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飛行原理

直升機的升力產(chǎn)生原理與固定翼飛機的機翼相似，機翼與空氣之間發(fā)生相對運動，進而產(chǎn)生升力。只不過這個升力是來自于繞固定軸旋轉(zhuǎn)的“旋翼”。旋翼不像固定翼飛機那樣依靠整個機體向前飛行來使機翼與空氣產(chǎn)生相對運動，而是依靠自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與空氣的相對運動。但是，在旋翼提供升力的同時，直升機機身也會因反扭矩（與驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)等量但方向相反的扭矩，即反作用扭矩）的作用而具有向反方向旋轉(zhuǎn)的趨勢。對于單旋翼直升機，為了平衡反扭矩，常見的做法是以另一個小型旋翼，即尾槳，在機身尾部產(chǎn)生抵消反向運動的力矩。對于多旋翼直升機，多采用旋翼之間反向旋轉(zhuǎn)的方法來抵消反扭矩的作用，因此在附圖的運作說明中可以見得，由上俯視一個順時針旋轉(zhuǎn)的主翼，它的尾槳會是向黃色箭頭所指方向推力的。

歷史

人類夢想的飛行方式是原地騰空而起，既能自由飛翔又能懸停于空中，并且隨意實現(xiàn)定點著陸。例如阿拉伯人的飛毯，希臘神的戰(zhàn)車，都是垂直起落飛行器。其中最有價值、最具代表性的是中國古代玩具竹蜻蜓和意大利人達·芬奇關(guān)于垂直起降航空器的畫作。

李約瑟誤以為中國晉朝葛洪所著的《抱樸子》有紀錄類似竹蜻蜓最早的動力機械 ，但實際上文章說的是服丹修練成仙成功時，人可以飛行 。

《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道：“直升機是人類最早的飛行設(shè)想之一，多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達·芬奇，但現(xiàn)在都知道，中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。”這種玩具于14世紀傳到歐洲。“英國航空之父”喬治·凱利（1773年－1857年）曾制造過幾個竹蜻蜓，用鐘表發(fā)條作為動力來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，飛行高度曾達27米。

隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進步，直升機的發(fā)展史由幻想時期進入了探索時期。歐洲產(chǎn)業(yè)革命之后，機械工業(yè)迅速倔起，尤其是本世紀初汽車和輪船的發(fā)展，為飛行器準備了發(fā)動機和可供借鑒的螺旋槳。經(jīng)過航空先驅(qū)者們勇敢而艱苦的創(chuàng)造和試驗，1903年萊特兄弟（Wright brothers）制造的固定翼飛機飛行成功。在此期間，盡管在發(fā)展直升機方面，航空先驅(qū)們付出了相當?shù)钠D辛和努力，但由于直升機技術(shù)的復(fù)雜性和發(fā)動機性能不佳，它的成功飛行比飛機遲了30多年。

20世紀初為直升機發(fā)展的探索期，多種試驗性機型相繼問世。試驗機方案的多樣性表明了探索階段的技術(shù)不成熟性。經(jīng)過多年實踐，這些方案中只有縱列式和共軸雙旋翼式保留了下來，至今仍在應(yīng)用。雙槳橫列式方案未在直升機家族中延續(xù)，但在傾轉(zhuǎn)旋翼飛機中得到了繼承和發(fā)展。

俄國人尤利耶夫另辟捷徑，提出了利用尾槳來配平旋翼反扭矩的設(shè)計方案并于1912年制造出了試驗機。這種單旋翼帶尾槳式直升機成為至今最流行的形式。

經(jīng)過20世紀初的努力探索，為直升機發(fā)展積累了可貴的經(jīng)驗并取得顯著進展，有多架試驗機實現(xiàn)了短暫的垂直升空和短距飛行，但離實用還有很大距離。

