浅析直升机在城市中的飞行安全_精品文档.doc
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分类号 编号
中国人民解放军陆军航空兵学院
毕业设计（论文）技术报告
课题名称：
浅析直升机在城市中的飞行安全
学员姓名施杰
专 业飞行与指挥
班 级直—11
指导教员韩旭鹏
2009年02月
陆军航空兵学院 毕业设计（论文）报告纸
论文题目：
浅析直升机在城市中的飞行安全
作 者：
施杰
指导教员：
韩旭鹏
内容摘要：
本文介绍了直升机在城市中飞行的特点，重点分析了城市地形、飞行高度、城市气候等因素对飞行安全的影响，并根据城市特点对空中出现特情的处置方法做了进一步的分析。
关键词：
直升机城市安全
-I-
TITLE：
AnalysisOfHelicopterSafetyFlightInTheCities
AUTHOR：
ShiJie
TUTOR：
HanXupeng
ABSTRACT：
Thisarticledescribesthehelicopterflightcharacteristicsinthecities.Analysisfocusedontheurbanterrain,flightaltitude,urbanclimateandotherfactorsimpactonflightsafety.Andinaccordancewiththecharacteristicsofurbancities,makingthefurtheranalysisofthedisposalmethodstothespecialaircircumstances.
KEYWORDS：
elicoptercitysafey
目 录
0引言…………………………………………………………………………1
1直升机在城市中的飞行特点……………………………………………………2
1.1直升机飞行的特点………………………………………………………2
1.2城市气候对飞行的影响…………………………………………………3
1.3能见度对城市飞行的影响………………………………………………4
2预防直升机在城市中飞行发生危险应注意的问题……………………………5
2.1如何在城市复杂地形中保证飞行安全…………………………………5
2.2保持高度是安全的重要保证……………………………………………6
2.3机动飞行的注意事项……………………………………………………8
3空中特情的处置方法研究……………………………………………………9
3.1空中出现特情的原因分析………………………………………………9
3.2出现特情的处置方法…………………………………………………11
4结束语……………………………………………………………………12
参考文献…………………………………………………………………………13
-III-
浅析直升机在城市中的飞行安全
0引言
当今世界经济飞速发展，直升机依靠其自身的高效性及高机动性已逐渐被人们所接受。
民用直升机也逐步进入人们的生活，它不仅有力地推动了全球经济的快速发展，而且极大地改善了人们的生活品质，一个国家民用直升机的拥有量已成为衡量其经济实力和发达程度的重要标志。
在直升机进入人们生活，提高了人们生活品质的同时，直升机在城市中的飞行安全也成为了人们最关心的热点问题。
本文就针对直升机在城市中的飞行安全做了一系列的研究分析，重点分析了直升机在城市中飞行安全应注意的问题，并对特殊情况的处置方法做了一定的总结。
准确地掌握这些方法，对于保证飞行安全，顺利完成各项任务具有十分重要的现实意义。
飞行安全是完成飞行任务的基本前提，只有确保了飞行安全才能在飞行这条道路上走得更远。
