摘要: 本文介紹了螺旋的歷史、原理及相關法規,深入分析了其形成機理,并結合教學訓練的實際情況對影響螺旋特性的各種因素進行了詳細的闡述。
關鍵詞: 螺旋 飛行訓練 特技飛行
前言
隨著CCAR—61部和141部的貫徹執行,國內的飛行培訓機構開始進行包括螺旋在內的特技飛行訓練,目前,有關螺旋的理論、規章、操縱以及各種影響因素在相關人員中仍存在模糊的認識,本文力圖從多角度對這一問題展開深入論述。
一、螺旋的歷史
在飛機問世初期,有一種神秘的飛行現象讓飛行員談虎色變。在飛行中有時會出現:飛機突然失去控制,一邊下墜一邊偏側翻轉,按正常的操縱方法操縱飛機,飛機非但沒有反應,反而有惡化的趨勢,經操縱無效后,常常導致機毀人亡,這種現象就是螺旋。資料顯示,許多著名航空先驅者的飛行事故就是因為螺旋造成的。
自從1910年世界有了螺旋的報告以來,出現了許多起因螺旋導致的墜機事故,許多航空大國開始對螺旋進行研究。英國是最早開始研究螺旋的國家。第一次無意中成功改出螺旋的飛行員是英國的海軍飛行員帕克,他在一次執行任務時不小心進入了螺旋狀態,在走投無路的時候,他索性反其道而行之,結果成功地改出了螺旋。其操縱方法是這樣的:首先,不是壓反盤,而是蹬反舵,從而制止了飛機的側滑;其次,他不是向后拉桿,而是向前推桿,使飛機減小迎角,進入俯沖增速狀態;最后,再從俯沖中把飛機拉起,飛機就改出螺旋,進入正常飛行狀態。后來的實踐證明,上述處置是完全合理的,而且在很長的時期內成為標準的改出螺旋的方法。1914年,英國著名飛機設計師德·哈維蘭完成了自覺進入并成功改出螺旋的創舉,不久后的1917年,英國科學家林德曼還親自駕機,驗證了他的推桿改出螺旋方法的正確性。對于螺旋的研究,英國是走在世界前列的。后來,美國、俄羅斯等國家利用風洞實驗,飛機模型等進行了一系列研究,從飛機設計的角度對飛機抗螺旋特性的研究取得了許多重大成果,如采取后掠翼和三角翼等。后來,隨著各種高性能飛機相繼問世,螺旋導致的事故又有增加的趨勢,各國的航空工作者對螺旋的研究從未間斷過。時至今日,螺旋的研究已經比較成熟,螺旋已經不再是令飛行員談虎色變的飛行災難,每個在初教機上進入單飛的飛行學員,都已經了解了改出螺旋的操縱方法。然而,螺旋畢竟是一種非正常的飛行狀態,各式各樣飛機的螺旋特性還有待氣動工作者和試飛員們去進行更深入的研究和探索。
二、螺旋
螺旋,也稱尾旋,是指飛機失速后,產生的一種急劇滾轉和偏轉的運動,飛機機頭向下,同時繞空中某一垂直軸,沿半徑很小和很陡的螺旋線急劇下降的飛行狀態。
1.螺旋產生的原因
螺旋是由于飛機超過臨界迎角后機翼自轉引起的。飛機要進入螺旋,首先一側或兩側機翼要處于失速狀態,其次兩邊機翼必有一邊的迎角大于另一邊,小迎角的機翼會產生更多的升力,大迎角機翼已超過了臨界迎角因此產生較少的升力,這導致兩邊機翼產生的升力大小不一樣,不對稱的升力使飛機向更深失速機翼的方向滾轉,這就是機翼自轉現象。
飛機進入自轉后,下沉機翼的阻力遠大于上揚機翼的阻力(失速后阻力系數隨迎角的增大而增大),兩翼阻力差產生很大的偏轉力矩,促使飛機繞立軸向自轉方向急劇偏轉。飛機自轉后,升力不僅降低,而且方向隨著機翼的自轉傾斜,升力不能平衡飛機重量,飛機迅速掉高度,運動軌跡由水平方向趨于垂直方向。升力趨于水平,起向心力的作用,使飛機在下降中做小半徑的圓周運動。所以在螺旋中,飛機不僅要繞縱軸旋轉,還要繞立軸和橫軸旋轉。這就使飛機形成了一邊旋轉,一邊沿螺旋線軌跡下降的螺旋。
