学而时习之 | 飞越涡环
现在有一项新技术使飞行员能够在动力爬升时飞出涡环状态。
旋翼叶片数量、旋翼转速和旋翼直径对涡环状态的形成没有什么影响，但是飞机的盘载荷越高，桨叶扭转越是增加，就越可能发生涡环状态。
照片征得美国海军、空客直升机（上）和罗宾逊直升机（下）的同意后使用。
2013年8月23日，一架载有18人的欧直AS332直升机在设德兰群岛的Sumburgh机场进入仪表进近最后阶段。飞机接近最小下降高度，离地高度300英尺，机头上仰角度12度，空速43节。在240英尺时，仰角20度，空速32节，下降率为1000英尺/分钟并还在不断增加。
当超美洲豹下降100英尺，空速跌至飞行数据记录的最低限制30节以下，发动机扭矩增加至115%，下降率大约为1800英尺/分钟。
飞机在距离09跑道1.5海里处落水，4名乘客死亡，其他3名乘客和1名飞行员重伤。
10多年前，2003年3月4日，印尼雅加达一架罗宾逊直升机R44正在拍摄一个电视广告。当飞机在12-15节顺风下进行大角度进近靠近酒店楼顶直升机停机坪时， 出现了很高的下降率，飞行员似乎从未遇到过这种情况。直升机撞击到停机坪上，又反弹至空中，然后滚下楼的边缘摔下15层楼，摔进了3层的游泳池。机上的两名乘客和飞行员死亡。
英国航空事故调查局仍在调查2013年的坠机，两起事故都是典型的飞行员未能从涡环状态改出，有时候也称为“带动力沉降”。
一般说来，培训时都让飞行员把仰角放低（驾驶杆前推），减少功率，然后“飞出”所处情景。
但是还有一个更好的方法，我把它叫做“威查德改出”，名字来自瑞士联邦民航局的资深飞行检查员克劳德·威查德。
涡环状态只是直升机旋翼三种不同工作情况之一。
如果悬停的直升机下降超过300英尺/分钟，就进入到涡环状态。这时，旋翼仍然将空气向下引导，但是它下方的一些空气被迅速挤出并去向旋翼盘的外部上方。这些向上流动的空气一部分又回缩并穿过旋翼向下。这样就形成了大型循环模式，成为涡环状态。（在靠近旋翼毂的桨叶内侧形成较小涡流，但是它们产生的影响几乎可以忽略。）
在螺旋桨工作状态时，空气通过旋翼向下运动。当下降率超过300英尺/分钟时，开始出现涡环状态；下降气流快速从旋翼盘下流出并被吸到旋翼上方。在转子制动状态，所有的空气都穿过旋翼向上运动。
当空速小于有效过渡升力、随机偏航俯仰产生飞机打滚、抖振或振动时，我们也可以识别出涡环状态。典型例子还包括无地效悬停和顺风大角度进近。
涡流垂直作用于主旋翼。如果飞行员向前推驾驶杆来改出，顺风会将涡流吹向飞机运动的相同方向耽误改出。
第三个特殊的旋翼工作情况就是转子制动状态，如果持续下降超过2000英尺/分钟的话就会发生。在这种情况下，气流完全被往上推穿过旋翼。通过减慢这种向上的气流可以得到旋翼推力。旋翼产生的力等于同样直径的降落伞产生的力。
有意思的是，涡环状态和转子制动状态之间的界限就是理想的自转情况。
George de Bothezat第一个于1922年识别出涡环状态，他当时使用“飞行章鱼”，这架机器有四个转子，每个转子上有六片旋翼（非常类似于我们现在看到的无人机设计）。那之后，大量的飞行测试、风洞试验和数学建模都使我们对涡环状态的理解越来越精确。现在大家都知道旋翼桨叶的数量、旋翼转速和直径与涡环状态的形成关系不大，但是直升机盘载荷较高和桨叶扭转增加时更可能导致涡环状态。
在威查德改出中，飞行员在起飞功率上增加总矩，增加适当的脚蹬并将驾驶杆向右倾斜10-20度。当旋翼遇到涡环的向上气流时改出就完成了。图示： Tim Tucker
我2011年6月在瑞士纽沙特的罗宾逊飞行员安全课程上教学，在那里学到了今天我们说的“威查德改出”技术。威查德是我当时的学员之一。在课程的飞行部分，我用的是美国飞行员使用了60多年的罗宾逊R44标准涡环状态改出技术。威查德是一个有30多年飞行经验的直升机飞行员，飞了16000小时。这名学员问我可不可以让他演示一个改出方法，那是他长期在瑞士阿尔卑斯山做外吊挂时逐渐摸索出来的。
我一般比较不愿意接受这种来自受训学员的要求，来“给我”演示他们自己的技术方法。尤其在美国本土以外的地区，因为我不熟悉当地的标准和要求。但那一次我犹豫着还是同意了。
他没有向前推驾驶杆和减小总矩（这么多年我都是这么教和评估学生的）。而是在爬升功率上增加总矩，增加合适的左脚蹬来保持机头笔直，同时驾驶杆向右。尾桨推力和向右倾斜的组合使飞机向右并且几乎立即离开了涡环。我震惊了。稍微练习一下以后，我仅下降了20-30英尺高度就从一个完全的涡环状态改出了。
过去两年中，我们在加州罗宾逊工厂和国外的安全课程中都教授威查德改出技术。我还在里面增加了R22、R44和R66的操作指导。飞行员很快发现这种改出方式比起传统方法要更高效，同时下降的高度要少很多。
威查德技术中学员常犯的一个错误就是不能在增加总矩的同时协同足够的左脚蹬，使得机头向右偏转。记住，是尾桨推力帮助直升机向右移动来实现改出，所以一定要有左脚蹬。在教学员改出时，我发现把程序分成两步对飞行员来说会容易一点。首先，驾驶杆向右建立10-20度的倾斜角度，然后在爬升功率上增加总矩，协同左脚蹬。一旦掌握了这个两步法，就能和很容易的进行柔和、同步的控制输入。
和传统方法一样，我推荐练习威查德改出法，这样它就可以在离地高度1000英尺时完成。为了演示，我允许建立高下降率来开始改出，以清楚得说明这种新技术是多么有效。但是在实际飞行中，尽早识别并开始改出才是保持高度下降量最小的关键。一旦熟练掌握了这一技术，飞行员应该练习一识别出涡环状态就从中改出。
传统上，当飞机离开涡旋，直升机因为机头处于低高度而急剧俯冲，功率减少，下降率很高。全部时间中，飞行员都在纠正爬升姿态和爬升功率，飞行不断下降高度。
但是用威查德改出技术，当飞机离开涡旋时，爬升功率和姿态都已经准备好了，所以高度的降低可以保持在最少。
我十分确信威查德改出法是一项绝妙的改进，并且可以极大改善涡环边缘的操作安全。应该在飞行学员级别就开始教学此方法，建立起本能、直觉反应并持续贯穿在整个训练中。
FAA应该将这一方法加入旋翼机飞行手册和直升机教员手册的特殊讨论中，这样飞行员和教员就可以从潜在的致命条件中快速撤出。
要知道：涡环状态是直升机旋翼三种不同工作状态之一。威查德改出法使用尾桨和倾斜来使飞机横向移出涡环。 学而时习之 | 飞越涡环
现在有一项新技术使飞行员能够在动力爬升时飞出涡环状态。
旋翼叶片数量、旋翼转速和旋翼直径对涡环状态的形成没有什么影响，但是飞机的盘载荷越高，桨叶扭转越是增加，就越可能发生涡环状态。
照片征得美国海军、空客直升机（上）和罗宾逊直升机（下）的同意后使用。
2013年8月23日，一架载有18人的欧直AS332直升机在设德兰群岛的Sumburgh机场进入仪表进近最后阶段。飞机接近最小下降高度，离地高度300英尺，机头上仰角度12度，空速43节。在240英尺时，仰角20度，空速32节，下降率为1000英尺/分钟并还在不断增加。
当超美洲豹下降100英尺，空速跌至飞行数据记录的最低限制30节以下，发动机扭矩增加至115%，下降率大约为1800英尺/分钟。
