作者:丁尹 出品:旋翼飞行器
背景
2017年8月2日,大概在美国东部夏令时7:20左右,西科斯基的一架试验性质飞行器西科斯基S-97A,编号N971SK,在佛罗里达州的William P Gwinn机场(06FA)进行了试飞测试,在该次测试过程中试飞员正在试图悬停的时候,该机变得难以操纵,最后发生了Hard Landing(硬着陆)事件。所幸两名机组乘员只受了轻伤。
此次试飞是根据《联邦法规法典》第91部分的14条规定进行的,试飞测试进行时,当地气象条件良好,西科斯基未提交飞行计划。不幸的是,这型技术先进的复合式直升机本身受到了相当严重的损伤。
问题究竟出在了哪里?

近期,美国国家运输安全委员会(NTSB)发布了关于2017年西科斯基S-97复合式直升机硬着陆事故的最新“事实报告”,报告称:2017年,西科斯基公司在进行S-97掠夺者前行桨叶概念*(刚性共轴双旋翼)复合式直升机飞行测试的时候,其电传操纵飞行控制系统出了“故障”,故障发生在该机的起飞过程中,当时飞控系统正处于从地面模式转换为空中模式的过渡阶段,飞控系统的“故障”和试飞员的操纵无法“配合”,使得该机进入大幅滚转振荡状态,最终发生硬着陆事故,该机由此严重损毁。
*注:关于前行桨叶概念旋翼的技术基础,感兴趣的读者朋友可以关注我以前写过的下述文章:

图——试飞中的S-97掠夺者复合式直升机
根据NTSB所发布的报告所述,S-97在该次飞行测试中发生了极其严重的左右翻滚振荡,以至于上下两副反向旋转的刚性旋翼猛烈地击打到了对方,甚至形成了“一团由桨叶碎片和尘土混合而成的烟云团”。
报告指出S-97掠夺者直升机有三种飞行控制模式,被称为“Paths”(路径):第一种是全地面模式,第二种是全空中模式,还有一种过渡模式。
在过渡模式中,有一项操纵特性出现了一点“小问题”——周期变距杆的灵敏度增大到了默认值的2.5倍。
由此引发的严重滚转振荡使得该机在硬着陆的过程中,左侧主起落架轮在短暂接触地面之后又离开地面,使得飞控系统将飞行模式从过渡模式切换到了飞行模式。
谈谈这次“事故”试飞
图——S-97试飞员视角
这次事故发生在2017年8月2日的大清早,地点是佛罗里达州的西科斯基飞行测试中心,当时西科斯基正在尝试扩大掠夺者直升机的飞行包线,截至那时,西科斯基已经针对S-97进行了超过100个小时的地面开车试验和20个小时的飞行测试。
图——高速飞行中的S-97
在之前的飞行中,掠夺者直升机已经达到了150节(约278千米/时;1节≈1.852千米/时)的前飞速度,但是在该次“事故”是试飞中,西科斯基打算将该机的前飞速度扩大到180节,并且在该次飞行测试中首次启动了S-97的尾部推进螺旋桨。西科斯基希望由此次试飞开始,不断推进该机的最大飞行速度,并探索其前飞极限速度——这一速度理论上是220节(407千米/时)。
根据报告描述,该次事故起始于掠夺者滑行到起飞跑道过程中,在滑行过程中,掠夺者出现了轻微左滚的趋势,于是试飞机长决定起飞到五英尺高度悬停来保持稳定。

图——注意事件起始时间和结束时间,总计5秒钟不到
他提拉总距并离地之后,掠夺者直升机突然猛地大幅左滚,他连忙反向推周期变距杆,掠夺者瞬间又猛地右滚,然后该机就进入了左右滚转振荡状态,并且滚转的幅度越来越大——最后的右滚幅度竟然超过了60°,然后又快速向左滚转——这次左滚之后,试飞员知道自己即将完全失去对该机的控制,于是他立刻决定把总距放到最低来着陆,然后掠夺者直升机就狠狠地撞到了地面。虽然上面有一长段描述文字,但是整个从起飞到降落的时间,不超过5秒钟。
所幸机上两位试飞员只受了点轻伤,且能够在完成紧急降落程序之后自行走出舱门。
这一架掠夺者怎么样了?
图——S-97掠夺者复合式直升机受损区域展示图
虽然试飞员很幸运,但是这架掠夺者就没这么幸运了,根据西科斯基的早期声明,该机在这次硬着陆过程中受到了严重的损伤,其可收放式起落架甚至受到了相当严重的损伤,在最新的调查报告中,NTSB揭示了更全面的受损详情:
该机经历过重度维护之后,于2018年6月份重新恢复飞行测试工作,其试飞员仍然是之前的两位,在2018年10月份,该机达到了前飞速度200节的里程碑。
图——S-97为实现高速前飞收起起落架
掠夺者复合式直升机于2015年5月22日完成了首飞,其技术源自于西科斯基的X2型前行桨叶概念技术演示验证机——该机最大的特点就是配备了一套共轴反转的刚性旋翼系统和一副可变桨距的尾部推进螺旋桨,复合螺旋桨的目的是为了增大其前飞速度和机动性。
近期,美国陆军选中西科斯基作为“未来攻击侦察直升机”(FARA)的原型设计竞争者之一,与其余四家公司展开竞争*,不出意外的话,西科斯基用于FARA计划的竞争机型就是S-97掠夺者直升机了,这架经历过重大事故的尖端技术装备能否笑到最后,咱们拭目以待。
*注:关于FARA计划及其竞争者的相关资讯,感兴趣的读者朋友可以参阅我之前所写的下述文章: