CN116524784A - 一种直升机oei状态训练方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直升机OEI状态训练方法，其技术方案要点是包括OEI状态理论培训、OEI状态识别培训和OEI状态模拟训练；其中直升机OEI状态的模拟训练根据直升机不同的飞行阶段分别提出训练方法及操作指南，同比于当今广泛采用的OEI训练方法，在保证使用经济性的基础上，进一步提升了安全性与真实性，实现了对OEI状态较为真实的还原，统筹兼顾了OEI状态的模拟及不同飞行阶段的训练。该方法可以实现对飞行员的训练，又能够最大程度降低培训风险和缩短培训周期，从而达到节约培训成本的作用。
Description
技术领域
本发明涉及直升机训练方法技术领域，更具体的说是涉及一种直升机OEI状态训练方法。
背景技术
直升机发动机的失效是导致直升机事故出现的最主要原因。据有关部门统计，每一万直升机飞行小时中就会有一次直升机发动机失效问题出现，为了使直升机在发生单发失效时仍有足够的功率实现安全着陆或短暂继续起飞进行着陆，当前主要采取的方案是两台发动机或多台发动机，在一台发动机失效后，剩余发动机切换为单发失效应急功率状态超载运行，这种直升机飞行时有一台发动机处于不工作的状态(One Engine Inoperative)简称OEI状态。
现有公告号为：CN112133156B的中国发明专利公开了一种三发直升机单发失效训练方法，包括以下步骤：步骤零：机电管理系统将发动机安装损失发送至发动机电子控制器对发动机功率参数进行修正；用于修正发动机装机之后的响应特性，从而真实模拟不同平台、不同外界条件下，对发动机输出特性的影响；步骤一：飞行员通过训练开关进入单发失效训练状态；训练开关将训练信号发送至三台发动机电子控制器；所述开关为带磁保持功能开关；步骤二：三台发动机电子控制器收到训练信号后，控制三台发动机功率上限均降至单发失效功率的2/3；步骤三：机电管理系统发送设定的失效标记至三台发动机电子控制器；发动机电子控制器根据失效标记将对应发动机参数信号调整为真实单发失效参数并反馈至机电管理系统进行显示；失效标记用于表征失效的发动机编号；步骤四：机电管理系统根据步骤三之后三台发动机的状态，在驾驶舱显示器上显示单发失效训练标识和告警信息以供飞行员训练；步骤五：飞行员通过训练开关退出单发失效训练状态。
上述失效训练方法虽然指出了训练的步骤，但还是未能考虑到OEI状态下针对不同情况做出正确决策的模拟训练，又未能考虑到发动机在OEI状态下不同的OEI功率可持续时间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种直升机OEI状态训练方法，以解决现有技术中缺少对于直升机OEI状态训练方法不系统的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种直升机OEI状态训练方法，包括OEI状态理论培训、OEI状态识别培训和OEI状态模拟训练；
所述OEI状态理论培训包括以下步骤：
A1：直升机单发失效状态理论学习；
A2：直升机A类飞行性能理论学习；
A3：直升机发动机状态理论学习；
A4：单发失效应急操纵理论学习；
所述OEI状态识别培训包括以下步骤：
B1：识别直升机飞行中是否出现不可控的偏航；
B2：显示器面板给出发动机失效信息，并伴随语音告警；
B3：识别旋翼的转速是否发生波动，直升机高度下降发生不可控的掉落高度；
B4:识别双发直升机的燃气涡轮转速差值或双发扭矩差值是否超过门限值；
所述OEI状态模拟训练包括以下步骤：
S1：通过OEI训练控制开关进入OEI训练；
S2：直升机发动机收到训练信号后，进入OEI训练状态；
S3：根据直升机不同的飞行状态拟定不同的训练策略，所述直升机飞行阶段包括：起飞阶段、巡航阶段和着陆阶段。
作为本发明的进一步改进，所述OEI状态模拟训练中步骤S2还包括：
步骤S21：控制两台发动机输出功率开始同时快速下调，当两台发动机输出功率减小至两台发动机中真实输出功率较小的一台的修正后的30s OEI功率时停止降低，所述OEI功率表征该发动机修正后的OEI相应功率，待发动机输出功率稳定后，且计时装置开始倒计时30s，之后根据使用不同的OEI功率来更换不同的倒计时，并且之前的计时并不清零。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S31：起飞失效训练，所述起飞的方式包括悬停加速起飞和滑跑起飞；
