摘要：本文介紹了
，并結(jié)合教學(xué)訓(xùn)練的實(shí)際情況對(duì)影響螺旋特性的各種因素進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞：螺旋 飛行訓(xùn)練 特技飛行
前言
隨著CCAR―61部和141部的貫徹執(zhí)行，國(guó)內(nèi)的飛行培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開(kāi)始進(jìn)行包括螺旋在內(nèi)的特技飛行訓(xùn)練，目前，有關(guān)螺旋的理論、規(guī)章、操縱以及各種影響因素在相關(guān)人員中仍存在模糊的認(rèn)識(shí)，本文力圖從多角度對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)深入論述。
一、螺旋的歷史
在飛機(jī)問(wèn)世初期，有一種神秘的飛行現(xiàn)象讓飛行員談虎色變。在飛行中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)：飛機(jī)突然失去控制，一邊下墜一邊偏側(cè)翻轉(zhuǎn)，按正常的操縱方法操縱飛機(jī)，飛機(jī)非但沒(méi)有反應(yīng)，反而有惡化的趨勢(shì)，經(jīng)操縱無(wú)效后，常常導(dǎo)致機(jī)毀人亡，這種現(xiàn)象就是螺旋。資料顯示，許多著名航空先驅(qū)者的飛行事故就是因?yàn)槁菪斐傻摹?/p>
自從1910年世界有了螺旋的報(bào)告以來(lái)，出現(xiàn)了許多起因螺旋導(dǎo)致的墜機(jī)事故，許多航空大國(guó)開(kāi)始對(duì)螺旋進(jìn)行研究。英國(guó)是最早開(kāi)始研究螺旋的國(guó)家。第一次無(wú)意中成功改出螺旋的飛行員是英國(guó)的海軍飛行員帕克，他在一次執(zhí)行任務(wù)時(shí)不小心進(jìn)入了螺旋狀態(tài)，在走投無(wú)路的時(shí)候，他索性反其道而行之，結(jié)果成功地改出了螺旋。其操縱方法是這樣的：首先，不是壓反盤(pán)，而是蹬反舵，從而制止了飛機(jī)的側(cè)滑；其次，他不是向后拉桿，而是向前推桿，使飛機(jī)減小迎角，進(jìn)入俯沖增速狀態(tài)；最后，再?gòu)母_中把飛機(jī)拉起，飛機(jī)就改出螺旋，進(jìn)入正常飛行狀態(tài)。后來(lái)的實(shí)踐證明，上述處置是完全合理的，而且在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)成為標(biāo)準(zhǔn)的改出螺旋的方法。1914年，英國(guó)著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師德?哈維蘭完成了自覺(jué)進(jìn)入并成功改出螺旋的創(chuàng)舉，不久后的1917年，英國(guó)科學(xué)家林德曼還親自駕機(jī)，驗(yàn)證了他的推桿改出螺旋方法的正確性。對(duì)于螺旋的研究，英國(guó)是走在世界前列的。后來(lái)，美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，飛機(jī)模型等進(jìn)行了一系列研究，從飛機(jī)設(shè)計(jì)的角度對(duì)飛機(jī)抗螺旋特性的研究取得了許多重大成果，如采取后掠翼和三角翼等。后來(lái)，隨著各種高性能飛機(jī)相繼問(wèn)世，螺旋導(dǎo)致的事故又有增加的趨勢(shì)，各國(guó)的航空工作者對(duì)螺旋的研究從未間斷過(guò)。時(shí)至今日，螺旋的研究已經(jīng)比較成熟，螺旋已經(jīng)不再是令飛行員談虎色變的飛行災(zāi)難，每個(gè)在初教機(jī)上進(jìn)入單飛的飛行學(xué)員，都已經(jīng)了解了改出螺旋的操縱方法。然而，螺旋畢竟是一種非正常的飛行狀態(tài)，各式各樣飛機(jī)的螺旋特性還有待氣動(dòng)工作者和試飛員們?nèi)ミM(jìn)行更深入的研究和探索。
二、螺旋
螺旋，也稱尾旋，是指飛機(jī)失速后，產(chǎn)生的一種急劇滾轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，飛機(jī)機(jī)頭向下，同時(shí)繞空中某一垂直軸，沿半徑很小和很陡的螺旋線急劇下降的飛行狀態(tài)。
1.螺旋產(chǎn)生的原因
螺旋是由機(jī)超過(guò)臨界迎角后機(jī)翼自轉(zhuǎn)引起的。飛機(jī)要進(jìn)入螺旋，首先一側(cè)或兩側(cè)機(jī)翼要處于失速狀態(tài)，其次兩邊機(jī)翼必有一邊的迎角大于另一邊，小迎角的機(jī)翼會(huì)產(chǎn)生更多的升力，大迎角機(jī)翼已超過(guò)了臨界迎角因此產(chǎn)生較少的升力，這導(dǎo)致兩邊機(jī)翼產(chǎn)生的升力大小不一樣，不對(duì)稱的升力使飛機(jī)向更深失速機(jī)翼的方向滾轉(zhuǎn)，這就是機(jī)翼自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
