Hubschrauber: Notfälle und Gefahren
Helikopter sind heute recht zuverlässig. Notfälle treten jedoch auf, sei es aufgrund eines mechanischen Versagens oder eines Pilotenfehlers, und sollten vorhergesehen werden. Unabhängig von der Ursache muss die Wiederherstellung schnell und präzise erfolgen. Durch eine gründliche Kenntnis des Hubschraubers und seiner Systeme kann ein Pilot die Situation leichter handhaben. Hubschraubernotfälle und die richtigen Bergungsverfahren sollten besprochen und, wenn möglich, im Flug geübt werden. Darüber hinaus können durch die Kenntnis der Bedingungen, die zu einem Notfall führen können, viele potenzielle Unfälle vermieden werden.
Autorotation
Bei einem Hubschrauber ist ein autorotativer Sinkflug ein Abschaltmanöver, bei dem der Motor von der Hauptrotorscheibe gelöst wird und die Rotorblätter ausschließlich durch den aufwärts gerichteten Luftstrom durch den Rotor angetrieben werden. Mit anderen Worten, der Motor versorgt den Hauptrotor nicht mehr mit Strom.
Der häufigste Grund für eine Autorotation ist der Ausfall des Motors oder des Antriebsstrangs, aber eine Autorotation kann auch im Falle eines vollständigen Ausfalls des Heckrotors durchgeführt werden, da bei einer Autorotation praktisch kein Drehmoment erzeugt wird. In beiden Fällen war die Wartung oft ein Faktor, der zum Ausfall beitrug. Motorausfälle werden auch durch Kraftstoffverunreinigung oder -erschöpfung verursacht, was ebenfalls zu einer erzwungenen Autorotation führt.
Fällt der Motor aus, entkoppelt die Freilaufeinheit den Motor automatisch vom Hauptrotor und lässt ihn frei drehen. Im Wesentlichen kuppelt die Freilaufeinheit immer dann aus, wenn die Motorumdrehungen pro Minute (U/min) kleiner als die Rotordrehzahl sind.
Zum Zeitpunkt des Triebwerksausfalls erzeugen die Hauptrotorblätter Auftrieb und Schub aus ihrem Anstellwinkel (AOA) und ihrer Geschwindigkeit. Durch das Absenken des Kollektivs (was bei einem Triebwerksausfall sofort erfolgen muss) werden Auftrieb und Luftwiderstand reduziert, und der Hubschrauber beginnt sofort mit dem Sinkflug, wodurch ein aufwärts gerichteter Luftstrom durch die Rotorscheibe erzeugt wird. Dieser nach oben gerichtete Luftstrom durch die Rotorscheibe sorgt für ausreichend Schub, um die Rotordrehzahl während des gesamten Abstiegs aufrechtzuerhalten. Da der Heckrotor während der Autorotation vom Hauptrotorgetriebe angetrieben wird, wird die Kurssteuerung wie im normalen Flug mit den Antitorque-Pedalen aufrechterhalten.
Mehrere Faktoren beeinflussen die Sinkrate bei Autorotation: Querneigungswinkel, Dichtehöhe, Bruttogewicht, Rotordrehzahl, Trimmzustand und Fluggeschwindigkeit. Die primäre Art und Weise, die Sinkrate zu steuern, ist die Fluggeschwindigkeit und die Rotordrehzahl. Eine höhere oder niedrigere Fluggeschwindigkeit wird mit der zyklischen Pitch-Steuerung wie im normalen Motorflug erreicht. Theoretisch hat ein Pilot die Wahl des Sinkwinkels, der von der geraden Vertikalen bis zum maximalen horizontalen Bereich (dem minimalen Sinkwinkel) variiert. Die Sinkgeschwindigkeit ist bei einer Fluggeschwindigkeit von Null hoch und sinkt auf ein Minimum bei etwa 50–60 Knoten, abhängig vom jeweiligen Hubschrauber und den gerade erwähnten Faktoren. Wenn die Fluggeschwindigkeit über diejenige hinaus ansteigt, die eine minimale Sinkgeschwindigkeit ergibt, nimmt die Sinkgeschwindigkeit wieder zu.
Bei der Landung aus einer Autorotation ist die einzige verfügbare Energie, um die Sinkgeschwindigkeit zu stoppen und eine sanfte Landung sicherzustellen, die in den Rotorblättern gespeicherte kinetische Energie. Spitzengewichte können diese gespeicherte Energie stark erhöhen. Um einen Helikopter mit hoher Sinkgeschwindigkeit anzuhalten, ist eine größere Rotorenergie erforderlich als zum Anhalten eines langsamer sinkenden Helikopters. Daher sind autorotative Sinkflüge bei sehr niedrigen oder sehr hohen Fluggeschwindigkeiten kritischer als solche, die mit der minimalen Sinkfluggeschwindigkeit durchgeführt werden.
Jeder Hubschraubertyp hat eine bestimmte Fluggeschwindigkeit und Rotordrehzahl, bei denen ein Power-Off-Gleitflug am effizientesten ist. Die spezifische Fluggeschwindigkeit ist für jeden Hubschraubertyp etwas unterschiedlich, aber bestimmte Faktoren wirken sich auf alle Konfigurationen in gleicher Weise aus. Im Allgemeinen ergibt eine im niedrigen grünen Bereich gehaltene Rotordrehzahl mehr Distanz bei einer Autorotation. Schwerere Helikoptergewichte erfordern möglicherweise mehr Kollektiv, um die Rotordrehzahl zu steuern. Bei einigen Hubschraubern müssen die Einstellungen für die minimale Rotordrehzahl für Winter- oder Sommerbedingungen sowie für Flüge in großen Höhen und auf Meereshöhe leicht angepasst werden. Spezifische Kombinationen aus Autorotationsfluggeschwindigkeit und Rotordrehzahl für einen bestimmten Hubschrauber finden Sie im Rotorcraft Flight Manual (RFM). Die spezifische Fluggeschwindigkeit und Rotordrehzahl für die Autorotation wird für jeden Hubschraubertyp basierend auf durchschnittlichem Wetter, ruhigen Windverhältnissen, und normal geladen. Wenn der Helikopter mit schweren Lasten in großer Höhe oder böigen Windverhältnissen betrieben wird, wird die beste Leistung durch eine leicht erhöhte Fluggeschwindigkeit im Sinkflug erzielt. Für die Autorotation bei niedriger Dichtehöhe und leichter Beladung wird die beste Leistung durch eine leichte Verringerung der normalen Fluggeschwindigkeit erreicht. Nach diesem allgemeinen Verfahren zum Anpassen von Fluggeschwindigkeit und Rotordrehzahl an bestehende Bedingungen kann ein Pilot unter allen Umständen ungefähr denselben Gleitwinkel erreichen und dadurch den Aufsetzpunkt genau abschätzen. Die beste Leistung wird durch eine leichte Verringerung der normalen Fluggeschwindigkeit erreicht. Nach diesem allgemeinen Verfahren zum Anpassen von Fluggeschwindigkeit und Rotordrehzahl an bestehende Bedingungen kann ein Pilot unter allen Umständen ungefähr denselben Gleitwinkel erreichen und dadurch den Aufsetzpunkt genau abschätzen. Die beste Leistung wird durch eine leichte Verringerung der normalen Fluggeschwindigkeit erreicht. Nach diesem allgemeinen Verfahren zum Anpassen von Fluggeschwindigkeit und Rotordrehzahl an bestehende Bedingungen kann ein Pilot unter allen Umständen ungefähr denselben Gleitwinkel erreichen und dadurch den Aufsetzpunkt genau abschätzen.
