王道明，黃粱標(biāo)，巴唐堯，劉建理，徐尤松

(1.陸軍航空兵試飛大隊(duì)，江西 景德鎮(zhèn) 333002；2.中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

0 引言

在直升機(jī)使用過程中，因發(fā)動(dòng)機(jī)失效引起的飛行事件不在少數(shù)?？罩邪l(fā)動(dòng)機(jī)一旦失效，如果應(yīng)急處置操縱程序或方法不當(dāng)，勢必會(huì)對直升機(jī)和機(jī)上乘員的安全造成威脅。特別對于單發(fā)直升機(jī)，由于缺少備份動(dòng)力，安全裕度較多發(fā)直升機(jī)要低，留給應(yīng)急處置的時(shí)間窗口也小些。單發(fā)直升機(jī)的空中停車再起動(dòng)能力是衡量型號安全性的重要指標(biāo)之一。

此前國內(nèi)未曾進(jìn)行過類似的單發(fā)有人直升機(jī)空中停車再起動(dòng)的試驗(yàn)。依據(jù)GJB 626A-2006《軍用固定翼飛機(jī)和旋翼機(jī)科研試飛風(fēng)險(xiǎn)科目》標(biāo)準(zhǔn)中的評定方法，單發(fā)空中停車再啟動(dòng)試飛屬于Ⅰ類風(fēng)險(xiǎn)科目。相對多發(fā)直升機(jī)，單發(fā)直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)試驗(yàn)對飛行員的心理素質(zhì)和飛行操作技術(shù)要求極高，對試飛任務(wù)策劃的精準(zhǔn)度，應(yīng)急處置預(yù)案的合理性和可行性，以及飛行保障條件等方面的要求也極為苛刻，任何環(huán)節(jié)的失誤，均可能會(huì)造成飛行試驗(yàn)的失敗。

某型有人直升機(jī)裝單臺(tái)某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，為驗(yàn)證該型發(fā)動(dòng)機(jī)的空中停車再起動(dòng)能力，策劃在某機(jī)場上空進(jìn)行空中再起動(dòng)飛行試驗(yàn)。2019年，針對該項(xiàng)任務(wù)，國內(nèi)首次系統(tǒng)開展了單發(fā)空中再起動(dòng)相關(guān)試飛技術(shù)和風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)的探索，包括空中重起對飛行特性影響分析，重起失敗風(fēng)險(xiǎn)評估，基于直升機(jī)自轉(zhuǎn)特性的駕駛操縱模式設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的降風(fēng)險(xiǎn)措施制定等，并在3000m高度成功實(shí)施了模擬發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車后的再起動(dòng)飛行試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了單發(fā)直升機(jī)飛行技術(shù)領(lǐng)域的新突破。

1 單發(fā)空中起動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)分析及程序

1.1 試驗(yàn)直升機(jī)及試驗(yàn)要求

某型5座單發(fā)輕型直升機(jī)，最大起飛重量1750kg，采用單旋翼帶尾槳布局，滑橇式起落架，裝備單臺(tái)最新研制的國產(chǎn)某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用數(shù)字控制加機(jī)械備份操縱控制設(shè)計(jì)，含數(shù)控系統(tǒng)EECU、發(fā)動(dòng)機(jī)滑油散熱器、恒溫活門、起動(dòng)發(fā)電機(jī)等配套系統(tǒng)[1]。

按照GJB243A-2004 《航空燃?xì)鉁u輪動(dòng)力裝置飛行試驗(yàn)規(guī)范》的規(guī)定，新研發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)鑒定必須通過空中起動(dòng)考核。發(fā)動(dòng)機(jī)空中重起飛行試驗(yàn)用于檢查發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)的功能，評估發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)所需時(shí)間，驗(yàn)證和考核發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)的安全性和可靠性，同時(shí)建立單發(fā)起動(dòng)失效特情處置的正確程序和方法。

飛行試驗(yàn)時(shí)直升機(jī)采用小重量和正常重心的配置，按正常程序開車，并進(jìn)行機(jī)上系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)特性相應(yīng)檢查后，爬升至3000m的試驗(yàn)高度,以久航速度平飛進(jìn)入試驗(yàn)程序。采用小重量配置和中高度試飛，是為了萬一發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)試驗(yàn)失敗，直升機(jī)仍然能夠?qū)嵤┫鄬Π踩淖赞D(zhuǎn)著陸處置程序。