2.螺旋的階段
在輕型訓練飛機上,完全的螺旋由三個階段組成:初始螺旋、形成階段和改出階段。初始螺旋是指從飛機失速到螺旋全面形成的階段。螺旋的全面形成是旋轉角速度、空速和垂直速度比較穩定,而且飛行路徑接近垂直的階段。螺旋的改出是從施加制止螺旋的力開始,直至從螺旋中改出的階段。
3.螺旋的改出
螺旋是飛機失速后機翼自轉產生的,因此改出螺旋的關鍵在于制止機翼自轉和改出失速。改出失速只要推桿使迎角小于臨界迎角即可,制止機翼自轉的有效辦法是向螺旋反方向蹬舵。
如果飛機進入螺旋,應將油門收到慢車,盤放在中立位,向旋轉的反方向蹬滿舵。當旋轉減慢時,輕快地推桿減小迎角。當旋轉停止時,蹬平舵。逐漸向后拉桿使飛機從急劇下俯姿態改出。許多機型手冊、法規推薦的標準螺旋改出程序如下:
(1)減小功率到慢車。
(2)駕駛盤中立。
(3)向螺旋的反方向蹬滿舵。
(4)果斷的向前推桿制止飛機失速。
(5)旋轉停止后,將舵回平。
(6)帶桿改平飛。
三、和螺旋相關的適航與訓練規章要求
1.CCAR61.第159條:飛機駕駛員的飛行經歷要求。
(a)飛機類別單發級別等級的商用駕駛員執照申請人,作為駕駛員的飛行經歷時間中至少應包括:
(a).(3).(vi)5小時特技飛行訓練,至少包括螺旋識別、進入和改出,大坡度盤旋、急盤旋下降、急上升轉彎和懶8字。
2.CCAR23.3條:飛機類別。
(a)正常類飛機,是指座位設置(不包括駕駛員)為9座或以下,最大審定起飛重量為5700公斤(12500磅)或以下,用于非特技飛行的飛機。非特技飛行包括:
(1)正常飛行中遇到的任何機動;
(2)失速(不包括尾沖失速);
(3)坡度不大于60°的緩8字飛行、急上升轉彎和急轉彎。
(b)實用類飛機,是指座位設置(不包括駕駛員)為9座或以下,最大審定起飛重量為5700公斤(12500磅)或以下,用于有限特技飛行的飛機。按實用類審定合格的飛機,可作本條(a)中的任何飛行動作和有限特技飛行動作。有限特技飛行包括:
(1)尾旋(如果對特定型號的飛機已批準作尾旋);
(2)坡度大于60°但不大于90°的緩8字飛行、急上升轉彎和急轉彎。
(c)特技類飛機,是指座位設置(不包括駕駛員)為9座或以下,最大審定起飛重量為5700公斤(12500磅)或以下,除了由于所要求的飛行試驗結果表明是必要的限制以外,在使用中不加限制的飛機。
……
3.CCAR23.221條:尾旋。
(a)正常類飛機 單發正常類飛機必須在使用了改出操縱后,在不超過一圈附加尾旋中從單圈尾旋或3秒尾旋(取時間長者)中改出,或演示符合本條可選擇的抗尾旋要求。
(1)下列要求適用于單圈尾旋或3秒尾旋:
(i)在襟翼收態和展態兩種情況時均不得超過相應的空速限制以及正的限制機動載荷系數;
(ii)在尾旋或改出過程中,操縱力或特性不得對迅速改出產生不利的影響;
(iii)在進入尾旋或尾旋發生階段使用任何飛行或發動機動力操縱器件時,不得有不可改出的尾旋發生;
(iv)對于襟翼展態情況的尾旋,在改出過程中襟翼可以收上,但不得在旋轉結束之前收上。
(b)實用類 實用類飛機必須滿足本條(a)的要求。若申請進行尾旋飛行則必須滿足本條(c)和第23.807條(b)(7)的要求;
(c)特技類 特技類飛機必須滿足本條(a)和第23.807條(b)(6)的要求。另外,若申請進行尾旋飛行則必須在每一構型滿足下述要求:
(1)在作出正常的尾旋改出操縱后,飛機必須用不超過一圈半的附加旋轉,從尾旋的任意一點上改出。在作出正常改出操縱以前,尾旋試驗必須要進行六圈或申請審定的任何更多圈數。但是,當出現螺旋特性時,尾旋可以在3圈后中止;
(2)對于襟翼展態構型,不得超過使用空速限制和機動限制載荷系數,改出期間不得收上襟翼;
(3)在進入尾旋或尾旋期間,使用任何飛行或發動機功率操縱器件必須不得出現不可改出的尾旋。
(4)尾旋期間不得有使得飛行員迷失方向或失能而可能妨礙成功改出的特性(如過快的旋轉或極度的振動)。
4.CCAR23.1567條:飛行機動標牌。
(a)對于正常類飛機,必須在駕駛員前面能看清楚之處,設置一塊標牌注明:“不準許做特技機動,包括尾旋在內”。
(b)對于實用類飛機,必須有下述標牌:
(1)駕駛員能看清楚的一塊標牌,注明:“特技機動限制如下”(列舉經批準的機動飛行和每種機動飛行的推薦進入速度);
(2)對于不滿足特技類飛機尾旋要求的飛機有駕駛員能看清楚的附加標牌,注明“禁止尾旋”。
(c)對于特技類飛機,必須有駕駛員能看清楚的一塊標牌,列舉經批準的特技機動和每種機動飛行的推薦進入速度。如果各種倒飛機動未獲批準,標牌對此必須注明。
(d)對批準尾旋的特技類和實用類飛機,必須有一個駕駛員清晰可見的標牌:
(1)列出改出尾旋機動的操縱動作;
(2)說明必須在螺旋特性出現時,或者不超過六圈尾旋或不超過飛機已經合格審定的任何更多的圈數開始改出動作。
需要指明,正常類飛機的螺旋特性是沒有經過驗證的,只在螺旋初始進入階段具有改出的能力并不能確保飛機具有穩定螺旋階段的改出能力。
四、幾類非常規螺旋
我們首先討論幾類特殊的螺旋,飛機在某些情況下可能會進入這類螺旋,但是大多數飛行員沒有引起重視。該部分給出了這類螺旋更加詳細的信息,包括反螺旋和平螺旋。這些特殊的螺旋聽起來有些神秘,只要使用滿足適航標準的飛機并在有資格的教員處接受過正規訓練,這些特技是絕對安全的。
1.反螺旋
反螺旋必須在倒飛狀態下進入,倒飛時,抬頭會看到地面,并會形成負載荷,體驗負載荷下的飛行對許多后續的訓練非常重要,特技飛行員需要花很多時間練習。
圖1是飛機在倒飛時,低速大迎角下的外視圖。同常規螺旋一樣,飛行員收油門減速,并保持高度使飛機失速。不同的是,倒飛時,為了使飛機上仰保持高度,需要向前推桿,而不是向后拉,隨著不斷減速,飛機開始出現抖桿,掉機頭,飛機在倒飛進入失速后,需要推桿到最前保持飛機在失速狀態,同時,迅速向想要螺旋的方向蹬滿舵使飛機進入螺旋。飛機也會經過初始階段,形成階段和改出階段。在反螺旋時,許多飛機旋轉速度都有增大的趨勢,重力的作用也往往令初學者感到不適應。
螺旋過程中,必須保持桿在最前,舵滿偏。有些飛行員認為,飛機會向蹬舵的反方向進入螺旋,這是錯誤的,如果向左蹬滿舵,飛機會向飛行員的左側進入螺旋,如果蹬右舵,飛機會向右螺旋。同常規螺旋一樣,在反螺旋的不同階段,機頭會有俯仰變化,旋轉速率也會變化。

從反螺旋中改出的程序與常規螺旋非常類似,步驟是:
(1)油門收光。
(2)向螺旋的反方向蹬滿舵。
(3)釋放桿上向前的力,減小迎角至臨界迎角以下。
(4)舵回平。
(5)恢復平飛狀態。
反螺旋同常規螺旋差異:1.因為是在倒飛,需要向前推桿改平飛。2.反螺旋時,飛機會有更大的姿態和更快的旋轉速率。不同的機型在反螺旋時也會有不同的特性,比如,有些特技飛行員體會到,Pitts Special S-2B機型和Decathlon機型相比,螺旋時的姿態和旋轉速率會大得多。
*常見錯誤
