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楼主: 万磁王

飞行员报告:试驾V-22“鱼鹰”

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 楼主| 发表于 2017-8-21 09:56:30 | 显示全部楼层
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  和典型的舰载飞机一样,“鱼鹰”具有机载氧气和惰性气体发生系统(所以无法提供纯氧),吸入环境空气并提取其中的氧气用于机组呼吸,提取其中的氮气用于惰化燃油系统。该系统是恒流型的,也就是说不管有没有被机组吸入,氧气流会始终流过面罩。增压机舱和驾驶舱显然会大大提高“鱼鹰”的飞行能力,但这项改进基本无望实施。
  “鱼鹰”在低空飞行中的表现很出色,能利用各种传感器进行离地高度61米的贴地飞行。美国空军的CV-22“鱼鹰”装备了多模地形跟踪/地形规避(TF/TA)雷达,这种雷达是波音F-15E夜间导航和红外瞄准(LANTIRN)吊舱地形跟踪雷达和波音MH-47E直升机地形跟踪/地形规避系统的派生型,使“鱼鹰”能在极低能见度条件下(如大雾或下雨)做61米高度安全飞行。雷达会扫描飞行路线前方的地形障碍物,然后根据飞行数据计算出爬升规避指令,确保飞机安全避开障碍物。指令以水平指示杆的形式显示在多功能显示器上,飞行员要做的就是用操纵杆把飞行路径矢量对准指示杆,这样“鱼鹰”就能安全避开障碍物。这套系统还能计算出俯冲指令,确保“鱼鹰”按地形的起伏隐蔽飞行,降低被敌人发现的概率。
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CV-22机鼻的地形跟踪雷达以及下方的前视红外转塔
  “鱼鹰”还具有前视红外(FLIR)系统,其传感器转塔能自动转向飞行路线,例如转塔会在飞机爬升、降落和转弯时始终面向飞行矢量,为飞行员提供前视红外视频。这个功能在月黑之夜非常有用,因为此时夜视镜的敏锐度会降低。

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 楼主| 发表于 2017-8-21 09:57:34 | 显示全部楼层
遭遇故障怎么办?
  “鱼鹰”的每套系统几乎都是三重冗余的,该机具有三台飞行控制计算机、三台轻型惯导系统、三套液压系统和四台发电机,能够只凭其中的一套系统维持安全飞行。冗余系统存在的目的完全是为了提高飞行安全性,当然这不是说“鱼鹰”不会遭遇故障,你同样需要和普通飞机的飞行员一样认真学紧急处置程序。
  “鱼鹰”在飞机模式中飞行在包线下端时有失速可能。根据飞机状态,“鱼鹰”典型的失速速度为105-110节(194-204公里/小时)。幸运的是“鱼鹰”很少以飞机模式进入如此低速,一般是直升机模式。“鱼鹰”在飞机模式中更可能遭遇过载失速,因为随着坡度的增加,失速速度可以增加140节(259公里/小时)以上。
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V-22的飞行包线

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 楼主| 发表于 2017-8-21 09:58:20 | 显示全部楼层
  V-22的失速特性非常好,失速的唯一迹象就是显示器上的下降速率异常增大。由于“鱼鹰”的机翼相当于吹气机翼,所以很难进入完全失速,这也是该机失速迹象不明显的原因。进入完全失速将导致机鼻下坠,但不像其他飞机那样猛烈。改出操纵与大多数飞机都一样,松杆并把油门推到全功率就可以了,然后“鱼鹰”几乎就立即脱离失速。当发动机舱的倾转角低于35度时,主飞行显示器会出现一个失速表,显示动态的失速百分比以提示飞行员。
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横轴为速度,纵轴为旋翼倾转角度,淡紫去为安全范围,红区为失速范围