Es ist wichtig, dass Piloten Autorotationen aus verschiedenen Fluggeschwindigkeiten erfahren. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis der notwendigen Flugsteuerungseingaben, um die gewünschte Fluggeschwindigkeit, Rotordrehzahl und Autorotationsleistung zu erreichen, wie z. B. die maximale Gleitgeschwindigkeit oder die minimale Sinkfluggeschwindigkeit. Die Entscheidung, die geeignete Fluggeschwindigkeit und Rotordrehzahl für die gegebenen Bedingungen zu verwenden, sollte instinktiv sein, um einen geeigneten Landebereich zu erreichen. Die Gleitzahl des Helikopters ist deutlich geringer als bei einem Flächenflugzeug und etwas gewöhnungsbedürftig. Die Flare zur Landung bei 80 Knoten angezeigter Fluggeschwindigkeit (KIAS) wird deutlich größer sein als die von 55 KIAS. Die Steuerung der Rotordrehzahl ist an diesen Punkten entscheidend, um eine ausreichende Rotorenergie zum Abfedern der Landung sicherzustellen.
Verwenden Sie die kollektive Pitch-Steuerung, um die Rotordrehzahl zu steuern. Wenn sich die Rotordrehzahl während einer Autorotation zu hoch aufbaut, erhöhen Sie das Kollektiv ausreichend, um die Drehzahl wieder auf den normalen Betriebsbereich zu senken, und reduzieren Sie dann das Kollektiv, um die richtige Rotordrehzahl aufrechtzuerhalten. Wenn der kollektive Anstieg zu lange gehalten wird, kann die Rotordrehzahl schnell abfallen. Der Pilot müsste das Kollektiv absenken, um wieder auf Rotordrehzahl zu kommen. Beginnt die Drehzahl zu sinken, muss der Pilot das Kollektiv wieder absenken. Halten Sie die Rotordrehzahl immer innerhalb des etablierten empfohlenen Bereichs für den zu fliegenden Hubschrauber.
Drehzahlregelung
Die Rotordrehzahl in Rotorsystemen mit geringer Trägheit wurde in Simulatorflugbewertungen untersucht, die darauf hindeuten, dass die gleichzeitige Anwendung von zyklischem Achtern, Abwärtskollektiv und Ausrichtung mit dem relativen Wind (Trimmung) bei einem weiten Bereich von Fluggeschwindigkeiten, einschließlich Reisefluggeschwindigkeiten, entscheidend ist für alle Operationen während der Eingabe einer Autorotation. Das entsprechende Drehflügler-Flughandbuch (RFM) sollte konsultiert werden, um die geeigneten Verfahren zum sicheren Einleiten einer Autorotation zu bestimmen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da das/die Verfahren zum sicheren Eintreten in eine Autorotation je nach Helikoptermarke und/oder -modell unterschiedlich sein können. Eine grundlegende Diskussion der Aerodynamik und Steuereingaben für Einzelrotorsysteme ist hier angebracht.
Hubschrauberpiloten müssen die Verwendung des Kollektivs für die Rotordrehzahlsteuerung während der Autorotation in einer Kurve beim Ausschalten verstehen. Eine Aufwärtsbewegung des Kollektivs verringert die Drehzahl und eine Abwärtsbewegung erhöht die Drehzahl. Zyklische Bewegung ist in erster Linie mit der Lage-/Fluggeschwindigkeitssteuerung im Motorflug verbunden, kann jedoch nicht die angemessene Anerkennung für die Rotordrehzahlsteuerung während des Trainings und der Autorotationen bei Notabschaltung erhalten. Solange die Linie der zyklischen Bewegung parallel zur Flugbahn des Hubschraubers (getrimmt) verläuft, erzeugt die Rückwärtsbewegung des zyklischen Hubschraubers auch einen größeren Luftstrom nach oben durch die Unterseite der Rotorscheibe und trägt zu einer Erhöhung der Rotordrehzahl bei. Wenn die Flugbahn 10 Grad rechts von der Längsachse des Hubschraubers liegt, ist theoretisch
Wenn der Pilot das Kollektiv als Reaktion auf einen Leistungsverlust während des Reiseflugs absenkt, kann die Nase des Hubschraubers dazu neigen, sich nach unten zu neigen. Infolgedessen kann der Pilot dazu neigen, sich leicht nach vorne zu lehnen, was die Anwendung des gleichzeitigen Rückwärtszyklus verzögert, um die Steigungsänderung und den damit verbundenen Verlust der Rotordrehzahl zu verhindern. Ein leichter Höhengewinn bei Reisefluggeschwindigkeit während des Power-Off-Eintritts in eine Autorotation sollte nicht von großer Bedeutung sein, wie dies bei der Durchführung von Übungen oder tatsächlichen Schnellstopps der Fall ist.
Verschiedene Unfalluntersuchungen haben ergeben, dass Piloten, wenn sie mit einem echten Stromausfall bei Reisefluggeschwindigkeit konfrontiert sind, nicht gleichzeitig kollektive Abwärts-, zyklische und Gegendrehmoment-Pedaleingaben rechtzeitig anwenden. Rotorsysteme mit geringer Trägheit speichern während der Autorotation weniger kinetische Energie, und infolgedessen nimmt die Rotordrehzahl beim Abbremsen und Aufsetzen schnell ab. Umgekehrt ist weniger Energie erforderlich, um während des Autorotationseintritts und des autorotativen Abstiegs eine sichere Rotordrehzahl wiederzuerlangen. Der Pilot sollte den Helikopter sofort gleichzeitig kollektiv absenken, zyklisch nach hinten trimmen und trimmen, um in eine Autorotation zu gelangen, die mit Reisefluggeschwindigkeit eingeleitet wird. Wenn zugelassen wurde, dass die Rotordrehzahl absinkt oder versehentlich unter akzeptable Grenzwerte abgefallen ist, kann eine Anwendung von Achterzyklen dabei helfen, die Rotordrehzahl wieder aufzubauen. Diese Anwendung des hinteren Zyklens muss mindestens mit einer moderaten Geschwindigkeit erfolgen und kann mit einer Drehung nach links oder rechts kombiniert werden, um den Luftstrom durch das Rotorsystem zu erhöhen. Dadurch wird die Rotordrehzahl erhöht. Es sollte darauf geachtet werden, das Rotorsystem nicht zu überdrehen, wenn dies versucht wird.
Risikomanagement während des Autorotationstrainings
Die folgenden Abschnitte beschreiben erweiterte Richtlinien für Autorotationen während der Flugausbildung für Drehflügler/Hubschrauber, wie im Advisory Circular (AC) 61-140 angegeben. Die Durchführung von Autorotationen in der Trainingsumgebung, insbesondere die 180-Grad-Autorotation, ist mit Risiken verbunden. Dieser Abschnitt beschreibt ein akzeptables Mittel, aber nicht das einzige Mittel, um Bewerber für ein Luftfahrerzeugnis für Drehflügler/Hubschrauber auszubilden, um die Qualifikationen für verschiedene Berechtigungen für Drehflügler/Hubschrauber zu erfüllen. Sie können alternative Methoden für das Training verwenden, wenn Sie nachweisen, dass diese Methoden die Anforderungen des Helicopter Flying Handbook (HFH), der FAA Practical Test Standards (PTS) und des Rotorcraft Flight Manual (RFM) erfüllen.