飛機(jī)進(jìn)入自轉(zhuǎn)后，下沉機(jī)翼的阻力遠(yuǎn)大于上揚(yáng)機(jī)翼的阻力（失速后阻力系數(shù)隨迎角的增大而增大），兩翼阻力差產(chǎn)生很大的偏轉(zhuǎn)力矩，促使飛機(jī)繞立軸向自轉(zhuǎn)方向急劇偏轉(zhuǎn)。飛機(jī)自轉(zhuǎn)后，升力不僅降低，而且方向隨著機(jī)翼的自轉(zhuǎn)傾斜，升力不能平衡飛機(jī)重量，飛機(jī)迅速掉高度，運(yùn)動(dòng)軌跡由水平方向趨于垂直方向。升力趨于水平，起向心力的作用，使飛機(jī)在下降中做小半徑的圓周運(yùn)動(dòng)。所以在螺旋中，飛機(jī)不僅要繞縱軸旋轉(zhuǎn)，還要繞立軸和橫軸旋轉(zhuǎn)。這就使飛機(jī)形成了一邊旋轉(zhuǎn)，一邊沿螺旋線軌跡下降的螺旋。
2.螺旋的階段
在輕型訓(xùn)練飛機(jī)上，完全的螺旋由三個(gè)階段組成：初始螺旋、形成階段和改出階段。初始螺旋是指從飛機(jī)失速到螺旋全面形成的階段。螺旋的全面形成是旋轉(zhuǎn)角速度、空速和垂直速度比較穩(wěn)定，而且飛行路徑接近垂直的階段。螺旋的改出是從施加制止螺旋的力開(kāi)始，直至從螺旋中改出的階段。
3.螺旋的改出
螺旋是飛機(jī)失速后機(jī)翼自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，因此改出螺旋的關(guān)鍵在于制止機(jī)翼自轉(zhuǎn)和改出失速。改出失速只要推桿使迎角小于臨界迎角即可，制止機(jī)翼自轉(zhuǎn)的有效辦法是向螺旋反方向蹬舵。
如果飛機(jī)進(jìn)入螺旋，應(yīng)將油門(mén)收到慢車(chē)，盤(pán)放在中立位，向旋轉(zhuǎn)的反方向蹬滿舵。當(dāng)旋轉(zhuǎn)減慢時(shí)，輕快地推桿減小迎角。當(dāng)旋轉(zhuǎn)停止時(shí)，蹬平舵。逐漸向后拉桿使飛機(jī)從急劇下俯姿態(tài)改出。許多機(jī)型手冊(cè)、法規(guī)推薦的標(biāo)準(zhǔn)螺旋改出程序如下：
（1）減小功率到慢車(chē)。
（2）駕駛盤(pán)中立。
（3）向螺旋的反方向蹬滿舵。
（4）果斷的向前推桿制止飛機(jī)失速。
（5）旋轉(zhuǎn)停止后，將舵回平。
（6）帶桿改平飛。
三、和螺旋相關(guān)的適航與訓(xùn)練規(guī)章要求
1.CCAR61.第159條：飛機(jī)駕駛員的飛行經(jīng)歷要求。
（a）飛機(jī)類別單發(fā)級(jí)別等級(jí)的商用駕駛員執(zhí)照申請(qǐng)人，作為駕駛員的飛行經(jīng)歷時(shí)間中至少應(yīng)包括：
（a）.（3）.（vi）5小時(shí)特技飛行訓(xùn)練，至少包括螺旋識(shí)別、進(jìn)入和改出，大坡度盤(pán)旋、急盤(pán)旋下降、急上升轉(zhuǎn)彎和懶8字。
2.CCAR23.3條：飛機(jī)類別。
（a）正常類飛機(jī)，是指座位設(shè)置（不包括駕駛員）為9座或以下，最大審定起飛重量為5700公斤（12500磅）或以下，用于非特技飛行的飛機(jī)。非特技飛行包括：
（1）正常飛行中遇到的任何機(jī)動(dòng)；
（2）失速（不包括尾沖失速）；
（3）坡度不大于60°的緩8字飛行、急上升轉(zhuǎn)彎和急轉(zhuǎn)彎。
（b）實(shí)用類飛機(jī)，是指座位設(shè)置（不包括駕駛員）為9座或以下，最大審定起飛重量為5700公斤（12500磅）或以下，用于有限特技飛行的飛機(jī)。按實(shí)用類審定合格的飛機(jī)，可作本條（a）中的任何飛行動(dòng)作和有限特技飛行動(dòng)作。有限特技飛行包括：
（1）尾旋（如果對(duì)特定型號(hào)的飛機(jī)已批準(zhǔn)作尾旋）；
（2）坡度大于60°但不大于90°的緩8字飛行、急上升轉(zhuǎn)彎和急轉(zhuǎn)彎。
（c）特技類飛機(jī)，是指座位設(shè)置（不包括駕駛員）為9座或以下，最大審定起飛重量為5700公斤（12500磅）或以下，除了由于所要求的飛行試驗(yàn)結(jié)果表明是必要的限制以外，在使用中不加限制的飛機(jī)。
……
3.CCAR23.221條：尾旋。
（a）正常類飛機(jī) 單發(fā)正常類飛機(jī)必須在使用了改出操縱后，在不超過(guò)一圈附加尾旋中從單圈尾旋或3秒尾旋（取時(shí)間長(zhǎng)者）中改出，或演示符合本條可選擇的抗尾旋要求。
（1）下列要求適用于單圈尾旋或3秒尾旋：
（i）在襟翼收態(tài)和展態(tài)兩種情況時(shí)均不得超過(guò)相應(yīng)的空速限制以及正的限制機(jī)動(dòng)載荷系數(shù)；
（ii）在尾旋或改出過(guò)程中，操縱力或特性不得對(duì)迅速改出產(chǎn)生不利的影響；