試飛中將發(fā)動(dòng)機(jī)PMS控制開關(guān)撥至“停車”位，立即再撥至“飛行”位。發(fā)動(dòng)機(jī)電調(diào)將自動(dòng)監(jiān)控燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)速Ng轉(zhuǎn)速，當(dāng)Ng轉(zhuǎn)速下降至低于10%工作轉(zhuǎn)速后，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該自動(dòng)進(jìn)行起動(dòng)，并加速到相應(yīng)的功率狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)過程中，飛行員根據(jù)直升機(jī)的飛行情況適當(dāng)操縱總距桿，控制直升機(jī)飛行的速度和姿態(tài)。

1.2 空中起動(dòng)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)評估

空中實(shí)施模擬單發(fā)失效重起試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出存在減弱—消失—恢復(fù)的過程，對直升機(jī)的飛行性能將產(chǎn)生非常大的影響，如果處置不得當(dāng)，可能會(huì)衍生出一系列不良的后果：

1)隨著飛行高度的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的空氣壓力、空氣總溫逐步下降，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的油氣比會(huì)偏離起動(dòng)要求的設(shè)計(jì)范圍，不利于燃料的燃燒，增加重起的次數(shù)和恢復(fù)動(dòng)力的時(shí)間；

2)空中起動(dòng)一般發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪尚處于慣性空轉(zhuǎn)的階段，與旋翼系統(tǒng)的連接未脫開，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)的輸出軸有一定轉(zhuǎn)速，起動(dòng)的瞬間產(chǎn)生的沖擊扭矩較地面起動(dòng)時(shí)大，啟動(dòng)機(jī)的離合器工作條件較為惡劣，有可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)的損壞；

3)由于高空空氣密度小，大氣含氧量降低，用于發(fā)動(dòng)機(jī)重起的起動(dòng)機(jī)起動(dòng)點(diǎn)火的條件變差，供油規(guī)律和燃燒區(qū)流場如果不適應(yīng)空氣密度的變化，將難以組織穩(wěn)定的燃燒，起動(dòng)機(jī)自身可能存在無法空中起動(dòng)的情況。

試驗(yàn)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)無論是出現(xiàn)起動(dòng)時(shí)間過長，還是高空無法起動(dòng)的情況，直升機(jī)均會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間或長時(shí)間的無動(dòng)力飛行。為了避免發(fā)生直升機(jī)飛行失控或硬著陸的情況，試驗(yàn)過程中需要飛行指揮和飛行員對發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的狀態(tài)進(jìn)行快速判斷和飛行決策，選擇執(zhí)行相應(yīng)的飛行操作或進(jìn)入應(yīng)急處置程序，以確保飛行試驗(yàn)的安全。

為了將飛行試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)降為最低，制定以下降風(fēng)險(xiǎn)的措施：

1)在地面進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)未停轉(zhuǎn)下的起動(dòng)機(jī)起動(dòng)，以檢查在發(fā)動(dòng)機(jī)一定轉(zhuǎn)速下的起動(dòng)過程中，起動(dòng)機(jī)離合器是否能夠正常工作；

2)在地面試驗(yàn)臺(tái)上充分進(jìn)行模擬發(fā)動(dòng)機(jī)空中再起動(dòng)試驗(yàn)，具有試驗(yàn)合格的明確結(jié)論，并完成地面模擬空中自動(dòng)再起動(dòng)試驗(yàn)；

3)在原型機(jī)上進(jìn)行模擬空滑迫降或自轉(zhuǎn)下滑著陸科目訓(xùn)練，熟悉應(yīng)急處置操作；

4)從低高度到高高度依次進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)空中再起動(dòng)試驗(yàn)；

5)飛行試驗(yàn)安排在機(jī)場跑道上空進(jìn)行，云底高、能見度、風(fēng)向風(fēng)速等滿足飛行試驗(yàn)及風(fēng)險(xiǎn)處置的要求；

6)場務(wù)按Ⅰ類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行保障，試驗(yàn)場地做好滅火、營救設(shè)備及人員等準(zhǔn)備；