Direkte Autorotation
Eine direkte Autorotation ist eine Drehung aus der Höhe ohne Drehungen. Winde haben einen großen Einfluss auf eine Autorotation. Bei starkem Gegenwind wird der Gleitwinkel aufgrund der geringeren Geschwindigkeit über Grund steiler. Wenn der Hubschrauber beispielsweise 60 KIAS beibehält und die Windgeschwindigkeit 15 Knoten beträgt, beträgt die Geschwindigkeit über Grund 45 Knoten. Der Sinkwinkel wird viel steiler, obwohl die Sinkgeschwindigkeit gleich bleibt. Die Geschwindigkeit beim Aufsetzen und der daraus resultierende Bodenlauf hängen von der Geschwindigkeit über Grund und dem Betrag der Verzögerung ab. Je größer der Verzögerungsgrad oder Flare ist und je länger er gehalten wird, desto langsamer ist die Aufsetzgeschwindigkeit und desto kürzer der Bodenlauf. An dieser Stelle ist Vorsicht geboten, da der Heckrotor die Komponente des Helikopters ist, die dem Boden am nächsten ist. Wenn das Timing nicht korrekt ist und eine Landelage nicht zum richtigen Zeitpunkt eingestellt ist,
Ein Gegenwind trägt dazu bei, ein langsames Aufsetzen aus einem autorotativen Sinkflug zu erreichen, und verringert die erforderliche Verzögerung. Je niedriger die gewünschte Geschwindigkeit beim Aufsetzen ist, desto genauer müssen das Timing und die Geschwindigkeit des Abfangens sein, insbesondere bei Hubschraubern mit Rotorscheiben mit geringer Trägheit. Wenn während der Endphase der Autorotation zu früh zu viel Kollektiv aufgebracht wird, kann die kinetische Energie erschöpft sein, was dazu führt, dass nur eine geringe oder keine Dämpfungswirkung verfügbar ist. Dies könnte zu einer harten Landung mit entsprechenden Schäden am Helikopter führen. Es ist im Allgemeinen besser, mehr Bodenlauf zu akzeptieren als eine härtere Landung mit minimaler Grundgeschwindigkeit. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit kann die Menge des Bodenlaufs reduziert werden.
Autorotation mit Drehungen
Während der Autorotation können Kurven (oder eine Reihe von Kurven) gemacht werden, um das Landen gegen den Wind oder das Ausweichen vor Hindernissen zu erleichtern. Wenden während der Autorotation sollten früh gemacht werden, damit der Rest der Autorotation identisch mit einer geraden Autorotation geflogen wird. Die häufigsten Drehungen bei einer Autorotation sind 90 Grad und 180 Grad. Die folgende Technik beschreibt eine Autorotation mit einer 180-Grad-Drehung.
Der Pilot bringt das Flugzeug mit der empfohlenen Fluggeschwindigkeit und parallel zum beabsichtigten Aufsetzpunkt auf einen Vorwindkurs. Dann stellt der Pilot unter Berücksichtigung des Windes den Bodenkurs etwa 200 Fuß seitlich von der gewünschten Kurslinie zum Aufsetzpunkt her. Bei starkem Seitenwind sollte der Pilot darauf vorbereitet sein, das Vorwindbein je nach Bedarf näher oder weiter nach außen zu stellen. Der Pilot verwendet die vom RFM empfohlene Autorotationseintrittsfluggeschwindigkeit. Wenn der Pilot quer über dem beabsichtigten Aufsetzpunkt ist, reduziert der Pilot sanft das Kollektiv, reduziert dann die Leistung des Triebwerks, um eine Aufteilung zwischen der Rotordrehzahl und der Triebwerksdrehzahl anzuzeigen, und betätigt gleichzeitig ein geeignetes Antidrehmomentpedal und einen Zykliker, um die richtige Fluglage/Fluggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Während der Autorotation sollte der Pilot ständig die Fluglage des Helikopters gegenprüfen,
Nachdem der Sinkflug und die Autorotationsfluggeschwindigkeit hergestellt sind, leitet der Pilot die 180-Grad-Drehung ein. Rollen Sie für den Trainingsbetrieb zunächst in eine Querneigung von mindestens 30 Grad, aber nicht mehr als 60 Grad. Es ist wichtig, die richtige Fluggeschwindigkeit, Rotordrehzahl und Trimmung (zentrierte Trimmkugel) während der gesamten Kurve beizubehalten. Änderungen der Hubschrauberlage und des Querneigungswinkels bewirken eine entsprechende Änderung der Rotordrehzahl innerhalb normaler Grenzen. Achten Sie darauf, dass sich die Nase während des Manövers nicht übermäßig nach oben oder unten neigt, da dies zu unerwünschten Abweichungen der Rotordrehzahl führen kann.
Pitot-Statik-Fluggeschwindigkeitsanzeigen können während einer Autorotationskurve unzuverlässig sein oder verzögern. Der Pilot sollte Vorsicht walten lassen, um übermäßige Fluggeschwindigkeiten des Flugzeugs zu vermeiden und Fluggeschwindigkeitsanzeigen in einer Autorotationskurve nicht nachzujagen.
Notiz:Wenn Sie sich dem 90-Grad-Punkt nähern, überprüfen Sie die Position des Landebereichs. Die zweiten 90 Grad der Kurve sollten mit einem Ausrollen auf einer Kurslinie zum Landebereich enden. Wenn der Helikopter zu nah ist, verringern Sie den Querneigungswinkel (um den Wenderadius zu vergrößern); Wenn es zu weit draußen ist, erhöhen Sie den Querneigungswinkel (um den Kurvenradius zu verringern). Während dieser Kurve sollte ein Querneigungswinkel von nicht mehr als 60 Grad erreicht werden. Überwachen Sie die Trimmkugel (zusammen mit Ihrem kinästhetischen Sinn) und passen Sie sie bei Bedarf mit dem zyklischen und dem Anti-Drehmoment-Pedal an, um einen koordinierten Flug aufrechtzuerhalten. Vor dem Durchfliegen von 200 Fuß über Grund (AGL) sollte bei einer Landung oder einer Leistungswiederherstellung auf Oberflächenebene die Kurve beendet und der Hubschrauber auf den beabsichtigten Aufsetzbereich ausgerichtet werden. Stellen Sie bei Erreichen der Kurslinie die entsprechende Seitenwindkorrektur ein.
Dieses Manöver sollte jederzeit abgebrochen werden, wenn die folgenden Kriterien nicht erfüllt sind: Wenn sich der Hubschrauber nicht in einem stabilisierten Anflug auf das Landeprofil befindet (d. h. er ist nicht so nah wie möglich am Aufsetzpunkt in den Wind ausgerichtet, nach Abschluss des 180 - Graddrehung); wenn die Rotordrehzahl nicht innerhalb der Grenzen liegt; wenn der Helikopter nicht die richtige Fluglage/Fluggeschwindigkeit hat; oder wenn der Helikopter bei 200 Fuß AGL nicht richtig gesteuert wird. Es ist wichtig, dass der Pilot an den Kontrollen (oder ein zertifizierter Fluglehrer (CFI) beim Eingreifen) das Manöver sofort abbricht und eine reibungslose Wiederherstellung der Leistung und einen Start durchführt. Es ist wichtig, dass sich das CFI, das an diesem Punkt eingreift, daran erinnert, dass das Durchstarten eine weitaus sicherere Option ist, als zu versuchen, verlorene Rotordrehzahl wiederherzustellen und den Schwebeflug oder sogar das bevorzugte Schwebetaxi wiederherzustellen oder wiederherzustellen.
Von allen Einstiegspositionen, aber besonders vom 180-Grad-Einstieg, ist es ein Hauptanliegen, das Flugzeug mit so viel Höhe wie möglich in die Kurslinie zu bringen. Sobald das Kollektiv abgesenkt und der Motor auf Flugleerlauf gestellt ist, verliert der Helikopter an Höhe. Eine verspätete Wende führt zu einer geringeren Höhe bei der Ankunft auf der Kurslinie. Darüber hinaus führt ein unkoordinierter Flugzustand (Trimmkugel nicht zentriert) zu einer erhöhten Sinkrate, die möglicherweise nicht behoben werden kann, wenn sie nicht korrigiert wird.
