直升機基本操作概念

2021-07-16|文、圖/Defense Shutter

直上直下 細膩操控保飛安


旋翼機的結構,包括機身、機尾、主旋翼、尾旋翼、發動機、傳動裝置、操縱系統、起落架等部分組成。

旋翼機的動力裝置多採用渦輪軸式發動機,這種發動機具有重量輕、出力大的特性,但價格也比傳統活塞式發動機來得貴。也因此,旋翼機的價格都會比同等級的定翼航空器來得貴。

旋翼機的駕駛艙,與一般戰機或小型定翼機相類似,有一個裝置在飛行員兩膝蓋中間的操縱桿,一個由左手控制可以上下活動類似戰機油門的控制機件,以及由雙腳控制可以前後移動的踏板。

不過這些裝置在旋翼機的操控系統中,被賦予不同的定義。

旋翼機的操縱桿稱為迴旋桿(Cyclic Pitch Sticks),用來操控旋翼的轉動平面,也就是縱向及橫向飛行。向前推,旋翼旋轉平面前低後高,機首向下、空速增加、高度下降。向後帶,旋翼旋轉平面前高後低,機首向上、空速減低、高度增加。向右壓,旋翼旋轉平面左高右低,旋翼機向右偏航。向左壓,旋翼旋轉平面右高左低,旋翼機向左偏航。

位於飛行員左手的,是集體桿(Collective Pitch Sticks),主要是操控旋翼機做垂直升降。向上拉,旋翼攻角增加,旋翼機垂直向上增加高度。向下壓,旋翼攻角減少,旋翼機垂直向下減少高度。

飛行員雙腿腳板控制方向舵,修正扭力、操縱航向。向右(左)踏下,機首沿旋翼中心向右(左)轉。

旋翼機與一般定翼機有很大的不同,其中對於「扭力(Torque)」的修正,就有不同的氣動特性。對旋翼機來說,控制「扭力」相當重要。

再進一步的說,旋翼機之所以能飛,就是發動機帶動旋翼,而旋翼翼面利用攻角的改變,以及旋轉平面的改變來控制飛行。

如果依機動學理論來說,發動機未轉動前,旋翼機是完全靜止沒有任何機械能,所以全機的「角動量」為零。這是基於「角動量」守恆的原理。但是當旋翼機的主旋翼開始逆時針旋轉(美式與俄製的旋翼轉動方向正好相反,扭力也相反),機身就會順時針方向轉動,這也是作用與反作用力間的關係。

也就是說,當旋翼機的旋翼在發動機的帶動下,只要馬力增加,扭力也相對增加,這時為了要讓旋翼機能維持在飛行航線上,就必須要靠尾旋翼來左右控制機首的方向。

作用與反作用力是相對而相應的,千萬不可看到日本卡通「多拉A夢」裡,大家頭上頂著「竹蜻蜓」就可到處翻飛!需知道,在現實世界裡,如果沒有一個類似尾旋翼的裝置來抵消扭力,大雄、宜靜、技安和小叮噹等人只會不停地打轉!

Z段班? 錯! 旋翼飛官不容易

想成為飛行員一點也不容易,旋翼機飛行員也不例外,千萬不要以為飛這種超級慢速機的,都是空軍官校飛行學員的最後幾名,過去還有人說:「飛不成戰鬥機才會去飛運輸機,運輸機被淘汰但棄之可惜才丟去開旋翼機!」甚至包括許多飛戰機的,也都會以高傲的態度來看飛旋翼機的,時常說他們是在「開」旋翼機的,而不是說「飛」旋翼機的。

如果,大家都這樣想,那中華民國飛旋翼機的飛行員,不每個都是「大頭班」、「放牛班」、「Z段班」出來的?嚴正的告訴大家,絕對不是!

因為要成為旋翼機飛行員,在空軍來說,都要經過空軍官校基礎飛行訓練完訓才行,也就是說必須要具備飛行資格,絕不是那些快被淘汰的邊緣人!中華民國的旋翼機飛行員在技術上,不會比美軍差。

在迴旋桿、集體桿和踏板的交互作用下,熟練的飛行員就可以做出一連串嘆為觀止的飛行動作。

飛行第一課──滯空,課目全名應為「垂直起飛至滯空及滯空垂直落地」。就是旋翼機在離地3呎高的空中靜止不動,航空術語叫「滯空」。這是第一關,也是全世界所有飛旋翼機的飛行員共同的第一課,同時也是很需要柔和操作的項目,如果沒有細心體會,根本就不會注意到教官其實手腳都在微微的動著。

其實開始學習飛旋翼機,就是要先學「慢」的功夫,如能做到靜止不動,那真是天下第一好漢。

千萬不可低估這個動作,以為離地3呎不動有何困難?

