王道明，袁羅庚，劉建禮，徐玉貌，王 濱

(1.中國(guó)陸軍航空兵試飛大隊(duì)，江西 景德鎮(zhèn) 333000；2.中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

0 引言

自轉(zhuǎn)飛行是直升機(jī)的主要特點(diǎn)之一，是一種可操縱的、最快的下降飛行方式。在發(fā)動(dòng)機(jī)失效、發(fā)動(dòng)機(jī)喘振和尾槳失效等突發(fā)情況下，為保證飛行安全和最大程度降低損失，通常需要通過(guò)自轉(zhuǎn)的方式著陸。因此，大多數(shù)軍用直升機(jī)的飛行品質(zhì)規(guī)范以及民機(jī)適航條例對(duì)直升機(jī)的自轉(zhuǎn)能力均有明確要求：在正常巡航時(shí)，全部動(dòng)力失效后，必須能在修整過(guò)的場(chǎng)地上進(jìn)行安全著陸。該要求是為了保證在發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)下，飛行員采用一般的駕駛技術(shù)就能保證直升機(jī)飛行安全。然而，直升機(jī)自轉(zhuǎn)飛行也具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)常造成傷害事故。美國(guó)陸軍安全中心進(jìn)行的事故統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，自轉(zhuǎn)著陸造成直升機(jī)損傷或人員傷亡的概率超過(guò)27%。

從20世紀(jì)50年代中期開始至80年代初，美國(guó)陸軍采用AH-1G和TH-55A等直升機(jī)進(jìn)行了大量的自轉(zhuǎn)著陸試飛研究，掌握了較成熟的試飛方法。到80年代后期至今，國(guó)外自轉(zhuǎn)著陸的研究重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向最優(yōu)操縱和最優(yōu)控制等方向。但是國(guó)內(nèi)直升機(jī)自轉(zhuǎn)著陸試飛的研究不多:20世紀(jì)70年代曾用直5進(jìn)行過(guò)自轉(zhuǎn)著陸試飛；21世紀(jì)初中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院牛永紅等人通過(guò)對(duì)直11自轉(zhuǎn)特性和自轉(zhuǎn)著陸的試飛，研究了自轉(zhuǎn)著陸的進(jìn)場(chǎng)著陸階段下降率控制方法。

由于自轉(zhuǎn)著陸試飛風(fēng)險(xiǎn)較大，在國(guó)內(nèi)直升機(jī)研制過(guò)程中很少進(jìn)行自轉(zhuǎn)著陸接地試飛，且國(guó)內(nèi)飛行員尚未開展多發(fā)直升機(jī)真實(shí)的自轉(zhuǎn)著陸接地試飛，缺乏成熟的自轉(zhuǎn)著陸試飛方法和試飛經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)民用直升機(jī)在適航取證時(shí)通常需要聘請(qǐng)國(guó)外飛行員來(lái)完成該項(xiàng)試飛。

為評(píng)估多發(fā)直升機(jī)的自轉(zhuǎn)著陸能力和操縱程序，掌握自轉(zhuǎn)著陸試飛方法，本文以某多發(fā)直升機(jī)(簡(jiǎn)稱試飛機(jī))為研究對(duì)象，基于該型機(jī)的全機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)，開展了自轉(zhuǎn)著陸試飛可行性分析和風(fēng)險(xiǎn)分析，建立了一套較完整的自轉(zhuǎn)著陸試飛方法，并通過(guò)試飛驗(yàn)證了方法的有效性。

1 自轉(zhuǎn)著陸試飛風(fēng)險(xiǎn)分析

影響自轉(zhuǎn)著陸試飛安全的主要風(fēng)險(xiǎn)因素包括：飛行高度和空速、自轉(zhuǎn)特性、試飛操作技術(shù)、相關(guān)系統(tǒng)使用限制等。為了降低試飛風(fēng)險(xiǎn)，本章針對(duì)這些主要風(fēng)險(xiǎn)因素開展風(fēng)險(xiǎn)分析。