Während der Wende zur Kurslinie sollte der Pilot ein Scan-Muster verwenden, um sowohl außerhalb als auch innerhalb des Cockpits zu sehen. Draußen ist es von größter Wichtigkeit, die richtige absteigende Haltung und eine richtige Wendegeschwindigkeit beizubehalten. Wesentliche Elemente, die im Inneren gescannt werden müssen, sind die Rotordrehzahl und die zentrierte Trimmkugel. Die Rotordrehzahl baut sich immer dann auf, wenn „G“-Kräfte auf das Rotorsystem ausgeübt werden. Normalerweise tritt dies beim Wenden zur Kurslinie und während des Verzögerungsausbruchs auf.
Während des gesamten Manövers sollte die Rotordrehzahl in dem im RFM empfohlenen Bereich gehalten werden. Eine Rotordrehzahl außerhalb des empfohlenen Bereichs führt zu einer höheren Sinkrate und einer geringeren Gleitzahl. Wenn die Rotordrehzahl infolge einer erhöhten G-Last in der Kurve den gewünschten Wert überschreitet, erhöht die rechtzeitige Verwendung des Up-Kollektivs die Steigung der Blätter und verlangsamt den Rotor auf die gewünschte Drehzahl. Bei einer Autorotation ist die Rotordrehzahl das kritischste Element, da sie den Auftrieb liefert, der zur Stabilisierung einer akzeptablen Sinkgeschwindigkeit erforderlich ist, und die Energie, die zum Abfedern der Landung erforderlich ist. Collective sollte in die vollständig untere Position abgesenkt werden, um die Rotordrehzahl unmittelbar nach einem Stromausfall aufrechtzuerhalten. Eine schnelle oder abrupte kollektive Bewegung könnte jedoch bei einigen Drehflüglern mit wippenden Rotorsystemen zu Maststößen führen.
Energie ist eine sehr wichtige Eigenschaft aller rotierenden Komponenten, und die im Rotorsystem gespeicherte kinetische Energie wird verwendet, um die Landung abzufedern. Am unteren Ende einer Autorotation wird durch Anheben des Kollektivs mehr Auftrieb erzeugt, was den Anstellwinkel der Blätter erhöht. Die Rotordrehzahl wird an diesem Punkt ebenfalls schnell abfallen, und es ist wichtig, das Aufflackern und den abschließenden kollektiven Zug zeitlich richtig abzustimmen, um den Sinkflug vollständig zu stoppen und die Landung abzufedern. Beim Erreichen der Kurslinie vor der Fackel sollte der Scan fast vollständig nach außen gerichtet sein.
Vortex-Ring-Zustand
Der Wirbelringzustand (früher als Settling-with-Power bezeichnet) beschreibt einen aerodynamischen Zustand, in dem sich ein Hubschrauber in einem vertikalen Sinkflug mit 20 Prozent bis zur maximal aufgebrachten Leistung und geringer oder keiner Steigleistung befinden kann. Der früher verwendete Begriff „Settling-with-Power“ rührt daher, dass der Helikopter auch bei voller Motorleistung weiter absinkt.
Bei einem normalen OGE-Schwebeflug (Out-of-Ground-Effect) kann der Hubschrauber stationär bleiben, indem er eine große Luftmasse durch den Hauptrotor nach unten treibt. Ein Teil der Luft wird in der Nähe der Schaufelspitzen umgewälzt, kräuselt sich von der Unterseite der Rotorscheibe und trifft wieder auf die Luft, die von oben in den Rotor eintritt. Dieses Phänomen ist allen Strömungsprofilen gemeinsam und wird als Spitzenwirbel bezeichnet. Spitzenwirbel erzeugen Luftwiderstand und verschlechtern den Wirkungsgrad des Strömungsprofils. Solange die Spitzenwirbel klein sind, ist ihr einziger Effekt ein kleiner Verlust an Rotoreffizienz. Wenn der Helikopter jedoch vertikal abzusinken beginnt, setzt er sich in seinem eigenen Downwind ab, der die Spitzenwirbel stark vergrößert. In diesem Wirbelringzustand wird der größte Teil der vom Motor entwickelten Leistung verschwendet, indem die Luft ringförmig um den Rotor zirkuliert wird.
Außerdem kann der Helikopter mit einer Rate absinken, die die normale abwärts induzierte Strömungsrate der inneren Blattabschnitte übersteigt. Als Ergebnis ist der Luftstrom der inneren Schaufelabschnitte relativ zur Scheibe nach oben gerichtet. Dadurch entsteht zusätzlich zu den normalen Spitzenwirbeln ein sekundärer Wirbelring. Der sekundäre Wirbelring wird um den Punkt auf der Schaufel erzeugt, an dem sich der Luftstrom von oben nach unten ändert. Das Ergebnis ist eine instationäre turbulente Strömung über einen großen Bereich der Scheibe. Der Wirkungsgrad des Rotors geht verloren, obwohl noch Leistung vom Motor zugeführt wird.
Ein voll entwickelter Wirbelringzustand ist durch einen instabilen Zustand gekennzeichnet, in dem der Hubschrauber unbefohlene Nick- und Rolloszillationen erfährt, wenig oder keine kollektive Autorität hat und eine Sinkgeschwindigkeit erreicht, die sich 6.000 Fuß pro Minute (fpm) nähern kann, wenn er sich entwickeln darf.
In einen Wirbelringzustand kann während jedes Manövers eingetreten werden, das den Hauptrotor in einen Zustand des Absinkens in einer Säule aus verwirbelter Luft und niedriger Vorwärtsfluggeschwindigkeit versetzt. Fluggeschwindigkeiten, die unter den Translationsauftriebsfluggeschwindigkeiten liegen, liegen innerhalb dieses Bereichs der Anfälligkeit für die Aerodynamik des Wirbelringzustands. Dieser Zustand wird manchmal bei Schnellstoppmanövern oder während der Erholung von der Autorotation beobachtet.
Abwürgen der sich zurückziehenden Klinge
Im Vorwärtsflug ist die relative Luftströmung durch die Hauptrotorscheibe auf der vorlaufenden und der rücklaufenden Seite unterschiedlich. Der relative Luftstrom über der vorlaufenden Seite ist aufgrund der Vorwärtsgeschwindigkeit des Hubschraubers höher, während der relative Luftstrom auf der rücklaufenden Seite geringer ist. Diese Auftriebsasymmetrie nimmt mit zunehmender Vorwärtsgeschwindigkeit zu.
Um den gleichen Auftrieb über der Rotorscheibe zu erzeugen, schlägt das vorrückende Blatt nach oben, während das zurückziehende Blatt nach unten schlägt. Dies führt dazu, dass der AOA am vorrückenden Blatt abnimmt, was den Auftrieb verringert, und am sich zurückziehenden Blatt ansteigt, was den Auftrieb erhöht. An einem Punkt, an dem die Vorwärtsgeschwindigkeit zunimmt, verursachen die niedrige Blattgeschwindigkeit auf dem sich zurückziehenden Blatt und sein hoher AOA einen Strömungsabriss und einen Auftriebsverlust.
Das Abwürgen des sich zurückziehenden Blattes ist ein Faktor bei der Begrenzung der niemals überschrittenen Geschwindigkeit (VNE) eines Hubschraubers, und seine Entwicklung kann durch eine niederfrequente Vibration, ein Aufstellen der Nase und ein Rollen in Richtung des sich zurückziehenden Blattes gefühlt werden. Hohes Gewicht, niedrige Rotordrehzahl, Höhe mit hoher Dichte, Turbulenzen und/oder steile, abrupte Wendungen sind allesamt förderlich für das Abwürgen der sich zurückziehenden Blätter bei hohen Vorwärtsfluggeschwindigkeiten. Mit zunehmender Höhe sind höhere Blattwinkel erforderlich, um den Auftrieb bei einer gegebenen Fluggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Somit wird ein Strömungsabriss des sich zurückziehenden Blattes bei einer niedrigeren Vorwärtsfluggeschwindigkeit in der Höhe angetroffen. Die meisten Hersteller veröffentlichen Diagramme und Grafiken, die eine VNE-Abnahme mit der Höhe zeigen.
