“沙盲”環境下直升機安全探討

吳峰莉 王小強 張攻博

摘要：本文分析了“沙盲”環境對直升機的危害和著陸影響，從裝備維護、飛行操作方面提出了規避措施和操作建議，并從技術層面體提出了發展方向和設計理念，對于直升機安全有一定的指導作用。

關鍵詞：沙盲；安全；措施；展望

引言

隨著低空管制的逐步放開，直升機在各種地理環境中得到了廣泛應用。比如沙漠運輸、山區游覽、野外觀光等。在氣候惡劣的環境中，颶風卷起的沙塵暴嚴重危及直升機的安全；在沙漠地區或沙塵環境執行飛行和起降任務時，直升機旋翼下洗氣流激起的沙石、塵土彌漫在機身周圍，致使飛行員視野受限，沙塵嚴重時甚至造成盲視，看不見地面和機外環境，對安全著陸構成極大威脅；另一方面，高密度的沙塵進入發動機，對發動機的性能影響很大，甚至造成發動機停車，影響是致命性的。據美軍統計，與DVE（低能見度環境）相關的飛行事故和損失中 “沙盲”原因約占60%的比例。研究“沙盲”環境的危害、制定應對措施，有效規避“沙盲”風險，對于直升機安全有著極其重要的意義。

一、沙盲對直升機的危害和對飛行安全的影響

沙盲出現時整個直升機被沙塵包裹，沙塵對機體和動力系統影響嚴重。一是大量沙塵對機體的沖擊摩擦導致機體機械損傷、機件設備加速老化、摩擦產生靜電影響機載電子設備的正常工作；二是沙塵在傳動環節和注油點堆積導致關節潤滑不夠甚至導致操縱不靈的嚴重問題；三是發動機進氣口高密度沙塵導致進氣量不足，發動機功率下降，吸入進氣道的大顆粒沙塵甚至發生損壞發動機渦輪葉片導致空中停車的重大安全問題。

沙盲出現時整個直升機被沙塵包圍，艙內光線暗淡甚至一片漆黑，飛行員極易發生視覺錯誤，分不清天地。濃厚的沙塵遮擋飛行員的視線，容易迷失方向。一方面，彌漫在直升機周圍的旋轉沙塵會對飛行員造成以下錯覺：即使正在原地懸停，他們還錯以為直升機正在向前飛行；即使已經頂速飛行，他們還錯以為速度不夠；即使姿態平穩，他們還錯以為已經傾斜。進而進行錯誤的操作導致危險事故的發生。另一方面，能見度是影響飛行安全的主要因素，也是決定直升機飛行安全的重要考量標準之一，是確保直升機安全著陸的重要條件。沙盲形成的低能見度使飛行員對外觀察的視覺模糊，看不清地面障礙物和地標，不能有效收集地表實景信息，對著陸條件不能做出正確的判斷，極易引發著陸安全事故。沙盲嚴重影響著直升機的飛行和著陸安全。

二、直升機防沙塵裝置現狀

直升機發動機的進氣道外部前端安裝有濾網式的沙塵防護罩，可以阻止大顆粒的沙塵和雜物吸入燃燒室。發動機進氣道入口處安裝有離心式防沙裝置。引入高壓熱空氣，利用管路和喇叭口組合裝置，使進氣道氣流旋轉形成離心力，在重力和慣性作用下，進入進氣道的空氣中的沙塵被分離出來。雖然有以上兩層防砂裝置，也僅僅是濾除了部分大顆粒的沙塵，對于小顆粒的沙塵是起不到作用的。最根本的防沙辦法是盡可能規避沙塵。

三、直升機防沙塵措施及安全應對

一是加強直升機傳動環節除沙清潔和潤滑工作。直升機在沙塵環境中飛行，著陸后應及時清理各傳動環節、注油點、潤滑脂表面的沙塵，并補添油脂，將進入傳動關節內部的沙塵沖出。發現油脂污染立即更換；

二是做好重要設備的防沙密封保護。加裝密封套，做好外部防護。直升機室外停放時蓋好蒙布、堵好堵蓋。沙塵過后要進行直升機各系統的除沙維護；

三是要把好直升機放飛關。檢查并清理發動機進氣道內的沙塵，防止進入燃燒室損傷渦輪葉片。“沙盲”環境下禁止進行直升機試車。沙塵過后，直升機起動前應使用中性洗滌劑或專用的發動機清洗液清洗發動機；

四是改進發動機防沙技術。在發動機進氣道口加裝分離效率高的沙塵清除裝置。在慣性分離器的基礎上引入渦流管分離技術，發展復合型的沙塵分離器；

五是對飛行人員進行有針對性的模擬訓練。通過建立實地化的沙盲起降場或是建立網絡虛擬訓練場，進行沙盲狀態模擬訓練，提高飛行員的操控能力積累應對經驗；

六是在飛行中最大限度的規避沙塵。及時掌控氣象情況，綜合各種數據及時預測天氣和大氣環境變化，繞開沙盲區域。

四、直升機防沙塵技術發展展望

科技手段是降低沙盲風險的有效途徑。世界上先進國家已經開始研究并投入實驗。借助科技手段清除沙塵對直升機的損害并幫助飛行員掌控和降低沙盲風險。

1、進行技術革新，引進電場技術分離濾除發動機進氣口的沙塵。

2、紅外技術、激光技術協助飛行員掌控風險。在直升機機體上加裝紅外傳感器，通過多個傳感器的探測，在駕駛艙的屏幕上顯示機身周圍的情況，以不同的顏色區分沙塵的厚度、石頭的大小、障礙物的形狀并給出能否穿出沙盲區域的建議，讓飛行員直觀的掌控風險的情況，及時作出正確的判斷。

3、加裝毫米波雷達，向飛行員提供全方位無死角的監控。

4、開發綜合智能系統及時告警并協助飛行。機身加裝各類傳感器感知外部信息，綜合使用雷達、激光、紅外等傳感技術，把系統捕捉到的信息經綜合計算機匯總處理后，控制4D座椅或安全帶發生震顫提醒，通過頭盔式儀表板顯示儀及時提醒飛行員安全操縱飛機。

參考文獻

[1]航空渦輪軸發動機構造學 韓生寅，王新洲等，北京，長城出版社，1996

[2]軍用航空裝備維修安全 王計憲，胡英俊等，北京，航空工業出版社，2009

（作者單位：61267部隊）