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這是源于一位讀者的提問：“直升機面對風切變如何處置？”，那本文就結合直升機氣動特性及飛行特點來說說直升機面對風切變的預防與應對，同時也與固定翼大飛機對比一下，是不是面臨同樣情況的風切變，直升機更為安全。

與固定翼飛機一樣，在直升機低空飛行時遭遇風切變（Wind Shear），同樣存在顯著的風險，尤其在起飛和進近階段。風切變依然可能導致瞬時的高度損失、速度驟變或姿態不穩，甚至引發事故。

但是與固定翼飛機相比，直升機在低空的抗風切變能力更強，因為其獨特的氣動特性，具有懸停和低速飛行能力，靈活應變突發情況。有些直升機飛行手冊（RFM，Rotorcraft Flight Manual）也會包含針對風切變的標準處置程序（SOP），但具體內容和細節取決于機型和制造商。

? 一、直升機氣動特性及飛行原理

在《直升機空氣動力學》、《直升機飛行原理》教科書中，我們可以學到直升機飛行原理及飛行中的氣動特性，主要包括以下幾個關鍵內容：

• 旋翼升力產生：主槳旋轉時，槳葉翼型通過迎角形成壓力差（類似固定翼機翼），升力大小由轉速、總距角（槳葉整體俯仰角）及空氣密度決定。

• 周期變距與操縱性：通過周期變距改變槳葉在不同方位角的俯仰角，使槳盤傾斜，實現前飛、側飛等方向控制；總距控制則統一調整所有槳葉迎角以改變升力（如懸停或爬升）。

• 揮舞運動：前飛時，升力不對稱通過揮舞鉸的被動機械響應（槳葉上下揮舞調節迎角）和飛行員的周期變距控制共同平衡，避免機身滾轉。

• 反扭矩與尾槳作用：主槳旋轉產生的反扭矩需由尾槳推力抵消（或通過無尾槳NOTAR系統），尾槳變距調節可控制航向。

• 渦環狀態：垂直下降時，若下降速率接近旋翼下洗流速度，主槳陷入自身渦流，升力驟降，需及時改出（危險狀態）。

• 后行槳葉失速：高速前飛時，后行槳葉因相對氣流速度過低（接近失速臨界迎角），導致升力突降，限制直升機最大速度。

• 地面效應：低高度懸停時，旋翼下洗流受地面阻擋，誘導阻力減小，升力效率提升約10%~25%。

• 自轉下滑：發動機失效時，主槳通過氣流自旋維持升力，利用勢能轉化為動能實現安全著陸。

一些相關的知識，筆者前期發布過一些內容，閑暇時可以溫故而知新。

? 二、直升機直面風切變

（一）環境特點

在直升機面對“風切變”，有哪些特點，與固定翼飛機之遭遇又有哪些不同？

1. 多變的低空運行環境：

直升機是通用航空主力軍，長期作業于低于3000m高度的低空空域，因而遭遇低空風切變的概率更高，更加頻繁。

2. 靈活機動的特點可以幫助直升機快速處置：

通過上述第一點“直升機氣動布局與飛行原理”的分析，我們會發現，雖然直升機槳葉與固定翼機翼產生升力的原理相同，但是在同一條件下，多片槳葉旋轉產生升力相比機翼更為可靠，而且由于操縱靈活，機動方便，一旦遭遇“風切變”可以通過周期及總矩變矩方式快速調整姿態及提高升力。

（二）預防與應對

即使直升機有如上述各種優勢，面對潛在的風切變風險，同樣需要提高警惕、認真應對，通常，飛行員可以參考以下處置方法：

1. 風切變的預警與判斷

與固定翼飛機一樣，應對潛在的風切變重在預防；與之不同的是，直升機飛行性質大部分為低空任務作業，并且目視飛行的情況比較多，這樣就對飛行員的感知判斷提出了較高的要求。

• 保持警惕：飛行員在低空飛行時要密切關注天氣狀況，尤其在雷暴、鋒面活動、低壓槽或氣溫變化劇烈時，警惕風切變風險。

• 注意飛行參數變化：空速、垂直速度、航向、地速或高度出現異常波動；引發駕駛桿和腳蹬負荷變化，旋翼轉速可能輕微波動。

• 機載預警設備：部分直升機配備了風切變預警系統，如雷達或EGPWS（增強型地形預警系統），在探測到風切變風險時會發出警告。

2. 遭遇風切變時的應對要領

相較于固定翼飛行，尤其大型運輸機，直升機的飛行速度小，速度變化小，質量慣性小；對于飛行員輸入的操作指令，反應快，動作靈活，瞬間改變狀態容易。所以，盡管低空遇到的危險狀態更多，但是發生事故的情況反而容易控制。

以下為常見操作，只做參考，不做指引。

• 維持姿態和功率：保持機頭指向和航向穩定，避免大幅度操縱桿輸入；迅速提總距桿（Collective Pitch），保持旋翼升力輸出，防止高度急劇下降。

• 動力管理：將發動機功率維持在最大連續功率（MCP）或起飛功率（TOP）范圍，以防止因風切變失速或高度迅速丟失；若動力不足，應優先保持正向控制，避免急劇爬升或下降。

