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湖南米倉門:軍武評|上下旋翼互削短1米,尾推螺旋槳折損,S97事故細節曝光

更新时间:2019-05-05 05:17 點擊數:
军武评|上下旋翼互削短1米,尾推螺旋桨折损,S97事故细节曝光

作者:丁尹 出品:旋翼飞行器

背景

2017年8月2日,大概在美国东部夏令时7:20左右,西科斯基的一架试验性质飞行器西科斯基S-97A,编号N971SK,在佛罗里达州的William P Gwinn机场(06FA)进行了试飞测试,在该次测试过程中试飞员正在试图悬停的时候,该机变得难以操纵,最后发生了Hard Landing(硬着陆)事件。所幸两名机组乘员只受了轻伤。

此次試飛是根據《聯邦法規法典》第91部分的14條規定進行的,試飛測試進行時,當地氣象條件良好,西科斯基未提交飛行計劃。不幸的是,這型技術先進的複合式直升機本身受到了相當嚴重的損傷。


問題究竟出在了哪裏?

军武评|上下旋翼互削短1米,尾推螺旋桨折损,S97事故细节曝光

近期,美國國家運輸安全委員會(NTSB)發布了關于2017年西科斯基S-97複合式直升機硬著陸事故的最新“事實報告”,報告稱:2017年,西科斯基公司在進行S-97掠奪者前行槳葉概念*(剛性共軸雙旋翼)複合式直升機飛行測試的時候,其電傳操縱飛行控制系統出了“故障”,故障發生在該機的起飛過程中,當時飛控系統正處于從地面模式轉換爲空中模式的過渡階段,飛控系統的“故障”和試飛員的操縱無法“配合”,使得該機進入大幅滾轉振蕩狀態,最終發生硬著陸事故,該機由此嚴重損毀。

*注:關于前行槳葉概念旋翼的技術基礎,感興趣的讀者朋友可以關注我以前寫過的下述文章:

  • 想前人所未想,西科斯基的高速共軸直升機何以勝過卡莫夫設計局?
  • 旋翼通鑒|前行槳葉概念的突破,西科斯基S-69直升機何以成功?
  • 一鍵飛行——西科斯基首席試飛員眼中的X2系列直升機
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圖——試飛中的S-97掠奪者複合式直升機

根據NTSB所發布的報告所述,S-97在該次飛行測試中發生了極其嚴重的左右翻滾振蕩,以至于上下兩副反向旋轉的剛性旋翼猛烈地擊打到了對方,甚至形成了“一團由槳葉碎片和塵土混合而成的煙雲團”

報告指出S-97掠奪者直升機有三種飛行控制模式,被稱爲“Paths”(路徑):第一種是全地面模式,第二種是全空中模式,還有一種過渡模式。

  • 只要三個起落架輪子之一落在地面上,那麽飛控系統將自動激活全地面模式;
  • 三個輪子全都離地3秒之後,飛控系統將自動激活全空中模式;
  • 在從空中著陸或者從地面起飛的過程中,這兩種模式將形成一種耦合的模式,這種模式一般會在三輪中有一個輪子觸地達0.5秒或者三輪中最後一個輪子離地3秒之內自動激活。

在過渡模式中,有一項操縱特性出現了一點“小問題”——周期變距杆的靈敏度增大到了默認值的2.5倍。

由此引發的嚴重滾轉振蕩使得該機在硬著陸的過程中,左側主起落架輪在短暫接觸地面之後又離開地面,使得飛控系統將飛行模式從過渡模式切換到了飛行模式。

談談這次“事故”試飛

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圖——S-97試飛員視角

這次事故發生在2017年8月2日的大清早,地點是佛羅裏達州的西科斯基飛行測試中心,當時西科斯基正在嘗試擴大掠奪者直升機的飛行包線,截至那時,西科斯基已經針對S-97進行了超過100個小時的地面開車試驗和20個小時的飛行測試。

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圖——高速飛行中的S-97

在之前的飛行中,掠奪者直升機已經達到了150節(約278千米/時;1節≈1.852千米/時)的前飛速度,但是在該次“事故”是試飛中,西科斯基打算將該機的前飛速度擴大到180節,並且在該次飛行測試中首次啓動了S-97的尾部推進螺旋槳。西科斯基希望由此次試飛開始,不斷推進該機的最大飛行速度,並探索其前飛極限速度——這一速度理論上是220節(407千米/時)。

根據報告描述,該次事故起始于掠奪者滑行到起飛跑道過程中,在滑行過程中,掠奪者出現了輕微左滾的趨勢,于是試飛機長決定起飛到五英尺高度懸停來保持穩定。

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圖——注意事件起始時間和結束時間,總計5秒鍾不到

他提拉總距並離地之後,掠奪者直升機突然猛地大幅左滾,他連忙反向推周期變距杆,掠奪者瞬間又猛地右滾,然後該機就進入了左右滾轉振蕩狀態,並且滾轉的幅度越來越大——最後的右滾幅度竟然超過了60°,然後又快速向左滾轉——這次左滾之後,試飛員知道自己即將完全失去對該機的控制,于是他立刻決定把總距放到最低來著陸,然後掠奪者直升機就狠狠地撞到了地面。雖然上面有一長段描述文字,但是整個從起飛到降落的時間,不超過5秒鍾。

所幸機上兩位試飛員只受了點輕傷,且能夠在完成緊急降落程序之後自行走出艙門。

這一架掠奪者怎麽樣了?

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圖——S-97掠奪者複合式直升機受損區域展示圖

雖然試飛員很幸運,但是這架掠奪者就沒這麽幸運了,根據西科斯基的早期聲明,該機在這次硬著陸過程中受到了嚴重的損傷,其可收放式起落架甚至受到了相當嚴重的損傷,在最新的調查報告中,NTSB揭示了更全面的受損詳情:

  • S-97的座艙受到了結構性的損傷;
  • 該機兩副旋翼總計8片槳葉由于滾轉振蕩中的相互打擊,所有槳葉的槳尖都受到了嚴重的損傷,每片槳葉從槳尖開始都被削短了1米有余;
  • 在該機硬著陸之後,主旋翼系統仍然保持旋轉了43秒鍾,在這期間,該機機尾撞擊地面,其複合式尾部推進螺旋槳的六片槳葉由于受到猛擊,通通向上卷曲而起。

該機經曆過重度維護之後,于2018年6月份重新恢複飛行測試工作,其試飛員仍然是之前的兩位,在2018年10月份,該機達到了前飛速度200節的裏程碑。

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圖——S-97爲實現高速前飛收起起落架

掠奪者複合式直升機于2015年5月22日完成了首飛,其技術源自于西科斯基的X2型前行槳葉概念技術演示驗證機——該機最大的特點就是配備了一套共軸反轉的剛性旋翼系統和一副可變槳距的尾部推進螺旋槳,複合螺旋槳的目的是爲了增大其前飛速度和機動性。

近期,美國陸軍選中西科斯基作爲“未來攻擊偵察直升機”(FARA)的原型設計競爭者之一,與其余四家公司展開競爭*,不出意外的話,西科斯基用于FARA計劃的競爭機型就是S-97掠奪者直升機了,這架經曆過重大事故的尖端技術裝備能否笑到最後,咱們拭目以待。

*注:關于FARA計劃及其競爭者的相關資訊,感興趣的讀者朋友可以參閱我之前所寫的下述文章:

  • 軍武評|敲定,美軍選這5公司打造未來偵察直升機概念,勝者投産
  • 軍武評|拿常規直升機與西科斯基爭美軍新項目,貝爾底氣在哪裏?

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