1.1 飛行高度和速度

直升機(jī)飛行時(shí)，存在一個(gè)飛行高度和速度的組合區(qū)域，如果在該區(qū)域飛行時(shí)全部發(fā)動(dòng)機(jī)失效，直升機(jī)無(wú)法以小于起落架允許的最大著陸速度安全自轉(zhuǎn)著陸，該區(qū)域稱為回避區(qū)。為了保證自轉(zhuǎn)著陸的安全，直升機(jī)應(yīng)避免在回避區(qū)飛行。本文采用文獻(xiàn)[6]中的方法，評(píng)估了試飛機(jī)在基本設(shè)計(jì)重量狀態(tài)下所有發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)失效時(shí)的回避區(qū)，結(jié)果見圖1。

由圖1可見，試飛機(jī)由于自轉(zhuǎn)能力弱，回避區(qū)較大，若起飛時(shí)考慮所有發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)失效，起飛通道很窄，很難避開回避區(qū)完成起飛。這也是多發(fā)直升機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常只考慮單發(fā)失效回避區(qū)的原因。

圖1 回避區(qū)(高度H=0 m、標(biāo)準(zhǔn)大氣ISA)

1.2 自轉(zhuǎn)特性

直升機(jī)自轉(zhuǎn)特性包括發(fā)動(dòng)機(jī)失效后旋翼轉(zhuǎn)速的衰減量、自轉(zhuǎn)最小下降率和對(duì)應(yīng)的速度、自轉(zhuǎn)指標(biāo)等。良好的自轉(zhuǎn)特性使直升機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)失效后可安全地過(guò)渡到自轉(zhuǎn)狀態(tài)，并能以不大于起落架允許的水平和垂直速度安全自轉(zhuǎn)著陸。本文采用文獻(xiàn)[7]中的方法，評(píng)估了試飛機(jī)相應(yīng)自轉(zhuǎn)特性，結(jié)果如下：

1.2.1 旋翼轉(zhuǎn)速的衰減量

若發(fā)動(dòng)機(jī)突然失效后的旋翼轉(zhuǎn)速衰減量過(guò)大，就可能無(wú)法通過(guò)操縱恢復(fù)到所需的轉(zhuǎn)速，直升機(jī)也就難以安全地過(guò)渡到自轉(zhuǎn)狀態(tài)。由圖2可知，試飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)突然失效后當(dāng)飛行員不進(jìn)行總距操縱時(shí)，直升機(jī)初始飛行扭矩越高，旋翼轉(zhuǎn)速衰減越快。初始扭矩為80%時(shí)， 1 s后旋翼轉(zhuǎn)速衰減至85%，2 s后衰減至74%；初始扭矩為50%時(shí)，1 s后旋翼轉(zhuǎn)速衰減至90%，2 s后衰減至81%。對(duì)于滿足發(fā)動(dòng)機(jī)隔離要求的多發(fā)直升機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)失效時(shí)工作的最大扭矩只需要考慮單發(fā)工作30 min功率狀態(tài)(或OEI連續(xù)功率狀態(tài))對(duì)應(yīng)的最大扭矩，使用1 s的飛行員滯后時(shí)間或正常的飛行員識(shí)別時(shí)間(取較大值)。試飛機(jī)單發(fā)工作30 min功率狀態(tài)最大總扭矩為50%，取1 s的飛行員滯后時(shí)間，計(jì)算得到的1 s后旋翼轉(zhuǎn)速衰減至90%，高于自轉(zhuǎn)時(shí)旋翼最小轉(zhuǎn)速，因此是安全的。

圖2 旋翼轉(zhuǎn)速衰減量

1.2.2 自轉(zhuǎn)最小下降率和對(duì)應(yīng)的速度

由圖3可知，海平面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、基本設(shè)計(jì)重量、100%旋翼轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)時(shí)最小下降率為10.6 m/s，對(duì)應(yīng)真空速為130 km/h?？梢钥闯?，保持上述狀態(tài)，在真空速120 km/h～140 km/h之間自轉(zhuǎn)時(shí)，下降率變化很小，說(shuō)明實(shí)際飛行時(shí)可以采用真空速120 km/h～140 km/h進(jìn)行自轉(zhuǎn)，以獲得較小的下降率。

圖3 自轉(zhuǎn)時(shí)真空速和下降率的關(guān)系

1.2.3 自轉(zhuǎn)指標(biāo)

