Warum ist ein vertikaler Steigflug mit 0 kt in einem Hubschrauber in Bodennähe nicht sicher?

Ein vertikaler Start, bekannt als "towering" oder "fined area" Start, wird normalerweise nur verwendet, wenn es nicht möglich ist, abzuheben und im Bodeneffekt zu bleiben, bevor er an Geschwindigkeit gewinnt und wegsteigt.

Ihr operativer Bedarf besteht beispielsweise darin, auf einer Lichtung in einem Wald oder vielleicht auf einem von hohen Bäumen umgebenen Feld zu landen. Um wieder abzuheben, müssen Sie vertikal klettern, bis Sie die Baumwipfel überwunden haben, damit Sie nach vorne wechseln können, um an Geschwindigkeit zu gewinnen. Möglicherweise müssen Sie es nachts verwenden (weil Sie nicht sehen können, ob sich vor Ihnen Hindernisse befinden) oder wenn Sie von Schnee oder Sand abheben, wenn Ihre Sicht verdeckt ist, was einen vertikalen Start sicherer macht.

Es ist technisch definiert als jeder Start, bei dem Sie vertikal steigen müssen, bis Sie den Bodeneffekt verlassen.

In dieser Antwort habe ich die Gründe erörtert, warum die für den Übergang vom Bodeneffekt zum Vorwärtsflug erforderliche Leistung viel geringer ist als die, die für einen Schwebeflug oder einen vertikalen Aufstieg aus dem Bodeneffekt erforderlich ist. Vor dem Versuch eines Hochstarts sollte der Pilot einen Leistungstest durchführen, um sicherzustellen, dass er über genügend Leistung verfügt, um OGE (Out-of-Ground-Effekt) zu schweben. Wenn Sie genug Kraft haben, um OGE zu schweben, könnten Sie theoretisch weiter vertikal steigen, bis die Verringerung der Motorleistung oder des Auftriebs (kleiner Effekt) mit zunehmender Höhe die Leistungsreserve bis zu dem Punkt verringert, an dem ein weiterer Aufstieg nicht möglich ist ohne Grenzen zu überschreiten.

Also, zu Ihrer Frage, warum ist es nicht sicher?

Der Hauptgrund ist ein Szenario, das allen Hubschrauberoperationen gemeinsam ist, nicht nur ein hoch aufragender Start. Vertikal auf 90 Fuß zu klettern ist genauso gefährlich, wie bei einer Ankunft aus dem Vorwärtsflug in einen 90-Fuß-Schwebeflug zu kommen.

Dieses Szenario versetzt Sie in einen schattierten Bereich des Höhengeschwindigkeitsdiagramms , das von Piloten als „Ausweichkurve“ oder vielleicht genauer als „Totmannkurve“ bekannt ist. Wichtig ist, dass dies nichts damit zu tun hat, wie viel Leistung Sie haben, die natürlich, wenn der Motor stoppt, plötzlich Null wird!

Quelle: Copters.com

Kurz gesagt, Testpiloten versuchen mit einem voll beladenen Helikopter über ebenen, vorbereiteten Oberflächen, aus verschiedenen Kombinationen von Höhe und Geschwindigkeit in die Autorotation zu gelangen. Irgendwann sehen sie sich an und sagen: „Ein normaler, gut trainierter Pilot könnte sich nur aus dieser Kombination von Höhe und Geschwindigkeit sicher automatisch drehen. Sie tragen diese Punkte in ein Diagramm ein, verbinden die Punkte und sagen: „Sehen Sie sich diese an schattierte Bereiche, gehen Sie nicht dorthin". Es stellt die Bereiche dar, in denen Sie nicht genug von der Kombination aus potenzieller und kinetischer Energie haben, um sicher zu landen.

Wie Sie sehen können, bringt Sie der hoch aufragende Start tief in die Ausweichkurve. Dies ist die erste Sicherheitsbedenken. Wenn der Motor stoppt, werden Sie mit ziemlicher Sicherheit abstürzen.

