H125直升機高原作業淺析

彭 彤 余志強 楊亞男

（國網通用航空有限公司，北京 102213）

H125直升機高原作業淺析

彭 彤 余志強 楊亞男

（國網通用航空有限公司，北京 102213）

高原地區空氣稀薄、氣候寒冷、環境惡劣，對直升機的性能要求極高，多變的氣候環境也給直升機的正常運行帶來了極大的考驗。基于H1 2 5機型在西藏地區柴拉線一帶的作業經驗，對H1 2 5直升機的高原運行特點和限制進行了淺析。

H 1 2 5直升機，高原，電力作業

±400kV柴拉線是國家西部經濟發展的大動脈，也是國網青海省電力公司、國網西藏電力有限公司的重要輸電線路，直升機在組塔、放線及巡線等作業中發揮著重要作用。該線路全長1038km，直升機巡線作業的起降點海拔高度達4800m，實際飛行作業高度范圍為4800m～6000m。

直升機的運行受空氣密度影響較大，一般作業高度均在3000m以下。高原地區的空氣密度、風沙、氣象多變等因素對航空器的運行是一種嚴峻的考驗[1]。2016年，國網通用航空有限公司的直升機機隊總巡線里程139800km，飛行小時數11000余小時，平均時速約為12.7km/h。因此，直升機電力作業時，大功率的低速或懸停飛行，以及過渡速度下運行的特殊性，使直升機旋翼、發動機等部件要承受比平常大很多的使用強度，故障率比正常使用時大大增加，再加上高原地區對于功率的嚴格要求，對直升機的安全運行提出了更高的要求。本文基于H125機型在西藏地區柴拉線一帶的作業經驗，對直升機的高原運行特點和限制進行了淺析。

1 直升機高原運行特點和限制

高原地區海拔高、空氣密度低[2]，導致直升機在此環境作業時，旋翼產生的升力減小，發動機壓氣機效率降低，影響發動機的實際輸出功率。為了確保直升機安全、可靠地飛行，必須精確計算直升機的性能參數。本文從燃油量控制、飛行速度限制，以及發動機功率保障等3個方面進行闡述。

1.1 直升機的燃油量控制

直升機的載荷與直升機的實際剩余功率相關。而在實際作業中，人員、設備等其它載荷往往是恒定的，只有燃油量是變量。因此，結合作業需求，必須對燃油量進行精確計算。電力巡線作業的常態作業方式為無地效懸停，因此，需根據H125機型飛行手冊[3]第五章的要求，確保無地效懸停/有地效懸停的重量限制滿足要求。

針對執行西藏任務的特定直升機，實際計算的燃油量情況如下：實際運行環境的海拔高度（Hp）為4876.8m（16000ft），大氣溫度（OAT）為0℃，根據H125飛行手冊第五章，如圖1和圖2所示，計算得出有地效懸停和無地效懸停的重量限制分別為1920kg和1800kg。而實際直升機的空重為1338.21kg，搭載2名飛行人員及1名工作人員及相關設備共計250kg，根據H125飛行手冊第五章，如圖3所示，計算出實施有地效懸停最大可加燃油量為331.79kg，實施無地效懸停最大可加燃油量為211.79kg，均無法實現滿油狀態飛行。因此，在實際作業中，需根據實際航段、作業性質的要求配載燃油，避免超重或燃油量不足現象發生。

1.2 直升機重量與飛行速度的關系

圖1 H125機型有地效懸停高度—重量—溫度關系圖

圖2 H125機型無地效懸停高度—重量—溫度關系圖

直升機的起飛重量在不同海拔高度下對機身的實際負荷是不同的。在高海拔地區，必須依照飛行手冊第五章的要求，基于大氣溫度和海拔高度的關系對直升機的重量進行修正，如圖4所示，從而計算出修正后的空速（CAS）限制，避免超出安全包線飛行。作業經驗表明，直升機在高海拔地區飛行時，一旦超過CAS，而遠未達到Vne（不可逾越速度）時，機身劇烈振動，飛行員只能減速保證飛行安全。

