直升机比大飞机更安全?

科技资讯|发布者 曹梦贤
2025-06-23

遭遇“风切变” | 直升机比大飞机更安全?





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山海那边的云端













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2025年04月28日 10:56

广东



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点击上方关注前序文章讲完了风切变的概念,危害,处置,这篇文章说点不一样的,或者说有些困惑的。这是源于一位读者的提问:“直升机面对风切变如何处置?”,那本文就结合直升机气动特性及飞行特点来说说直升机面对风切变的预防与应对,同时也与固定翼大飞机对比一下,是不是面临同样情况的风切变,直升机更为安全。前文回顾:风切变(WINDSHEAR):隐形杀手的形成与威胁风切变(W/S)| “隐形杀手”的预防与应对与固定翼飞机一样,在直升机低空飞行时遭遇风切变(Wind Shear),同样存在显著的风险,尤其在起飞和进近阶段。风切变依然可能导致瞬时的高度损失、速度骤变或姿态不稳,甚至引发事故。但是与固定翼飞机相比,直升机在低空的抗风切变能力更强,因为其独特的气动特性,具有悬停和低速飞行能力,灵活应变突发情况。有些直升机飞行手册(RFM,Rotorcraft Flight Manual)也会包含针对风切变的标准处置程序(SOP),但具体内容和细节取决于机型和制造商。✅ 一、直升机气动特性及飞行原理在《直升机空气动力学》、《直升机飞行原理》教科书中,我们可以学到直升机飞行原理及飞行中的气动特性,主要包括以下几个关键内容:旋翼升力产生:主桨旋转时,桨叶翼型通过迎角形成压力差(类似固定翼机翼),升力大小由转速、总距角(桨叶整体俯仰角)及空气密度决定。周期变距与操纵性:通过周期变距改变桨叶在不同方位角的俯仰角,使桨盘倾斜,实现前飞、侧飞等方向控制;总距控制则统一调整所有桨叶迎角以改变升力(如悬停或爬升)。挥舞运动:前飞时,升力不对称通过挥舞铰的被动机械响应(桨叶上下挥舞调节迎角)和飞行员的周期变距控制共同平衡,避免机身滚转。反扭矩与尾桨作用:主桨旋转产生的反扭矩需由尾桨推力抵消(或通过无尾桨NOTAR系统),尾桨变距调节可控制航向。涡环状态:垂直下降时,若下降速率接近旋翼下洗流速度,主桨陷入自身涡流,升力骤降,需及时改出(危险状态)。后行桨叶失速:高速前飞时,后行桨叶因相对气流速度过低(接近失速临界迎角),导致升力突降,限制直升机最大速度。地面效应:低高度悬停时,旋翼下洗流受地面阻挡,诱导阻力减小,升力效率提升约10%~25%。自转下滑:发动机失效时,主桨通过气流自旋维持升力,利用势能转化为动能实现安全着陆。一些相关的知识,笔者前期发布过一些内容,闲暇时可以温故而知新。推荐阅读:直升机飞行原理(典型)“涡环”改出——直升机驾驶员之“基操”(二)飞机“失速”状态的特征与预防模拟“自转着陆”——直升机驾驶员之“基操”(五.1)“自转着陆”常见错误操作——直升机驾驶员之“基操”(五.2)一文读懂直升机“地面效应”✅ 二、直升机直面风切变(一)环境特点在直升机面对“风切变”,有哪些特点,与固定翼飞机之遭遇又有哪些不同?1. 多变的低空运行环境:直升机是通用航空主力军,长期作业于低于3000m高度的低空空域,因而遭遇低空风切变的概率更高,更加频繁。2. 灵活机动的特点可以帮助直升机快速处置:通过上述第一点“直升机气动布局与飞行原理”的分析,我们会发现,虽然直升机桨叶与固定翼机翼产生升力的原理相同,但是在同一条件下,多片桨叶旋转产生升力相比机翼更为可靠,而且由于操纵灵活,机动方便,一旦遭遇“风切变”可以通过周期及总矩变矩方式快速调整姿态及提高升力。(二)预防与应对即使直升机有如上述各种优势,面对潜在的风切变风险,同样需要提高警惕、认真应对,通常,飞行员可以参考以下处置方法:1. 风切变的预警与判断与固定翼飞机一样,应对潜在的风切变重在预防;与之不同的是,直升机飞行性质大部分为低空任务作业,并且目视飞行的情况比较多,这样就对飞行员的感知判断提出了较高的要求。保持警惕:飞行员在低空飞行时要密切关注天气状况,尤其在雷暴、锋面活动、低压槽或气温变化剧烈时,警惕风切变风险。注意飞行参数变化:空速、垂直速度、航向、地速或高度出现异常波动;引发驾驶杆和脚蹬负荷变化,旋翼转速可能轻微波动。机载预警设备:部分直升机配备了风切变预警系统,如雷达或EGPWS(增强型地形预警系统),在探测到风切变风险时会发出警告。机载设备的说明,推荐阅读:晴空颠簸多发,“气象雷达”不作为?——这锅不背!EGPWS(增强型近地警告系统)(上)——系统交联及实际应用EGPWS(增强型近地警告系统)(下)——系统原理及响应模式2. 遭遇风切变时的应对要领相较于固定翼飞行,尤其大型运输机,直升机的飞行速度小,速度变化小,质量惯性小;对于飞行员输入的操作指令,反应快,动作灵活,瞬间改变状态容易。所以,尽管低空遇到的危险状态更多,但是发生事故的情况反而容易控制。以下为常见操作,只做参考,不做指引。维持姿态和功率:保持机头指向和航向稳定,避免大幅度操纵杆输入;迅速提总距杆(Collective Pitch),保持旋翼升力输出,防止高度急剧下降。动力管理:将发动机功率维持在最大连续功率(MCP)或起飞功率(TOP)范围,以防止因风切变失速或高度迅速丢失;若动力不足,应优先保持正向控制,避免急剧爬升或下降。注意:需要说明的是,需要合理使用动力- 若遭遇顺风切变(即风速突然减弱),要迅速增加动力以弥补升力损失。- 若遭遇逆风切变(风速突然增强),应注意不要因突然的升力增加而过度拉杆,避免超出机体限制。保持前行速度:除非无法维持飞行,应尽量保持水平前行速度以脱离风切变区;在风切变区域内,低速飞行或悬停会导致直升机更易受到影响,因此应迅速穿越。避免剧烈机动:不宜进行大幅度俯仰或侧倾操作,以防失去控制或进入异常姿态;保持旋翼转速在正常范围内,避免进入超转或失速状态。3. 特殊阶段的应对起飞阶段:若起飞过程中遇到风切变,飞行员应迅速增加总距杆保持升力,同时增加前行速度,以尽快脱离风切变区域;如遇到严重风切变且无法爬升,需立即中止起飞。进近与着陆阶段:进近时保持稳定的下滑速度和功率裕度;若遭遇风切变,应果断复飞,并保持最大连续功率或起飞功率,迅速脱离危险区域;避免或者严禁在风切变条件下尝试低速悬停或缓慢进近,这将显著增加风险。Tips 1:进近及着陆阶段,复飞时刻藏在心中,遇到风切变果断复飞是“基操”!Tips 2:以上“预防与应对”的内容援引自FAA《Rotorcraft Flying Handbook》(FAA-H-8083-21B),ICAO附件14(Annex 14)《Manual on Aerodrome Standards》中部分章节与段落。相关飞行操作指引,可参考阅读:

直升机“复飞”模式(GA)的应用直升机的“山区飞行”直升机的“山区飞行”——机长辞话✅ 三、直升机风切变处置程序(SOP)示例不同机型的处置程序略有差异,但大致包括以下要点(仅供参考):警告与识别:风切变警报触发或飞行员判断存在风切变。动力管理:将动力增加至最大允许范围(MCP或TOP);确保旋翼转速维持在绿区,避免掉速或超速。姿态控制:保持姿态,避免剧烈操纵;优先保持机头指向与航迹一致。速度管理:增加或维持前行速度,不要减速至低于安全速度。离开危险区:尽快脱离风切变区域;若在进近阶段,需果断复飞。检查与报告:遭遇风切变后,检查飞行参数是否异常;按程序向塔台或航管报告情况。以下为美产某型直升机RFM中部分内容,仅供参考。Windshear Encounter ProceduresIf windshear is encountered:  •Apply maximum available power while remaining within engine and airframe limits.  •Increase collective pitch as required to minimize rate of descent.  •Maintain pitch attitude and heading. Avoid large pitch changes.  •Monitor airspeed and vertical speed trends closely.  •If unable to arrest descent or maintain safe flight path, execute a missed approach or go-around immediately.✅ 四、直升机风切变事故案例以下是两个真实发生的直升机因遭遇风切变导致事故的典型案例:案例 1:2020年云南迪庆卡曼直升机迫降金沙江  事故过程:2020年4月3日,一架卡曼直升机在云南迪庆金沙江松园桥段执行作业时,突遇乱流和低空风切变。飞行员在紧急情况下成功迫降于江边,尽管机身受损,但飞行员仅受轻微皮外伤,未造成其他人员伤亡。 事故分析:风切变导致气流速度和方向突变,直升机瞬间失去平衡。飞行员通过快速调整姿态和操纵总距控制升力,但因气流扰动剧烈,被迫选择紧急迫降。案例 2:2019年EC120B直升机坠水事故 事故过程:2019年6月14日,某通航企EC120B直升机在山东单县执行农林喷洒作业时,于水陆交接地带突遇低空风切变。当时旋翼升力因气流突变骤减,机体迅速下坠并坠入水中,直升机整体浸水报废,所幸飞行员仅受轻伤。  事故分析:风切变导致直升机升力突然降低,飞行员因反应时间不足未能完全恢复控制。民航监管部门后续通报指出,此类事故凸显了低空飞行中气象风险管控的不足,需加强飞行员对风切变的识别与应对训练。这两个案例反映了风切变对直升机的典型危害,并具有以下特点。低空威胁:风切变多发生于低空(600米以下),直升机在起降或作业时更易遭遇。  操作挑战:飞行员需在极短时间内调整飞行参数,否则可能导致升力失控或姿态失衡。  事故后果:轻则迫降受损,重则机毁人亡,但若飞行员训练有素,仍可降低伤亡风险。  ✅ 五、预防措施与训练建议与固定翼飞机相同,预防为主,安全为重;遭遇了就冷静处置,平时模拟训练;打不过就跑,躲得远远的为最妙!飞行前天气评估:直升机飞行员在恶劣天气条件下应特别警惕风切变风险;如果有条件,获取相关气象报告,判断航行及作业区域是否存在锋面、雷暴或湍流。模拟训练:在飞行训练中,应加入风切变模拟场景,锻炼飞行员在低空遭遇风切变时的应对能力;重点训练姿态保持、动力管理和正确的复飞操作。装备优化:配备EGPWS或气象雷达等风切变预警系统;确保动力系统维护良好,预留足够的功率裕度。小结一下

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