有些直升機(jī)進(jìn)行自轉(zhuǎn)著陸對(duì)飛行員的技術(shù)要求很低；而有些直升機(jī)，即使熟練的試飛員進(jìn)行自轉(zhuǎn)著陸也是危險(xiǎn)的。國(guó)外研究表明，采用當(dāng)量懸停時(shí)間(旋翼在失速前使用直升機(jī)懸停需用功率消耗旋翼動(dòng)能所花費(fèi)的時(shí)間)作為自轉(zhuǎn)指標(biāo)來(lái)評(píng)估直升機(jī)的自轉(zhuǎn)能力，與飛行員的定性評(píng)估最吻合。當(dāng)量懸停時(shí)間越大，表明直升機(jī)自轉(zhuǎn)性能越好。試飛機(jī)最大起飛重量當(dāng)量懸停時(shí)間計(jì)算結(jié)果為0.8，基本設(shè)計(jì)重量為1.07，分析認(rèn)為可以滿足多發(fā)直升機(jī)自轉(zhuǎn)性能要求，但當(dāng)量懸停時(shí)間偏小，比單發(fā)直升機(jī)的當(dāng)量懸停時(shí)間小較多。國(guó)外研究認(rèn)為單發(fā)直升機(jī)通常要求達(dá)到1.5才比較滿意。這主要是由于多發(fā)直升機(jī)自轉(zhuǎn)能力要求要低于單發(fā)直升機(jī)，也是導(dǎo)致多發(fā)直升機(jī)進(jìn)行真實(shí)自轉(zhuǎn)著陸風(fēng)險(xiǎn)較大的原因。

1.3 試飛操作技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車到著陸的整個(gè)過(guò)程，飛行員的正確操縱對(duì)于自轉(zhuǎn)著陸安全非常關(guān)鍵。試飛操作風(fēng)險(xiǎn)主要在自轉(zhuǎn)進(jìn)入和自轉(zhuǎn)著陸階段，具體如下：

1.3.1 進(jìn)入階段

發(fā)動(dòng)機(jī)突然失效到飛行員開始下放總距的滯后時(shí)間太長(zhǎng)，或者旋翼系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太小，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失效后旋翼轉(zhuǎn)速過(guò)低，直升機(jī)操縱功效不足，從而發(fā)生危險(xiǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)置于“慢車”位后，旋翼轉(zhuǎn)速下降的速率與飛行員反應(yīng)時(shí)間，旋翼系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和初始扭矩(或總距初始位置)等有關(guān)。為降低試飛風(fēng)險(xiǎn)，飛行員反應(yīng)時(shí)間和總距初始位置可以循序漸進(jìn)。

1.3.2 著陸階段

著陸階段涉及拉平減速、推平提距和地面滑跑等復(fù)雜動(dòng)作的組合操縱，完成時(shí)間很短，且近地面，操縱輸入后來(lái)不及進(jìn)行修正，需要飛行員熟悉操作程序并熟練掌握操作時(shí)機(jī)和幅度，難度較大，稍有不慎容易出事故。

1) 拉平減速的離地高度不合適。過(guò)高的高度，拉平需要保持較長(zhǎng)時(shí)間才能過(guò)渡到瞬時(shí)增距時(shí)的高度，旋翼轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)減小，下降率也會(huì)增大；過(guò)低的高度，拉平難以減速到要求的速度和下降率。

2)拉平減速機(jī)身姿態(tài)不合適。機(jī)身姿態(tài)過(guò)大，一方面不利于飛行員視野，另一方面不利于下一步擺平直升機(jī)姿態(tài)；機(jī)身姿態(tài)過(guò)小，減速過(guò)慢，也不利于減小下降率。

3)使用的旋翼轉(zhuǎn)速不合適。旋翼轉(zhuǎn)速太低，不利于自轉(zhuǎn)時(shí)利用旋翼儲(chǔ)備的能量；旋翼轉(zhuǎn)速太高，拉平減速過(guò)程容易超過(guò)無(wú)動(dòng)力最大旋翼轉(zhuǎn)速。

