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Aug 16, 2023

Helikopterwachen verdienen einen weiten Bogen, Teil 2

Computational Fluid Dynamics, durchgeführt vom NASA Ames Research Center, verdeutlicht dies

Die vom Ames Research Center der NASA durchgeführte computergestützte Strömungsdynamik veranschaulicht die Variation der Wirbel, die durch vor- und zurückfahrende Rotorblätter verursacht werden.

Die FAA hat in der Vergangenheit ein umfassendes Flugtestprogramm durchgeführt, um das Risiko für ein Starrflügler besser zu verstehen, das versehentlich in das Kielwasser eines Hubschraubers fliegt.

Bei den Tests wurden verschiedene Hubschraubergrößen verwendet. Die Forscher flogen eine Army National Guard UH-1H, eine S-76A der FAA selbst, eine Army UH-60 Black Hawk, eine Marine Corps Sikorsky CH-53E Super Stallion und eine Army Boeing CH-47D Chinook. Bei Starrflüglern nutzte die Agentur eine Beechcraft T-34C und eine Bellanca 8KCAB Super Decathlon, um die Nachströme des Hubschraubers zu untersuchen. (Siehe: Tymczyszyn, Biehl und Teager, „Flight Test Investigation of the Wake Vortices Generated by Rotorcraft“, in Proceedings of the Aircraft Wake Vortices Conference, Washington, DC, 29.-31. Oktober 1991.)

Es gibt mehrere Möglichkeiten, einem Wirbel zu begegnen, und das FAA-Testprogramm unterteilt diese in parallele und streckenübergreifende Begegnungen. Eine Parallelbegegnung ist am offensichtlichsten und tritt auf, wenn das nachfolgende Flugzeug ungefähr in die gleiche Richtung (hinter und unter) dem erzeugenden Flugzeug fliegt. Eine Querbegegnung entsteht, wenn man in einem großen Winkel durch den Wirbelschleppen fliegt. Hubschrauber fliegen in der Regel direkt zur Rampe und müssen nicht wie Starrflügler ein Verkehrsmuster fliegen. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass wir bei vielen Gelegenheiten quer zur Flugbahn eines Hubschraubers fliegen, insbesondere wenn wir uns der Verkehrsmusterung nähern.

Die Testpiloten der FAA drangen bei parallelen Begegnungen in die Wirbelschleppen des Hubschraubers ein, indem sie oberhalb, unterhalb, links und rechts des Wirbels flogen. Im Allgemeinen kam es bei den Starrflügelflugzeugen bei kleinen Abständen zu starken Nick- und/oder Gierausschlägen, wenn der Hubschrauber mit geringerer Geschwindigkeit flog. Begegnungen aus nächster Nähe führten zu einem vorübergehenden Kontrollverlust. Beachten Sie, dass es sich hierbei um eine andere Reaktion als bei der Wirbelschleppe von Flugzeugen handelt, die überwiegend eine Rollbewegung auslösen. Bei größeren Abständen waren die Störungen tendenziell ausgeprägter, wenn der Hubschrauber mit höheren Fluggeschwindigkeiten flog. Der vom vorrückenden Rotorblatt erzeugte Wirbel erzeugt im Allgemeinen abruptere Roll- und Gierausschläge als der sich zurückziehende Rotorblattwirbel. Bei Parallelbegegnungen kam es zu abrupten Roll-, Gier- oder Nickausschlägen des nachlaufenden Flugzeugs.

Gewichte und Wachen Der UH-60 hat ein maximales Startgewicht (MTOW) von 20.250 Pfund und vier Rotorblätter mit einem Rotordurchmesser von knapp über 53 Fuß. Der T-34C hatte Querneigungswinkel von 45 Grad. in Entfernungen von einer Meile hinter einer UH-60, die mit 70-80 Knoten fliegt. Die Turbulenzen wurden als „harte Stöße“ bezeichnet. Die geneigten Querneigungswinkel erhöhten sich auf fast 75-90 Grad. da der Trennungsabstand auf eine halbe Meile reduziert wurde.

Die Schwere der Abweichungen im T-34C nahm zu, als der UH-60 auf Annäherungsgeschwindigkeit verlangsamt wurde. Der T-34C wurde über 90 Grad gerollt. als es eine Meile hinter dem UH-60 flog. Als der T-34C eine halbe Meile hinter dem UH-60 flog, wurde er über 180 Grad gerollt. der Bank.