「滯空」,就好像一個人站在一個大皮球上,既要保持平衡,又要踩著這顆皮球滾到想去的地方。

對旋翼機來說,「滯空」飛得好,就已經具備旋翼機飛行的基本功了。雖然S-70C是液壓操控,不需要飛行員用太大的力氣去操作,但這個看起來最無趣、飛起來最耗神的「滯空」課目,一趟飛下來還是會讓大家手腳酸痛,很多飛行員都形容飛完「滯空」課目後,「像和河馬打了一場相撲」。

沒有任何一位飛行員可以保證說,自己第一次上旋翼機就可以飛得穩,旋翼機特有的「提、推、減、帶」,四字真經的操控密笈,沒有一點慧根還真是做不來。那種初學的壓力,就連睡前也會默念:「提馬力─推頭─蹬左舵。減馬力─帶頭─蹬右舵……」。

「滯空」飛行時,升力幾乎全是依靠旋翼所帶動的的氣流來支撐,所以需要較大的動力配置。但如果空速達到15浬以上,旋翼的氣流流場就會出現所謂的「傳導升力(Translantional Lift)」,旋翼氣流可以產生更多的升浮力,這也是為什麼當旋翼機的空速增加時,動力配置可以減低的原因。

一般「傳導升力」在空速40浬以上時,就可視為「有效傳導升力(Effective Translantional Lift)」。

飛行的第二個課目──平直飛行,不用多做解釋,就是保持高度、空速與航向,做直線的飛行。這聽起來簡單,做起來可不容易,甚至連資深的飛行員都不敢保證可以做到完美。原因是旋翼機相當容易受到氣流、風向及風速的影響,再加上旋翼機慣有的振動,以及旋翼轉動的陰影頻率,都會讓很多飛行員在身體的感受及眼睛的判讀發生困難。

許多初學者,穩住高度卻偏了航向,好不容易把機頭拉回航向卻又高度不對,當航向及高度合於標準時速度又跑掉了!初學者幾乎都是這樣手忙腳亂的開始,而教官當然也知道初學者的困難,因此在剛開始學習時,罵歸罵,當下了飛機後,還是會找機會繼續傳授基本功。

平直飛行要做得好,也要飛得準,這才能成為好的旋翼機飛行員。如果在整個學習過程中,沒有紮實的苦練基本功,當有一天你成為了領隊,在做密集編隊時,萬一操作不夠柔和,無法保持穩定,那你的僚機就很慘,因為旋翼機的操控需要細膩與柔和,光是要保持編隊位置就會緊張萬分。你沒飛好,害了跟著你的僚機,輕者隊形凌亂,重者互撞!

在「平直飛行」這個課目能做得好,才能進一步練習「平飛轉彎」、「上升及上升轉彎」、「下滑及下滑轉彎」,當基本功練得差不多,就要進入「標準航線」、「進場至滯空」、「重飛」、「滯空自旋」及「基本自旋」。

以上是屬於第一階段,當進入第二階段時,就要陸續完成戰術課目,包括「側風起落」、「精確滯空」、「大性能起飛」、「大角度進場」、「閉塞區起落」、「滿載重飛」、「定點自旋動力改出」、「編隊」及「夜航」。然後就是吊掛及特殊狀況飛行。

921大地震期間,空軍及陸軍的旋翼機在隨後的救災與復原作業中,於狹小起落場此起彼落,每一次起落都好像在做特技表演。許多前來協助救援的國際救難隊,對於中華民國旋翼機飛行員的技術,都留下了相當好的印象,這都是平日苦練基本功的成果。

就以「海鷗」部隊來說,他們就時常選擇海拔4,000公尺的玉山頂上,反覆演練「高高度」訓練,尤其是在玉山北峰,那裡的氣候、風場隨時在變化,是全台灣挑戰性最高的降落場之一,經常讓資淺的飛行員手忙腳亂。

旋翼機具許多特殊之飛行特性,除了與一般定翼機一樣的飛操系失效、發動機失效、供油系統失效等,還包括客有的地面震動,共振、蜂鳴、主旋翼失速、傳動系失效、齒輪箱超溫、飛機落地時動態翻滾(Dynamic Rollover)等。

許多旋翼機事故,由於主旋翼旋轉之特性,可由殘骸之旋翼組成件,例如主支撐軸、變向盤、襯筒、連桿等磨損痕跡,判斷主旋翼於事故當時旋轉情形。也可以從旋翼機運轉時連續震動之關係,結構疲勞的週期會比定翼機來得短。

如果是執行障礙區搜救、吊掛、高山飛行等任務,加上載重過重、重心計算錯誤、氣流不穩、不平地落地不當、忽略地面效應,甚至未注意斜坡坡度超出限制等,都會讓旋翼機陷入失控危機。尤其是在高海拔、高載重又是滯空操作時,發動機的馬力已提到最大,能操作的性能餘裕極為有限,更增加操作危險。


S70C立即反應程序

一、雙發動機失效、低高度/低速度及巡航

 1、集體桿-視需要

 2、外載-拋擲

二、發動機控制動力失效

 發動機-關

三、喪失尾旋翼控制之尾旋翼弧座注意燈亮

 1、集體桿-視需要

 2、外載-拋擲

 3、尾輪-鎖

四、發動機高速軸承失效

 1、動力桿-關

 2、供油桿-關

五、飛行中電器火警

 1、電瓶-關

 2、發電機-關

 3、儘速落地

六、1號及2號液壓注意燈亮

 1、柔和操作飛機

 2、儘速落地

七、增壓伺服輸入失效

 增壓伺服-關

八、1號液壓油壓低及1號液壓注意燈亮且回壓操作指示燈亮

 1、一級伺服-關

 2、儘速落地

九、1號及2號燃油旁通注意燈亮

 儘速落地

十、無動力森林迫降

 1、減速使飛機停於樹稍之高度

 2、集體桿-於主旋翼觸及樹稍前提至最大

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