4) 上提總距時(shí)的高度不合適。高度太高，直升機(jī)提距后達(dá)到較小的下降率可能還未接地，隨后接地時(shí)下降率會(huì)增加；高度太低，提距動(dòng)作還未完成，下降率還未降低到期望值，直升機(jī)已經(jīng)接地。

5)接地及滑跑減速過(guò)程操作不當(dāng)。接地時(shí)沒對(duì)準(zhǔn)跑道，使直升機(jī)沖出跑道；接地后周期變距沒及時(shí)保持中立，使旋翼打尾梁或直升機(jī)發(fā)生側(cè)翻等。

1.4 相關(guān)系統(tǒng)限制

自轉(zhuǎn)著陸是一種特殊的飛行狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程旋翼轉(zhuǎn)速變化范圍很大，且著陸時(shí)的水平和垂直速度較大，有可能超過(guò)旋翼、傳動(dòng)和起落架等系統(tǒng)載荷限制，還可能因在臨界轉(zhuǎn)速飛行出現(xiàn)動(dòng)力學(xué)問題或超過(guò)電源系統(tǒng)能正常工作的轉(zhuǎn)速范圍等。通過(guò)對(duì)試飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力學(xué)、電源系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等可能影響自轉(zhuǎn)著陸安全的系統(tǒng)進(jìn)行分析，給出試飛機(jī)自轉(zhuǎn)著陸過(guò)程使用限制如下：

允許的最大著陸滑跑速度為80 km/h，基本設(shè)計(jì)重量最大下降率為2.44 m/s，最大重量最大下降率為1.83 m/s；自轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)態(tài)旋翼轉(zhuǎn)速允許范圍為90%～105%，瞬態(tài)旋翼轉(zhuǎn)速允許范圍為85%～120%。

2 自轉(zhuǎn)著陸試飛方法和流程

基于風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，考慮試飛機(jī)自轉(zhuǎn)能力弱和國(guó)內(nèi)飛行員自轉(zhuǎn)著陸試飛經(jīng)驗(yàn)不多等情況，為進(jìn)一步降低試飛風(fēng)險(xiǎn)，本章提出了包含完整試飛訓(xùn)練內(nèi)容(自轉(zhuǎn)著陸關(guān)鍵數(shù)據(jù)試飛、空中模擬自轉(zhuǎn)著陸試飛、模擬自轉(zhuǎn)著陸接地試飛、自轉(zhuǎn)著陸接地試飛)的自轉(zhuǎn)著陸試飛方法。試飛流程如下：

1)首先開展自轉(zhuǎn)著陸關(guān)鍵數(shù)據(jù)試飛，為自轉(zhuǎn)著陸程序的優(yōu)化提供自轉(zhuǎn)下滑速度、旋翼轉(zhuǎn)速、拉平高度和角度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)；

2)然后采用優(yōu)化后的自轉(zhuǎn)著陸程序開展空中模擬自轉(zhuǎn)著陸試飛，空中檢查自轉(zhuǎn)著陸程序和直升機(jī)的減速能力；

3)基于空中模擬自轉(zhuǎn)著陸試飛情況，完成模擬自轉(zhuǎn)著陸接地試飛，檢查自轉(zhuǎn)著陸程序接地的可行性；

4)最后根據(jù)模擬自轉(zhuǎn)著陸接地試飛情況，開展自轉(zhuǎn)著陸接地試飛，確認(rèn)直升機(jī)自轉(zhuǎn)著陸能力和自轉(zhuǎn)著陸程序的可行性。

2.1 自轉(zhuǎn)著陸關(guān)鍵數(shù)據(jù)試飛方法

國(guó)內(nèi)軍用直升機(jī)自轉(zhuǎn)著陸程序使用的關(guān)鍵數(shù)據(jù)通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給出，沒有系統(tǒng)開展過(guò)該項(xiàng)試飛研究。

影響自轉(zhuǎn)著陸安全的關(guān)鍵數(shù)據(jù)主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)失效后旋翼轉(zhuǎn)速的衰減量，最小自轉(zhuǎn)下降率及對(duì)應(yīng)速度，自轉(zhuǎn)著陸拉平效應(yīng)(高度、速度、下降率的變化量)。其中最小自轉(zhuǎn)下降率及對(duì)應(yīng)速度的試飛方法比較簡(jiǎn)單，這里不贅述，僅描述其它關(guān)鍵數(shù)據(jù)的試飛方法。

