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當直升機失去動力 靠旋翼自旋殘餘升力迫降自救
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直升機在失去動力時,通常只能選擇迫降或重落地的方式來回到地面,但如果機體完好而只是失去了動力,則還有可能靠著旋翼自旋的技巧,讓迫降控制在不至於致命的程度。 |
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(綜合報導)在戰機上,如果引擎失去動力,而附近又沒有可以迫降的跑道,則飛行員可能會讓戰機滑翔到遠離住民的空曠地帶,接著彈射跳傘逃生。然而在直升機上,你卻沒有彈射逃生的選項可以選擇,儘管像俄國的Ka-50直升機具備了可以炸開主旋翼讓飛行員彈射逃生的設計,但那畢竟只有它才具備這樣的設計,而其他世界上絕大部分的直升機,都沒有這種設計。 直升機按螺旋槳劃類大體上分為單旋翼式、雙旋翼式。不管何種飛機垂直往上的上升拉力不難解釋:依靠驅動螺旋槳旋翼的高速旋轉產生巨大托舉力。而水平移動比垂直移動相對複雜,是直升機的主螺旋槳翼軸線向前面大幅傾斜,這時向上的托舉力就被分成了向前的拉力和向上的托舉力。 說白了螺旋槳的旋翼和固定翼飛機的機翼原理一樣,機翼上面有弧度下面較平滑,當螺旋槳高度旋轉切割空氣時,造成機翼上下的空氣流速不一致,從而產生了巨大的氣壓差值。相對於主螺旋槳不傾斜外,不一樣的地方只是一個斜著切割空氣一個水平切割空氣。這就是為什麼我們在影視劇中看到直升機向前飛行時會向前壓著機身,斜著飛出去的原因。但螺旋槳在高速旋轉下往往會產生一個和旋轉方向相反的反扭力,為平衡該力使機身平穩不搖晃, 直升機還有增加了一個尾翼,利用其產生的拉推力對抗消除旋翼旋轉時機體的旋轉。 讓直升機可彈射逃生的設計雖然堪稱革命性,但沒有普及的原因卻也很直接,最主要的就是當主旋翼被炸開後,這些主旋翼將會朝四面八方噴射,有可能會誤傷友機。因此,與其選擇可以逃生的設計,直升機乾脆設計成有辦法承受重落地的結構,盡可能在迫降中保護飛行員的生命。 不過,從迫降中生還哪有這麼容易,特別是在高空失去動力時,直升機最後撞地的速度與動能,在全世界沒有沒有任何一種吸震結構可以承受,因此飛行員在此時就必須應用一種讓氣流帶動主旋翼的技巧,使直升機能在無動力的情況下完成迫降,而這種技巧也被稱為是「旋翼自旋」(Autorotation)。 當直升機失去引擎動力時,假如高度足夠,飛行員可以讓直升機採取俯衝的方式,讓氣流強制帶動主旋翼旋轉,讓主旋翼產生升力,從而令直升機恢復足以實施迫降的可控制性,而這個方法也被稱為是「旋翼自旋」(Autorotation)。 在執行旋翼自旋這個自救法時,飛行員在直升機俯衝的階段,會將控制主旋翼之旋翼俯仰角(Pitch)的集體桿放下,讓旋翼減少阻力,使氣流能讓主旋翼的轉速更快,而當直升機接近地面時,飛行員就拉起迴旋桿(Cyclic Stick,或普遍上認知的操縱稈),改變旋翼下的變向盤以及旋翼俯仰角來帶起機鼻。到了這個階段,則被稱為是「飄降」(Flare-Out)
在飄降後,直升機的機鼻會高於水平線,且速度也會降低,此時飛行員再提起集體稈,讓旋翼提供更大的升力,減少與地面的接近率。在理想狀況下,直升機可以用機體和人員可以承受的速度降落到地面上。 在整個過程中,最關鍵的就是飛行員執行飄降的時機,因為要是太提早飄降,距離地面太高,則主旋翼在剩下高度的殘餘轉速,可能會無法轉換足夠的升力,最後如同自由落體一樣撞擊地面;另一方面,如果太晚飄降,下降速度會太快,則下場很有可能會直接栽在地上。兩種都有著機毀人亡的風險。 但如果你夠幸運,正好在高度足夠、液壓系統正常、機體結構無損壞、飛行技巧精湛的情況下,是有可能採取旋翼自旋,救自己以及副駕駛,還有造價數億的直升機一命的。
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