7)飛行試驗(yàn)前確認(rèn)直升機(jī)無線電高度表、氣壓高度表工作正常；

8)組建試飛機(jī)組時(shí)，選擇具有著陸決斷點(diǎn)試飛經(jīng)驗(yàn)的飛行員；

9)執(zhí)行試驗(yàn)科目時(shí)，試飛指揮和試飛機(jī)組明確分工，試飛指揮把控試飛過程，提供輔助決策，正駕駛負(fù)責(zé)飛行操作和執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)重起程序，副駕駛負(fù)責(zé)監(jiān)控旋翼轉(zhuǎn)速。

1.3 空中重起飛行試驗(yàn)程序

為了在確保試飛安全的前提下驗(yàn)證單發(fā)空中再起動(dòng)的能力，對飛行試驗(yàn)程序進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：

1)發(fā)動(dòng)機(jī)地面模擬起動(dòng)試驗(yàn)，通過試驗(yàn)熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)重起的操作程序，掌握重起后的發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性，了解發(fā)動(dòng)機(jī)重起過程對載機(jī)及機(jī)上系統(tǒng)的影響；

2)發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)駕駛操縱設(shè)計(jì)，建立正確的飛行操縱方法，明確各種可預(yù)知飛行情況下的操作要領(lǐng)，對飛行員進(jìn)行操作培訓(xùn)；

3)空中自轉(zhuǎn)著陸等飛行訓(xùn)練，正式試驗(yàn)前，對飛行員進(jìn)行模擬空滑迫降或自轉(zhuǎn)下滑著陸科目的訓(xùn)練，培養(yǎng)飛行員良好的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對心理素質(zhì)和處置操作的經(jīng)驗(yàn)；

4)發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)實(shí)施，驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)的能力和可靠性。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)地面模擬起動(dòng)試驗(yàn)

地面試驗(yàn)的目的是通過檢查該渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的功能、性能和可靠性，測試發(fā)動(dòng)機(jī)和其附件溫度，以及動(dòng)力艙內(nèi)部環(huán)境溫度分布情況，試飛載機(jī)應(yīng)急負(fù)載的大小，評估應(yīng)急電源容量是否滿足應(yīng)急供電時(shí)間要求，為發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)安全提供保障。

主要試飛項(xiàng)目包括：

1) 發(fā)動(dòng)機(jī)地面工作參數(shù)測定及工作穩(wěn)定性檢查：在地面開車試驗(yàn)，各功率狀態(tài)下穩(wěn)定工作3min；

2) 發(fā)動(dòng)機(jī)地面加速性和減速性檢查：以不同提放總距時(shí)間(分別為7s、5s、3s)在飛行慢車和不離地的最大扭矩狀態(tài)之間的加減速試驗(yàn)；

3) 發(fā)動(dòng)機(jī)地面起動(dòng)特性檢查：分別采用地面電源供電、蓄電池組供電進(jìn)行起動(dòng)試驗(yàn),其中包含冷起動(dòng)和熱起動(dòng)試驗(yàn)；

4) 發(fā)動(dòng)機(jī)模擬空中再起動(dòng)試驗(yàn)：模擬發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車后再起動(dòng)的過程。

下面簡單列出發(fā)動(dòng)機(jī)加、減速試驗(yàn)和地面熱起動(dòng)試驗(yàn)情況，其他試驗(yàn)結(jié)果略。

發(fā)動(dòng)機(jī)加、減速試驗(yàn)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定，未出現(xiàn)超溫、超轉(zhuǎn)、超扭、喘振、熄火等故障，能夠滿足發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)對發(fā)動(dòng)機(jī)快速操縱的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線如圖1所示。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)加、減速工作曲線

某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)在環(huán)境溫度20℃～35℃左右條件下完成了多次機(jī)上蓄電池供電的“冷”態(tài)和“熱”態(tài)起動(dòng)試驗(yàn)。各狀態(tài)下典型的起動(dòng)性能數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)地面起動(dòng)試驗(yàn)特征性能數(shù)據(jù)

試驗(yàn)結(jié)果表明：發(fā)動(dòng)機(jī)地面起動(dòng)成功率100%，起動(dòng)時(shí)間滿足指標(biāo)要求；發(fā)動(dòng)機(jī)地面模擬空中起動(dòng)過程中，起動(dòng)控制邏輯正常，成功起動(dòng)到飛行狀態(tài)，未出現(xiàn)超溫、懸掛、喘振現(xiàn)象，起動(dòng)時(shí)間為41s，滿足指標(biāo)要求。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)飛行操縱設(shè)計(jì)