圖4 H125機型修正空速—高度—溫度關系圖

依據H125飛行手冊第5.2章，當Hp=4876.8m，OAT=0℃時，若飛機的起飛重量為1800kg，則計算出修正重量應為3000kg，CAS（修正空速）限制約為157.42km/h（85kn）。而同等條件下，飛機上的Vne表格限制的速度為：198.164km/h（107kn）。因此，在飛行中一定要注意空速限制，避免超速飛行帶來的安全風險。

1.3 發動機功率檢查

H125機型發動機維護手冊[4]要求，每25h執行功率檢查，監控發動機的功率余度變化情況。按H125直升機飛行手冊第五章的要求，進入最大連續功率（MCP）狀態水平前飛即可完成功率檢查。MCP狀態為VEMD（機身/發動機參數指示器）的扭矩TRQ黃區邊緣，需要以較大的飛行速度，并保持一段時間，才能完成功率檢查。而此次在高原執行功率檢查時，直升機水平前飛時，在進入MCP狀態前，空速已超過了CAS，機身劇烈振動，最終造成功率檢查值為負數，功率檢查失敗。

由于H125直升機機型在全球范圍內，作業高度在6000m左右的范例非常少見，因此，在此前的功率檢查時未出現過此類問題。在與空客直升機及透博美卡發動機廠家溝通后，推薦飛行員使用無地效懸停方式（HOGE）進行功率檢查，此種飛行方式更易于進入MCP狀態，檢查出的發動機功率余度最接近實際值。空客直升機技術部門收集了此次高原的運行經驗，確認可使用無地效懸停功率檢查替代水平前飛的方式，并承認原H125飛行手冊存在缺陷，有待修正。

2 氧氣設備要求

根據中國民航法規CCAR-91部[5]第91.423條高空飛行的氧氣設備規定：任何航空器在機艙的大氣壓力高于3000m（10000ft）的飛行高度上運行時，應當帶有供下述人員使用的充足的呼吸用氧：

（1）艙內大氣壓力在3000m（10000ft）～4000m（13000ft）之間的運行時間超過30min時，能夠在該運行時間內向所有機組成員和10%的乘客供氧；

（2）艙內大氣壓力高于4000m（13000ft）的全部運行時間內，能夠向所有機組成員和乘客供氧；

（3）為滿足上述呼吸用氧的供應，必須裝備適當的氧氣儲存與分配裝置。

因此，在高原地區作業（海拔高度大于4000m）的H125直升機必須加裝供氧裝置，并提供氧氣儲存和分配裝置。氧氣設備可在出廠時選裝，也可通過MDA（改裝設計批準書）獲得局方批準，并針對單一注冊號的航空器進行加改裝。在使用氧氣設備時，應仔細閱讀制造廠家的使用規范和安全須知，避免油脂類物質接觸氧氣設備，周圍嚴禁明火和熱源，注意防止靜電等。

3 結束語

基于西藏柴拉線一帶的高海拔作業經驗，結合空客直升機相關技術資料，對H125的高原地區作業進行了淺析。目前，H125機型在全球范圍內擁有龐大的機群規模，作業環境和作業領域多樣，如何更好地利用H125先進的性能克服高原復雜多變的氣候條件，提高直升機的高原作業能力仍需積累更多的經驗，并進行更為深入的分析，以找出更好的解決方案。

1 劉偉東, 沈建. 高原電力作業直升機維修保障能力研究[J]. 濱州學院學報, 2014, 30(3): 39～42

2 裴鑫, 香承虎, 劉亞巍. 直升機在高原地區使用特點分析[C]. 第二十八屆全國直升機年會論文, 2012:1348～1350

3 H125機型飛行手冊[Z]

4 H125機型發動機維護手冊[Z]

5 一般運行和飛行規則（CCAR-91）[Z]

1009-8119（2017）11（1）-0059-02