飛行技術通告威查德技術
美國直升機安全小組
USHST
目的：
本飛行技術通告旨在向飛行員介紹威查德改出技術，這是一項更快、更高效的渦環（vortex ring state）改出技術。此技術改出渦環最小高度損失能減少到至20至50英尺。
背景
：
2013年8月23日，一架搭載了18名乘員的AS332超級美洲獅正在向謝德蘭群島的薩姆堡機場做儀表進近的最後階段。當直升機接近最低下降高度點（MDA）時機頭向上俯，空速降低到30節以內並且下降率持續增加。直升機下降了大約100英尺，但空速仍然很低小於30 節，而此時，發動機扭矩上升至115%，下降率為大約1800英尺/分鐘。最後直升機墜入距跑道1。5海里的水面上，造成4人死亡4人重傷。英國航空事故調查處（AAIB）初步分析直升機機械狀態良好但是進入了渦環狀態。
2003年3月4日，一架Robinson R44搭載3名乘員在印度尼西亞雅加達拍攝電視廣告，飛行員在順風12-15節的情況下向酒店樓頂的停機坪做高進近著陸。自始至終直升機的下降率非常大並在最後硬生生地砸在了停機坪上並彈起，然後沿著屋簷翻滾下去，經過15層樓最後落入了酒店三層的露天泳池中，機上乘員無一倖免。
這兩起事故都是飛行員無法從渦環狀態（有時被稱為“帶功率下沉”）改出的典型案例。一直以來，渦環只有一種改出方式就是下放總距前迎杆向前飛出渦環區。但是有一種更有效的技術叫做“威查德改出法”是由瑞士民航局（FOCA）的高階檢查員教員克勞德·威查德發明的，他的職業生涯大部分時間是在阿爾卑斯山執飛吊裝任務。
透過這兩起典型案例，我們可以看出即使是超豹這樣的大機型功率充足也會因渦環狀態而墜機。
術語
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在美國許多飛行員經常爭論渦環（VRS）是不是就是教科書上的帶功率下沉（SWP）。可以說根據條件的不同，渦環是不等於帶功率下沉的。在渦環中，飛行員所用功率超過了發動機額定功率。例如，在高海拔、高載重和發動機功率不足的情況下由野外起降點起飛，導致轉速下降和直升機“下沉”。多年來，美軍在討論這兩種截然不同的情況時使用了相互矛盾的術語。在1950年，美國海軍將渦環狀態稱為“功率沉降”，而術語“功率沉降”是專指使用功率超過額定功率的情況。1965年修訂的海軍技術手冊《海軍航空兵空氣動力學》（NAVWEPS 00-80T-80）中指出，只有當直升機旋翼在進入其自身下洗氣流的渦環狀態，才會出現真正的“帶功率下沉”。
然而，美國陸軍推翻了海軍的術語。1974年美國陸軍野戰手冊FM1-51《旋翼飛行》中討論渦環狀態時使用了另一個術語“帶功率下沉”。大多數美國直升機飛行員都有從軍經歷，尤其是越南戰爭以來。因此，飛行員理論指匯出自不同軍種，也就會出現不同的爭議。美國聯邦航空局在直升機飛行手冊（FAA-H-8083-21A）和實踐考試標準（PTS）中對渦環狀態的術語使用了“帶功率下沉（settling with power）”一詞。而在其他國家，基本毫無爭議的使用空氣動力學術語“渦環狀態（vortex ring state）”。
美國直升機安全小組（USHST）認為最合適的術語應該是“渦環狀態”，而不是使用一些模糊的術語來混淆飛行員的理論認知。
渦旋環態
：
渦環狀態（VRS）是指直升機旋翼進入了複雜的空氣動力狀態是三種直升機狀態之一。常見情況下直升機保持著螺旋槳狀態（Propeller-working state）（也稱為正常狀態），即氣流向下流經槳葉且槳盤沿升力方向移動（如垂直爬升）。
當螺旋槳狀態下升力等於重力則直升機懸停。如果此時直升機以大於300英尺/分鐘的速度下降，它將進入渦環狀態。那麼，旋翼仍在轉動且引導空氣下洗，但由於垂直相對運動部分氣流開始相對於槳葉向上移動，旋翼下方的氣流被垂直向上擠出翼尖，而這部分向上的氣流又透過旋翼向內和向下吸入，形成一種稱為渦環狀態的迴圈模式（正常狀態時翼尖也會出現小的渦流，但影響不大）