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 楼主| 发表于 2017-8-21 09:59:54 | 显示全部楼层
  “鱼鹰”最遭人诟病的地方也许是缺乏自旋降落能力。该机在绝大多数时间里都是以飞机模式飞行,看似根本无需自旋降落,但根据墨菲定律,凡是可能出错的事必定会出错。
  从技术上讲,“鱼鹰”的确具有自旋能力,只是飞行特性极差。你只需把推力控制手柄拉到最后,把发动机舱倾转到最后就能开始自旋下降了,此时旋翼就仅仅在向上气流的空气驱动下旋转。“鱼鹰”自旋的最大问题是旋翼惯性极低,无法像传统直升机的旋翼那样保存能量。如果你不是快速进入自旋,那么旋翼转速会快速下降,而且在自旋无望增加转速。把发动机舱倾转到后止位也至关重要的,因为旋翼上方出现的任何摆振方向气流都会迅速降低旋翼转速,这也是V-22在自旋降落拉飘和触地时飞行品质非常差的原因。V-22在自旋降落中下降速度相当快,约每分钟1525米,需要积极迅速的拉飘操作才能抵消,此时旋翼转速会短暂增加,但由于旋翼惯性较小,增加的转速会很快消失。
  我只在模拟器上学习和练习了V-22的自旋降落,成功率很低,因为如果落地过载超过结构限制,模拟器就会判定飞机坠毁,所以我的大多数自旋降落都是以闪烁的红色屏幕告终。很难说“鱼鹰”到底能不能在自旋降落中生存下来,鉴于操作的艰难程度,成功与否更多是取决于飞行员的运气。
  在飞机模式中如果遭遇双发同时失效,那么紧急处置程序与双发飞机类似,但“鱼鹰”巨大的旋翼在此时又拖了一下后腿,使该机的滑翔比仅为约4.5:1,“鱼鹰”在170节(315公里/小时)的速度下、旋翼风车旋转时的滑翔下降速率约为每分钟1070米。“鱼鹰”的滑翔降落速度随飞机重量变化,包线中间速度是130节(241公里/小时)。滑翔降落并不建议后倾发动机舱,所以此时旋翼肯定会撞地。好在这种复合材料旋翼具有一个安全设计,那就是遭受重击后能解体为扫帚状,尽量降低飞溅碎片对乘客的伤害。不幸的是这个安全设计已经在V-22坠机事故中得到了验证,的确如厂家宣传所言。
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在事故中裂成扫帚状的V-22旋翼

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 楼主| 发表于 2017-8-21 10:00:40 | 显示全部楼层
重回直升机模式
  过渡到飞机模式的操作比较简单,但转换回直升机模式就有点棘手了,需要更多的练习才能上手。
  第一步是增加把旋翼转速提高到100%,但必须要在速度低于220节(407公里/小时)时才能进行。然后再把推力控制手柄拉到接近末端,让“鱼鹰”在旋翼气动阻力的作用下减速。“鱼鹰”没有减速板或其他减速装置,所以减速需要飞行员提前规划。襟副翼就像过渡中一样开始自动下偏,并随着减速进入完全下偏位置,以降低下洗气流的影响。旋翼达到100%转速后,由于较高转速增加的阻力,你能感觉到减速明显加快,这有助于你开始倾转发动机舱,因为这种操作必须在低于200节(370公里/小时)速度下进行。
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完全下偏位置的襟副翼

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 楼主| 发表于 2017-8-21 10:00:54 | 显示全部楼层
  当你向后拨滚轮使发动机舱倾转时,飞控就激活了转换保护功能,防止发动机倾转过快,否则可能会损坏飞机或导致失速。和襟副翼一样,转换保护功能也有一条基于空速并随高度变化的走廊曲线,在走廊曲线底部,飞控会限制发动机舱的倾转速度,避免失速;在走廊曲线上段,飞控会保护旋翼,避免在高速下产生过大过载。如果飞行员在空速过高的情况下向后倾转发动机舱,那么飞控就会超越飞行员输入停止倾转,并控制发动机舱向前倾转。飞行员主飞行显示器上有个指示器,用于显示发动机舱倾转角度与走廊曲线的关系,平稳减速的关键是飞行员在转换过程中要尽量把发动机舱角度置于走廊曲线中间。
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V-22的转换走廊曲线