S32：巡航失效训练；
S33：着陆失效训练，所述着陆的方式包括垂直着陆和滑跑着陆。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S31中悬停加速起飞包括低空悬停阶段和爬升阶段；
所述低空悬停阶段时，驾驶直升机飞行到悬停状态失效点后，待直升机发动机输出功率稳定，打开OEI训练控制开关，此时由于直升机单发失效点位于起飞临界决断点之前，选择中断起飞，所述临界决断点表征：具有A类性能的直升机，在固定的起飞航迹上，单发失效后具有继续起飞能力的第一点，且能够保证安全中断起飞的最后一点，所述A类性能表征：具有双发或多发的直升机，在关键动力装置失效时，至少能保持0.5m/s上升率，能够继续飞行且在其航线下方可以没有迫降场地；
所述中断起飞步骤如下：
1)先减小总距，保持旋翼转速在有动力范围内；
2)后拉驾驶杆减速，操纵总距杆控制下降率；
3)接近地面时，减小仰角不超过5°，缓慢上提总距杆，减小下降率，滑跑着陆；
4)接地后，总距杆放到底，驾驶杆回中立；
5)根据滑跑速度选择使用机轮刹车。
作为本发明的进一步改进，所述悬停加速起飞的爬升阶段训练时，驾驶直升机按起飞航迹飞行至模拟失效点，打开OEI模拟训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，此时直升机单发失效点分为：直升机单发失效点在起飞临界决断点之前和直升机单发失效点在起飞临界决断点之后；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之前选择中断起飞；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之后时选择中断起飞或继续起飞；
所述继续起飞步骤包括：
驾驶员操纵直升机减小总距，保持旋翼转速在有动力范围内；
转为使用30s+2min OEI功率，驾驶员操纵直升机减少仰角，从发动机失效点速度增速到Vtoss，离地最小高度高于4.5m，所述Vtoss为起飞安全速度，所述起飞安全速度表征：在设定的直升机起飞重量、重心和高度、温度的组合条件下，在使用关键发动机失效后剩余功率，可以达到至少有0.5m/s的稳定爬升率的最小飞行速度；
采用2min OEI功率或2.5min OEI功率，以Vtoss速度爬升，离地高度由4.5m到10.5m，爬升率不小于0.5m/s；
由2.5min OEI功率转换到30min OEI功率，速度由Vtoss增速至爬升速度Vy，离地高度60m，Vy为安全爬升速度，所述安全爬升速度表征：为在设定的直升机起飞重量、重心和高度、温度的组合条件下，在使用关键发动机失效后剩余功率，可以达到至少有0.75m/s的稳定爬升率的最小飞行速度；
采用30min OEI功率或连续OEI功率，以Vy速度爬升，离地高度由60m到300m，爬升率不小于0.75m/s，期间可视情况降低发动机功率至连续OEI状态，直至直升机离场。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S31中滑跑起飞包括滑跑和爬升；
所述滑跑步骤具体为：
直升机驾驶至预定失效点，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，由于在滑跑时直升机单发失效点显然在起飞临界决断点之前，因此选择中断起飞，滑跑阶段的中断起飞通过机轮刹车和旋翼的水平分力实现；
所述爬升步骤具体为：
直升机在滑跑后进入爬升，爬升时直升机驾驶至预定失效点，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，此时直升机单发失效点分为：直升机单发失效点在起飞临界决断点之前和直升机单发失效点在起飞临界决断点之后；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之前选择中断起飞；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之后时选择中断起飞或继续起飞。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S32中的巡航失效训练包括：