Die in den 1960er Jahren eingeführte UH-1 Huey-Serie ist als Feuerlösch- und Helikopter-Logging-Flugzeug immer noch weit verbreitet. Der für den FAA-Test verwendete UH-1H hatte ein MTOW von 9.500 Pfund und zwei Rotorblätter mit einer Länge von 44 Fuß. Durchmesser. Bei Entfernungen von 0,3 bis 0,5 Seemeilen kam es beim T-34C zu Rollbewegungen zwischen 30 und 75 Grad. Einige der Testpunkte verursachten jedoch deutlich stärkere Rollausschläge und führten zu Kontrollverlust und Trudeln.

Der CH-47D Chinook der Armee ist ein Schwerlasthubschrauber, der leicht an seiner Tandemrotorkonfiguration zu erkennen ist. Sein MTOW beträgt 50.000 Pfund, mit einer 60-Fuß-Geschwindigkeit. Rotordurchmesser. Wie vorherzusehen war, ist der Wirbel hinter dem Doppelrotor CH-47D stark. Bei Entfernungen von weniger als 0,8 Meilen variierten die Rollausschläge zwischen 90 und 210 Grad. der Bank und viele führten zu Kontrollverlust und Spins.

Der Sikorsky CH-53E ist sogar noch größer als der Chinook. Es hat ein MTOW von 69.750 Pfund und einen siebenblättrigen Hauptrotor mit 79 Fuß. Durchmesser. Der CH-53E erzeugte auch starke Rollausschläge. Bei einem Abstand von etwa einer Meile wurde das nachfolgende Flugzeug um mehr als 90 Grad gedreht. Bei einer halben Meile wurde das nachfolgende Flugzeug um fast 180 Grad gerollt. und auch erfahrene Spins.

Mehrere Flugtestläufe im Super Decathlon wurden hinter der CH-53E abgebrochen, als der Decathlon ein unerwartetes Zittern in den Flügeln verspürte. Die Wirbel der einzelnen Rotorblätter erzeugten potenziell zerstörerische Vibrationen, die zu einer sofortigen Einstellung des Testpunkts führten, da Bedenken hinsichtlich der Anregung eines katastrophalen Flügelflattermodus bestanden.

Nachtfliegende Hubschrauber

Eine interessante Untergruppe von Wirbelschleppenereignissen in der Datenbank des NASA Aviation Safety Reporting System (ASRS) betraf Leichtflugzeuge, die versehentlich in die Wirbelschleppen flogen, die von Militärhubschraubern während des Nachtbetriebs auf gemeinsam genutzten Flughäfen erzeugt wurden.

Mit Nachtsichtbrillen können Hubschrauberpiloten ihre Einsätze auch nachts durchführen. Es handelt sich um eine sehr einzigartige und äußerst anspruchsvolle Form des Fliegens, die spezielle Ausrüstung, Schulung und Können erfordert. Dies macht es erforderlich, dass der Hubschrauber ohne externe Beleuchtung betrieben werden muss. ASRS-Erzählungen deuteten darauf hin, dass Starrflüglerpiloten nichts von unbeleuchteten Hubschraubern wussten, die in der dunklen Umgebung des Flughafens Operationen durchführten. Denken Sie daran, dass Wirbelschleppen mit dem Wind treiben und Hubschrauber lieber gegen den Wind landen und starten. Es ist üblich, dass ein Hubschrauber in Windrichtung der Landezone für die Landebahn landet und startet. Eine leichte Seitenwindkomponente des Windes kann den Wirbel des Hubschraubers leicht in Richtung Landebahn blasen.

Da die Wirbelschleppen eines langsamen Helikopters stark sind und ein größeres Gefahrenvolumen erzeugen, wäre es angebracht, Flüge in der Nähe langsam fliegender Helikopter zu vermeiden. Leider werden wir höchstwahrscheinlich langsam fliegenden Hubschraubern begegnen, wenn wir langsam fliegen und uns im Verkehrsgeschehen des Flughafens befinden.

Es ist ratsam, das einzigartige Risiko von Wirbelschleppen bei Hubschraubern zu vermeiden. Helikopterschweife erfordern Vorsicht und einen weiten Bogen.

Helikopter-Wakes verdienen einen weiten Bogen, Teil 1:https://aviationweek.com/business-aviation/safety-ops-regulation/helico…