（iii）在進(jìn)入尾旋或尾旋發(fā)生階段使用任何飛行或發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力操縱器件時(shí)，不得有不可改出的尾旋發(fā)生；
（iv）對(duì)于襟翼展態(tài)情況的尾旋，在改出過(guò)程中襟翼可以收上，但不得在旋轉(zhuǎn)結(jié)束之前收上。
（b）實(shí)用類 實(shí)用類飛機(jī)必須滿足本條（a）的要求。若申請(qǐng)進(jìn)行尾旋飛行則必須滿足本條（c）和第23.807條（b）（7）的要求；
（c）特技類 特技類飛機(jī)必須滿足本條（a）和第23.807條（b）（6）的要求。另外，若申請(qǐng)進(jìn)行尾旋飛行則必須在每一構(gòu)型滿足下述要求：
（1）在作出正常的尾旋改出操縱后，飛機(jī)必須用不超過(guò)一圈半的附加旋轉(zhuǎn)，從尾旋的任意一點(diǎn)上改出。在作出正常改出操縱以前，尾旋試驗(yàn)必須要進(jìn)行六圈或申請(qǐng)審定的任何更多圈數(shù)。但是，當(dāng)出現(xiàn)螺旋特性時(shí)，尾旋可以在3圈后中止；
（2）對(duì)于襟翼展態(tài)構(gòu)型，不得超過(guò)使用空速限制和機(jī)動(dòng)限制載荷系數(shù)，改出期間不得收上襟翼；
（3）在進(jìn)入尾旋或尾旋期間，使用任何飛行或發(fā)動(dòng)機(jī)功率操縱器件必須不得出現(xiàn)不可改出的尾旋。
（4）尾旋期間不得有使得飛行員迷失方向或失能而可能妨礙成功改出的特性（如過(guò)快的旋轉(zhuǎn)或極度的振動(dòng)）。
4.CCAR23.1567條：飛行機(jī)動(dòng)標(biāo)牌。
（a）對(duì)于正常類飛機(jī)，必須在駕駛員前面能看清楚之處，設(shè)置一塊標(biāo)牌注明：“不準(zhǔn)許做特技機(jī)動(dòng)，包括尾旋在內(nèi)”。
（b）對(duì)于實(shí)用類飛機(jī)，必須有下述標(biāo)牌：
（1）駕駛員能看清楚的一塊標(biāo)牌，注明：“特技機(jī)動(dòng)限制如下”（列舉經(jīng)批準(zhǔn)的機(jī)動(dòng)飛行和每種機(jī)動(dòng)飛行的推薦進(jìn)入速度）；
（2）對(duì)于不滿足特技類飛機(jī)尾旋要求的飛機(jī)有駕駛員能看清楚的附加標(biāo)牌，注明“禁止尾旋”。
（c）對(duì)于特技類飛機(jī)，必須有駕駛員能看清楚的一塊標(biāo)牌，列舉經(jīng)批準(zhǔn)的特技機(jī)動(dòng)和每種機(jī)動(dòng)飛行的推薦進(jìn)入速度。如果各種倒飛機(jī)動(dòng)未獲批準(zhǔn)，標(biāo)牌對(duì)此必須注明。
（d）對(duì)批準(zhǔn)尾旋的特技類和實(shí)用類飛機(jī)，必須有一個(gè)駕駛員清晰可見(jiàn)的標(biāo)牌：
（1）列出改出尾旋機(jī)動(dòng)的操縱動(dòng)作；
（2）說(shuō)明必須在螺旋特性出現(xiàn)時(shí)，或者不超過(guò)六圈尾旋或不超過(guò)飛機(jī)已經(jīng)合格審定的任何更多的圈數(shù)開(kāi)始改出動(dòng)作。
需要指明，正常類飛機(jī)的螺旋特性是沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的，只在螺旋初始進(jìn)入階段具有改出的能力并不能確保飛機(jī)具有穩(wěn)定螺旋階段的改出能力。
四、幾類非常規(guī)螺旋
我們首先討論幾類特殊的螺旋，飛機(jī)在某些情況下可能會(huì)進(jìn)入這類螺旋，但是大多數(shù)飛行員沒(méi)有引起重視。該部分給出了這類螺旋更加詳細(xì)的信息，包括反螺旋和平螺旋。這些特殊的螺旋聽(tīng)起來(lái)有些神秘，只要使用滿足適航標(biāo)準(zhǔn)的飛機(jī)并在有資格的教員處接受過(guò)正規(guī)訓(xùn)練，這些特技是絕對(duì)安全的。
1.反螺旋
反螺旋必須在倒飛狀態(tài)下進(jìn)入，倒飛時(shí)，抬頭會(huì)看到地面，并會(huì)形成負(fù)載荷，體驗(yàn)負(fù)載荷下的飛行對(duì)許多后續(xù)的訓(xùn)練非常重要，特技飛行員需要花很多時(shí)間練習(xí)。
圖1是飛機(jī)在倒飛時(shí)，低速大迎角下的外視圖。同常規(guī)螺旋一樣，飛行員收油門(mén)減速，并保持高度使飛機(jī)失速。不同的是，倒飛時(shí)，為了使飛機(jī)上仰保持高度，需要向前推桿，而不是向后拉，隨著不斷減速，飛機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)抖桿，掉機(jī)頭，飛機(jī)在倒飛進(jìn)入失速后，需要推桿到最前保持飛機(jī)在失速狀態(tài)，同時(shí)，迅速向想要螺旋的方向蹬滿舵使飛機(jī)進(jìn)入螺旋。飛機(jī)也會(huì)經(jīng)過(guò)初始階段，形成階段和改出階段。在反螺旋時(shí)，許多飛機(jī)旋轉(zhuǎn)速度都有增大的趨勢(shì)，重力的作用也往往令初學(xué)者感到不適應(yīng)。