2.1.1 旋翼轉(zhuǎn)速衰減量試飛

直升機(jī)離地高度1000 m，以單發(fā)工作30 min功率平飛(如可用功率不足則下降飛行)，將最后一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)置于慢車位，飛行員滯后約1 s再減小總距，維持旋翼轉(zhuǎn)速100%，穩(wěn)定自轉(zhuǎn)約20 s以上，將發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)至正常狀態(tài)飛行。評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)失效1 s后的旋翼轉(zhuǎn)速衰減量，評(píng)估整個(gè)飛行過(guò)程旋翼轉(zhuǎn)速是否低于允許最小旋翼轉(zhuǎn)速。試飛時(shí)可先從小功率開始逐步增加到30 min功率；發(fā)動(dòng)機(jī)失效后飛行員滯后時(shí)間逐步增加到1 s(視情可增加到2 s)，以降低試飛風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.2 拉平效應(yīng)試飛

直升機(jī)離地高度1000 m，速度下降，以指定旋翼轉(zhuǎn)速穩(wěn)定自轉(zhuǎn)下滑，分別進(jìn)行15°、20°、25°拉平減速試飛，當(dāng)拉平效應(yīng)消失和直升機(jī)開始下沉后，推桿減小仰角后改出。獲得拉平過(guò)程中高度、速度、下降率的變化量，可通過(guò)放總距進(jìn)行模擬自轉(zhuǎn)試飛，也可采用發(fā)動(dòng)機(jī)慢車狀態(tài)自轉(zhuǎn)試飛。根據(jù)需要可調(diào)整速度和旋翼轉(zhuǎn)速進(jìn)行試飛，以評(píng)估其影響，為最終自轉(zhuǎn)著陸選擇較佳速度和旋翼轉(zhuǎn)速提供數(shù)據(jù)。

2.2 空中模擬自轉(zhuǎn)著陸試飛方法

直升機(jī)離地高度700 m～1000 m，以指定速度下滑；放總距使旋翼轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脫開，控制旋翼轉(zhuǎn)速稍大于額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定下滑；在預(yù)定的高度開始拉平，使直升機(jī)獲得要求的仰角；減小速度和下降率，在模擬接地前的高度調(diào)整好著陸姿態(tài)；上提總距減小接地速度(若提距量過(guò)大，旋翼轉(zhuǎn)速可能下降較多，故該步驟可根據(jù)飛行員的經(jīng)驗(yàn)視情開展)；然后恢復(fù)到正常飛行。

其中下滑速度、拉平高度、拉平仰角等關(guān)鍵數(shù)據(jù)需根據(jù)2.1節(jié)的試飛結(jié)果確定。

2.3 模擬自轉(zhuǎn)著陸接地試飛方法

離地200 m以上，采用的試飛方法與2.2 節(jié)類似，只是在程序最后補(bǔ)充“滑跑著陸，接地后駕駛桿中立，總距低距”相關(guān)著陸后的操作程序。

2.4 自轉(zhuǎn)著陸接地試飛方法

離地約200 m以上，以指定速度下滑；下放總距穩(wěn)定下滑后，將發(fā)動(dòng)機(jī)置于慢車位；保持要求的旋翼轉(zhuǎn)速穩(wěn)定下滑；在預(yù)定的高度開始拉平，使直升機(jī)獲得要求的仰角，減小速度和下降率；接地前調(diào)整好著陸姿態(tài)，上提總距減小接地速度，滑跑著陸；接地后駕駛桿中立，總距低距。

除旋翼轉(zhuǎn)速根據(jù)2.1節(jié)的試飛結(jié)果確定外，其中下滑速度、拉平高度、拉平仰角等關(guān)鍵數(shù)據(jù)同2.3節(jié)。