驾驶直升机至巡航状态，打开OEI模拟训练开关，待发动机输出功率稳定后，直升机巡航状态在起飞临界决断点之后，因此可选择继续起飞或中断飞行。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S33中垂直着陆包括进近、贴地飞行、低空悬停和垂直降落四个阶段，所述垂直着陆训练步骤具体为：
1)进近阶段OEI模拟训练：驾驶直升机飞到失效点位置，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，判断此时与直升机着陆临界决断点的位置选择继续着陆或中断着陆；
2)贴地飞行阶段OEI模拟训练：发生单发失效时距离地面存在安全高度，因此可继续进行与直升机根据中断起飞步骤相同操作着陆；
3)低空悬停阶段OEI模拟训练和垂直降落OEI模拟训练与悬停加速起飞中低空悬停阶段操作相同。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S33中滑跑着陆包括进近和滑跑两个阶段，所述进近阶段以预留足够的安全高度进行进近着陆，所述滑跑阶段时发生单发失效会导致刹车距离变长，需预留足够的安全距离；
所述滑跑着陆还包括：单发失效点处于AEI回避区内且处于OEI回避区外时，判断单发失效点处于起飞临界决断点之前或起飞临界决断点之前，所述AEI回避区表征直升机飞行过程中装载发动机皆失效时的禁飞区域；
若处于起飞临界决断点之前时，切换至30s OEI功率，根据OEI回避区航迹规划系统的指令，利用最短的时间驶离AEI回避区，然后中断起飞；
若处于起飞临界决断点之后，且起飞临界决断点与AEI回避区相交，此时切换至30sOEI功率，根据OEI回避区航迹规划系统的指令，利用最短的时间驶离AEI回避区，由于在驶离AEI回避区之后，消耗了原本用于继续起飞的OEI功率，此时起飞临界决断点会相应变化，根据驶离点与起飞临界决断点位置关系分为以下两类：
1)驶离点位于起飞临界决断点之后，此时可以选择继续起飞或中断起飞；
2)驶离点位于起飞临界决断点之前，此时需中断起飞。
作为本发明的进一步改进，还包括OEI模拟训练异常退出，所述OEI模拟训练异常退出的条件包括：
1、当旋翼转速低于安全阈值时；
2、当发动机功率不一致或输出异常时；
1、当旋翼转速低于安全阈值时；
2、当发动机功率不一致或输出异常时；
3、双发存在较大的NG差＞6％或扭矩差＞47.7％；
4、一台发动机NG低于60％；
5、发动机EECU探测到培训模式开关故障；
6、双发交联失效；
7、任意一台发动机控制开关脱离“飞行”位置；
8、EECU接收到可能发生通道变化的信号；
9、双发EECU数据通道为非对称通道号：A/B或B/A。
本发明的有益效果：
本发明以直升机OEI状态的训练作为出发点，提出一种适用于双发或多发直升机OEI训练方法，同比于当今广泛采用的OEI训练方法，在保证使用经济性的基础上，进一步提升了安全性与真实性，实现了对OEI状态较为真实的还原，统筹兼顾了OEI状态的模拟及不同飞行阶段的训练，该方法可以实现对飞行员的训练，又能够最大程度降低培训风险和缩短培训周期，从而达到节约培训成本的作用。
附图说明
图1为直升机悬停加速起飞示意图；
图2为悬停失效状态图；
图3为直升机中断起飞操纵；
图4为起飞爬升阶段单发失效点位于起飞临界决断点前；
图5为起飞爬升阶段单发失效点位于起飞临界决断点后；
图6为直升机继续起飞操纵；
图7为直升机滑跑起飞示意图；
图8为直升机巡航状态图；
图9为直升机垂直着陆示意图；
图10为直升机滑跑着陆示意图；
图11为单发失效点相对位置关系处于AEI回避区内且在起飞临界决断点前的示意图；
图12为单发失效点相对位置关系处于AEI回避区内且在起飞临界决断点后的示意图；
图13为驶离点相对位置处于起飞临界决断点后的示意图；
图14为驶离点相对位置处于起飞临界决断点前的示意图；
图15为双发直升机H-V曲线；
图16为OEI训练方法流程图；
图17为UH-60A安全特性曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参考图1至图17所示，为本发明一种直升机OEI状态训练方法的具体实施方式，包括OEI状态理论培训、OEI状态识别培训和OEI状态模拟训练；
所述OEI状态理论培训包括以下步骤：
A1：直升机单发失效状态理论学习；
A2：直升机A类飞行性能理论学习；
A3：直升机发动机状态理论学习；
A4：单发失效应急操纵理论学习；
