑道状况等。
正常飞行A
一台发动机不工作♦
2
(A)
准备的着陆场地
(B)
图5-4起飞、着陆临界决断点
直升机在不同类型的机场起飞和着陆,其起飞和着陆决断点亦不同,表5-1 给出直8型机的数据。
表5-1直8型机起飞、着陆临界决策点
无障碍机场
直升机机场
直升机平台
CDP
临界高度
30m
15m
临界速度