3 自轉(zhuǎn)著陸試飛驗(yàn)證

3.1 自轉(zhuǎn)著陸關(guān)鍵數(shù)據(jù)試飛

本章開展自轉(zhuǎn)著陸試飛方法的驗(yàn)證。為降低風(fēng)險(xiǎn)，試飛機(jī)起飛重量略小于基本設(shè)計(jì)重量。

本節(jié)重點(diǎn)開展拉平效應(yīng)和最小下降率試飛，拉平過(guò)程的時(shí)間4 s～6 s，結(jié)果見圖4-圖8。

1)由圖4可知，采用不同拉平仰角，直升機(jī)高度下降差異不明顯，高度變化基本在25 m～30 m之間，加上后續(xù)著陸需約5 m的推平提距高度，自轉(zhuǎn)著陸時(shí)拉平高度可采用30 m～35 m。

2)由圖5-圖6可知，拉平仰角越大，空速減小越多，拉平后下降率越小，因此從直升機(jī)減速的角度，拉平仰角越大，越容易實(shí)現(xiàn)減速自轉(zhuǎn)，但飛行員操縱難度更大，綜合分析選定20°～25°作為自轉(zhuǎn)著陸拉平仰角。

3)由圖7可知，拉平仰角越大，旋翼轉(zhuǎn)速增加越大，拉平仰角在15°～25°變化時(shí)，旋翼轉(zhuǎn)速增加約3%～6%。

4)理論分析和試飛結(jié)果均表明，最小下降率速度與最佳爬升速度接近，因此為獲得較小的下降率，通常以進(jìn)行自轉(zhuǎn)。圖8給出了不同旋翼轉(zhuǎn)速以速度進(jìn)行自轉(zhuǎn)試飛得到的最小下降率，可知旋翼轉(zhuǎn)速越小，自轉(zhuǎn)下降率越小，在穩(wěn)態(tài)允許自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍90%～102%內(nèi)，自轉(zhuǎn)下降率差異很小?？紤]自轉(zhuǎn)著陸推平提距階段需要利用旋翼的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能來(lái)減小直升機(jī)下降率，故在穩(wěn)定自轉(zhuǎn)下降率差異不大的情況下，采用較高的旋翼轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)是有利的，因此推薦采用旋翼轉(zhuǎn)速100%±3%進(jìn)行自轉(zhuǎn)，其中3%是考慮飛行員實(shí)際自轉(zhuǎn)飛行時(shí)旋翼轉(zhuǎn)速會(huì)有波動(dòng)。

綜合上面的分析結(jié)論，可得到試飛機(jī)自轉(zhuǎn)著陸程序中推薦的自轉(zhuǎn)著陸參數(shù)為：自轉(zhuǎn)下滑速度使用速度VY、拉平高度30m～35m、拉平仰角20°～25°、旋翼轉(zhuǎn)速100%±3%。

3.2 空中模擬自轉(zhuǎn)著陸試飛

采用推薦的自轉(zhuǎn)著陸程序進(jìn)行了空中模擬自轉(zhuǎn)著陸試飛，拉平后直升機(jī)速度和下降率均小于起落架允許的限制，表明直升機(jī)具備安全自轉(zhuǎn)著陸能力。

3.3 模擬自轉(zhuǎn)著陸接地試飛

根據(jù)空中拉平后的下降率在2 m/s左右，考慮推平提距時(shí)間約為3 s～5 s，按平均下降率1.2 m/s估算，可在4 m～6 m開始推平提距操作。

按推薦的操作程序共進(jìn)行了8次試飛，接地時(shí)直升機(jī)速度均不大于50 km/h，下降率不大于0.3 m/s，均在使用限制范圍內(nèi)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行位，著陸提距后發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)有功率傳輸?shù)叫?，?duì)自轉(zhuǎn)著陸是有利的，因此與真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)失效后的自轉(zhuǎn)著陸會(huì)有差異。

3.4 自轉(zhuǎn)著陸接地試飛

根據(jù)對(duì)模擬自轉(zhuǎn)著陸接地試飛結(jié)果的分析，認(rèn)為即使不考慮著陸提距后發(fā)動(dòng)機(jī)有功率傳輸?shù)叫韼?lái)的下降率減小量，直升機(jī)著陸速度仍小于起落架允許的著陸速度限制，因此可以安全地開展自轉(zhuǎn)著陸接地試飛。共完成了3次自轉(zhuǎn)著陸接地試飛，接地速度均不大于50 km/h，下降率不大于0.5 m/s。圖9給出了其中1次的試飛時(shí)間歷程曲線，主要操作過(guò)程和試飛結(jié)果如下。