下面首先分析一下直升机在城市中的飞行特点。
1直升机在城市中飞行的特点
1.1直升机飞行的特点
所谓直升机就是依靠发动机驱动旋翼产生拉力﹑纵横向力﹑操纵力矩重于空气的航空器。
从飞行特点上来看，直升机具有较高的机动性。
它可以原地起降而不受场地限制。
另外，它还具有高效性，它相对于其它交通工具要更加迅速﹑快捷等。
1.1.1高机动性
直升机的起飞方式较其它飞行器不同，它可以通过增大发动机功率带动旋翼增加旋翼拉力，从而使直升机垂直离开地面上升高度。
并且在功率允许的范围内，直升机可以在任何一个高度上保持位置方向不变的悬停状态。
这相对于其它飞行器需要借助一定的速度才能起飞就具有较高的机动性能。
另外，直升机在一定的高度上保持悬停的同时还可以通过改变尾桨的拉力而改变直升机的方向，使其可以从任何一个方向进行增速飞行。
这些在城市中飞行都是十分重要的条件。
在城市中起飞，楼房﹑电线杆等高大建筑分布各处，若从地面通过增加速度而起飞，很可能在起飞过程中与建筑物发生碰撞。
因此，能从一定高度增速这就十分必要了。
另外如在楼群之间起飞，还要调整起飞方向，而直升机的旋停转弯性能有效地解决了这一问题。
由此可见，直升机所具有的飞行特点是极易在城市中飞行的。
1.1.2直升机的高效性
在速度方面相比与其它的交通工具，直升机的速度完全超过了它们。
例如直—11型直升机的最大飞行速度可以达到278公里∕小时，这相比与汽车、火车的速度都要快捷。
另外，对于两点之间线段最短，汽车、火车等受各种地形条件的限制，很可能再行进过程中要走很多的弯路，有时甚至需要绕道而行，这些都极大程度的占用了行程的效率。
而直升机就可以完全不用考虑这些问题。
在城市中飞行，只要保持一定的飞行高度，便可从起点直线直线飞到目的地，这样就大大缩短了在行程中所需要的时间。
由这两点可以看出直升机相比与其它的交通工具具有很强的高效性，能大大地提高人们的工作效率。
1.2城市气候对飞行的影响
城市中人群居住较多，是人口十分密集的地方。
由于人口密度较大就导致整个城市的气温相比与城市周边人口较少的地区要高出很多。
随着空气温度的升高，造成了气温水平分布不均匀，这就会引起热力扰动气流的形成。
而在飞行过程中受到这种扰动气流的作用便会使直升机发生颠簸、摇摆以及局部抖动等现象，这些现象称为颠簸。
颠簸按照其强度可分为弱、中、强三个等级，它对飞行安全的影响是十分严重的。
首先，颠簸时仪表受到不规则的震动，指示常会发生一些误差。
特别是在颠簸幅度较大，直升机忽上忽下变动频繁时，由于仪表指示往往落后一些，升降速度表、高度表、空速表等全静压系统仪表的指示都会产生较大的误差，不能准确反映出瞬间的飞行状态。
此时若依靠仪表飞行，就可能带来一些不良后果。
其次，颠簸时飞行高度、速度以及飞行状态都会发生不规则的变化。
颠簸强烈时直升机高度的变化可达数十米以至数百米，这样就会给飞行员操纵直升机带来很大困难，需要用很大的精力来保持飞行状态，因而体力消耗大易于疲劳。
最后，一般颠簸对于直升机结构影响不大，但是如果直升机长时间受到强烈颠簸机体的某些部位（如旋翼、尾桨）就可能产生变形甚至折毁。
由此可见，颠簸对于直升机来说是十分危险的。
另外，城市中建筑物、街道、广场起伏变化大，扰动气流强烈，“城市风”的影响大。
在高大建筑物背风面往往有下降气流区，在街道拐弯和出口处有涡流区存在。
在街道上空，往往风向风速不稳定，这些都是空气流经粗糙不平的地面或障碍物时形成的扰动叫动力扰动气流。
它同样可以引发直升机颠簸而发生危险。
1.3能见度对城市飞行的影响
能见度是指视力正常的人，在当时的天气条件下，能够看清楚目标物轮廓的最大距离。
以千米或米为单位。
能见度与飞行活动密切相关，它是决定飞行气象条件简单或复杂的依据之一，也是决定能否飞行的重要依据。