Wenn Sie sich von einem durch hohe Fluggeschwindigkeit verursachten Strömungsabriss des zurückweichenden Flügels erholen, verschlimmert das Bewegen des zyklischen Hecks den Strömungsabriss nur, da der hintere zyklische einen Flare-Effekt erzeugt und somit die AOA erhöht. Das Vorwärtsschieben auf dem Zykliker vertieft auch den Strömungsabriss, da der AOA auf dem sich zurückziehenden Blatt erhöht wird. Während der erste Schritt zu einer ordnungsgemäßen Wiederherstellung normalerweise darin besteht, das Kollektiv zu reduzieren, sollte RBS im Hinblick auf die im vorherigen Absatz erörterten relevanten Faktoren bewertet und entsprechend behandelt werden. Wenn zum Beispiel ein Pilot mit hohem Gewicht und hohem DA vor einer Operation auf engstem Raum, bei der das Rollen in eine steile Kurve den Beginn von RBS verursacht, eine hohe Aufklärung durchführen will, muss die Erholung aus der Kurve rollen. Wenn die Ursache in einer niedrigen Rotordrehzahl liegt, erhöhen Sie die Drehzahl.
Bodenresonanz
Hubschrauber mit Gelenkrotoren (normalerweise Konstruktionen mit drei oder mehr Hauptrotorblättern) sind Bodenresonanzen ausgesetzt, einem zerstörerischen Vibrationsphänomen, das bei bestimmten Rotordrehzahlen auftritt, wenn sich der Hubschrauber am Boden befindet. Bodenresonanz ist ein mechanisches Konstruktionsproblem, das sich daraus ergibt, dass die Flugzeugzelle des Hubschraubers eine Eigenfrequenz aufweist, die durch einen unwuchtigen Rotor verstärkt werden kann. Die unausgeglichene Rotorscheibe vibriert mit derselben Frequenz (oder einem Vielfachen davon) der Resonanzfrequenz der Flugzeugzelle, und die harmonische Schwingung nimmt zu, weil der Motor dem System Leistung hinzufügt und die Größe (Amplitude) der Vibrationen erhöht, bis die Struktur oder Strukturen versagen . Dieser Zustand kann dazu führen, dass sich ein Hubschrauber innerhalb von Sekunden selbst zerstört.
Harter Kontakt mit dem Boden an einer Ecke (und normalerweise mit Radfahrwerk) kann eine Stoßwelle an den Hauptrotorkopf senden, was dazu führt, dass sich die Blätter einer Rotorscheibe mit drei Blättern aus ihrer normalen 120 ° -Beziehung zueinander bewegen. Diese Bewegung erfolgt entlang des Schleppscharniers und könnte zu etwa 122°, 122° und 116° zwischen den Blättern führen. Wenn ein anderer Teil des Fahrwerks auf die Oberfläche trifft, könnte der unausgeglichene Zustand weiter verschlimmert werden.
Dynamisches Rollover
Ein Hubschrauber ist anfällig für eine seitliche Rolltendenz, die als dynamischer Überschlag bezeichnet wird, wenn er während Starts oder Landungen mit der Oberfläche in Kontakt kommt. Damit ein dynamischer Überschlag auftritt, muss ein Faktor zuerst dazu führen, dass der Hubschrauber um eine Kufe oder ein Fahrwerksrad herum rollt oder schwenkt, bis sein kritischer Überrollwinkel erreicht ist. Der Winkel, in dem ein dynamischer Überschlag auftritt, variiert je nach Hubschraubertyp. Dann, über diesen Punkt hinaus, setzt der Hauptrotorschub das Rollen fort und eine Wiederherstellung ist unmöglich. Nachdem dieser Winkel erreicht ist, hat der Cyclic keinen ausreichenden Steuerbereich, um die Schubkomponente zu eliminieren und sie in Auftrieb umzuwandeln. Wird der kritische Rollwinkel überschritten, rollt der Helikopter unabhängig von den zyklischen Korrekturen auf die Seite.
Low-G-Bedingungen und Maststöße
„G“ ist eine Abkürzung für Erdbeschleunigung. Eine Person, die auf dem Boden steht oder in einem Flugzeug im Horizontalflug sitzt, erfährt ein G. Ein Flugzeug in einer engen, geneigten Kurve, bei der der Pilot in den Sitz gedrückt wird, erfährt mehr als ein G oder hohe G-Bedingungen. Eine Person, die eine Abwärtsfahrt in einem Aufzug beginnt oder auf einer Achterbahn eine steile Strecke hinunterfährt, erlebt Zustände mit weniger als einem G oder niedrigem G. Der beste Weg für einen Piloten, ein niedriges G zu erkennen, ist ein schwereloses Gefühl, ähnlich dem Beginn einer abwärts gerichteten Aufzugsfahrt.
Hubschrauber verlassen sich auf positives G, um einen Großteil oder die gesamte Reaktion auf Steuereingaben des Piloten bereitzustellen. Der Pilot verwendet den Zykliker, um die Rotorscheibe zu neigen, und bei einem G erzeugt der Rotor einen Schub, der dem Flugzeuggewicht entspricht. Das Neigen des Schubvektors stellt ein Moment um den Schwerpunkt bereit, um den Rumpf zu neigen oder zu rollen. In einem Low-G-Zustand sind der Schub und folglich die Steuerautorität stark reduziert.
Niedrige Rotordrehzahl und Rotorstillstand
Die Rotordrehzahl ist ein kritisch wichtiger Parameter für alle Hubschrauberoperationen. So wie Flugzeuge nicht unter einer bestimmten Fluggeschwindigkeit fliegen, fliegen Hubschrauber nicht unter einer bestimmten Rotordrehzahl. Sichere Rotordrehzahlbereiche sind auf dem Tachometer des Hubschraubers markiert und im RFM angegeben. Wenn der Pilot zulässt, dass die Rotordrehzahl unter den sicheren Betriebsbereich fällt, befindet sich der Hubschrauber in einer Situation mit niedriger Drehzahl. Wenn die Rotordrehzahl weiter abfällt, wird der Rotor schließlich abgewürgt.
Das Abreißen des Rotors sollte nicht mit dem Abwürgen des sich zurückziehenden Blattes verwechselt werden, das bei hohen Vorwärtsgeschwindigkeiten und über einen kleinen Teil der sich zurückziehenden Blattspitze auftritt. Das Abreißen der Rotorblätter verursacht Vibrations- und Steuerungsprobleme, aber der Rotor ist immer noch sehr gut in der Lage, ausreichenden Auftrieb bereitzustellen, um das Gewicht des Hubschraubers zu tragen. Ein Rotorstillstand kann jedoch bei jeder Fluggeschwindigkeit auftreten, und der Rotor hört schnell auf, genügend Auftrieb zu erzeugen, um den Hubschrauber zu stützen, wodurch er an Auftrieb verliert und schnell absinkt.
Systemstörungen
Durch Befolgen der Empfehlungen des Herstellers in Bezug auf Betriebsgrenzen und -verfahren sowie regelmäßige Wartung und Inspektionen können viele System- und Geräteausfälle eliminiert werden. Bestimmte Fehlfunktionen oder Ausfälle können auf einen Fehler seitens des Piloten zurückgeführt werden; Daher können geeignete Flugtechniken und der Einsatz von Bedrohungs- und Fehlermanagement dazu beitragen, einen Notfall zu verhindern.