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 楼主| 发表于 2017-8-21 10:01:05 | 显示全部楼层
  机鼻随着转换的进行下降到水平姿态,发动机舱倾转过45度后需要前推推力控制手柄。虽然“鱼鹰”在转换和直升机模式中以水平姿态飞行,但机鼻会稍微抬高一点(迎角在5度以下),这有助于在进近过程中帮助减速。接下来,飞行员对于发动机舱的倾转操纵并不会立即生效,飞控会自动延迟倾转输入以实现平稳高效的转换。新飞行员此时往往会产生焦虑感,然后继续后拨滚轮,结果导致“鱼鹰”急剧减速,在远离着陆区的空中就悬停了下来。
  “鱼鹰”进近操作的一大优点是驾驶舱视野广阔,由于具有接近直升机的驾驶舱设计,飞行员能很好得看清着陆区,并且从驾驶舱的任何一个座位上都能完整看到对侧发动机舱。驾驶“鱼鹰”降落最棒的方式是发动机舱向后倾转90度,然后以机鼻向下的姿态进近,此时你全程都能在挡风玻璃中看见着陆区直至触地,这种操作在小面积着陆区降落时很实用。
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V-22的驾驶舱视野广阔

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 楼主| 发表于 2017-8-21 10:01:48 | 显示全部楼层
  传统直升机的飞行员在降落中总是担心尾桨或旋翼会撞上异物,“鱼鹰”的飞行员更担心的是发动机舱撞上异物,因为该机停在地面时,垂直姿态的发动机舱尾喷管距离地面仅1.2米。所以“鱼鹰”降落时,任何坡面、岩石或小树都会成为潜在危险。
  当“鱼鹰”在未铺装场地降落时,旋翼下洗气流也会造成危害,较高的桨盘载荷会产生强劲下洗气流,吹起大量尘土和碎片,完全遮蔽住座舱视野。幸运的是“鱼鹰”具有非常完善的悬停状态显示,让飞行员能在近零能见度的条件下进近和着陆。
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下洗气流过强会对V-22的降落造成一定影响

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 楼主| 发表于 2017-8-21 10:02:00 | 显示全部楼层
总结
  本文以飞行员视角对“鱼鹰”一次完整飞行进行了简短描述,希望能够解答读者的一些疑问,并消除对该机飞行特性的一些流言。我的一位飞行员同事常常说“鱼鹰”是一架很容易驾驶的飞机,但像飞好很不容易。这是我所听到过的最真实的V-22评论之一。这架飞机具有很多能够降低飞行员工作量的自动化功能,而且都非常好用,从初级飞行学校毕业的新飞行员学飞V-22都很容易,体现了技术的进步。正因为“鱼鹰”的飞控设计上已近完美,所在操作程序和操纵技术留给飞行员发挥的余地很小,所以飞好很难。
  “鱼鹰”是一种真正的21世纪飞行器,该机在设计上更接近民用飞机,这点让军队飞行员有些难以理解。因为大多数军用飞机都允许飞行员控制全部系统并超出飞行包线,而“鱼鹰”的设计原则是避免飞行员搞坏飞机,如发动机的FADEC系统不仅能避免起动超温和喘振,还禁止飞行员做出超温和过扭矩操纵,这对民用机来说是件好事,但对军用机而言,有时候超温和过扭矩导致的后果总比飞机坠毁来得好。结构载荷限制也让飞行员无法做出超过载机动,如果俯冲拉起高度不足,“鱼鹰”不允许飞行员拉杆做超过载拉起就可能导致灾难。这些保护性功能导致“鱼鹰”飞行员自嘲为自己只是个傀儡,真正驾驶“鱼鹰”的是飞控计算机和各种组件。
  本文作者迈克·麦金尼是一名退役美国空军直升机和倾转旋翼机飞行员,也是美国空军武器学校的前教官。
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本文作者迈克·麦金尼

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