螺旋過(guò)程中，必須保持桿在最前，舵滿偏。有些飛行員認(rèn)為，飛機(jī)會(huì)向蹬舵的反方向進(jìn)入螺旋，這是錯(cuò)誤的，如果向左蹬滿舵，飛機(jī)會(huì)向飛行員的左側(cè)進(jìn)入螺旋，如果蹬右舵，飛機(jī)會(huì)向右螺旋。同常規(guī)螺旋一樣，在反螺旋的不同階段，機(jī)頭會(huì)有俯仰變化，旋轉(zhuǎn)速率也會(huì)變化。
從反螺旋中改出的程序與常規(guī)螺旋非常類似，步驟是：
（1）油門(mén)收光。
（2）向螺旋的反方向蹬滿舵。
（3）釋放桿上向前的力，減小迎角至臨界迎角以下。
（4）舵回平。
（5）恢復(fù)平飛狀態(tài)。
反螺旋同常規(guī)螺旋差異：1.因?yàn)槭窃诘癸w，需要向前推桿改平飛。2.反螺旋時(shí)，飛機(jī)會(huì)有更大的姿態(tài)和更快的旋轉(zhuǎn)速率。不同的機(jī)型在反螺旋時(shí)也會(huì)有不同的特性，比如，有些特技飛行員體會(huì)到，Pitts Special S-2B機(jī)型和Decathlon機(jī)型相比，螺旋時(shí)的姿態(tài)和旋轉(zhuǎn)速率會(huì)大得多。
*常見(jiàn)錯(cuò)誤
在做反螺旋時(shí)，許多在常規(guī)螺旋時(shí)的錯(cuò)誤也會(huì)出現(xiàn)。許多飛行員在倒飛時(shí)不能很好地使飛機(jī)進(jìn)入失速，由行姿態(tài)和操縱動(dòng)作上的不同，很多飛行員在剛開(kāi)始練習(xí)反螺旋時(shí)都會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤，接近失速時(shí)，應(yīng)均勻地向前推桿以確保螺旋過(guò)程中的迎角達(dá)到臨界迎角；另一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤是蹬舵太遲或未蹬滿舵，在進(jìn)入階段，如此操縱會(huì)使飛機(jī)進(jìn)入倒飛狀態(tài)下的急盤(pán)旋下降。
在反螺旋過(guò)程中，常見(jiàn)的錯(cuò)誤是釋放向前推桿的力，這比在常規(guī)螺旋時(shí)向前松桿的動(dòng)作更普遍。螺旋過(guò)程中，飛行員有失重的感覺(jué)，造成桿向后退，有些機(jī)型為了能推桿到最前甚至需要身體前傾，總之，過(guò)早的松桿會(huì)使飛機(jī)進(jìn)入下文提到的加速螺旋。螺旋過(guò)程中，還要保持舵的滿偏，腳不要松舵。
在改出反螺旋時(shí)，確保要向螺旋的反方向蹬滿舵，反螺旋的旋轉(zhuǎn)速率很高，如果舵沒(méi)有蹬滿，可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間，甚至無(wú)法改出螺旋；蹬滿舵后，釋放推桿力制止失速。同常規(guī)螺旋相比，此時(shí)機(jī)頭更低，高度損失也會(huì)更大，需要在避免過(guò)快推桿的情況下盡快恢復(fù)平飛。
2.加速螺旋
在螺旋過(guò)程中，制止旋轉(zhuǎn)之前便減小迎角會(huì)使飛機(jī)進(jìn)入加速螺旋，在正螺旋中減小向后的拉桿量及在反螺旋中減小向前的推桿量都會(huì)導(dǎo)致迎角減小，從而進(jìn)入加速螺旋。有的飛行員知道標(biāo)準(zhǔn)的螺旋改出程序，但是認(rèn)為操縱的步驟并不重要，這種情況下最容易進(jìn)入加速螺旋。
在正螺旋時(shí)，向前推桿或松桿會(huì)使飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)速率迅速增加，飛機(jī)的載荷也隨之增大，過(guò)大的載荷會(huì)損壞機(jī)體結(jié)構(gòu)，因此，大多數(shù)的機(jī)型都不適合做加速螺旋。
“我還記得我做的第一個(gè)加速螺旋，我做過(guò)許多常規(guī)的螺旋，盡管上飛機(jī)之前做了充分的準(zhǔn)備，第一次練習(xí)加速螺旋還是讓我很吃驚，它旋轉(zhuǎn)得太快了……”
為什么松桿減小迎角會(huì)使飛機(jī)加速旋轉(zhuǎn)呢？圖2說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。在常規(guī)螺旋時(shí)，內(nèi)側(cè)機(jī)翼失速，外側(cè)機(jī)翼產(chǎn)生更大的升力，松桿后，飛機(jī)迎角減小，外側(cè)機(jī)翼的失速面積減小，導(dǎo)致升力增大，內(nèi)側(cè)機(jī)翼的迎角仍大于臨界迎角，如此，兩側(cè)機(jī)翼的升力差增大，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)速率顯著增大。