OEI状态理论培训具体的包括直升机原理、直升机安全、机载设备及其使用方法、直升机应急方案，针对直升机单发失效状态的理论培训，则要包含更多关于直升机单发失效状态的理论基础，基于直升机飞行原理，深入了解直升机发生单发失效后会为什么会出现偏航等异常现象，而当直升机机载系统发生故障时，同样可以根据直升机飞行状态的异常来判断故障原因；对直升机A类飞行原理进行理论学习，深刻理解直升机回避区划分的原因；学习起飞安全速度和临界决断点的定义和应用方法，学习直升机飞行需用功率，在已有理论的基础上对相关的适航条款进行解读。
直升机OEI状态与发动机也有很大的联系，所以需要获知关于直升机发动机的相关理论，学习单发失效后失效发动机的工作状态以及剩余工作发动机的工作状态，了解发动机的功率如何影响到直升机旋翼，以及应急功率使用过程中发动机的注意事项。单台发动机失效后会反馈到显示器上的各项参数和信号。
还需要学习单发失效后的应急操纵理论培训，必要的理论培训可以让飞行员更容易理解每一步操纵的原理和效果。不同飞行阶段发生单发失效时，应急操纵不完全相同，需要针对性地完成正确操纵。
所述OEI状态识别培训包括以下步骤：
B1：识别直升机飞行中是否出现不可控的偏航，其中偏航是因为直升机发动机发生了故障，发动机输出的扭矩降低，导致直升机旋翼与尾桨拉力产生的扭矩不平衡，因此出现了不可控偏航；由于不同的直升机型号旋翼旋转方向不同，因此当发生发动机故障后，不同直升机偏航的方向与速度也会有所差异；
B2：显示器面板给出发动机失效信息，并伴随语音告警，其中直升机发动机故障后，该发动机的EECU(电子控制单元)判断出发动机失效，会发出相应的警示信号。出现的警示信息的响应时间主要是由于设计上采用的激活条件，一般情况下，发动机失效激活条件是限制燃气涡轮转速不得低于所设定门限值，当发动机控制开关开启时，若发动机EECU探测到该情况就会发出语音告警，显示面板也会同步显示出失效的发动机信息；
B3：识别旋翼的转速是否进入不稳定状态，直升机高度下降发生不可控的掉落高度，其旋翼的转速会进入不稳定状态并下降，与此同时会发生不可控的掉落高度。直升机发动机失效时的旋翼总距的大小、空气流速等决定了旋翼转速波动的大小，在直升机进入OEI状态后，发动机输出总功率会减少，旋翼转速会下降，在可用发动机转入OEI状态后，直升机的旋翼总距的大小、飞行高度和飞行速度等，决定直升机该状态下的需用功率，而需用功率的大小又会同步影响旋翼的转速，当工作发动机的应急功率大于需用功率时，旋翼的转速会在单发失效降低后再增加，并最终稳定在OEI旋翼转速；如果应急功率不能满足发动机的需用功率时，即便工作发动机的功率增加，旋翼的转速还是会下降或改变直升机飞行工况并稳定在较低的一个转速值。
B4:识别双发直升机的燃气涡轮转速差值或双发扭矩差值是否超过门限值。
OEI训练模式是直升机模拟单发失效时，全发工作状态下通过电调控制模式来模拟单发失效过程的输出功率和变化情况，以达到模拟单发失效的整个飞行历程。训练模式下，恢复稳定后的总输出功率限制为当前高度和温度下单发失效后剩余发动机最低保证性能扣除安装损失后的总功率，另外由于双发直升机工作时两台发动机的输出功率并不相同，因此该剩余发动机应考虑为正常状态下输出功率小的那一台。
所述OEI状态模拟训练包括以下步骤：
S1：通过OEI训练控制开关进入OEI训练；
S2：直升机发动机收到训练信号后，进入OEI训练状态；
S3：根据直升机不同的飞行状态拟定不同的训练策略，所述直升机飞行阶段包括：起飞阶段、巡航阶段和着陆阶段。
所述OEI状态模拟训练中步骤S2还包括：
步骤S21：控制两台发动机输出功率开始同时快速下调，当两台发动机输出功率减小至两台发动机中真实输出功率较小的一台的修正后的30s OEI功率时停止降低，所述OEI功率表征该发动机修正后的OEI相应功率，待发动机输出功率稳定后，且计时装置开始倒计时30s，之后根据使用不同的OEI功率来更换不同的倒计时，并且之前的计时并不清零。
所述步骤S3中还包括以下步骤：
S31：起飞失效训练，所述起飞的方式包括悬停加速起飞和滑跑起飞；
S32：巡航失效训练；
S33：着陆失效训练，所述着陆的方式包括垂直着陆和滑跑着陆。
如图1所示，所述步骤S31中悬停加速起飞包括低空悬停阶段和爬升阶段；
如图2所示，所述低空悬停阶段时，驾驶直升机飞行到悬停状态失效点后，待直升机发动机输出功率稳定，打开OEI训练控制开关，此时由于直升机单发失效点位于起飞临界决断点之前，选择中断起飞，所述临界决断点表征：具有A类性能的直升机，在固定的起飞航迹上，单发失效后具有继续起飞能力的第一点，且能够保证安全中断起飞的最后一点，所述A类性能表征：具有双发或多发的直升机，在关键动力装置失效时，至少能保持0.5m/s上升率，能够继续飞行且在其航线下方可以没有迫降场地；