而影响能见度的基本因子有：
目标与背景之间的亮度对比和大气透明度。
1.3.1目标和背景之间的亮度对比
人们观测目标时，是通过目标物和衬托它的背景之间的亮度来鉴别的。
所谓亮度对比，就是观测者所感受到的目标物亮度和背景亮度之间的差值与两者之中较大的一个亮度之比，以K表示。
K的数值在0—1之间，若K=0，就无法看到目标；若K=1，目标物看得最清晰。
在城市中飞行就是进行空中能见度的观测，通常以城市地面为背景，而建筑物与地面亮度差异较大，所以空中较容易辨认。
1.3.2大气透明度
我们观测目标物时，在观测者与目标物之间隔着空气，由于空气分子和其它微粒对来自目标物和背景的光线有吸收作用，使这些光线到达观测者眼中已经减弱。
另外，气层本身受到各方面光线照射后也有一定的亮度，这个亮度会自然地附加在目标和背景的亮度上。
在大气中，很多天气现象都可严重影响大气透明度。
主要有：
雾、风沙、浮尘、烟幕、降水、吹雪等，这些天气都可能在城市中飞行时遇到，从而影响城市飞行的能见度；影响视觉使地标不容易找到；影响直升机的起飞和目测着陆；影响目视飞行等。
进而就可能造成迷航或飞行员产生错觉等飞行事故。
使飞行员精神紧张，操纵不当而发生危险。
另外，由于能见度差，空气中的杂物较多，空气质量不高使发动机吸入大量湿气和微小颗粒等杂物影响发动机功率，使飞行阻尼增大，从而对直升机的飞行安全具有一定的影响。
2预防直升机在城市中飞行发生危险应注意的问题
2.1如何在城市复杂地形中保证飞行安全
直升机经常在高楼林立的城市中遂行各类飞行任务，而我们通常所说的城市飞行是指城区低空、超低空飞行，可以说城区飞行是超低空飞行中的一个特例。
因此，超低空飞行特点也适用于城市中飞行。
在城市中飞行，由于建筑物的高低起伏不定造成地形起伏变化较大。
因此地面效应在城市中飞行不便于被利用。
在高楼林立的城市中起飞着陆时，虽然直升机具有较高的机动性，但由于起飞着陆场地面积小，净空条件差，多采用垂直起飞着陆。
起飞增速和着陆消速的下滑线都比较高，这就要求直升机的剩余功率大，飞行载重要小一些，目测要更准确，操纵要更柔和。
高楼间飞行时，也要注意观察好高楼间的距离，防止旋翼与之发生碰撞。
另外，遇到电视塔、超高摩天大楼等建筑物时，一般采用转弯避开而不飞跃。
因为直升机在城市中飞行，许多障碍物可能造成直升机飞行员的视力障碍，只有飞过这些建筑物后才能发现其它高大建筑物。
而城市本来建筑物之间的间隔就不大，当发现时可能已经很近，如果这时仍然强行飞越时，必然要过急过量的上提总距使直升机使用较大的功率来保持一个较大的上升角。
在剩余功率不是很多的情况下，过急过量的上提总距就可能导致直升机旋翼失速，使直升机振动、掉高度、操纵性变差。
从而未能飞越障碍物而与之碰撞发生事故。
因此如遇高大障碍物时通常转弯避开而不飞越。
2.2保持高度是安全的重要保证
高度是保证飞行安全的重要因素之一，不论是在任何时候是否保持好规定的高度都能直接影响到飞行安全。
特别是在城市这种地形十分复杂的地区飞行，高度的保持就显得更加重要。
2.2.1起飞、着陆中高度的作用
直升机在城市中起飞和着陆多数在楼顶进行，由于楼顶的面积及周围的环境等因素就给起飞和降落带来很大的困难。
首先是直升机在悬停时保持稳定比较困难。
一般楼顶平台面积都不大，直升机悬停时，视线所看到的地方很可能是楼下，这样一高一低就不好确定直升机的位置和离地高度。
这就要求机组协同，分工明确。
一人集中注意力保持好直升机状态和位置，一人帮助观察障碍物并提醒高度。
这不仅要求个人的飞行技术十分过硬，对于机组人员的协调一致的配合也是十分重大
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