3.平螺旋
平螺旋是一個(gè)非常有趣的特技科目，但經(jīng)常被錯(cuò)誤地理解，許多人認(rèn)為飛機(jī)會(huì)失去操縱性無(wú)法改出。其實(shí)，只要在合適的飛機(jī)上正確地操縱，平螺旋同常規(guī)螺旋一樣安全。但是也要引起注意，如果在不適合的飛機(jī)上，或沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門(mén)的訓(xùn)練，平螺旋是很危險(xiǎn)的，在沒(méi)有學(xué)習(xí)正確地進(jìn)入和改出方法前，不要一個(gè)人嘗試做平螺旋。
有很多方式使飛機(jī)進(jìn)入平螺旋，我們只討論幾種常見(jiàn)的方式。在任何情況下，飛機(jī)必須首先進(jìn)入正常的螺旋，然后再進(jìn)入平螺旋，這個(gè)過(guò)渡可能很短，但是必須首先進(jìn)入正螺旋或反螺旋。如果要有意使飛機(jī)進(jìn)入平螺旋，需要采取幾個(gè)步驟，以向左旋轉(zhuǎn)的正螺旋為例，說(shuō)明從正螺旋進(jìn)入平螺旋的方法。
首先，按照上文中所述方法使飛機(jī)進(jìn)入向左旋轉(zhuǎn)的正螺旋，之后，需要采取以下步驟使飛機(jī)進(jìn)入平螺旋：首先，保持左滿舵的同時(shí)，向右壓滿盤(pán)。這樣飛機(jī)向右滾轉(zhuǎn)，使機(jī)翼與地平線接行。其次，增大油門(mén)，飛機(jī)機(jī)頭上仰，使飛機(jī)縱軸與地面接行。這樣，機(jī)翼在副翼作用下趨于水平，同時(shí)，機(jī)頭仰起，飛機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)入平螺旋。
坐在平螺旋的飛機(jī)上，感覺(jué)和正常、平飛時(shí)相似，不同的是飛機(jī)在繞立軸旋轉(zhuǎn)，由機(jī)的旋轉(zhuǎn)速率比較小，有飛行員認(rèn)為平螺旋比常規(guī)的螺旋更容易控制。因?yàn)楹茈y看到地面，通過(guò)地標(biāo)來(lái)判斷螺旋圈數(shù)非常困難，用太陽(yáng)做參考會(huì)更好。
對(duì)于特技飛行員，他們?cè)谟?xùn)練過(guò)程中更容易進(jìn)入以上這類特殊螺旋，練習(xí)這類特殊的螺旋是非常必要的。對(duì)于普通飛行員，本文對(duì)特殊螺旋（反螺旋、加速螺旋、和平螺旋）的介紹主要是為了讓飛行員了解這類螺旋，以及如何避免不正確的操縱使飛機(jī)進(jìn)入這類螺旋。在飛機(jī)意外進(jìn)入此類螺旋的情況下，推薦使用下面的改出程序：
4.緊急螺旋改出程序
我們已經(jīng)知道了標(biāo)準(zhǔn)的螺旋改出程序，對(duì)于這類特殊的螺旋，現(xiàn)在推薦一個(gè)更通用的改出程序。這個(gè)程序是基于這樣一個(gè)現(xiàn)象設(shè)計(jì)的，簡(jiǎn)化了的螺旋改出程序同樣可以使飛機(jī)正常地改出螺旋，這個(gè)程序減少了飛行員的操縱難度，也不需要知道飛機(jī)處于哪種螺旋，其步驟是：
（1）收光油門(mén)。
（2）兩手松開(kāi)桿，
（3）向螺旋的反方向蹬滿舵直到旋轉(zhuǎn)停止。
（4）回平舵改出俯沖。
可以看出，這個(gè)程序與標(biāo)準(zhǔn)程序最大的區(qū)別就是雙手放開(kāi)駕駛盤(pán)，這樣，氣流會(huì)使副翼和升降舵自動(dòng)保持在螺旋改出應(yīng)在的位置，將螺旋反方向的舵蹬滿，直到飛機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，并從螺旋中改出。有飛行員曾在許多機(jī)型上多次試驗(yàn)過(guò)這個(gè)改出程序，包括Pitts Special，Christen EagleⅡ，Cessna150，Cessna172等機(jī)型，能很好地從常規(guī)螺旋、反螺旋、加速螺旋和平螺旋中改出，該程序由于不需要識(shí)別飛機(jī)處于哪種方式的螺旋，因此，在意外進(jìn)入螺旋的情況下，會(huì)大大縮短改出的時(shí)間。
有幾點(diǎn)需要注意，NASA研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)程序并不是在所有的機(jī)型上都湊效，同時(shí)，螺旋的旋轉(zhuǎn)速率、迎角和其他一些因素也會(huì)影響該程序在某種機(jī)型上的效果，如果不確定該程序是否適合你所飛的機(jī)型，應(yīng)以手冊(cè)推薦的螺旋改出程序?yàn)闇?zhǔn)。
五、螺旋特性的影響因素
上文對(duì)特殊螺旋（反螺旋、加速螺旋和平螺旋）的介紹主要是為了讓飛行員意識(shí)到這類螺旋的存在，以及如何避免進(jìn)入這類螺旋。對(duì)于特技飛行員，練習(xí)這些螺旋是非常必要的，因?yàn)樗麄冊(cè)谟?xùn)練過(guò)程中更容易進(jìn)入這類特殊螺旋；而對(duì)于普通飛行員以及在訓(xùn)的飛行學(xué)員，知道如何避免進(jìn)入這類螺旋已經(jīng)足夠了，深入理解常規(guī)螺旋的原理以及操縱方法，對(duì)行訓(xùn)練來(lái)講更有實(shí)際意義。下面，我們來(lái)對(duì)螺旋各個(gè)階段的特性以及操縱方法進(jìn)行深入的探討。