圖9 自轉(zhuǎn)著陸接地試飛時(shí)間歷程曲線

3.4.1 拉平減速過(guò)程

在離地高度30.5 m，總距桿保持不動(dòng)， 1.1 s內(nèi)將周期變距桿向后拉53 mm，使直升機(jī)抬頭減速，隨后逐步推周期變距桿，避免直升機(jī)抬頭過(guò)大，整個(gè)拉平減速過(guò)程用時(shí)4.4 s。拉平減速過(guò)程各參數(shù)變化見表1?？芍ㄟ^(guò)拉平減速過(guò)程可使直升機(jī)地速減到62 km/h,下降率減到1.9 m/s，可以滿足起落架允許的著陸速度要求。

表1 拉平減速過(guò)程參數(shù)變化

3.4.2 推平提距過(guò)程

在離地高度4.5 m，3.4 s內(nèi)將總距由23%增加到68%，同時(shí)推周期變距桿減小直升機(jī)姿態(tài)；接地時(shí)直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速為82.2%，俯仰角3.2°，地速46 km/h,下降率0.3 m/s。推平提距過(guò)程參數(shù)變化見表2。

表2 推平提距過(guò)程參數(shù)變化

3.4.3 接地滑跑過(guò)程

接地后總距增加到最大72%，然后減小到23%，周期變距桿中立，旋翼轉(zhuǎn)速最低下降到68.7%，隨后恢復(fù)到慢車轉(zhuǎn)速78%左右滑跑。

由于將發(fā)動(dòng)機(jī)置于慢車位，而該機(jī)慢車時(shí)旋翼轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在78%左右，由前面分析可知，接地時(shí)旋翼轉(zhuǎn)速為82.2%，即在自轉(zhuǎn)著陸試飛過(guò)程直至接地時(shí)旋翼轉(zhuǎn)速均高于慢車旋翼轉(zhuǎn)速，且沒有功率傳輸?shù)叫?，與真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)失效后的自轉(zhuǎn)著陸相同。試飛結(jié)果可以表明直升機(jī)自轉(zhuǎn)著陸能力。

4 結(jié)論

本文針對(duì)某多發(fā)直升機(jī)，開展了自轉(zhuǎn)著陸風(fēng)險(xiǎn)分析方法和試飛方法研究，并進(jìn)行了試飛驗(yàn)證，主要結(jié)論如下：

1)該機(jī)最大起飛重量當(dāng)量懸停時(shí)間為0.8，基本設(shè)計(jì)重量為1.07，可以滿足多發(fā)直升機(jī)自轉(zhuǎn)著陸性能要求，但當(dāng)量懸停時(shí)間偏小，比單發(fā)直升機(jī)的自轉(zhuǎn)能力弱；

2)在典型的拉平仰角15°～25°范圍內(nèi)，拉平仰角越大，空速減小越多，拉平后下降率越小，而拉平高度隨拉平仰角的變化不明顯；

3)采用推薦的自轉(zhuǎn)著陸程序，可以將該機(jī)的自轉(zhuǎn)著陸速度控制在50 km/h以下，下降率控制在0.5 m/s以下，滿足自轉(zhuǎn)著陸要求，表明該機(jī)具備安全自轉(zhuǎn)著陸能力；

4)基于本文建立的方法，國(guó)內(nèi)飛行員首次完成了多發(fā)直升機(jī)自轉(zhuǎn)著陸接地試飛，表明國(guó)內(nèi)飛行員已經(jīng)具備開展多發(fā)直升機(jī)自轉(zhuǎn)著陸試飛的能力。

由于自轉(zhuǎn)著陸的安全與飛行員個(gè)人的操作習(xí)慣有關(guān)，如拉平速度，桿量大小，推桿擺平直升機(jī)的時(shí)機(jī)和速度，提距的時(shí)機(jī)等，因此使用本文的試飛方法和試飛結(jié)果應(yīng)結(jié)合飛行員的操作習(xí)慣差異。