如图3所示，所述中断起飞步骤如下：
1)先减小总距，保持旋翼转速在有动力范围内；
2)后拉驾驶杆减速，操纵总距杆控制下降率；
3)接近地面时，减小仰角不超过5°，缓慢上提总距杆，减小下降率，滑跑着陆；
4)接地后，总距杆放到底，驾驶杆回中立；
5)根据滑跑速度选择使用机轮刹车。
所述悬停加速起飞的爬升阶段训练时，驾驶直升机按起飞航迹飞行至模拟失效点，打开OEI模拟训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，此时直升机单发失效点分为：直升机单发失效点在起飞临界决断点之前和直升机单发失效点在起飞临界决断点之后；
如图4所示，处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之前选择中断起飞；
如图5所示，处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之后时选择中断起飞或继续起飞；
如图6所示，所述继续起飞步骤包括：
驾驶员操纵直升机减小总距，保持旋翼转速在有动力范围内；
转为使用30s+2min OEI功率，驾驶员操纵直升机减少仰角，从发动机失效点速度增速到Vtoss，离地最小高度高于4.5m，所述Vtoss为起飞安全速度，所述起飞安全速度表征：在设定的直升机起飞重量、重心和高度、温度的组合条件下，在使用关键发动机失效后剩余功率，可以达到至少有0.5m/s的稳定爬升率的最小飞行速度；
采用2min OEI功率或2.5min OEI功率，以Vtoss速度爬升，离地高度由4.5m到10.5m，爬升率不小于0.5m/s；
由2.5min OEI功率转换到30min OEI功率，速度由Vtoss增速至爬升速度Vy，离地高度60m，Vy为安全爬升速度，所述安全爬升速度表征：为在设定的直升机起飞重量、重心和高度、温度的组合条件下，在使用关键发动机失效后剩余功率，可以达到至少有0.75m/s的稳定爬升率的最小飞行速度；
采用30min OEI功率或连续OEI功率，以Vy速度爬升，离地高度由60m到300m，爬升率不小于0.75m/s，期间可视情况降低发动机功率至连续OEI状态，直至直升机离场。
所述步骤S31中滑跑起飞包括滑跑和爬升；
如图7所示，所述滑跑步骤具体为：
直升机驾驶至预定失效点，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，由于在滑跑时直升机单发失效点显然在起飞临界决断点之前，因此选择中断起飞，滑跑阶段的中断起飞通过机轮刹车和旋翼的水平分力实现；
所述爬升步骤具体为：
直升机在滑跑后进入爬升，爬升时直升机驾驶至预定失效点，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，此时直升机单发失效点分为：直升机单发失效点在起飞临界决断点之前和直升机单发失效点在起飞临界决断点之后；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之前选择中断起飞；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之后时选择中断起飞或继续起飞。
如图8所示，所述步骤S32中的巡航阶段训练包括：
驾驶直升机至巡航状态，打开OEI模拟训练开关，待发动机输出功率稳定后，直升机巡航状态在起飞临界决断点之后，因此可选择继续起飞或中断飞行。
所述步骤S33中垂直着陆包括进近、贴地飞行、低空悬停和垂直降落四个阶段，如图9所示，所述垂直着陆训练步骤具体为：
1)进近阶段OEI模拟训练：驾驶直升机飞到失效点位置，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，判断此时与直升机着陆临界决断点的位置选择继续着陆或中断着陆；
2)贴地飞行阶段OEI模拟训练：发生单发失效时距离地面存在安全高度，因此可继续进行与直升机中断起飞步骤相同操作着陆；
3)低空悬停阶段OEI模拟训练和垂直降落OEI模拟训练与悬停加速起飞中低空悬停阶段操作相同。
如图10所示，所述步骤S33中滑跑着陆包括进近和滑跑两个阶段，所述进近阶段以预留足够的安全高度进行进近着陆，所述滑跑阶段时发生单发失效会导致刹车距离变长，需预留足够的安全距离；
如图11、图12、图13和图14所示，所述滑跑着陆还包括：单发失效点处于AEI回避区内且处于OEI回避区外时，判断单发失效点处于起飞临界决断点之前或起飞临界决断点之前，所述AEI回避区表征直升机飞行过程中装载发动机皆失效时的禁飞区域，其中滑跑着陆阶段的单发失效的处理方式还存在于滑跑起飞时，滑跑起飞时应对单发失效的处理方式与此时滑跑着陆的处理方式相同；
若处于起飞临界决断点之前时，切换至30s OEI功率，根据OEI回避区航迹规划系统的指令，利用最短的时间驶离AEI回避区，然后中断起飞；
若处于起飞临界决断点之后，且起飞临界决断点与AEI回避区相交，此时切换至30sOEI功率，根据OEI回避区航迹规划系统的指令，利用最短的时间驶离AEI回避区，由于在驶离AEI回避区之后，消耗了原本用于继续起飞的OEI功率，此时起飞临界决断点会相应变化，根据驶离点与起飞临界决断点位置关系分为以下两类：
1)驶离点位于起飞临界决断点之后，此时可以选择继续起飞或中断起飞；
2)驶离点位于起飞临界决断点之前，此时需中断起飞。
对于OEI功率，OEI功率为发动机直升机单台使用时的特有功率，其中30sOEI功率最大使用时间为30s，2minOEI功率最大使用时间为2min，30minOEI功率最大使用时间为30min，计时装置在切换到OEI功率时开始计时，且任一OEI功率的倒计时时间互不影响，当任一倒计时到达0时则模拟训练失败，发动机自动恢复正常，并在航电显示屏上显示该次OEI训练已失败，此时可通过OEI模拟训练控制开关重新开始OEI训练或调整高度与速度再通过OEI模拟训练控制开关重新开始OEI训练。
对于直升机AEI回避区，是因为并非所有飞行状态下直升机动力失效后都能实现安全自转下滑，与直升机当时的飞行高度和速度有关。通常在近地范围内存在一个区域，在这个区域内出现了发动机停车，将导致灾难性后果。因而，称这个区域为直升机的危险区或回避区。回避区一般由发动机失效时直升机的高度和速度的组合来描述，因此回避区的边界也称为高度－速度曲线。图15给出了双发直升机典型的H-V曲线。
本发明还包括OEI模拟训练异常退出，所述OEI模拟训练异常退出的条件包括：
1、当旋翼转速低于安全阈值时；
2、当发动机功率不一致或输出异常时；
3、双发存在较大的NG差＞6％或扭矩差＞47.7％；
4、一台发动机NG低于60％；
5、发动机EECU探测到培训模式开关故障；
6、双发交联失效；
7、任意一台发动机控制开关脱离“飞行”位置；
8、EECU接收到可能发生通道变化的信号；
9、双发EECU数据通道为非对称通道号：A/B或B/A。
具体提供以UH-60A直升机作为算例进行计算，计算UH-60A直升机总质量为9185kg时的A类飞行起飞航迹。
统计直升机参数及其使用的发动机参数如下表1：
表1
计算UH-60A直升机的回避区和起飞临界决断点：
整合直升机AEI回避区、OEI回避区范围以及直升机起飞临界决断点曲线，具体如图17所示，根据不同飞行阶段，直升机失效点与回避区曲线和起飞临界决断点曲线的相对位置，做出相应的训练方案。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：包括OEI状态理论培训、OEI状态识别培训和OEI状态模拟训练；
所述OEI状态理论培训包括以下步骤：
A1：直升机单发失效状态理论学习；
A2：直升机A类飞行性能理论学习；
A3：直升机发动机状态理论学习；
A4：单发失效应急操纵理论学习；
所述OEI状态识别培训包括以下步骤：
B1：识别直升机飞行中是否出现不可控的偏航；
B2：显示器面板给出发动机失效信息，并伴随语音告警；
B3：识别旋翼的转速是否发生波动，直升机高度下降发生不可控的掉落高度；
B4:识别双发直升机的燃气涡轮转速差值或双发扭矩差值是否超过门限值；
所述OEI状态模拟训练包括以下步骤：
S1：通过OEI训练控制开关进入OEI训练；
S2：直升机发动机收到训练信号后，进入OEI训练状态；
S3：根据直升机不同的飞行状态拟定不同的训练策略，所述直升机飞行阶段包括：起飞阶段、巡航阶段和着陆阶段。
2.根据权利要求1所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述OEI状态模拟训练中步骤S2还包括：