上文已經(jīng)提到，螺旋大致分為三個(gè)階段：進(jìn)入階段、形成階段、改出階段，不同的資料可能叫法不同，但各階段的基本特征是一樣的。
1.進(jìn)入階段
進(jìn)入階段是為螺旋創(chuàng)造造條件的階段。示范螺旋的進(jìn)入程序與無(wú)功率失速相似：柔和收光油門(mén)，同時(shí)增加飛機(jī)姿態(tài)使飛機(jī)失速，在飛機(jī)接近失速時(shí)，柔和蹬滿某一側(cè)的舵，同時(shí)拉桿至最后，螺旋首先以失速和偏轉(zhuǎn)/滾轉(zhuǎn)開(kāi)始，螺旋效應(yīng)開(kāi)始后，機(jī)頭會(huì)迅速掉到地平線以下，保持駕駛盤(pán)中立，蹬滿舵并保持住，飛機(jī)機(jī)頭下俯，滾轉(zhuǎn)，開(kāi)始轉(zhuǎn)彎下降。在該階段，慣性力、升力、阻力和偏轉(zhuǎn)力共同作用在飛機(jī)上，飛機(jī)要進(jìn)入下一階段，必須克服慣性力使飛機(jī)從水平飛行轉(zhuǎn)入掉機(jī)頭下降，升力、偏轉(zhuǎn)力、阻力也需要轉(zhuǎn)到新的方向，這些力的改變需要一定的時(shí)間。一般來(lái)講，飛機(jī)完成這些過(guò)渡，大概需要一到兩圈的時(shí)間。
由機(jī)有繼續(xù)保持原來(lái)飛行狀態(tài)的趨勢(shì)，在螺旋的初始階段改出會(huì)比較容易。事實(shí)上，對(duì)于許多機(jī)型，在這個(gè)階段放開(kāi)操縱，飛機(jī)會(huì)自動(dòng)改出螺旋。不要假設(shè)你的飛機(jī)有這個(gè)功能而放棄操縱，因?yàn)轱w機(jī)的自動(dòng)改出功能受到太多復(fù)雜因素的影響，任何時(shí)候都應(yīng)該通過(guò)自己的操縱改出螺旋。附帶指出，對(duì)于任何人，都不建議自學(xué)螺旋。
*常見(jiàn)錯(cuò)誤操縱及后果
該階段最常見(jiàn)的錯(cuò)誤是帶桿量不夠和駕駛盤(pán)不在中立位。帶桿量不夠會(huì)延緩飛機(jī)失速，進(jìn)入螺旋也隨之變得困難；另外，在進(jìn)入螺旋之前，往往會(huì)造成幾百英尺的高度損失。練習(xí)前在高度上留有足夠的安全裕度，在高度方面就不至于出現(xiàn)什么問(wèn)題，最主要的問(wèn)題是，在這種情況下，將很難辨別飛機(jī)在哪個(gè)時(shí)刻進(jìn)入螺旋。
有些學(xué)生試圖用盤(pán)使飛機(jī)更快地進(jìn)入螺旋，他們頻繁地操縱副翼，認(rèn)為這樣會(huì)幫助飛機(jī)進(jìn)入螺旋。結(jié)果會(huì)使飛機(jī)進(jìn)入和螺旋非常相似地急盤(pán)旋下降，如果在螺旋過(guò)程中操縱副翼，飛機(jī)還可能進(jìn)入平螺旋。除非你的飛機(jī)適合做這類螺旋，意外進(jìn)入這些螺旋可能導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)構(gòu)損壞。
許多學(xué)員在失速時(shí)操縱舵不夠及時(shí)、動(dòng)作緩慢或不用滿舵，這樣會(huì)阻礙飛機(jī)進(jìn)入螺旋，飛機(jī)也會(huì)向蹬舵的一側(cè)偏轉(zhuǎn)，但無(wú)法徹底地進(jìn)入螺旋。
另一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤是，在飛機(jī)失速時(shí)忘記收光油門(mén)，如果帶油門(mén)進(jìn)入螺旋，會(huì)使機(jī)頭上仰，飛機(jī)姿態(tài)減小，甚至?xí)M(jìn)入平螺旋。當(dāng)飛機(jī)失速即將進(jìn)入螺旋時(shí)，切記要收光油門(mén)，如果在進(jìn)入螺旋后帶功率，應(yīng)立即收到慢車(chē)。
2.形成階段
許多人對(duì)螺旋的形成階段存在錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為螺旋在該階段保持穩(wěn)定的狀態(tài)。研究中發(fā)現(xiàn)，螺旋在形成階段并非如此，而是會(huì)有一些周期性的變化，這些變化包括不同的下俯姿態(tài)和旋轉(zhuǎn)速率等。以Pitts Special S-2B機(jī)型為例，飛機(jī)在轉(zhuǎn)到180度點(diǎn)時(shí)，機(jī)頭比較低；在360度點(diǎn)時(shí)，機(jī)頭會(huì)抬高。只是這些變化在初學(xué)階段很難發(fā)現(xiàn)罷了。