在做反螺旋時,許多在常規螺旋時的錯誤也會出現。許多飛行員在倒飛時不能很好地使飛機進入失速,由于飛行姿態和操縱動作上的不同,很多飛行員在剛開始練習反螺旋時都會犯這樣的錯誤,接近失速時,應均勻地向前推桿以確保螺旋過程中的迎角達到臨界迎角;另一個常見的錯誤是蹬舵太遲或未蹬滿舵,在進入階段,如此操縱會使飛機進入倒飛狀態下的急盤旋下降。
在反螺旋過程中,常見的錯誤是釋放向前推桿的力,這比在常規螺旋時向前松桿的動作更普遍。螺旋過程中,飛行員有失重的感覺,造成桿向后退,有些機型為了能推桿到最前甚至需要身體前傾,總之,過早的松桿會使飛機進入下文提到的加速螺旋。螺旋過程中,還要保持舵的滿偏,腳不要松舵。
在改出反螺旋時,確保要向螺旋的反方向蹬滿舵,反螺旋的旋轉速率很高,如果舵沒有蹬滿,可能需要更長的時間,甚至無法改出螺旋;蹬滿舵后,釋放推桿力制止失速。同常規螺旋相比,此時機頭更低,高度損失也會更大,需要在避免過快推桿的情況下盡快恢復平飛。
2.加速螺旋
在螺旋過程中,制止旋轉之前便減小迎角會使飛機進入加速螺旋,在正螺旋中減小向后的拉桿量及在反螺旋中減小向前的推桿量都會導致迎角減小,從而進入加速螺旋。有的飛行員知道標準的螺旋改出程序,但是認為操縱的步驟并不重要,這種情況下最容易進入加速螺旋。
在正螺旋時,向前推桿或松桿會使飛機的旋轉速率迅速增加,飛機的載荷也隨之增大,過大的載荷會損壞機體結構,因此,大多數的機型都不適合做加速螺旋。
“我還記得我做的第一個加速螺旋,我做過許多常規的螺旋,盡管上飛機之前做了充分的準備,第一次練習加速螺旋還是讓我很吃驚,它旋轉得太快了……”
為什么松桿減小迎角會使飛機加速旋轉呢?圖2說明了這個問題。在常規螺旋時,內側機翼失速,外側機翼產生更大的升力,松桿后,飛機迎角減小,外側機翼的失速面積減小,導致升力增大,內側機翼的迎角仍大于臨界迎角,如此,兩側機翼的升力差增大,導致旋轉速率顯著增大。
3.平螺旋
平螺旋是一個非常有趣的特技科目,但經常被錯誤地理解,許多人認為飛機會失去操縱性無法改出。其實,只要在合適的飛機上正確地操縱,平螺旋同常規螺旋一樣安全。但是也要引起注意,如果在不適合的飛機上,或沒有經過專門的訓練,平螺旋是很危險的,在沒有學習正確地進入和改出方法前,不要一個人嘗試做平螺旋。
有很多方式使飛機進入平螺旋,我們只討論幾種常見的方式。在任何情況下,飛機必須首先進入正常的螺旋,然后再進入平螺旋,這個過渡可能很短,但是必須首先進入正螺旋或反螺旋。如果要有意使飛機進入平螺旋,需要采取幾個步驟,以向左旋轉的正螺旋為例,說明從正螺旋進入平螺旋的方法。
首先,按照上文中所述方法使飛機進入向左旋轉的正螺旋,之后,需要采取以下步驟使飛機進入平螺旋:首先,保持左滿舵的同時,向右壓滿盤。這樣飛機向右滾轉,使機翼與地平線接近平行。其次,增大油門,飛機機頭上仰,使飛機縱軸與地面接近平行。這樣,機翼在副翼作用下趨于水平,同時,機頭仰起,飛機就會轉入平螺旋。
坐在平螺旋的飛機上,感覺和正常、平飛時相似,不同的是飛機在繞立軸旋轉,由于飛機的旋轉速率比較小,有飛行員認為平螺旋比常規的螺旋更容易控制。因為很難看到地面,通過地標來判斷螺旋圈數非常困難,用太陽做參考會更好。
對于特技飛行員,他們在訓練過程中更容易進入以上這類特殊螺旋,練習這類特殊的螺旋是非常必要的。對于普通飛行員,本文對特殊螺旋(反螺旋、加速螺旋、和平螺旋)的介紹主要是為了讓飛行員了解這類螺旋,以及如何避免不正確的操縱使飛機進入這類螺旋。在飛機意外進入此類螺旋的情況下,推薦使用下面的改出程序:
4.緊急螺旋改出程序
我們已經知道了標準的螺旋改出程序,對于這類特殊的螺旋,現在推薦一個更通用的改出程序。這個程序是基于這樣一個現象設計的,簡化了的螺旋改出程序同樣可以使飛機正常地改出螺旋,這個程序減少了飛行員的操縱難度,也不需要知道飛機處于哪種螺旋,其步驟是:
(1)收光油門。
(2)兩手松開桿,
(3)向螺旋的反方向蹬滿舵直到旋轉停止。
(4)回平舵改出俯沖。
可以看出,這個程序與標準程序最大的區別就是雙手放開駕駛盤,這樣,氣流會使副翼和升降舵自動保持在螺旋改出應在的位置,將螺旋反方向的舵蹬滿,直到飛機停止旋轉,并從螺旋中改出。有飛行員曾在許多機型上多次試驗過這個改出程序,包括Pitts Special,Christen EagleⅡ,Cessna150,Cessna172等機型,能很好地從常規螺旋、反螺旋、加速螺旋和平螺旋中改出,該程序由于不需要識別飛機處于哪種方式的螺旋,因此,在意外進入螺旋的情況下,會大大縮短改出的時間。
有幾點需要注意,NASA研究發現,這個程序并不是在所有的機型上都湊效,同時,螺旋的旋轉速率、迎角和其他一些因素也會影響該程序在某種機型上的效果,如果不確定該程序是否適合你所飛的機型,應以手冊推薦的螺旋改出程序為準。
五、螺旋特性的影響因素
上文對特殊螺旋(反螺旋、加速螺旋和平螺旋)的介紹主要是為了讓飛行員意識到這類螺旋的存在,以及如何避免進入這類螺旋。對于特技飛行員,練習這些螺旋是非常必要的,因為他們在訓練過程中更容易進入這類特殊螺旋;而對于普通飛行員以及在訓的飛行學員,知道如何避免進入這類螺旋已經足夠了,深入理解常規螺旋的原理以及操縱方法,對于飛行訓練來講更有實際意義。下面,我們來對螺旋各個階段的特性以及操縱方法進行深入的探討。
上文已經提到,螺旋大致分為三個階段:進入階段、形成階段、改出階段,不同的資料可能叫法不同,但各階段的基本特征是一樣的。
1.進入階段
進入階段是為螺旋創造造條件的階段。示范螺旋的進入程序與無功率失速相似:柔和收光油門,同時增加飛機姿態使飛機失速,在飛機接近失速時,柔和蹬滿某一側的舵,同時拉桿至最后,螺旋首先以失速和偏轉/滾轉開始,螺旋效應開始后,機頭會迅速掉到地平線以下,保持駕駛盤中立,蹬滿舵并保持住,飛機機頭下俯,滾轉,開始轉彎下降。在該階段,慣性力、升力、阻力和偏轉力共同作用在飛機上,飛機要進入下一階段,必須克服慣性力使飛機從水平飛行轉入掉機頭下降,升力、偏轉力、阻力也需要轉到新的方向,這些力的改變需要一定的時間。一般來講,飛機完成這些過渡,大概需要一到兩圈的時間。
由于飛機有繼續保持原來飛行狀態的趨勢,在螺旋的初始階段改出會比較容易。事實上,對于許多機型,在這個階段放開操縱,飛機會自動改出螺旋。不要假設你的飛機有這個功能而放棄操縱,因為飛機的自動改出功能受到太多復雜因素的影響,任何時候都應該通過自己的操縱改出螺旋。附帶指出,對于任何人,都不建議自學螺旋。
*常見錯誤操縱及后果
該階段最常見的錯誤是帶桿量不夠和駕駛盤不在中立位。帶桿量不夠會延緩飛機失速,進入螺旋也隨之變得困難;另外,在進入螺旋之前,往往會造成幾百英尺的高度損失。練習前在高度上留有足夠的安全裕度,在高度方面就不至于出現什么問題,最主要的問題是,在這種情況下,將很難辨別飛機在哪個時刻進入螺旋。
有些學生試圖用盤使飛機更快地進入螺旋,他們頻繁地操縱副翼,認為這樣會幫助飛機進入螺旋。結果會使飛機進入和螺旋非常相似地急盤旋下降,如果在螺旋過程中操縱副翼,飛機還可能進入平螺旋。除非你的飛機適合做這類螺旋,意外進入這些螺旋可能導致飛機結構損壞。