Ausfall des Antidrehmomentsystems
Zu den Ausfällen des Heckrotorantriebssystems gehören Antriebswellenausfälle, Heckrotorgetriebeausfälle oder ein vollständiger Verlust des Heckrotors selbst. In jedem dieser Fälle führt der Verlust des Gegendrehmoments normalerweise zu einem sofortigen Drehen der Nase des Helikopters. Der Helikopter dreht sich bei einer Rotorscheibe gegen den Uhrzeigersinn nach rechts und bei einem System im Uhrzeigersinn nach links. Diese Diskussion bezieht sich auf einen Hubschrauber mit einer Rotorscheibe gegen den Uhrzeigersinn. Die Schwere des Trudelns ist proportional zur Menge der verwendeten Leistung und der Fluggeschwindigkeit. Ein Ausfall des Antidrehmoments mit einer hohen Leistungseinstellung bei niedriger Fluggeschwindigkeit führt zu einem starken Drehen nach rechts. Bei niedrigen Leistungseinstellungen und hohen Fluggeschwindigkeiten ist der Spin weniger stark. Hohe Fluggeschwindigkeiten neigen dazu, den Helikopter stromlinienförmiger zu machen und ihn am Schleudern zu hindern.
Landung – Festgefahrenes linkes Pedal
Ein festsitzendes linkes Pedal (Hochleistungseinstellung), das während Start- oder Steigbedingungen auftreten kann, führt zu einem linken Gieren der Helikopternase, wenn die Leistung reduziert wird. Das Abrollen vom Gas und das Eingeben einer Autorotation macht die Sache nur noch schlimmer. Das Landeprofil für ein festsitzendes linkes Pedal lässt sich am besten als normaler bis steiler Anflugwinkel beschreiben, um etwa 2 bis 3 Fuß Fahrwerkshöhe über dem beabsichtigten Landebereich zu erreichen, wenn der Translationsauftrieb verloren geht. Der steilere Winkel ermöglicht eine geringere Leistungseinstellung während der Annäherung und stellt sicher, dass die Nase rechts bleibt.
Erhöhen Sie nach Erreichen des beabsichtigten Aufsetzbereichs und in der entsprechenden Fahrwerkshöhe das Kollektiv sanft, um die Nase mit der Landerichtung auszurichten und die Landung abzufedern. Eine kleine Menge an zyklischem Vorwärtsflug ist hilfreich, um die Nase daran zu hindern, weiter nach rechts zu gehen, und lenkt das Flugzeug nach vorne und nach unten zur Oberfläche. Bei bestimmten Windverhältnissen kann die Nase des Helikopters links bleiben mit einer Grundgeschwindigkeit von null bis nahe null über dem vorgesehenen Aufsetzpunkt. Wenn der Helikopter nicht dreht, senken Sie den Helikopter einfach auf die Oberfläche ab. Wenn sich die Nase des Hubschraubers nach rechts dreht und über den Landekurs hinausgeht, drehen Sie den Gashebel in Richtung Flugleerlauf, was der Betrag ist, der erforderlich ist, um die Drehung während der Landung zu stoppen. Flugleerlauf ist eine Motordrehzahl im Flug in einer bestimmten Höhe mit auf Minimum gestelltem Gas, oder Leerlauf, Position. Die Flugleerlaufdrehzahl nimmt typischerweise mit zunehmender Höhe zu. Wenn der Helikopter nach links zu drehen beginnt, sollte der Pilot in der Lage sein, zu landen, bevor die Drehgeschwindigkeit zu groß wird. Wenn jedoch die Wendegeschwindigkeit vor der Landung zuzunehmen beginnt, fügen Sie einfach die Leistung hinzu, um ein Durchstarten zu machen, und kehren Sie für eine weitere Landung zurück.
Landung – Neutral oder rechtes Pedal stecken
Das Landeprofil für einen steckengebliebenen Leerlauf oder ein steckengebliebenes rechtes Pedal ist ein Ansatz mit geringer Leistung, der mit einer Lauf- oder Rolllandung endet. Das Anflugprofil kann am besten als flacher bis normaler Anflugwinkel beschrieben werden, um ungefähr 2 bis 3 Fuß Höhe des Fahrwerks über dem beabsichtigten Landebereich mit einer minimalen Fluggeschwindigkeit für die Richtungskontrolle zu erreichen. Die minimale Fluggeschwindigkeit ist eine, die verhindert, dass die Nase weiter nach rechts giert.
Reduzieren Sie bei Erreichen des beabsichtigten Aufsetzbereichs und in der entsprechenden Höhe des Fahrwerks das Gas wie nötig, um den Giereffekt zu überwinden, wenn die Nase des Hubschraubers rechts vom Landekurs bleibt. Der Betrag der Drosselungsreduzierung hängt von der angewandten Leistung und den Winden ab. Je höher die zum Dämpfen der Landung verwendete Leistungseinstellung ist, desto stärker wird die Drosselung reduziert. Eine koordinierte Gasreduzierung und ein erhöhtes Kollektiv führen zu einem sehr sanften Aufsetzen mit etwas Vorwärtsgrundgeschwindigkeit. Befindet sich die Nase des Helikopters links vom Landekurs, kann eine leichte Erhöhung des kollektiven oder hinteren zyklischen Wertes verwendet werden, um die Nase für das Aufsetzen auszurichten. Die Entscheidung zu landen oder zu umgehen muss vor jeder Drosselung getroffen werden. Die Verwendung von Fluggeschwindigkeiten etwas über dem Translationsauftrieb kann hilfreich sein, um sicherzustellen, dass die Nase nicht weiter nach rechts giert. Wenn ein Durchstarten erforderlich ist, kann eine zu starke oder zu schnelle Erhöhung des Kollektivs mit Fluggeschwindigkeiten unterhalb des Translationsauftriebs ein schnelles Drehen nach rechts verursachen.
Verlust der Heckrotoreffektivität (LTE)
Verlust der Heckrotoreffektivität (LTE) oder ein unvorhergesehenes Gieren ist definiert als ein nicht befohlenes, schnelles Gieren in Richtung des vorrückenden Blattes, das nicht von selbst nachlässt. Es kann zum Verlust des Flugzeugs führen, wenn es nicht überprüft wird. Für Piloten ist es sehr wichtig zu verstehen, dass LTE durch eine aerodynamische Wechselwirkung zwischen Hauptrotor und Heckrotor verursacht wird und nicht durch einen mechanischen Fehler verursacht wird. Bei einigen Hubschraubertypen ist LTE wahrscheinlicher, da der normale Zertifizierungsschub durch einen Heckrotor erzeugt wird, der zwar die Zertifizierungsstandards erfüllt, aber nicht immer in der Lage ist, den vom Piloten geforderten zusätzlichen Schub zu erzeugen.
Ein Helikopter ist eine Ansammlung von Kompromissen. Vergleichen Sie die Größe eines Flugzeugpropellers mit der eines Heckrotors. Berücksichtigen Sie dann die Pferdestärken, die für den Antrieb des Propellers erforderlich sind. Beispielsweise ist eine Cessna 172P mit einem 160-PS-Motor ausgestattet. Eine Robinson R-44 mit vergleichbar großem Heckrotor ist auf maximal 245 PS ausgelegt. Geht man davon aus, dass der Heckrotor 50 PS verbraucht, bleiben nur noch 195 PS übrig, um den Hauptrotor anzutreiben. Wenn der Pilot genug Kollektiv anwenden würde, um 215 PS vom Motor zu fordern, und genug linkes Pedal, um 50 PS für den Heckrotor zu fordern, würde die resultierende Motorüberlastung zu einem von zwei Ergebnissen führen: Verlangsamen (Reduzierung der Drehzahl) oder vorzeitig Versagen. In beiden Fällen wäre das Gegendrehmoment unzureichend und der Gesamtauftrieb könnte geringer sein als erforderlich, um in der Luft zu bleiben.
Störung der Hauptrotorscheibe (285–315°)
Windgeschwindigkeiten von 10–30 Knoten von vorne links führen dazu, dass der Hauptrotorwirbel durch den Fahrtwind in den Heckrotor geblasen wird. Dieser Hauptrotorscheibenwirbel bewirkt, dass der Heckrotor in einer extrem turbulenten Umgebung arbeitet. Bei einer Rechtskurve erfährt der Heckrotor eine Schubreduzierung, da er in den Bereich des Hauptrotorscheibenwirbels kommt. Die Verringerung des Heckrotorschubs kommt von den Luftströmungsänderungen, die am Heckrotor erfahren werden, wenn sich der Wirbel der Hauptrotorscheibe über die Heckrotorscheibe bewegt.