在形成階段，不同機(jī)型也會(huì)有不同的反應(yīng)。一些飛機(jī)會(huì)有較大的下俯姿態(tài)，有些機(jī)型則有更快的旋轉(zhuǎn)速率。即使同一種機(jī)型，由于操縱的不同，其反應(yīng)差異也會(huì)非常大。另外，重心的位置也會(huì)嚴(yán)重影響螺旋的特性，一般來(lái)講，飛機(jī)的重心越靠后，螺旋過(guò)程中姿態(tài)越小。
*形成階段常見(jiàn)錯(cuò)誤操縱及后果
在螺旋的過(guò)程中，不恰當(dāng)?shù)牟倏v會(huì)對(duì)螺旋的特性產(chǎn)生什么樣的影響呢？由于不同的機(jī)型特性各不相同，本文不可能涉及所有情況，本部分只選擇兩個(gè)典型的例子。
（1）非?；镜牟倏v――油門(mén)。在實(shí)際飛行中，油門(mén)同副翼、方向舵、升降舵一樣，對(duì)飛機(jī)的姿態(tài)和飛行性能有重要的影響。大多數(shù)飛機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)有這樣一個(gè)特性：增加油門(mén)，機(jī)頭會(huì)上仰；減小油門(mén)，機(jī)頭會(huì)下俯。這種設(shè)計(jì)可以防止突然收油門(mén)時(shí)飛機(jī)意外失速。隨著功率減小，飛機(jī)的仰角和迎角都會(huì)減小，在螺旋過(guò)程中，這是需要考慮的一個(gè)非常重要的因素。在螺旋的進(jìn)入階段未收光油門(mén)，或在進(jìn)入螺旋以后增加油門(mén)，機(jī)頭會(huì)上仰，導(dǎo)致飛機(jī)進(jìn)入平螺旋，一旦進(jìn)入平螺旋，飛機(jī)會(huì)更難改出，某些機(jī)型甚至無(wú)法改出。在Pitts Special型飛機(jī)上，做平螺旋是非常有趣的事，但是在其他機(jī)型上可能會(huì)變得很危險(xiǎn)，總之，只要飛機(jī)進(jìn)入螺旋，應(yīng)立即將油門(mén)收光。
（2）操縱桿。進(jìn)入螺旋后，在改出之前應(yīng)一直保持桿在最后并使盤(pán)在中立位。在進(jìn)行多圈螺旋的訓(xùn)練中，許多飛行員會(huì)無(wú)意識(shí)地釋放桿上的力，松桿會(huì)使螺旋的旋轉(zhuǎn)速率增大。飛行員習(xí)慣盤(pán)舵協(xié)調(diào)地操縱飛機(jī)，有些飛行員在蹬舵進(jìn)入螺旋時(shí)，經(jīng)常會(huì)不自覺(jué)地壓盤(pán)。順盤(pán)會(huì)使飛機(jī)向螺旋方向滾轉(zhuǎn)，明顯地改變螺旋的特性。另一個(gè)極端是通過(guò)壓反盤(pán)來(lái)改出螺旋，上文已經(jīng)提到，向螺旋的反方向壓盤(pán)是進(jìn)入平螺旋的一個(gè)必要步驟。
3.改出階段
從實(shí)施操縱使旋轉(zhuǎn)速率減小開(kāi)始，飛機(jī)就進(jìn)入了改出階段。在螺旋訓(xùn)練之前，應(yīng)首先熟悉操縱手冊(cè)中制造商驗(yàn)證過(guò)的螺旋改出程序，在制造商未給出螺旋改出程序的情況下，建議采用以下的標(biāo)準(zhǔn)螺旋改出程序：
（1）減小功率到慢車(chē)。帶功率經(jīng)常導(dǎo)致較小的螺旋姿態(tài)和使旋轉(zhuǎn)速率增大，從而惡化螺旋的特性。
（2）駕駛盤(pán)中立。副翼的操縱會(huì)對(duì)螺旋的改出起副作用。向旋轉(zhuǎn)方向壓盤(pán)會(huì)使旋轉(zhuǎn)速率增大從而推遲螺旋的改出，向反方向壓盤(pán)則會(huì)導(dǎo)致下沉側(cè)機(jī)翼更深失速而使情況惡化，所以，最好的程序是保持駕駛盤(pán)中立。
（3）向螺旋的反方向蹬滿舵。確保蹬滿反舵，并且動(dòng)作要果斷。
（4）果斷地向前推桿制止飛機(jī)失速。蹬滿反舵后應(yīng)立即松桿，使飛機(jī)減小迎角改出失速。
（5）旋轉(zhuǎn)停止后，將舵回平。如果此時(shí)舵未回平，偏轉(zhuǎn)舵面上的氣動(dòng)效應(yīng)會(huì)使飛機(jī)偏轉(zhuǎn)并產(chǎn)生側(cè)滑。
（6）桿改平飛。帶桿動(dòng)作不要粗猛，過(guò)大的帶桿力會(huì)造成二次失速并導(dǎo)致再次進(jìn)入螺旋。改出過(guò)程中注意不要超過(guò)載荷限制和速度限制。
*改出階段常見(jiàn)錯(cuò)誤操縱及后果
螺旋過(guò)程中機(jī)頭直指地面并繞垂直軸急速旋轉(zhuǎn)，學(xué)員對(duì)螺旋容易產(chǎn)生失定向，尤其在螺旋的改出階段。有的學(xué)員急于改出螺旋，往往出現(xiàn)粗猛或錯(cuò)誤操縱，甚至出現(xiàn)反操縱。
第一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤是將操縱動(dòng)作的順序顛倒。許多學(xué)員知道螺旋的改出程序，但是將盤(pán)和舵的操縱順序顛倒。上文已經(jīng)提到，在飛機(jī)停止旋轉(zhuǎn)之前就向前推桿，會(huì)使飛機(jī)進(jìn)入加速螺旋，多數(shù)機(jī)型都不允許進(jìn)行加速螺旋。改出動(dòng)作的順序非常重要，必須明確所飛機(jī)型的改出動(dòng)作，并按照順序執(zhí)行。