3.1 飛行操縱

按照飛行試驗(yàn)要求，直升機(jī)以最有利速度爬升到高度3000m,在試驗(yàn)空域正常飛行。首先檢查各系統(tǒng)的工作情況，保證機(jī)內(nèi)機(jī)外通訊正常，速度、高度、姿態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)等數(shù)據(jù)正常。然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)試驗(yàn)準(zhǔn)備，再次確認(rèn)主駕、副駕任務(wù)分工。其中主駕駛員負(fù)責(zé)與地面指揮的聯(lián)絡(luò)以及試驗(yàn)直升機(jī)的飛行操縱；副駕駛負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)操作，并監(jiān)控旋翼、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及高度等，輔助主駕駛飛行操作。

正式開始發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)前，主駕駛員將直升機(jī)飛行速度控制在最有利速度(約120km/h)附近，調(diào)整好航向和姿態(tài)，確定所處空域及機(jī)場位置，向地面指揮報(bào)告準(zhǔn)備進(jìn)行空中起動(dòng)試驗(yàn)。得到地面飛行指揮許可后，副駕駛將PMS開關(guān)撥至“停車”位，立即再撥至“飛行”位。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)Ng轉(zhuǎn)速下降到低于10%正常轉(zhuǎn)速后，電調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)該完成發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車判斷，并自動(dòng)進(jìn)入重新起動(dòng)程序；起動(dòng)成功后，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)加速到相應(yīng)飛行所需的功率狀態(tài)。

依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)以及地面模擬起動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)重起動(dòng)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間大約為40s左右。考慮3000m高空試驗(yàn)環(huán)境下的空氣密度、空氣溫度和氧含量等因素，預(yù)估空中起動(dòng)時(shí)間約在1min左右。因此，當(dāng)副駕駛開始操作發(fā)動(dòng)機(jī)重起時(shí)，保持通訊通暢，主駕駛立即將總距放置到底，使試驗(yàn)直升機(jī)進(jìn)入自轉(zhuǎn)狀態(tài)。自轉(zhuǎn)過程中通過適當(dāng)操縱來調(diào)整直升機(jī)航向、姿態(tài)、下滑率和飛行速度，保持旋翼轉(zhuǎn)速在正常轉(zhuǎn)速的95%～103%范圍內(nèi)，飛行速度在130km/h到150km/h之間，下降率不大于7m/s。副駕駛在操作發(fā)動(dòng)機(jī)重起的同時(shí)，負(fù)責(zé)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、旋翼轉(zhuǎn)速指示、飛行高度、航姿、航向、航速等數(shù)據(jù)，為主駕駛提供輔助飛行數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)Ng轉(zhuǎn)速恢復(fù)到正常轉(zhuǎn)速的60%(綠區(qū))時(shí)，即刻提醒主駕駛。主駕駛收到提醒后緩慢上提總距，操縱駕駛桿和腳蹬，直升機(jī)退出自轉(zhuǎn)下滑，進(jìn)入平飛狀態(tài)，并報(bào)告地面指揮試驗(yàn)完成。

由于高空環(huán)境較地面更惡劣，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)也存在失效的概率，發(fā)動(dòng)機(jī)高空重起存在多次起動(dòng)方能成功或無法實(shí)現(xiàn)重起等情況。試驗(yàn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)多次重起次數(shù)不允許超過3次。在3次連續(xù)重起操作的過程中，主、副駕駛員時(shí)刻觀察直升機(jī)飛行參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)置的航路控制直升機(jī)飛行，并向飛行指揮通報(bào)情況，一旦連續(xù)3次起動(dòng)失敗，則進(jìn)入應(yīng)急處置程序：