Stabilität des Wetterhahns (120–240°)
In dieser Region versucht der Helikopter, seine Nase in den relativen Wind zu drehen. Sofern keine Widerstandspedaleingabe erfolgt, beginnt der Helikopter je nach Windrichtung eine langsame, nicht befohlene Kurve entweder nach rechts oder nach links. Lässt der Pilot zu, dass sich eine rechte Gierrate entwickelt und das Heck des Helikopters sich in diesen Bereich bewegt, kann sich die Gierrate schnell beschleunigen. Um das Einsetzen von LTE bei diesen Vorwindbedingungen zu vermeiden, ist es unerlässlich, die Gierrate positiv zu kontrollieren und sich voll und ganz auf das Fliegen des Hubschraubers zu konzentrieren.
Wirbelringzustand des Heckrotors (210–330°)
Winde innerhalb dieser Region bewirken, dass sich ein Heckrotor-Wirbelringzustand entwickelt. Die Folge ist eine ungleichmäßige, unstetige Anströmung des Heckrotors. Der Zustand des Wirbelrings verursacht Schwankungen des Heckrotorschubs, die zu Gierabweichungen führen. Der Nettoeffekt der instationären Strömung ist eine Oszillation des Heckrotorschubs. Schnelle und kontinuierliche Pedalbewegungen sind notwendig, um die schnellen Änderungen des Heckrotorschubs beim Schweben bei Seitenwind von links auszugleichen. Es ist schwierig, in diesem Bereich einen genauen Kurs beizubehalten, aber diese Eigenschaft stellt kein signifikantes Problem dar, es sei denn, die Korrekturmaßnahmen werden verzögert. Hohe Pedalbelastung, Konzentrationsschwäche und Übersteuerung können jedoch zu LTE führen.
LTE in der Höhe
In höheren Lagen, wo die Luft dünner ist, werden Schub und Effizienz des Heckrotors reduziert. Aufgrund der hohen Dichte können Kraftwerke viel langsamer auf Leistungsänderungen reagieren. Beim Betrieb in großen Höhen und mit hohem Bruttogewicht, insbesondere im Schwebeflug, reicht der Schub des Heckrotors möglicherweise nicht aus, um die Richtungskontrolle aufrechtzuerhalten, und es kann zu LTE kommen. In diesem Fall ist die Schwebedecke durch den Heckrotorschub begrenzt und nicht unbedingt verfügbare Leistung. Unter diesen Bedingungen müssen die Bruttogewichte reduziert und/oder der Betrieb auf Höhen mit geringerer Dichte beschränkt werden. Dies darf nicht als Kriterium in den Leistungsdiagrammen vermerkt werden.
Ausfall der Hauptantriebswelle oder Kupplung
Die Hauptantriebswelle, die sich zwischen dem Motor und dem Hauptrotorgetriebe befindet, liefert Motorleistung an das Hauptrotorgetriebe. Bei einigen Hubschraubern, insbesondere solchen mit Kolbenmotoren, wird anstelle einer Antriebswelle ein Antriebsriemen verwendet. Ein Ausfall der Antriebswellenkupplung oder des Riemens hat die gleichen Auswirkungen wie ein Motorausfall, da der Hauptrotor nicht mehr mit Strom versorgt wird und eine Autorotation eingeleitet werden muss. Es gibt jedoch einige Unterschiede, die es zu beachten gilt. Bei Antriebswellen- oder Riemenbruch führt die fehlende Belastung des Motors zu Überdrehzahl. In diesem Fall muss die Drosselklappe geschlossen werden, um weitere Schäden zu vermeiden. Bei einigen Helikoptern wird der Heckrotorantrieb auch dann noch vom Motor angetrieben, wenn die Hauptantriebswelle bricht. In diesem Fall, wenn der Motor entlastet wird, eine Überdrehzahl des Heckrotors kann die Folge sein. Schließen Sie in diesem Fall sofort den Gashebel und geben Sie eine Autorotation ein. Der Pilot muss mit dem System und den Ausfallarten des jeweiligen Hubschraubers vertraut sein.
Hydraulischer Fehler
Viele Hubschrauber beinhalten die Verwendung von hydraulischen Stellgliedern, um hohe Steuerkräfte zu überwinden. Ein hydraulisches System besteht aus Aktuatoren, auch Servos genannt, an jeder Flugsteuerung; eine Pumpe, die normalerweise vom Hauptrotorgetriebe angetrieben wird; und ein Reservoir zum Speichern des Hydraulikfluids. Ein Schalter im Cockpit kann das System ausschalten, obwohl es unter normalen Bedingungen eingeschaltet bleibt. Zur Überwachung des Systems kann eine Druckanzeige im Cockpit installiert werden.
Ein drohender Hydraulikausfall ist erkennbar an schleifenden oder heulenden Geräuschen der Pumpe oder Aktuatoren, erhöhten Steuerkräften und -rückmeldungen sowie eingeschränkter Steuerbewegung. Die erforderlichen Korrekturmaßnahmen sind im RFM detailliert angegeben. In den meisten Fällen muss die Fluggeschwindigkeit reduziert werden, um die Steuerkräfte zu reduzieren. Der Hydraulikschalter und der Leistungsschalter sollten überprüft und recycelt werden. Wenn die Hydraulikleistung nicht wiederhergestellt wird, nähern Sie sich flach einer Lauf- oder Rolllandung. Diese Technik wird verwendet, weil sie weniger Steuerkraft und Arbeitsbelastung des Piloten erfordert. Außerdem sollte das Hydrauliksystem deaktiviert werden, indem der Schalter in die Aus-Position gebracht wird. Der Grund dafür ist, eine unbeabsichtigte Wiederherstellung der hydraulischen Leistung zu verhindern, die zu einer Übersteuerung in Bodennähe führen kann.
Bei Hubschraubern, bei denen die Steuerkräfte so hoch sind, dass sie nicht ohne hydraulische Unterstützung bewegt werden können, werden zwei oder mehr unabhängige Hydrauliksysteme installiert. Einige Helikopter verwenden Hydraulikspeicher, um Druck zu speichern, der im Notfall für kurze Zeit verwendet werden kann, wenn die Hydraulikpumpe ausfällt. Dies gibt genügend Zeit, um den Helikopter mit normaler Steuerung zu landen.
Regler- oder Kraftstoffsteuerungsfehler
Drehzahlregler und Kraftstoffsteuereinheiten passen die Motorleistung automatisch an, um die Rotordrehzahl beizubehalten, wenn der kollektive Pitch geändert wird. Wenn der Drehzahlregler oder die Kraftstoffsteuereinheit ausfällt, erfordert jede Änderung der kollektiven Steigung eine manuelle Einstellung des Gashebels, um die korrekte Drehzahl aufrechtzuerhalten. Im Falle eines High-Side-Fehlers neigen Motor- und Rotordrehzahl dazu, über den normalen Bereich hinaus anzusteigen, da dem Motor befohlen wird, zu viel Leistung abzugeben. Wenn die Drehzahl nicht reduziert und mit dem Gashebel gesteuert werden kann, schließen Sie den Gashebel und geben Sie eine Autorotation ein. Wenn der Fehler auf der niedrigen Seite liegt, darf die Motorleistung unter den Kollektivwert fallen und die normale Drehzahl kann möglicherweise nicht erreicht werden, selbst wenn der Gashebel manuell gesteuert wird. In diesem Fall muss das Kollektiv abgesenkt werden, um die Rotordrehzahl zu halten. Eine Lauf- oder Rolllandung kann durchgeführt werden, wenn das Triebwerk eine ausreichende Rotordrehzahl aufrechterhalten kann. Wenn die Leistung nicht ausreicht, geben Sie eine Autorotation ein. Wie bereits in diesem Kapitel erwähnt, sollten Piloten vor dem Reagieren auf irgendeine Art von mechanischem Versagen bestätigen, dass die Rotordrehzahl nicht auf Flugsteuerungseingaben reagiert. Wenn die Rotordrehzahl im grünen Betriebsbereich gehalten werden kann, liegt der Fehler im Instrument und nicht mechanisch.