  注意：需要說明的是，需要合理使用動力

  - 若遭遇順風切變（即風速突然減弱），要迅速增加動力以彌補升力損失。

  - 若遭遇逆風切變（風速突然增強），應注意不要因突然的升力增加而過度拉桿，避免超出機體限制。

• 保持前行速度：除非無法維持飛行，應盡量保持水平前行速度以脫離風切變區；在風切變區域內，低速飛行或懸停會導致直升機更易受到影響，因此應迅速穿越。

• 避免劇烈機動：不宜進行大幅度俯仰或側傾操作，以防失去控制或進入異常姿態；保持旋翼轉速在正常范圍內，避免進入超轉或失速狀態。

3. 特殊階段的應對

• 起飛階段：若起飛過程中遇到風切變，飛行員應迅速增加總距桿保持升力，同時增加前行速度，以盡快脫離風切變區域；如遇到嚴重風切變且無法爬升，需立即中止起飛。

• 進近與著陸階段：進近時保持穩定的下滑速度和功率裕度；若遭遇風切變，應果斷復飛，并保持最大連續功率或起飛功率，迅速脫離危險區域；避免或者嚴禁在風切變條件下嘗試低速懸停或緩慢進近，這將顯著增加風險。

  Tips 1：進近及著陸階段，復飛時刻藏在心中，遇到風切變果斷復飛是“基操”！

  Tips 2：以上“預防與應對”的內容援引自FAA《Rotorcraft Flying Handbook》（FAA-H-8083-21B）,ICAO附件14（Annex 14）《Manual on Aerodrome Standards》中部分章節與段落。

? 三、直升機風切變處置程序（SOP）示例

不同機型的處置程序略有差異，但大致包括以下要點（僅供參考）：

1. 警告與識別：風切變警報觸發或飛行員判斷存在風切變。

2. 動力管理：將動力增加至最大允許范圍（MCP或TOP）；確保旋翼轉速維持在綠區，避免掉速或超速。

3. 姿態控制：保持姿態，避免劇烈操縱；優先保持機頭指向與航跡一致。

4. 速度管理：增加或維持前行速度，不要減速至低于安全速度。

5. 離開危險區：盡快脫離風切變區域；若在進近階段，需果斷復飛。

6. 檢查與報告：遭遇風切變后，檢查飛行參數是否異常；按程序向塔臺或航管報告情況。

以下為美產某型直升機RFM中部分內容，僅供參考。

Windshear Encounter Procedures

If windshear is encountered:

?Apply maximum available power while remaining within engine and airframe limits.

?Increase collective pitch as required to minimize rate of descent.

?Maintain pitch attitude and heading. Avoid large pitch changes.

?Monitor airspeed and vertical speed trends closely.

?If unable to arrest descent or maintain safe flight path, execute a missed approach or go-around immediately.

? 四、直升機風切變事故案例

以下是兩個真實發生的直升機因遭遇風切變導致事故的典型案例：

案例 1：2020年云南迪慶卡曼直升機迫降金沙江

• 事故過程：2020年4月3日，一架卡曼直升機在云南迪慶金沙江松園橋段執行作業時，突遇亂流和低空風切變。飛行員在緊急情況下成功迫降于江邊，盡管機身受損，但飛行員僅受輕微皮外傷，未造成其他人員傷亡。

• 事故分析：風切變導致氣流速度和方向突變，直升機瞬間失去平衡。飛行員通過快速調整姿態和操縱總距控制升力，但因氣流擾動劇烈，被迫選擇緊急迫降。

案例 2：2019年EC120B直升機墜水事故

• 事故過程：2019年6月14日，某通航企EC120B直升機在山東單縣執行農林噴灑作業時，于水陸交接地帶突遇低空風切變。當時旋翼升力因氣流突變驟減，機體迅速下墜并墜入水中，直升機整體浸水報廢，所幸飛行員僅受輕傷。

• 事故分析：風切變導致直升機升力突然降低，飛行員因反應時間不足未能完全恢復控制。民航監管部門后續通報指出，此類事故凸顯了低空飛行中氣象風險管控的不足，需加強飛行員對風切變的識別與應對訓練。

這兩個案例反映了風切變對直升機的典型危害，并具有以下特點。

• 低空威脅：風切變多發生于低空（600米以下），直升機在起降或作業時更易遭遇。

• 操作挑戰：飛行員需在極短時間內調整飛行參數，否則可能導致升力失控或姿態失衡。

• 事故后果：輕則迫降受損，重則機毀人亡，但若飛行員訓練有素，仍可降低傷亡風險。

? 五、預防措施與訓練建議

與固定翼飛機相同，預防為主，安全為重；遭遇了就冷靜處置，平時模擬訓練；打不過就跑，躲得遠遠的為最妙！

• 飛行前天氣評估：直升機飛行員在惡劣天氣條件下應特別警惕風切變風險；如果有條件，獲取相關氣象報告，判斷航行及作業區域是否存在鋒面、雷暴或湍流。

• 模擬訓練：在飛行訓練中，應加入風切變模擬場景，鍛煉飛行員在低空遭遇風切變時的應對能力；重點訓練姿態保持、動力管理和正確的復飛操作。

• 裝備優化：配備EGPWS或氣象雷達等風切變預警系統；確保動力系統維護良好，預留足夠的功率裕度。

小結一下

• 直升機在低空飛行時遭遇風切變，盡管相比固定翼飛機有更強的低速機動能力，但風險依然顯著。

• 某些直升機RFM手冊中可能包含標準處置程序，包括增大動力、保持姿態、維持速度和及時復飛。

• 此外，定期進行風切變模擬訓練和裝備預警系統是防范風險的有效手段。

致謝：行文中，感謝東部通航施柏宇總師專業分享。

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