直升机产生涡环条件解析

ZCC

      涡环尽管旋翼桨尖附近总是存在涡流（桨尖涡），在某些流场状态下，它们会进一步发展，伴随着从翼根向外发展的气流分离，最终导致旋翼拉力下降和随之而来的高度迅速下降。这一状态在某些方面类似于固定翼飞机的失速，在直升机上，这一状态被称为“涡环”。涡环状态的特性就是流动状态非常不稳定，产生振动及拉力变化无常。原因从多种飞行状态均可进入涡环，但导致涡环的流场状态是相同的。

      涡环只能在下述所有条件具备时才会发生：1．有动力（产生通过将桨盘向下流动的气流）；2．大下降率（产生一个向上流动的附加气流）； 3．小的前飞速度。

      分析当直升机在静止空气中悬停时，相对气流的方向可由桨叶旋转速度和诱导气流来确定，由于外洗作用，在桨尖附近二者均达到其最大值，翼根处具有最大迎角。假设降低总距以获得下降率，当下降状态建立后，将产生一个与诱导气流方向相反的相对气流，使沿桨叶的气流分布发生改变。下降使翼根处产生与诱导气流方向相反的气流，使迎角增加；桨尖部位的上升气流使桨尖涡增强，增强诱导气流，减小迎角。如果进一步减小总距，下降率将增加，上述过程将重复并最终达到这样一个状态：桨叶根部达到失速迎角，此时由于桨尖涡和翼根失速影响，旋翼拉力将减小，只剩下桨叶中部产生平衡重量所需的拉力。如果继续减小总距，将导致更高的下降率，使桨叶上产生拉力的区域更小，如果那拉力不足以平衡重量，下降率将快速增加。 1 风洞实验显示出桨尖涡形状非常不稳定，使旋翼拉力不对称，直升机将俯仰、滚转和停航，使操纵十分困难。在完全发展的涡环状态，增加总距只会使情况恶化，不会减小下降率，反而使下降率增加。直升机空中总重量越大，保持高度所需的总距也越大，因此可以推断，大重量时，更容易发生涡环。现象机身抖动和驾驶杆抖动；飞机的偏航、滚转及俯仰；下降率快速增加。改出必须改变着导致涡环的流场状态，才能从涡环改出。推荐的方法是前推杆以改变桨盘状态，获得前飞速度，使相对气流与诱导气流方向一致，等待直至有正的表速，然后可以增加功率。另一种方法是进入自转，将涡流向上吹除，制止涡环后再转入正常飞行。小速度时应限制下降率，以防止进入导致涡环的状态，在离地500 英尺以下时，很难成功改出。 2 练习涡环改出说明：对于直升机，必须满足以下三个条件才能进入涡环： 1．有通过桨盘向下的诱导气流（有动力飞行）； 2．有从下向上流动的相对气流，与诱导气流方向相反； 3．小或零速度。

       可能导致涡环的飞行状态有： 1．小速度时带功率下降，下降率大于300ft/min； 2．自转改出时速度太小； 3．使直升机以大的拉平姿态下降。驾驶技术： 1．HASEL 检查 H：如果不机场，高度应足以保证在真高500 英尺以上改出； A：场地符合要求； S：安全措施，安全带系好； E：发动机，检查压力、温度； L：观察，观察四周和下方有无其它飞机，练习时加强观察很重要。 2．进入高度2000 英尺； 3．检查风向。练习时，飞行状态为，60mph，下降率600ft/min。减速并减小功率以保持下降率，发生下述情况任何一条则认为已接近涡环状态： 1．机身抖动； 2．直升机偏航、滚转及俯仰。 3．下降率增加； 4．RPM 变化。改出推杆，当速度大于２０mph 时，可增加功率爬升。应当指出，从完全涡环状态改出将有较多高度损失。因此，由于涡环大多在离地较近时发生，认识其初始特征和立即采取改出动作十分重要。

HWL

没有想到直升机也挺复杂的啊！

ZCC

那是必须的，要有挑战性！

夏小塔

真心佩服那些用直升机做翻滚的。。

frostwyrm

耍K-50的时候，没少遇到这事，一般来说要是高度足够还有救。

x-pengcheng

一直没碰直升机，，感觉很难。

yzmxncbv

不错不错，很不错的精品文章。

aszxxxx

很好的教程,谢谢分享

crosswind

直升机就像走钢丝，完全是在寻找动态的平衡

lsdzdxt

不错不错，希望学习成功