飞行原理

直升机的升力产生原理与固定翼飞机的机翼相似，机翼与空气之间发生相对运动，进而产生升力。只不过这个升力是来自于绕固定轴旋转的“旋翼”。旋翼不像固定翼飞机那样依靠整个机体向前飞行来使机翼与空气产生相对运动，而是依靠自身旋转产生与空气的相对运动。但是，在旋翼提供升力的同时，直升机机身也会因反扭矩（与驱动旋翼旋转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转的趋势。对于单旋翼直升机，为了平衡反扭矩，常见的做法是以另一个小型旋翼，即尾桨，在机身尾部产生抵消反向运动的力矩。对于多旋翼直升机，多采用旋翼之间反向旋转的方法来抵消反扭矩的作用，因此在附图的运作说明中可以见得，由上俯视一个顺时针旋转的主翼，它的尾桨会是向黄色箭头所指方向推力的。

历史

人类梦想的飞行方式是原地腾空而起，既能自由飞翔又能悬停于空中，并且随意实现定点着陆。例如阿拉伯人的飞毯，希腊神的战车，都是垂直起落飞行器。其中最有价值、最具代表性的是中国古代玩具竹蜻蜓和意大利人达·芬奇关于垂直起降航空器的画作。

李约瑟误以为中国晋朝葛洪所著的《抱朴子》有纪录类似竹蜻蜓最早的动力机械 ，但实际上文章说的是服丹修练成仙成功时，人可以飞行 。

《简明不列颠百科全书》第9卷写道：“直升机是人类最早的飞行设想之一，多年来人们一直相信最早提出这一想法的是达·芬奇，但现在都知道，中国人比中世纪的欧洲人更早做出了直升机玩具。”这种玩具于14世纪传到欧洲。“英国航空之父”乔治·凯利（1773年－1857年）曾制造过几个竹蜻蜓，用钟表发条作为动力来驱动旋转，飞行高度曾达27米。

随着生产力的发展和人类文明的进步，直升机的发展史由幻想时期进入了探索时期。欧洲产业革命之后，机械工业迅速倔起，尤其是本世纪初汽车和轮船的发展，为飞行器准备了发动机和可供借鉴的螺旋桨。经过航空先驱者们勇敢而艰苦的创造和试验，1903年莱特兄弟（Wright brothers）制造的固定翼飞机飞行成功。在此期间，尽管在发展直升机方面，航空先驱们付出了相当的艰辛和努力，但由于直升机技术的复杂性和发动机性能不佳，它的成功飞行比飞机迟了30多年。

20世纪初为直升机发展的探索期，多种试验性机型相继问世。试验机方案的多样性表明了探索阶段的技术不成熟性。经过多年实践，这些方案中只有纵列式和共轴双旋翼式保留了下来，至今仍在应用。双桨横列式方案未在直升机家族中延续，但在倾转旋翼飞机中得到了继承和发展。

俄国人尤利耶夫另辟捷径，提出了利用尾桨来配平旋翼反扭矩的设计方案并于1912年制造出了试验机。这种单旋翼带尾桨式直升机成为至今最流行的形式。

经过20世纪初的努力探索，为直升机发展积累了可贵的经验并取得显著进展，有多架试验机实现了短暂的垂直升空和短距飞行，但离实用还有很大距离。

飞机工业的发展使航空发动机的性能迅速提高，为直升机的成功提供了重要条件。旋翼技术的第一次突破，归功于西班牙人Ciervao，他为了创造“不失速”的飞机以解决固定翼飞机的安全问题，采用自转旋翼代替机翼，发明了自转旋翼机。旋翼技术在自转旋翼机上的成功应用和发展，为直升机的诞生提供了另一个重要条件。

1907年8月，法国人保罗·科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机，并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。1938年，年轻的德国人汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。1936年，德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后，公开展示了自己制造的FW-61直升机，1年后该机创造了多项世界纪录。

  从圣西高地起飞的法国宪兵救援直升机

1939年春，美国的伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基完成了VS-300直升机的全部设计工作，同年夏天制造出一架原型机。这种单旋翼带尾桨直升机构型成为现在最常见的直升机构型。

20世纪40年代，美国沃特-西科斯基公司研制的一种2座轻型直升机R-4，它是世界上第一种投入批量生产的直升机，也是美国陆军航空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升机。该机的公司编号为VS-316，VS-316A。美国陆军航空兵的编号为R-4，美国海军和海岸防卫队的编号为HNS-1，英国空军将其命名为“食蚜虻1”（Hoverfly 1），英国海军将其命名为“牛虻”（Gadfly）。

到30年代末期，在法国、德国、美国和前苏联都有直升机试飞成功，并迅速改进达到了能够实用的程度。第二次世界大战的军事需要，加速了这一进程，促使直升机发展由探索期进入实用期，直升机开始投入生产线生产。到二战结束时，德国工厂已生产了30多架直升机，美国交付的R5、R6直升机已达400多架。

20世纪的后半期直升机进入航空实用期，直升机的应用领域不断扩展，数量迅速增加。

常见类型

单旋翼直升机

涵道式尾桨例子：欧直EC-135

无尾桨例子：麦道MD520N

双旋翼直升机

纵列式代表：波音CH-47D

横列式代表：米里Mi-12

共轴式代表：卡莫夫Ka-27

交叉式代表：H-43卡曼公司双旋翼交叉式直升机K-600

多旋翼直升机

  小型四旋翼飞行器

四轴飞行器有四个旋翼来悬停、维持姿态及平飞。它的四个旋翼大小相同，分布位置接近对称。

操纵系统

直升机的操纵系统有别于固定翼航空器，通常由以分组成：

总距操纵杆（Collective Pitch Control）军方称为集体杆。

周期变距操纵杆（Cyclic Control）军方称为巡回操纵杆

脚蹬（Anti-torque Pedals）军方称为尾舵。

单旋翼带尾桨直升机的操纵系统说明表

用途

  在阴天下起飞的直-15全天候直升机，该款机有军民两用功能。

  AH-64攻击直升机

直升机依照用途可分为民用与军用两种。

民用

作为民间工作，没有武装且仅有该用途所需的装备的直升机即为民用直升机。依其用途目前主要可分为下列几种：

救护直升机（Doctor Helicoptor，或称 医疗直升机 ）

救灾直升机

采访直升机（或称 新闻直升机 ）

观测直升机

观光直升机

货运直升机

农用直升机

邮件直升机

军用

增加装甲和武器，同时加强性能以供军事用途的直升机便为军用直升机。依其用途目前主要可分为下列五种：

攻击直升机（Attack Helicopter）

运输直升机（Transport Helicopter）

侦察直升机（Reconnaissance Helicopter）

反潜直升机（Anti-Submarine Warfare Helicopter）

通用直升机（Utility Helicopter）

参考资料

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