第二個(gè)是沒(méi)有蹬滿反舵，未蹬滿的舵或緩慢的操縱，會(huì)延緩螺旋的改出。動(dòng)作一定要迅速并將舵蹬滿，這樣才能保證減慢旋轉(zhuǎn)速率，它是改出螺旋必須經(jīng)過(guò)的過(guò)程。旋轉(zhuǎn)一旦停止，應(yīng)及時(shí)把舵回平，許多學(xué)員忘記回平舵，飛機(jī)向反方向旋轉(zhuǎn)，這會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)進(jìn)入相反方向的螺旋。
另外，駕駛盤(pán)的使用問(wèn)題也較普遍。許多學(xué)員在改出過(guò)程中過(guò)多的向前推桿，使飛機(jī)的下俯姿態(tài)進(jìn)一步加大，這樣不僅加重了不適感，同時(shí)還會(huì)增大下降率并導(dǎo)致高度損失。一圈螺旋，會(huì)造成600―800英尺的高度損失，如果在起落航線上，意味著沒(méi)有多少裕度來(lái)改出螺旋，這個(gè)錯(cuò)誤將是致命的。
許多學(xué)員在改出失速后，經(jīng)常粗猛地向后帶桿改平飛。這樣可能導(dǎo)致加速失速并造成更多的高度損失，在螺旋改出過(guò)程中要及時(shí)操縱駕駛桿，但是不要過(guò)于粗猛造成二次失速，不恰當(dāng)?shù)厥褂民{駛盤(pán)不僅會(huì)增大高度損失，還會(huì)對(duì)機(jī)身產(chǎn)生過(guò)大的載荷，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷；另一種極端的情形是：在改出螺旋后，帶桿動(dòng)作緩慢，不能及時(shí)改出俯沖，這同樣會(huì)造成高度損失，更嚴(yán)重的是使速度迅速增加，如果忽略了檢查，飛機(jī)會(huì)很快達(dá)到極限速度，再次使飛機(jī)面臨潛在的危險(xiǎn)。最后，在螺旋改出過(guò)程中要保持駕駛盤(pán)中立，為數(shù)不少的學(xué)員在蹬舵時(shí)會(huì)不自覺(jué)地壓盤(pán)，這樣的操縱會(huì)使螺旋的改出變得更加困難。
六、我國(guó)螺旋訓(xùn)練現(xiàn)狀
中國(guó)民航飛行學(xué)院是國(guó)內(nèi)唯一能夠全程培養(yǎng)飛行員的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，有一支強(qiáng)大的教員隊(duì)伍，按照CCAR61.203條要求，飛機(jī)類別的飛行教員必須具備螺旋進(jìn)入保持和改出的教學(xué)能力，多數(shù)教員都可以勝任螺旋教學(xué)。
大綱設(shè)置的螺旋教學(xué)時(shí)間為1.5小時(shí)，使用機(jī)型為C-172。C-172飛機(jī)審定為正常類和實(shí)用類。上文已經(jīng)提到，正常類飛機(jī)的螺旋特性是沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的，只在螺旋初始進(jìn)入階段具有改出的能力，并不能確保飛機(jī)具有穩(wěn)定螺旋階段的改出能力。重量與平衡會(huì)對(duì)螺旋的改出特性產(chǎn)生很大的影響，合理的裝載對(duì)安全進(jìn)行并改出螺旋是非常重要的，C-172按實(shí)用類飛機(jī)裝載時(shí)，允許進(jìn)行螺旋機(jī)動(dòng)，那么在正常類裝載時(shí)，可能在超過(guò)初始螺旋后的階段中無(wú)法改出。在進(jìn)行螺旋訓(xùn)練前，必須確定C-172飛機(jī)按實(shí)用類飛機(jī)裝載，后座和行李倉(cāng)不能裝載。學(xué)院選擇某幾架飛機(jī)專門(mén)用來(lái)進(jìn)螺旋訓(xùn)練，通過(guò)拆除后座的方法確保滿足重量與平衡的要求，增大了安全裕度。
七、總結(jié)
本文對(duì)螺旋相關(guān)的理論、規(guī)章等多個(gè)方面進(jìn)行了分析，并介紹了國(guó)內(nèi)訓(xùn)練的現(xiàn)狀。只要進(jìn)行正確的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)程序和手冊(cè)要求的前提下，在通過(guò)審定的實(shí)用類飛機(jī)和特技類飛機(jī)上，進(jìn)行有效的螺旋訓(xùn)練是安全、可行的。螺旋訓(xùn)練不但可以讓飛行員深入地了解飛機(jī)在失速后的飛行特性及其相關(guān)理論，而且可以為今后在職業(yè)飛行經(jīng)歷中遇到各種非正常飛行狀態(tài)提供良好的心理訓(xùn)練，并為在大型機(jī)上進(jìn)行非正常飛行狀態(tài)改出訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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