步骤S21：控制两台发动机输出功率开始同时快速下调，当两台发动机输出功率减小至两台发动机中真实输出功率较小的一台的修正后的30s OEI功率时停止降低，所述OEI功率表征该发动机修正后的OEI相应功率，待发动机输出功率稳定后，且计时装置开始倒计时30s，之后根据使用不同的OEI功率来更换不同的倒计时，并且之前的计时并不清零。
3.根据权利要求2所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述步骤S3中还包括以下步骤：
S31：起飞失效训练，所述起飞的方式包括悬停加速起飞和滑跑起飞；
S32：巡航失效训练；
S33：着陆失效训练，所述着陆的方式包括垂直着陆和滑跑着陆。
4.根据权利要求3所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述步骤S31中悬停加速起飞包括低空悬停阶段和爬升阶段；
所述低空悬停阶段时，驾驶直升机飞行到悬停状态失效点后，待直升机发动机输出功率稳定，打开OEI训练控制开关，此时由于直升机单发失效点位于起飞临界决断点之前，选择中断起飞，所述临界决断点表征：具有A类性能的直升机，在固定的起飞航迹上，单发失效后具有继续起飞能力的第一点，且能够保证安全中断起飞的最后一点，所述A类性能表征：具有双发或多发的直升机，在关键动力装置失效时，至少能保持0.5m/s上升率，能够继续飞行且在其航线下方可以没有迫降场地；
所述中断起飞步骤如下：
1)先减小总距，保持旋翼转速在有动力范围内；
2)后拉驾驶杆减速，操纵总距杆控制下降率；
3)接近地面时，减小仰角不超过5°，缓慢上提总距杆，减小下降率，滑跑着陆；
4)接地后，总距杆放到底，驾驶杆回中立；
5)根据滑跑速度选择使用机轮刹车。
5.根据权利要求4所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述悬停加速起飞的爬升阶段训练时，驾驶直升机按起飞航迹飞行至模拟失效点，打开OEI模拟训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，此时直升机单发失效点分为：直升机单发失效点在起飞临界决断点之前和直升机单发失效点在起飞临界决断点之后；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之前选择中断起飞；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之后时选择中断起飞或继续起飞；
所述继续起飞步骤包括：
驾驶员操纵直升机减小总距，保持旋翼转速在有动力范围内；
转为使用30s+2min OEI功率，驾驶员操纵直升机减少仰角，从发动机失效点速度增速到Vtoss，离地最小高度高于4.5m，所述Vtoss为起飞安全速度，所述起飞安全速度表征：在设定的直升机起飞重量、重心和高度、温度的组合条件下，在使用关键发动机失效后剩余功率，可以达到至少有0.5m/s的稳定爬升率的最小飞行速度；
采用2min OEI功率或2.5min OEI功率，以Vtoss速度爬升，离地高度由4.5m到10.5m，爬升率不小于0.5m/s；
由2.5min OEI功率转换到30min OEI功率，速度由Vtoss增速至爬升速度Vy，离地高度60m，Vy为安全爬升速度，所述安全爬升速度表征：为在设定的直升机起飞重量、重心和高度、温度的组合条件下，在使用关键发动机失效后剩余功率，可以达到至少有0.75m/s的稳定爬升率的最小飞行速度；
采用30min OEI功率或连续OEI功率，以Vy速度爬升，离地高度由60m到300m，爬升率不小于0.75m/s，期间可视情况降低发动机功率至连续OEI状态，直至直升机离场。
6.根据权利要求5所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述步骤S31中滑跑起飞包括滑跑和爬升；
所述滑跑步骤具体为：
直升机驾驶至预定失效点，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，由于在滑跑时直升机单发失效点显然在起飞临界决断点之前，因此选择中断起飞，滑跑阶段的中断起飞通过机轮刹车和旋翼的水平分力实现；
所述爬升步骤具体为：
直升机在滑跑后进入爬升，爬升时直升机驾驶至预定失效点，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，此时直升机单发失效点分为：直升机单发失效点在起飞临界决断点之前和直升机单发失效点在起飞临界决断点之后；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之前选择中断起飞；