1) 保持旋翼轉(zhuǎn)速在95%～105%內(nèi)；

2) 指示空速控制在Vy穩(wěn)定自轉(zhuǎn)下滑，在最后進(jìn)近過程中盡可能迎風(fēng)飛行；

3) 在離地≌21m高度，操縱駕駛桿拉平，控制旋翼轉(zhuǎn)速不超過105%；

4) 保持抬頭姿態(tài)，在離地6～7.6m高度上逐漸增加總距以降低下降率和前飛速度；

5) 操縱駕駛桿稍微前推以適應(yīng)著陸姿態(tài)，調(diào)整腳蹬消除側(cè)滑趨勢；

6) 繼續(xù)增加總距，減小下降率，進(jìn)行滑行著陸；

7) 接地后使用駕駛桿、總距桿、腳蹬控制直升機(jī)滑行；

8) 滑行停止后，將總距桿全放下；

9)旋翼轉(zhuǎn)速40%以下使用旋翼剎車。

依據(jù)之前同型號直升機(jī)下滑自轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，旋翼轉(zhuǎn)速控制在95%～105%正常轉(zhuǎn)速之間，3000m高度自轉(zhuǎn)到機(jī)場并著陸，下滑距離需20km左右，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)重起試驗(yàn)空域可參照此數(shù)據(jù)合理選擇。

3.2 操縱要領(lǐng)

發(fā)動(dòng)機(jī)重起試驗(yàn)時(shí)，主駕駛應(yīng)特別注意下放總距的時(shí)機(jī)，如果操作執(zhí)行過晚，由于失去動(dòng)力，會(huì)造成旋翼轉(zhuǎn)速過低，難以進(jìn)入安全自轉(zhuǎn)飛行狀態(tài)。

如果執(zhí)行自轉(zhuǎn)著陸程序，直升機(jī)接近地面前，需提總距增加旋翼拉力降低下降率和前飛速度。要掌握好飛行高度和提距的速度，并配合駕駛桿操縱，防止出現(xiàn)直升機(jī)接地速度過大或姿態(tài)不正的情況。

接地后需柔和下放總距，避免出現(xiàn)槳葉向下?lián)]舞過大而損壞或與機(jī)身碰撞。

由于該型直升機(jī)為雙駕駛員，因此在遇到突發(fā)情況時(shí)，主、副駕駛應(yīng)按分工職責(zé)，密切協(xié)同。如在自轉(zhuǎn)著陸的過程中，主駕駛員的注意力應(yīng)主要放在對直升機(jī)姿態(tài)的保持，著陸場地的選擇，飛行速度和下降率的修正，接地時(shí)直升機(jī)有無傾斜，航向有無交叉等方面；副駕駛則應(yīng)多觀察直升機(jī)各儀表的指示，如速度、高度、旋翼轉(zhuǎn)速等，提醒主駕駛及時(shí)操縱和修正。

地面指揮應(yīng)時(shí)刻了解試驗(yàn)情況，提供飛行輔助決策。

飛行機(jī)組在執(zhí)行試驗(yàn)前應(yīng)完成發(fā)動(dòng)機(jī)重起的相關(guān)操作培訓(xùn)，熟知試飛風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)急處置程序，并開展試驗(yàn)前的空中自轉(zhuǎn)及著陸訓(xùn)練。

4 空中自轉(zhuǎn)及著陸訓(xùn)練

該渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)為新研發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)意味直升機(jī)需要無動(dòng)力飛行一段時(shí)間。進(jìn)行空中自轉(zhuǎn)及著陸能夠提升飛行員對自轉(zhuǎn)特性的理解，最大程度保障試驗(yàn)安全。訓(xùn)練期間共完成了400m～3000m不同高度的自轉(zhuǎn)下滑及著陸試驗(yàn)。速度130km/h，飛行員降旋翼至于低功率位置，進(jìn)行自轉(zhuǎn)下滑飛行試驗(yàn)。機(jī)載測試系統(tǒng)記錄了直升機(jī)參數(shù)變化過程，得到直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速情況見圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)下滑過程中的工作參數(shù)見圖3。

圖2 自轉(zhuǎn)下滑過程旋翼轉(zhuǎn)速情況

圖3 下滑過程中發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)變化

直升機(jī)在自轉(zhuǎn)下滑狀態(tài)中，發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行和慢車狀態(tài)均可以保持空載狀態(tài)工作穩(wěn)定。測定兩種空載狀態(tài)進(jìn)入、穩(wěn)定及退出過程中的工作參數(shù)，得出典型自轉(zhuǎn)下滑過程工作參數(shù)見表2。