Ich habe diese Kurve für einen Enstrom F28 gewählt, weil sie schön veranschaulicht, dass Sie aus der Spitze der Kurve herausspringen würden, wenn Sie weiter vertikal auf 300 Fuß klettern würden. Aus dieser Höhe können Sie sich sicher automatisch drehen.

Das zweite Sicherheitsproblem bezieht sich auf die erforderliche Leistung. Wenn Ihnen während des Steigflugs die Energie ausgeht, kann das Flugzeug beginnen, in seinen eigenen Rotorwirbel abzusinken und in einen Wirbelringzustand überzugehen . In einem engen Bereich haben Sie keine Möglichkeit, ihm zu entkommen, und sicherlich werden alle außer den besten Piloten einen Absturz oder bestenfalls eine sehr harte Landung nicht vermeiden. Ich bin ein Privatpilot mit relativ wenig Zeit und möchte bei meinen Powerchecks mindestens 10% zusätzliche Reserve gegenüber dem gemessenen Powercheck sehen. Es gab Zeiten, in denen Piloten in engen Bereichen gelandet sind, dann aber nicht die Kraft hatten, OGE zu schweben. Sie mussten das Gewicht reduzieren und/oder auf eine niedrigere Temperatur warten, bevor sie es erneut versuchten.

Das dritte Sicherheitsproblem ist die Notwendigkeit guter Fähigkeiten und Schulungen. Bei hoch aufragenden Starts in typischen Sport- und Privathubschraubern muss der Pilot schonend mit der Steuerung umgehen. Relativ große oder schnelle Steuereingaben verursachen große Spitzen in der erforderlichen Leistung. Wenn Sie viel Geschwindigkeit haben, spielt dies keine RolleAber wenn Sie vertikal klettern, benötigen Sie möglicherweise mehr Leistung, als verfügbar ist. Sie müssen OGE langsam mit sanften kollektiven Anstiegen erklimmen und, wenn Sie die Baumkronen oder andere Hindernisse verlassen haben, den zyklischen Vorwärtsgang sanft nachlassen. Gerade diese letzte Eingabe ist besonders riskant. Wenn Sie den Zykliker nach vorne schieben, wie Sie es bei einem normalen Start tun würden, könnte Ihnen die Kraft ausgehen und Sie sich in der Spitze des Baums niederlassen, ohne etwas mehr zu geben. Der sichere Weg, dies zu tun, ist ein langsamer Aufstieg, aber das lässt Sie natürlich länger im schattigen Bereich. Ich war immer erleichtert, wenn ich die Bäume geräumt und wieder in den normalen Flug zurückgekehrt bin, und der Versuchung, der man widerstehen muss, besteht darin, die Steigrate zu erhöhen, um die Zeit in der Kurve zu verkürzen, aber natürlich reduziert dies Ihre Leistungsreserven. Das allgemeine Prinzip ist, die erforderliche Leistung zu verwenden und nicht mehr.

Das vierte Sicherheitsproblem (und meines Wissens das letzte) ist nicht so unmittelbar gefährlich, kann aber zu Problemen führen. Bei einem Hubschrauber ohne große Leistungsreserve kann es vorkommen, dass die benötigte Leistung die verfügbare Leistung übersteigt, insbesondere wenn Sie einen Windstoß erwischen. In dieser Situation beginnen die Drehzahlen des Rotors, sich zu verringern oder abzufallen. Die einzig mögliche Antwort ist, das Kollektiv zu senken. Dies bedeutet normalerweise, dass Sie aufgeben und einfach landen und es erneut wie oben versuchen müssen, aber jede Situation, die dazu führt, dass die Rotordrehzahl außerhalb Ihrer Kontrolle fällt, ist für mich ein Sicherheitsproblem.

All dies gesagt, einige Piloten verbringen viel Zeit damit, in den schattigen Bereichen zu operieren, zum Beispiel bei Protokollierungs- und Stromleitungsprüfungsoperationen, aber sie sind entsprechend geschult, verwenden Maschinen, die ausgewählt wurden, um die Risiken zu reduzieren, zahlen mehr Versicherung als der Rest von uns und das Risiko als "Teil des Jobs" akzeptieren.