飛機工業(yè)的發(fā)展使航空發(fā)動機的性能迅速提高，為直升機的成功提供了重要條件。旋翼技術(shù)的第一次突破，歸功于西班牙人Ciervao，他為了創(chuàng)造“不失速”的飛機以解決固定翼飛機的安全問題，采用自轉(zhuǎn)旋翼代替機翼，發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機。旋翼技術(shù)在自轉(zhuǎn)旋翼機上的成功應(yīng)用和發(fā)展，為直升機的誕生提供了另一個重要條件。

1907年8月，法國人保羅·科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機，并在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為“人類第一架直升機”。1938年，年輕的德國人漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認為是世界上第一種試飛成功的直升機。1936年，德國福克公司在對早期直升機進行多方面改進之后，公開展示了自己制造的FW-61直升機，1年后該機創(chuàng)造了多項世界紀錄。

  從圣西高地起飛的法國憲兵救援直升機

1939年春，美國的伊戈爾·伊萬諾維奇·西科爾斯基完成了VS-300直升機的全部設(shè)計工作，同年夏天制造出一架原型機。這種單旋翼帶尾槳直升機構(gòu)型成為現(xiàn)在最常見的直升機構(gòu)型。

20世紀40年代，美國沃特-西科斯基公司研制的一種2座輕型直升機R-4，它是世界上第一種投入批量生產(chǎn)的直升機，也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛(wèi)隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。該機的公司編號為VS-316，VS-316A。美國陸軍航空兵的編號為R-4，美國海軍和海岸防衛(wèi)隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻1”（Hoverfly 1），英國海軍將其命名為“牛虻”（Gadfly）。

到30年代末期，在法國、德國、美國和前蘇聯(lián)都有直升機試飛成功，并迅速改進達到了能夠?qū)嵱玫某潭?。第二次世界大?zhàn)的軍事需要，加速了這一進程，促使直升機發(fā)展由探索期進入實用期，直升機開始投入生產(chǎn)線生產(chǎn)。到二戰(zhàn)結(jié)束時，德國工廠已生產(chǎn)了30多架直升機，美國交付的R5、R6直升機已達400多架。

20世紀的后半期直升機進入航空實用期，直升機的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展，數(shù)量迅速增加。

常見類型

單旋翼直升機

涵道式尾槳例子：歐直EC-135

無尾槳例子：麥道MD520N

雙旋翼直升機

縱列式代表：波音CH-47D

橫列式代表：米里Mi-12

共軸式代表：卡莫夫Ka-27

交叉式代表：H-43卡曼公司雙旋翼交叉式直升機K-600

多旋翼直升機

  小型四旋翼飛行器

四軸飛行器有四個旋翼來懸停、維持姿態(tài)及平飛。它的四個旋翼大小相同，分布位置接近對稱。

操縱系統(tǒng)

直升機的操縱系統(tǒng)有別于固定翼航空器，通常由以分組成：

總距操縱桿（Collective Pitch Control）軍方稱為集體桿。

周期變距操縱桿（Cyclic Control）軍方稱為巡回操縱桿

腳蹬（Anti-torque Pedals）軍方稱為尾舵。

單旋翼帶尾槳直升機的操縱系統(tǒng)說明表

用途

  在陰天下起飛的直-15全天候直升機，該款機有軍民兩用功能。

  AH-64攻擊直升機

直升機依照用途可分為民用與軍用兩種。

民用

作為民間工作，沒有武裝且僅有該用途所需的裝備的直升機即為民用直升機。依其用途目前主要可分為下列幾種：

救護直升機（Doctor Helicoptor，或稱 醫(yī)療直升機 ）

救災(zāi)直升機

采訪直升機（或稱 新聞直升機 ）

觀測直升機

觀光直升機

貨運直升機

農(nóng)用直升機

郵件直升機

軍用

增加裝甲和武器，同時加強性能以供軍事用途的直升機便為軍用直升機。依其用途目前主要可分為下列五種：

攻擊直升機（Attack Helicopter）

運輸直升機（Transport Helicopter）

偵察直升機（Reconnaissance Helicopter）

反潛直升機（Anti-Submarine Warfare Helicopter）

通用直升機（Utility Helicopter）

參考資料

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