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本文作者：邢强博士
本文共2120字，16图。预计阅读时间：5分钟。
我国幅员辽阔，地理环境非常复杂，高海拔地区的面积占我国陆地领土面积的30%左右。
各种直升机在高海拔地区飞行时，因大气密度较小、昼夜温差较大、大风多沙天气较多这3个不利外界因素，其性能会出现不同程度的下降。
气动
气动方面，以UH-60黑鹰直升机的旋翼系统为例子来说吧。
黑鹰直升机的旋翼桨叶采用了SC1095翼型。这种翼型比较适合黑鹰这种个头儿的多任务直升机。上表为SC1095翼型的上下翼面坐标表格，可以根据个人情况来自行做气动计算的建模。
鉴于国内外对该翼型已经有了较多的分析，本文不再赘述计算旋翼空气动力学的细节，只说结果了。
直升机旋翼系统的效能随着海拔高度的增加而下降的主要原因是大气密度的减小。
通常来说，国际上的标准大气会用上面这个图来表示大气密度随高度变化的曲线（两种不同的模型）。但是，小火箭觉得，实际计算中用绝对值不是很方便。
这是小火箭个人比较喜欢的一种方式：将压强、密度和温度值都与海平面的相应的数值进行归一化处理，这样得到的直接就是相对量了，可以在弹道计算和性能估算中较为方便地使用。
由上图可知，在海拔4000米处，大气密度是海平面的66.88%。（标准大气，海拔4000米的大气密度为0.8194千克/立方米，海平面的大气密度则为1.225千克/立方米。）
黑鹰直升机的桨叶翼型是SC1095。通过计算可以知道：
在海拔4000米环境下，旋翼拉力将下降30%以上。
如果按旋翼功率来计算的话，功率会下降33%。
在1号特征点，UH-60黑鹰直升机的SC1095桨叶取拉力系数0.0076187，那么，在海平面，黑鹰的拉力理论值为101.029千牛，而在4000米海拔的实测值为67.539千牛。
也就是说，黑鹰直升机的旋翼拉力在高原地区仅剩66.85%。
总距增大，进入6号特征点，拉力系数拉满，按照这种翼型来计算，拉力系数可达0.009294，这已经非常可观了。此时，桨叶能够提供海平面123.232千牛的巨大拉力。
而到了4000米海拔的高原，其实测拉力仅为82.391千牛，是海平面理论值的66.85%。
以上是旋翼拉力和功率相关的气动计算和实测结果。实际上，直升机在高原执行任务的时候，还面临一个需要快速对飞行员的执行形成响应的问题。在高原地区，桨叶响应速度变慢很多，需要直升机有足够的动力余量，同时需要飞行员有足够高超的驾驶技术。
另外，如果直升机上采用了风冷式的交流发电机的话，由于高原大气较为稀薄，进风量相对较小，发动机工况不佳，容易产生发电量不足的情况。
油料
在高原地区，夜间温度较低，此时燃料粘度变大，燃油雾化效果变差，直升机的涡轮变得不易启动，这会影响直升机的快速反应能力。
普通润滑油在高海拔地区的低温环境中，会凝冻。曾有某型号直升机在做高海拔与高寒试验时，出现润滑油凝冻在机场的油罐中的情况。
因润滑油无法加注到直升机上，导致直升机无法起飞。后来，地勤人员与机场方面沟通后，前往市区购得电磁炉和相关炊具，把水煮沸，然后把润滑油油罐放入开水中，方才解决了凝冻的问题。
当然，咱们国产的抗低温的好润滑油是有的，而且早已得到大量应用。上述案例是直升机做极限测试时出现的情况。
为雪龙号量身定制的极地科考船用油。邢强摄于雪龙号上海外高桥的母港中国极地考察国内基地码头。
雪龙号上面有8个用油处，仅液压油就有3种类别。在长时间航行在环境温度低于-50℃中的雪龙号来说，她上面的油品需要有很好的低温性能。邢强摄于中国极地考察国内基地码头。
一般的矿物油型的油品已经很难满足要求了。这些5025极地科考专用船用油执行Q/SH PRD 056-2013标准。该标准的指标已经达到了国际上的领先水平。中国的极地科考船使用的是国产油品。
电路
低温还会使直升机的蓄电池组性能大幅下降。
高原夜间，在气温低于-35℃的时候，没有受到专门设备保护的蓄电池的端电压会呈现加速下降的趋势，裸露4小时以上， 就基本上会失去了可靠提供额定电压的能力。
高原地区的气压较低，空气比平原地区稀薄很多，这就使得电晕现象和尖端放电现象比平原地区明显得多。（小时候在中国北方的冬天脱毛衣的时候，会有一定的感受，而就小火箭自己的体验来说，高原地区的感受比这个强烈得多。）
那么，在高原地区，直升机上面的高压元器件就得经受考验了。如果在接线处有毛刺存在，就会产生电晕。如果导线和机体接地处（一般为设备壳体）的间隙设计得不够，或者加工工艺存在问题，那么这些隐患在高原环境下就会暴露出来。
其他
高原环境，昼夜温差比较大。橡胶件、密封件还有塑料制品件受温差影响而产生的热胀冷缩现象比平原地区要明显。在高原进行测试，可以更好地检验这些元器件的可靠性。
另外，对于有野战需求的仪器仪表和传感器，顺便可以检测一下在强烈阳光照射和高温差状态下的可靠性。
高原风大沙大，直升机的天线系统、油路、气路和电路抗风沙侵蚀的能力能够得到真正的检验。
还有，作战人员在高原环境下，身体和心理都将经受一定程度的考验。武器系统的人因管理在这种情况下方能得到真正的考验。
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