許多學員在失速時操縱舵不夠及時、動作緩慢或不用滿舵,這樣會阻礙飛機進入螺旋,飛機也會向蹬舵的一側偏轉,但無法徹底地進入螺旋。
另一個常見的錯誤是,在飛機失速時忘記收光油門,如果帶油門進入螺旋,會使機頭上仰,飛機姿態減小,甚至會進入平螺旋。當飛機失速即將進入螺旋時,切記要收光油門,如果在進入螺旋后帶功率,應立即收到慢車。
2.形成階段
許多人對螺旋的形成階段存在錯誤的認識,認為螺旋在該階段保持穩定的狀態。研究中發現,螺旋在形成階段并非如此,而是會有一些周期性的變化,這些變化包括不同的下俯姿態和旋轉速率等。以Pitts Special S-2B機型為例,飛機在轉到180度點時,機頭比較低;在360度點時,機頭會抬高。只是這些變化在初學階段很難發現罷了。
在形成階段,不同機型也會有不同的反應。一些飛機會有較大的下俯姿態,有些機型則有更快的旋轉速率。即使同一種機型,由于操縱的不同,其反應差異也會非常大。另外,重心的位置也會嚴重影響螺旋的特性,一般來講,飛機的重心越靠后,螺旋過程中姿態越小。
*形成階段常見錯誤操縱及后果
在螺旋的過程中,不恰當的操縱會對螺旋的特性產生什么樣的影響呢?由于不同的機型特性各不相同,本文不可能涉及所有情況,本部分只選擇兩個典型的例子。
(1)非常基本的操縱——油門。在實際飛行中,油門同副翼、方向舵、升降舵一樣,對飛機的姿態和飛行性能有重要的影響。大多數飛機在設計時有這樣一個特性:增加油門,機頭會上仰;減小油門,機頭會下俯。這種設計可以防止突然收油門時飛機意外失速。隨著功率減小,飛機的仰角和迎角都會減小,在螺旋過程中,這是需要考慮的一個非常重要的因素。在螺旋的進入階段未收光油門,或在進入螺旋以后增加油門,機頭會上仰,導致飛機進入平螺旋,一旦進入平螺旋,飛機會更難改出,某些機型甚至無法改出。在Pitts Special型飛機上,做平螺旋是非常有趣的事,但是在其他機型上可能會變得很危險,總之,只要飛機進入螺旋,應立即將油門收光。
(2)操縱桿。進入螺旋后,在改出之前應一直保持桿在最后并使盤在中立位。在進行多圈螺旋的訓練中,許多飛行員會無意識地釋放桿上的力,松桿會使螺旋的旋轉速率增大。飛行員習慣盤舵協調地操縱飛機,有些飛行員在蹬舵進入螺旋時,經常會不自覺地壓盤。順盤會使飛機向螺旋方向滾轉,明顯地改變螺旋的特性。另一個極端是通過壓反盤來改出螺旋,上文已經提到,向螺旋的反方向壓盤是進入平螺旋的一個必要步驟。
3.改出階段
從實施操縱使旋轉速率減小開始,飛機就進入了改出階段。在螺旋訓練之前,應首先熟悉操縱手冊中制造商驗證過的螺旋改出程序,在制造商未給出螺旋改出程序的情況下,建議采用以下的標準螺旋改出程序:
(1)減小功率到慢車。帶功率經常導致較小的螺旋姿態和使旋轉速率增大,從而惡化螺旋的特性。
(2)駕駛盤中立。副翼的操縱會對螺旋的改出起副作用。向旋轉方向壓盤會使旋轉速率增大從而推遲螺旋的改出,向反方向壓盤則會導致下沉側機翼更深失速而使情況惡化,所以,最好的程序是保持駕駛盤中立。
(3)向螺旋的反方向蹬滿舵。確保蹬滿反舵,并且動作要果斷。
(4)果斷地向前推桿制止飛機失速。蹬滿反舵后應立即松桿,使飛機減小迎角改出失速。
(5)旋轉停止后,將舵回平。如果此時舵未回平,偏轉舵面上的氣動效應會使飛機偏轉并產生側滑。
