飛行模擬上 直升機駕駛教程

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注意:本文以美國製造的單懸翼直升機為例進行說明,
即懸翼以逆時針方向旋轉的飛機。
歐洲製造的飛機一般是順時針旋轉,
為了抵消旋轉的反作用力矩,腳舵(尾漿)的操作方法與美國飛機正相反。

為了練習直升機駕駛,近日新入手個手柄
CH Products Fighterstick USB飛行搖杆,

又買了本直升機駕駛入門的書,惡補下理論知識,
經過十幾小時的練習,終於略有小成。下面讓我一一道來。

首先我們要知道,直升機的操縱和一般固定翼飛機很不同,看下圖,

其要點是:
1 機長席是在右側
2 直升機沒有像塞斯納172那樣的操縱盤Yoke
3 飛行員右手操縱駕駛杆(Cyclic Control/周期變距操縱杆),操控飛機的俯仰pitch和橫滾roll姿態。

要注意直升機前後移動需要改變飛機的俯仰姿態,
壓杆壓低機頭,飛機向前飛行,如下圖:

4 飛行員左手操縱總距操縱杆(Collective Pitch Control),
通過改變旋翼的攻角使機體上升和下降。

飛行員左手上提杆時,槳葉的槳距同時增大相同角度使旋翼升力增大,反之升力減小。

通常在總距操縱杆的手柄上還設置有旋轉式油門操縱機構,類似摩托車的油門控制,
用來調節發動機油門的大小,因此該操縱杆又被稱為總距油門杆。

5 腳舵(Anti-torque Pedals)也是必不可少的,
用來操縱飛機的偏移量yaw姿態,這點和固定翼飛機相同。

wikipedia上的直升機說明

對於單旋翼帶尾槳直升機,腳舵經操縱線系與尾槳的槳距控制裝置相連,
通過控制尾槳槳距的大小來調節尾槳產生的側向力,達到控制航向的目的。
對於單旋翼無尾槳直升機,則是通過腳蹬控制機身尾部出氣量的大小來調節側向力。
對於雙旋翼直升機,腳蹬控制的則是兩旋翼總槳距的差動,
即一個增大一個減小,使得兩旋翼反扭矩不能平衡,從而使機身發生航向偏轉。


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接下來看x-plane里的硬體設置方法,
菜單Settings/Jostick & Eqipment/Axis里的設定如下:

跟固定翼飛機一樣,pitch,roll,yaw的三軸設定保持不變,
但是要加上collective的部分(上圖中yaw沒有顯示出來)。

還有一點要注意的時,有些直升機機體的governor設定可以開關,

打開GOV以後即可開啟自動油門,這樣就不用手動控制油門,throttle就不用了。

我的CH飛行搖杆上本身就有3軸,於是把搖杆設成pitch和roll,
把左側的throttle鈕改成collective就可以了。
腳舵還是使用現在的賽鈦客飛行腳舵Saitek Pro Filght Rudder Pedal
設置項目還是挺簡單的。
另外這個手柄還有pitch軸和roll軸的硬體配平trim鈕,
此功能對於直升機駕駛非常有用。

好了,終於該開始介紹怎麼飛行了,今天只介紹這個最普通的通常起飛takeoff模式,
別忘了起動發動機前把總距collective調至最低位置啊。
還有跟固定翼飛機一樣,直升機也需要向著上風方向起飛的。

起飛操作:
1 非常小心地緩慢提高總距collective,同時配合總距collective的大小微踩左腳舵。
腳舵的控制量主要靠經驗,標準是機頭對準前方,令飛機不左右偏向。
有過幾次飛行經驗後,就會自然而然的記住總矩collective和腳舵的操作量了。

總距collective達到一定量後,飛機獲得足夠的升力,機身會稍微升起。
這時候一定要控制好腳舵,使機身正對前方;
同時注意觀察姿態儀,相應地調整駕駛杆,使機身保持平衡,不要傾斜。
有過幾次飛行經驗後就會掌握具體達到多少總矩collective飛機就能上升了,可以考慮在搖杆該位置上記個記號。
駕駛杆的位置掌握後,pitch軸和roll軸的硬體配平trim鈕就可以發揮大作用,
只要調整到穩定位置,以後每次駕駛杆就基本不用怎麼動就行了。

保持飛機懸停在1.5米左右處。

2 輕壓駕駛杆,直升機開始向前飛行,pitch角越大速度越大。
注意觀察速度儀和姿態儀的顯示。
如果機身高度略有下沉,可以適當調高總矩,並適當踩左腳舵,以保持高度和平衡。

3 到達一定速度後稍稍放鬆些駕駛杆拉起機頭,逐漸加快速度向前飛行,同時控制飛機逐漸升高高度。

4 速度達到一直值以後,氣流逐漸安定下來,就可以慢慢放鬆左腳舵。

5 壓杆保持一定高度飛行

到這裡起飛階段就完成了。
對於剛開始飛行的初學者來說,保持機身的穩定性是個難關
,這裡的說明看起來很簡單,但實際操控並不容易,
需要細微地操控和一定的時間的耐心練習。


接下來再看看旋停中的轉彎,

左轉時當然蹬左腳舵,但是為了防止側滑,同時也要把左駕駛杆向左稍傾斜;
右轉時同理,右腳舵操控的同時,駕駛杆也要向右側傾斜操作。

下面看看駕駛杆的操作總結,

左上,駕駛杆前傾,向前飛行;
右上,後拉駕駛杆,向後飛行;
中間,駕駛杆位於中立位置,懸停;
左下,駕駛杆左傾,向左側飛行;
右下,駕駛杆右傾,向右側飛行。

最後介紹一下降落的方法。

1 逐漸放下總距操縱杆,降低飛行高度。
與此同時由於旋翼的力矩減少,為了使機身不旋轉,
也要同時減少尾獎的側向力,因此需要輕踩右腳舵,
適當維持機首方向不變。

下降時直升機的下降坡度一般為10度,我們知道固定翼飛機的坡度一般為3度,
所以直升機比一般固定翼飛機下降坡度要陡很多。

下降時的速度操控靠駕駛杆,下降率控制靠總距操縱杆,機首的方向控制靠腳舵,
同時還要注意觀察各個儀器,速度,姿態,航向都需要保持穩定和協調。

2 隨著直升機接近停機坪,需要不斷減低飛行速度。
但是隨著速度降低,有效平移升力effective translational lift也會降低,
因此需要略微拉起總距操縱杆,以保持適當的機體下降率。
總距變化的時候,別忘了相應地蹬腳舵,
在這裡踩左腳舵,保持前進方向的穩定。

3 到達降落地點上方約1.5米處,使飛機的對地速度為0,進入懸停狀態,並慢慢落地。
這步操作可能是最難的了,我現在也不能保證每次都能成功,還需要不斷練習啊。

2016年10月9日更新
發現一個不錯的教程,Tutorial: Flying Helicopters In X-Plane
裡面有鍵盤操作的說明,下面摘錄一下。
下面的是XP的預設按鍵:
F2 = throttle up a bit
F1 = throttle down a bit
F3 = collective up a bit
F4 = collective down a bit
F5 = Mixture down (engine shutdown)
F6 = Mixture up
下面3個是作者的定製按鍵:
Z = left pedal
X = center the pedals
C = right pedal


2017年6月9日更新
美國聯邦航空管理局網站上的手冊
AA-S-8083-21A, Helicopter Flying Handbook
Aviation Handbooks & Manuals
Aircraft Handbooks & Manuals

x-plane.org上的手冊
X-Plane Helicopter Flight School by Brett

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