Abnormale Vibration
Bei den vielen rotierenden Teilen, die in Hubschraubern zu finden sind, ist eine gewisse Vibration inhärent. Ein Pilot muss die Ursache und Wirkung von Helikoptervibrationen verstehen, da anormale Vibrationen vorzeitigen Komponentenverschleiß verursachen und sogar zu strukturellem Versagen führen können. Mit Erfahrung lernt ein Pilot, welche Vibrationen normal und welche anormal sind, und kann dann entscheiden, ob ein weiterer Flug sicher ist oder nicht. Hubschraubervibrationen werden in niedrige, mittlere oder hohe Frequenzen eingeteilt.
Mehrmotoriger Notbetrieb
Ausfall eines einzelnen Motors
Wenn ein Triebwerk ausgefallen ist, kann der Helikopter häufig Höhe und Fluggeschwindigkeit beibehalten, bis ein geeigneter Landeplatz ausgewählt werden kann. Ob dies möglich ist oder nicht, wird eine Funktion solcher kombinierter Variablen wie Flugzeuggewicht, Dichtehöhe, Höhe über Grund, Fluggeschwindigkeit, Flugphase und Einmotorfähigkeit. Umgebungsreaktionszeit und Steuertechnik können zusätzliche Faktoren sein. Vorsicht ist geboten, um das fehlerhafte Triebwerk richtig zu identifizieren, da es kein verräterisches Gieren gibt, wie es bei den meisten mehrmotorigen Flugzeugen auftritt. Das Abstellen des falschen Motors kann katastrophal sein!
Auch beim Fliegen von Hubschraubern mit mehrmotorigem Antrieb muss die Rotordrehzahl unbedingt beibehalten werden, da Treibstoffverschmutzung als Ursache für den Ausfall beider Triebwerke im Flug dokumentiert ist.
Dual-Engine-Ausfall
Die Flugeigenschaften und die erforderlichen Steuerreaktionen der Besatzungsmitglieder nach einem zweimotorigen Ausfall sind ähnlich wie bei einem normalen Sinkflug. Während des Autorotationsabstiegs kann die volle Kontrolle über den Helikopter aufrechterhalten werden. Wenn die Fluggeschwindigkeit bei Autorotation über 70–80 KIAS steigt, nehmen die Sinkgeschwindigkeit und die Gleitstrecke erheblich zu. Wenn die Fluggeschwindigkeit unter etwa 60 KIAS sinkt, nimmt die Sinkrate zu und die Gleitstrecke ab.
Verlorene Verfahren
Piloten verirren sich beim Fliegen aus einer Vielzahl von Gründen, wie z. B. Orientierungslosigkeit, Überfliegen von unbekanntem Gebiet oder Sicht, die niedrig genug ist, um vertrautes Gelände ungewohnt zu machen. Wenn ein Pilot verloren geht, besteht die erste Aufgabe darin, das Flugzeug zu fliegen. Die zweite besteht darin, verlorene Prozeduren zu implementieren. Denken Sie daran, dass die Arbeitsbelastung des Piloten hoch sein wird und eine erhöhte Konzentration erforderlich ist. Wenn Sie sich verirren, denken Sie immer daran, nach praktisch unsichtbaren Gefahren wie Drähten zu suchen, indem Sie nach ihren Stützstrukturen wie Masten oder Türmen suchen, die sich fast immer in der Nähe von Straßen befinden.
VFR-Flug in instrumentenmeteorologische Bedingungen
Hubschrauber arbeiten im Gegensatz zu Flugzeugen im Allgemeinen unter Sichtflugregeln (VFR) und verlangen von den Piloten, dass sie die Kontrolle über das Flugzeug durch visuelle Hinweise behalten. Wenn jedoch unvorhergesehenes Wetter zu einer verschlechterten Sicht führt, kann der Pilot einem erhöhten Risiko eines unbeabsichtigten Fluges in instrumentelle meteorologische Bedingungen (IIMC) ausgesetzt sein. Während einer IIMC-Begegnung ist der Pilot möglicherweise nicht auf den Verlust der visuellen Referenz vorbereitet, was zu einer verringerten Fähigkeit führt, einen sicheren Flug fortzusetzen. IIMC ist ein lebensbedrohlicher Notfall für jeden Piloten. Um diese IIMC-Ereignisse zu erfassen, kategorisieren das Commercial Aviation Safety Team (CAST) und das Common Taxonomy Team (CICTT) der International Civil Aviation Organization (ICAO) dieses Ereignis als unbeabsichtigten Flug in Instrument Meteorological Conditions (UIMC). Dieser Begriff wird auch vom National Transportation Safety Board (NTSB) und der Federal Aviation Administration (FAA) anerkannt. Es wird verwendet, um Ereignisse (Unfälle und Zwischenfälle) auf hohem Niveau zu klassifizieren, um die Fähigkeit zu verbessern, sich auf allgemeine Sicherheitsprobleme zu konzentrieren und die Analyse der Daten zur Unterstützung von Sicherheitsinitiativen abzuschließen.
Der Beginn von IIMC kann allmählich oder plötzlich auftreten, hat keinen einfachen prozeduralen Ausgang und unterscheidet sich vom Flugtraining in Bezug auf visuelle meteorologische Bedingungen (VMC). Die meisten Trainingshubschrauber sind nicht für den Flug nach Instrumentenflugregeln (IFR) ausgerüstet oder zugelassen. Daher haben Hubschrauberpiloten der Allgemeinen Luftfahrt (GA) während ihrer Flugausbildung möglicherweise nicht den Vorteil, unter tatsächlichen instrumentellen meteorologischen Bedingungen (IMC) zu fliegen. Hubschrauberpiloten, die auf IIMC treffen, können physiologische Illusionen erfahren, die zu räumlicher Desorientierung und Verlust der Flugzeugkontrolle führen können. Selbst mit einiger Instrumentenausbildung sind viele verfügbare und zugängliche Hubschrauber nicht mit den richtigen erweiterten Sicherheitssystemen oder Autopiloten ausgestattet, die die Hubschraubersteuerung während eines IIMC-Notfalls erheblich unterstützen würden. Die Notwendigkeit, externe visuelle Referenzen zu verwenden, ist für Hubschrauberpiloten selbstverständlich, da ein Großteil ihres Flugtrainings auf visuellen Hinweisen und nicht auf Fluginstrumenten basiert. Dieser Primat kann nur durch eine konsequente Instrumentalausbildung überwunden werden. Darüber hinaus kann der Instrumentenflug für einige einschüchternd und für andere zu kostspielig sein. Infolgedessen entscheiden sich viele Hubschrauberpiloten dafür, keine Instrumentenflugberechtigung zu beantragen.
Notfallausrüstung und Überlebensausrüstung
Sowohl in Kanada als auch in Alaska müssen Piloten Überlebensausrüstung tragen. Tragen Sie immer Überlebensausrüstung, wenn Sie über unwegsames und einsames Gelände fliegen. Die in der Abbildung vorgeschlagenen Elemente sind sowohl wetter- als auch geländeabhängig. Der Pilot muss auch berücksichtigen, wie viel Stauraum der Hubschrauber hat und wie sich die mitgeführte Ausrüstung auf das Gesamtgewicht und die Balance des Hubschraubers auswirkt.