(6)桿改平飛。帶桿動作不要粗猛,過大的帶桿力會造成二次失速并導致再次進入螺旋。改出過程中注意不要超過載荷限制和速度限制。
*改出階段常見錯誤操縱及后果
螺旋過程中機頭直指地面并繞垂直軸急速旋轉,學員對螺旋容易產生失定向,尤其在螺旋的改出階段。有的學員急于改出螺旋,往往出現粗猛或錯誤操縱,甚至出現反操縱。
第一個常見的錯誤是將操縱動作的順序顛倒。許多學員知道螺旋的改出程序,但是將盤和舵的操縱順序顛倒。上文已經提到,在飛機停止旋轉之前就向前推桿,會使飛機進入加速螺旋,多數機型都不允許進行加速螺旋。改出動作的順序非常重要,必須明確所飛機型的改出動作,并按照順序執行。
第二個是沒有蹬滿反舵,未蹬滿的舵或緩慢的操縱,會延緩螺旋的改出。動作一定要迅速并將舵蹬滿,這樣才能保證減慢旋轉速率,它是改出螺旋必須經過的過程。旋轉一旦停止,應及時把舵回平,許多學員忘記回平舵,飛機向反方向旋轉,這會導致飛機進入相反方向的螺旋。
另外,駕駛盤的使用問題也較普遍。許多學員在改出過程中過多的向前推桿,使飛機的下俯姿態進一步加大,這樣不僅加重了不適感,同時還會增大下降率并導致高度損失。一圈螺旋,會造成600—800英尺的高度損失,如果在起落航線上,意味著沒有多少裕度來改出螺旋,這個錯誤將是致命的。
許多學員在改出失速后,經常粗猛地向后帶桿改平飛。這樣可能導致加速失速并造成更多的高度損失,在螺旋改出過程中要及時操縱駕駛桿,但是不要過于粗猛造成二次失速,不恰當地使用駕駛盤不僅會增大高度損失,還會對機身產生過大的載荷,嚴重的時候甚至會導致結構損傷;另一種極端的情形是:在改出螺旋后,帶桿動作緩慢,不能及時改出俯沖,這同樣會造成高度損失,更嚴重的是使速度迅速增加,如果忽略了檢查,飛機會很快達到極限速度,再次使飛機面臨潛在的危險。最后,在螺旋改出過程中要保持駕駛盤中立,為數不少的學員在蹬舵時會不自覺地壓盤,這樣的操縱會使螺旋的改出變得更加困難。
六、我國螺旋訓練現狀
中國民航飛行學院是國內唯一能夠全程培養飛行員的培訓機構,有一支強大的教員隊伍,按照CCAR61.203條要求,飛機類別的飛行教員必須具備螺旋進入﹑保持和改出的教學能力,多數教員都可以勝任螺旋教學。
大綱設置的螺旋教學時間為1.5小時,使用機型為C-172。C-172飛機審定為正常類和實用類。上文已經提到,正常類飛機的螺旋特性是沒有經過驗證的,只在螺旋初始進入階段具有改出的能力,并不能確保飛機具有穩定螺旋階段的改出能力。重量與平衡會對螺旋的改出特性產生很大的影響,合理的裝載對安全進行并改出螺旋是非常重要的,C-172按實用類飛機裝載時,允許進行螺旋機動,那么在正常類裝載時,可能在超過初始螺旋后的階段中無法改出。在進行螺旋訓練前,必須確定C-172飛機按實用類飛機裝載,后座和行李倉不能裝載。學院選擇某幾架飛機專門用來進螺旋訓練,通過拆除后座的方法確保滿足重量與平衡的要求,增大了安全裕度。
七、總結
本文對螺旋相關的理論、規章等多個方面進行了分析,并介紹了國內訓練的現狀。只要進行正確的學習和訓練,在執行標準程序和手冊要求的前提下,在通過審定的實用類飛機和特技類飛機上,進行有效的螺旋訓練是安全、可行的。螺旋訓練不但可以讓飛行員深入地了解飛機在失速后的飛行特性及其相關理論,而且可以為今后在職業飛行經歷中遇到各種非正常飛行狀態提供良好的心理訓練,并為在大型機上進行非正常飛行狀態改出訓練打下基礎。
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