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直升機在失去動力時的自救法:旋翼自旋

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。(Source:Wiki)

作者:李思平

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。

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)。

 

旋翼自旋 > 飄降 > 運用殘餘升力迫降

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。