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)飛行狀態(tài)的典型自轉(zhuǎn)下滑過程工作參數(shù)

5 發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)實(shí)施

按GJB 626A-2006《軍用固定翼飛機(jī)和旋翼機(jī)科研試飛風(fēng)險(xiǎn)科目》，發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)屬Ⅰ類風(fēng)險(xiǎn)科目。場站進(jìn)行了充分準(zhǔn)備，試飛前一天對試飛科目內(nèi)容、保障條件及可能出現(xiàn)的故障及應(yīng)急處置措施進(jìn)行了研討與協(xié)調(diào)；經(jīng)過廠所軍充分的技術(shù)交流以及近期的專項(xiàng)科目訓(xùn)練，該渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)已滿足單發(fā)直升機(jī)3000m發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)的實(shí)施條件。

9月6日上午8：30，起飛前給直升機(jī)加油，全機(jī)重量1600kg，并對直升機(jī)進(jìn)行詳細(xì)檢查，特別是滑撬、發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)部件，確認(rèn)直升機(jī)狀態(tài)良好，試飛機(jī)場空域保持凈空，直升機(jī)可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)空中重起試飛任務(wù)。9：00，主駕駛王道明、副駕駛劉建禮按正常程序檢查直升機(jī)，坐上駕駛室，收聽氣象，風(fēng)速風(fēng)向，報(bào)告指揮，按程序開車。直升機(jī)各系統(tǒng)工作正常，懸停起飛，執(zhí)行一個(gè)常規(guī)起落航線飛行檢查直升機(jī)工作情況。調(diào)整速度至130km/h，以最佳爬升速度進(jìn)行爬升，在9：25分到達(dá)高度3000m。再度進(jìn)行2次迫降訓(xùn)練，觀察直升機(jī)工作情況和高空氣流情況。模擬訓(xùn)練結(jié)果表明直升機(jī)工作正常，氣流相對穩(wěn)定，可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)操作，由副駕監(jiān)控并報(bào)告Ng變化的過程。10時(shí)18分主駕駛報(bào)告塔臺(tái)指揮，準(zhǔn)備執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)。主駕駛將直升機(jī)速度調(diào)整至120km/h，副駕駛將PMS開關(guān)撥至“停車”立即再撥至“飛行”時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)先熄火，“發(fā)動(dòng)機(jī)停車”、“旋翼轉(zhuǎn)速低”警告燈亮，直升機(jī)右偏。主駕駛立即將總距放低位，直升機(jī)進(jìn)入快速自轉(zhuǎn)下滑。當(dāng)Ng下降至10%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)執(zhí)行再起動(dòng)，“發(fā)動(dòng)機(jī)停車”，主駕駛?cè)岷蜕咸峥偩鄺U，改出當(dāng)前下滑狀態(tài)。10時(shí)19分，發(fā)動(dòng)機(jī)3000m起動(dòng)成功。

發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)時(shí)間為31s，得到起動(dòng)過程的工作參數(shù)見圖4。

從圖4中得出，氣壓高度從3522m下降到 3266m，環(huán)境溫度從11℃上升到13℃，直升機(jī)飛行速度為130～140km/h(重新點(diǎn)火到Np恢復(fù)100%)，起動(dòng)T45最高為770℃。

發(fā)動(dòng)機(jī)空中再起動(dòng)歷程分析見表3。

表3 渦軸-XX發(fā)動(dòng)機(jī)空中再起動(dòng)歷程數(shù)據(jù)

試驗(yàn)結(jié)果表明：發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)成功，起動(dòng)控制邏輯正常，成功起動(dòng)到飛行狀態(tài)(Ng=71.1%)對應(yīng)高度為3259m；起動(dòng)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)T45溫度最高為770℃，未出現(xiàn)超溫、懸掛、喘振現(xiàn)象；起動(dòng)時(shí)間為31s，滿足不超過50s的指標(biāo)要求。

6 結(jié)論及意義

本次試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)成功，表明該渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)功能正常，性能滿足使用要求，代表直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng)飛行技術(shù)新的突破。本文提出的基于直升機(jī)自轉(zhuǎn)特性進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)空中重起駕駛操縱和風(fēng)險(xiǎn)控制的技術(shù)能為類似風(fēng)險(xiǎn)科目的實(shí)施提供借鑒意義。