起飞及着陆

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直升飞机起飞

直升飞机利用旋翼的拉力,使离开地面的速度上升到一定的高度,这种运动称为起飞。直升飞机有很多种起飞方式,既可以垂直起飞,也可以像固定翼飞机那样滑行起飞。在起飞过程中,必须根据场地面积的大小,大气条件,周围障碍物的高度,以及起飞重量的大小来确定起飞方法。

直升飞机起降是指直升机从垂直离地到一定高度悬停,然后按一定轨迹爬升的过程。爬高要根据周围障碍物的高度来确定。一般来说,作为起飞过程完成的离地高度在20~30米左右,速度接近于经济发展速度。针对不同的具体情况,直升机可采用两种不同的垂直起飞方式。

直立起飞。

一般垂直起飞是指在一个良好的场地内,直升飞机在垂直离地时,大约有0.15~0.25个旋翼直径的高度,也就是在一定程度上利用旋翼的地面效应,进行短暂悬停,检查发动机状况,然后以较小的爬升角速度爬升到一定高度。这一过程中,直升机旋翼的需求功率变化很大。直升飞机的受力状态在由零增长到经济增长的过程中有很大的变化。操作动作的协调能力要求非常高。下面的图表显示了某型直升机的正常垂直起飞过程及相应的操纵数量的变化。

越过障碍起飞。

这个起降方式是在场地周围有一定高度的障碍物,并且场地比较狭窄时采用。和通常的垂直起飞不同,垂直离地的悬挂高度增加,如果周围障碍物的高度为h,悬挂在悬挂高度不小于(10+h)m的位置上,以确保直升机能够安全越过障碍物,如下图所示。

因为悬挂式起飞比一般垂直起飞要高出很多,所以该起飞方式是在无地效高度悬挂式起飞,悬挂式起飞需要的功率较大。采用此起飞方式,为了在加速飞行过程中不掉高,并要求发动机有部分剩余功率,以确保安全起飞。

滑行,起飞。

如果直升机载重量太大或机场标高和其他气象条件不允许直升机垂直起飞,则可采用滑行方式起飞,如固定翼飞机。直升飞机的滑行起飞,省去了垂直离地和近地悬停两个阶段,而将其分为地面滑行增长和空中增长两个阶段。当直升飞机增长到一定速度后,由于旋翼所需功率的减少,就有了足够的功率来提高旋翼的拉力,克服重力升空。当飞行速度进一步提高时,旋翼需要的功率会进一步降低,此时直升机将有一部分剩余功率用于爬高和增高,完成整个起飞过程。直升飞机的滑行和起飞过程如下图。

直升飞机降落

直升飞机从一定高度下降,减速,降落到地面,直到其停止运动,这就是起飞的反过程。

通常垂直着陆。

如果指定的着陆地点净空状况良好,则尽可能采用正常垂直着陆,其着陆过程的飞行轨迹如下图所示。这样着陆的作法是:降落时将一定的下滑角大致向预定点下降,然后逐渐减速,直升机在预定点降落之前,作小速度贴地飞行,旋翼受地面效应的影响。地效的充分利用,使所需功率降低。于3—4米高的地点作短暂悬停,然后以0.2—0.1米/秒的下降速率垂直下降,直到到达预定地点为止。这一着陆法对着陆点的表面质量要求低,而且场地面积相对较小。

越过障碍垂直降落。

由于陆场面积较小,周围又有一定高度的障碍物,直升飞机不允许在陆场附近作低速贴地飞行,因此,在降落过程中,应尽量避开障碍物。它的飞行轨迹见下图。在减速和着陆之前,它不同于一般的垂直着陆,它的短时悬停高度不同,因为悬停不能利用地面的作用,所以这种方式需要更多的动力。与此同时,在着陆点附近有障碍物,直升飞机的纵横向不允许较大的位移,操纵困难一些。

滑行着地。

直升飞机无法以垂直降落的方式着陆,因为在高原、高温地区,或者载重较大的地方,直升飞机无法像固定翼飞机那样滑行降落。它的降落和飞行轨迹如下图。滑行降落和垂直降落不问,直升飞机在按动地面的瞬间,不仅有垂直速度,还有水平速度。直升飞机在着陆后会有一个滑行过程,可以进一步利用旋翼产生减速的水平分力,使直升飞机继续减速,直到动作停止。

旋转翼自旋状态的下降降落

当可用功率为零(例如发动机关闭)时,当旋翼作自转状态时,在不同的可用功率下有不同的下滑特性。这一工况,完全依赖直升机降落时的重力位能做功,使旋翼产生拉力以平衡重力。

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