飞机在距离09跑道1.5海里处落水，4名乘客死亡，其他3名乘客和1名飞行员重伤。
10多年前，2003年3月4日，印尼雅加达一架罗宾逊直升机R44正在拍摄一个电视广告。当飞机在12-15节顺风下进行大角度进近靠近酒店楼顶直升机停机坪时， 出现了很高的下降率，飞行员似乎从未遇到过这种情况。直升机撞击到停机坪上，又反弹至空中，然后滚下楼的边缘摔下15层楼，摔进了3层的游泳池。机上的两名乘客和飞行员死亡。
英国航空事故调查局仍在调查2013年的坠机，两起事故都是典型的飞行员未能从涡环状态改出，有时候也称为“带动力沉降”。
一般说来，培训时都让飞行员把仰角放低（驾驶杆前推），减少功率，然后“飞出”所处情景。
但是还有一个更好的方法，我把它叫做“威查德改出”，名字来自瑞士联邦民航局的资深飞行检查员克劳德·威查德。
涡环状态只是直升机旋翼三种不同工作情况之一。
如果悬停的直升机下降超过300英尺/分钟，就进入到涡环状态。这时，旋翼仍然将空气向下引导，但是它下方的一些空气被迅速挤出并去向旋翼盘的外部上方。这些向上流动的空气一部分又回缩并穿过旋翼向下。这样就形成了大型循环模式，成为涡环状态。（在靠近旋翼毂的桨叶内侧形成较小涡流，但是它们产生的影响几乎可以忽略。）
在螺旋桨工作状态时，空气通过旋翼向下运动。当下降率超过300英尺/分钟时，开始出现涡环状态；下降气流快速从旋翼盘下流出并被吸到旋翼上方。在转子制动状态，所有的空气都穿过旋翼向上运动。图作者： Tim Tucker
当空速小于有效过渡升力、随机偏航俯仰产生飞机打滚、抖振或振动时，我们也可以识别出涡环状态。典型例子还包括无地效悬停和顺风大角度进近。
涡流垂直作用于主旋翼。如果飞行员向前推驾驶杆来改出，顺风会将涡流吹向飞机运动的相同方向耽误改出。
第三个特殊的旋翼工作情况就是转子制动状态，如果持续下降超过2000英尺/分钟的话就会发生。在这种情况下，气流完全被往上推穿过旋翼。通过减慢这种向上的气流可以得到旋翼推力。旋翼产生的力等于同样直径的降落伞产生的力。
有意思的是，涡环状态和转子制动状态之间的界限就是理想的自转情况。
George de Bothezat第一个于1922年识别出涡环状态，他当时使用“飞行章鱼”，这架机器有四个转子，每个转子上有六片旋翼（非常类似于我们现在看到的无人机设计）。那之后，大量的飞行测试、风洞试验和数学建模都使我们对涡环状态的理解越来越精确。现在大家都知道旋翼桨叶的数量、旋翼转速和直径与涡环状态的形成关系不大，但是直升机盘载荷较高和桨叶扭转增加时更可能导致涡环状态。
在威查德改出中，飞行员在起飞功率上增加总矩，增加适当的脚蹬并将驾驶杆向右倾斜10-20度。当旋翼遇到涡环的向上气流时改出就完成了。图示： Tim Tucker
我2011年6月在瑞士纽沙特的罗宾逊飞行员安全课程上教学，在那里学到了今天我们说的“威查德改出”技术。威查德是我当时的学员之一。在课程的飞行部分，我用的是美国飞行员使用了60多年的罗宾逊R44标准涡环状态改出技术。威查德是一个有30多年飞行经验的直升机飞行员，飞了16000小时。这名学员问我可不可以让他演示一个改出方法，那是他长期在瑞士阿尔卑斯山做外吊挂时逐渐摸索出来的。
我一般比较不愿意接受这种来自受训学员的要求，来“给我”演示他们自己的技术方法。尤其在美国本土以外的地区，因为我不熟悉当地的标准和要求。但那一次我犹豫着还是同意了。