當空速小於有效過渡升力（ETL），下降率超過300 ft/min，出現非指令偏航和俯仰導致機身左/右側傾同時伴隨非正常抖動或振動我們可以判定為渦環狀態。典型的例子是OGE懸停和順風高進近。如果飛行員採用前迎杆改出，由於渦流垂直於主旋翼，因此順風將渦流吹向與飛機前飛的方向，使得改出會延遲。
但如果繼續增加下降率超過2000英尺/分鐘，渦環則會被自下而上的氣流完全吹散。在這種狀態下，旋翼的升力實際上是透過減緩向上的氣流而出現的，旋翼產生的升力相當於與槳葉直徑相同的風車制動產生的力。有趣的是，渦環狀態和風車制動狀態（Windmill-brake）之間的臨界狀態名叫自轉。
喬治·德·波茲扎特（George de Bothezat）於1922年透過他的“飛行章魚”（flying octopus）第一次發現了渦環狀態，這是一種帶有四副巨大六片槳葉的飛行機器（與我們今天看到的許多無人機設計非常相似）。從那時起，無數的飛行試驗、風洞試驗和數學建模完善了我們的理解。旋翼葉片數、旋翼轉速和旋翼直徑對渦環的形成影響不大，但具有較高旋翼載荷和槳葉扭轉角的直升機更容易進入渦環。
喬治·德·波茲扎特和他的“飛行章魚”
以下是懸停時透過旋翼的三種氣流狀態：
威
查德
技術：
威查德改出法實際上是利用渦環中的向上氣流來幫助改出。在逆時針旋轉的直升機上，透過上提總距，用左腳蹬保持機頭正直，同時向右穩杆（10°至20°的坡度）來實施改出。
來自尾槳推力和右坡度的推力組合產生直升機向右的側移。一旦前行槳葉（右側）脫離渦流的返流區域，改出完成（在順時針旋轉的直升機中，腳蹬與駕駛杆的操作相反：向左穩杆和右腳蹬）。
一個學員常犯的錯誤是左腳蹬不足沒有與上提總距產生的扭矩相協調，導致機頭向右偏。記住，尾槳推力有助於將直升機向右側移動，在改出時左腳蹬至關重要。
訓練初期飛行員可將程式分為兩個步驟。首先，向右穩杆以建立10°-20°的坡度，然後上提總距並補償相應的反扭矩即左腳蹬。分步練習可幫助飛行員更好的領會該技術。很快地習慣了該程式，很容易就可以將改出動作應用的更為平順柔和。
威查德改出
程式（
逆時針旋轉的
直升機
）
：
♤上提總距至起飛功率，左腳蹬以保持航向。·
♡同時向右穩杆（10°至20°坡度），以獲得側向移動。·
♢當前行槳葉到達渦流的返流區時，改出則完成。
♧根據改出機動的持續時間，平均損失高度為20-50英尺。
與傳統改出練習方法一樣，建議渦環訓練高度在1000ft AGL以上。出於演示目的，允許在改出開始之前建立大下降率，以直觀體現該技術的高效性。然而，在真實情況下，越早的識別和改出是將高度損失降至最低的關鍵。
一旦熟練掌握了這項技術，飛行員應把訓練點放在識別渦環後快速從渦環狀態改出。
另一個有趣的比較是，對比傳統改出技術與威查德技術。使用傳統技術，當直升機前飛逃離渦流時，由於機頭低姿態，直升機處於俯衝狀態，功率降低，下降率高。在脫離渦環後調整姿態和功率的整個過程中，飛機都在丟失高度。威查德技術則是在脫離渦環的同時就已然具備了爬升的姿態和功率，所以高度損失大大小於前者。
順風高進近的後果。飛行員和副駕都背部骨折。
結論
：
與傳統技術相比，威查德技術有了顯著的改進，極大地提高了直升機近渦環科目的安全性。
訓練應從學員階段開始，以建立本能、直覺的反應，並在整個培訓過程中持續進行。FAA應完善在《直升機飛行手冊》（FAA-H-8083-21A）和《直升機教員指南》（FAA-H-8083-4）中包含關於威查德技術的具體討論，以便飛行員和教員能夠更好的掌握技術精髓，由此便可大大降低因渦環引起的直升機事故。
本《航空技術公告》是由IHST/USHST團隊的專家小組成員共同審議校對的出版物。有關IHST/USHST及其報告、安全助手和簡報的更多資訊