处于所述直升机单发失效点在起飞临界决断点之后时选择中断起飞或继续起飞。
7.根据权利要求6所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述步骤S32中的巡航失效训练包括：
驾驶直升机至巡航状态，打开OEI模拟训练开关，待发动机输出功率稳定后，直升机巡航状态在起飞临界决断点之后，因此可选择继续起飞或中断飞行。
8.根据权利要求7所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述步骤S33中垂直着陆包括进近、贴地飞行、低空悬停和垂直降落四个阶段，所述垂直着陆训练步骤具体为：
1)进近阶段OEI模拟训练：驾驶直升机飞到失效点位置，打开OEI训练控制开关，待直升机发动机输出功率稳定后，判断此时与直升机着陆临界决断点的位置选择继续着陆或中断着陆；
2)贴地飞行阶段OEI模拟训练：发生单发失效时距离地面存在安全高度，因此可继续进行与直升机中断起飞步骤相同操作着陆；
3)低空悬停阶段OEI模拟训练和垂直降落OEI模拟训练与悬停加速起飞中低空悬停阶段操作相同。
9.根据权利要求8所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：所述步骤S33中滑跑着陆包括进近和滑跑两个阶段，所述进近阶段以预留足够的安全高度进行进近着陆，所述滑跑阶段时发生单发失效会导致刹车距离变长，需预留足够的安全距离；
所述滑跑着陆还包括：单发失效点处于AEI回避区内且处于OEI回避区外时，判断单发失效点处于起飞临界决断点之前或起飞临界决断点之前，所述AEI回避区表征直升机飞行过程中装载发动机皆失效时的禁飞区域；
若处于起飞临界决断点之前时，切换至30s OEI功率，根据OEI回避区航迹规划系统的指令，利用最短的时间驶离AEI回避区，然后中断起飞；
若处于起飞临界决断点之后，且起飞临界决断点与AEI回避区相交，此时切换至30sOEI功率，根据OEI回避区航迹规划系统的指令，利用最短的时间驶离AEI回避区，由于在驶离AEI回避区之后，消耗了原本用于继续起飞的OEI功率，此时起飞临界决断点会相应变化，根据驶离点与起飞临界决断点位置关系分为以下两类：
1)驶离点位于起飞临界决断点之后，此时可以选择继续起飞或中断起飞；
2)驶离点位于起飞临界决断点之前，此时需中断起飞。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种直升机OEI状态训练方法，其特征在于：还包括OEI模拟训练异常退出，所述OEI模拟训练异常退出的条件包括：
1、当旋翼转速低于安全阈值时；
2、当发动机功率不一致或输出异常时；
3、双发存在较大的NG差＞6％或扭矩差＞47.7％；
4、一台发动机NG低于60％；
5、发动机EECU探测到培训模式开关故障；
6、双发交联失效；
7、任意一台发动机控制开关脱离“飞行”位置；
8、EECU接收到可能发生通道变化的信号；
9、双发EECU数据通道为非对称通道号：A/B或B/A。
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| CN202310520540.1A CN116524784A (zh) | 2023-05-10 | 2023-05-10 | 一种直升机oei状态训练方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117275292A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-22 | 北京中兵数字科技集团有限公司 | 用于航空器单发离场的航径规划方法、装置和计算设备 |
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| CN117275292B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-04-09 | 北京中兵数字科技集团有限公司 | 用于航空器单发离场的航径规划方法、装置和计算设备 |
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