他没有向前推驾驶杆和减小总矩（这么多年我都是这么教和评估学生的）。而是在爬升功率上增加总矩，增加合适的左脚蹬来保持机头笔直，同时驾驶杆向右。尾桨推力和向右倾斜的组合使飞机向右并且几乎立即离开了涡环。我震惊了。稍微练习一下以后，我仅下降了20-30英尺高度就从一个完全的涡环状态改出了。
过去两年中，我们在加州罗宾逊工厂和国外的安全课程中都教授威查德改出技术。我还在里面增加了R22、R44和R66的操作指导。飞行员很快发现这种改出方式比起传统方法要更高效，同时下降的高度要少很多。
威查德技术中学员常犯的一个错误就是不能在增加总矩的同时协同足够的左脚蹬，使得机头向右偏转。记住，是尾桨推力帮助直升机向右移动来实现改出，所以一定要有左脚蹬。在教学员改出时，我发现把程序分成两步对飞行员来说会容易一点。首先，驾驶杆向右建立10-20度的倾斜角度，然后在爬升功率上增加总矩，协同左脚蹬。一旦掌握了这个两步法，就能和很容易的进行柔和、同步的控制输入。
和传统方法一样，我推荐练习威查德改出法，这样它就可以在离地高度1000英尺时完成。为了演示，我允许建立高下降率来开始改出，以清楚得说明这种新技术是多么有效。但是在实际飞行中，尽早识别并开始改出才是保持高度下降量最小的关键。一旦熟练掌握了这一技术，飞行员应该练习一识别出涡环状态就从中改出。
传统上，当飞机离开涡旋，直升机因为机头处于低高度而急剧俯冲，功率减少，下降率很高。全部时间中，飞行员都在纠正爬升姿态和爬升功率，飞行不断下降高度。
但是用威查德改出技术，当飞机离开涡旋时，爬升功率和姿态都已经准备好了，所以高度的降低可以保持在最少。
我十分确信威查德改出法是一项绝妙的改进，并且可以极大改善涡环边缘的操作安全。应该在飞行学员级别就开始教学此方法，建立起本能、直觉反应并持续贯穿在整个训练中。
FAA应该将这一方法加入旋翼机飞行手册和直升机教员手册的特殊讨论中，这样飞行员和教员就可以从潜在的致命条件中快速撤出。
要知道：涡环状态是直升机旋翼三种不同工作状态之一。威查德改出法使用尾桨和倾斜来使飞机横向移出涡环。
“带动力沉降”
在美国，关于涡环状态被称为“带动力沉降”是否正确的当有很多困扰。矛盾来自与涡环状态完全不同的一种状态，那种状态时，所需的发动机功率超过发动机可用功率。
多年来，各种航空组织使用自相矛盾的术语来讨论这些截然不同的状态。
在1950年代，美国海军将涡环状态称为“功率沉降”并使用“带动力沉降”指代可用功率与需要功率的对比情况。为了不让海军建立标准，美国陆军在1960年代反转了术语。陆军飞行员在越南使用“带动力沉降”来指代涡环状态，用“功率沉降”来指代试图离开在有太多机载士兵时的紧着陆点。
FAA在旋翼机飞行手册和实践考试标准中讨论涡环状态时使用“带动力沉降”（可能是因为FAA中退役的陆军飞行员比海军飞行员多）。
美国之外，事情就清楚得多，大多数地方使用的术语是
“涡环状态
在美国，关于涡环状态被称为“带动力沉降”是否正确的当有很多困扰。矛盾来自与涡环状态完全不同的一种状态，那种状态时，所需的发动机功率超过发动机可用功率。
多年来，各种航空组织使用自相矛盾的术语来讨论这些截然不同的状态。
在1950年代，美国海军将涡环状态称为“功率沉降”并使用“带动力沉降”指代可用功率与需要功率的对比情况。为了不让海军建立标准，美国陆军在1960年代反转了术语。陆军飞行员在越南使用“带动力沉降”来指代涡环状态，用“功率沉降”来指代试图离开在有太多机载士兵时的紧着陆点。
FAA在旋翼机飞行手册和实践考试标准中讨论涡环状态时使用“带动力沉降”（可能是因为FAA中退役的陆军飞行员比海军飞行员多）。
美国之外，事情就清楚得多，大多数地方使用的术语是“涡环状态”。