直升机是如何飞行的？
2003-7-2 18:11:14 来源： 作者： 字体大小：大 中 小 阅读：843 次
电影电视中常常肝出现直升机的身影；它能在险恶的环境里救助遇难者，能在城市上空指挥追捕逃犯，能在战场上攻击敌人坦克，能耐丛林中调查野生动物等直升机的飞行本领很大，它几乎不受场地条件的约束，只要有一块地方就可以起飞。它能垂直起飞上升，可前飞，可侧飞，甚至还能倒飞。 这些都是普通飞机望尘莫及的。这些神奇的飞行本领使之在各种场合发挥着独特的作用。那么直升机是如何获得这些本领，是如何完成这些复杂飞行动作的呢？
直升机属于旋翼航空器，它利用涡轮轴发动机驱动机身上方大直径的旋翼旋转产生升力。旋翼类似于螺旋桨，可装一副或几副。螺旋桨旋可以使飞机实现水平飞行，旋翼旋转就能使直升机实现垂直起飞和上升。在飞行过程中，旋翼的转速成是恒定的，一般在每分钟三四百转。控制升力的大小是依靠操纵旋翼桨叶的桨矩（相当于机翼的迎角）实现的。桨矩由自动倾斜器控制。桨矩越大，升力也越大。桨矩最小时，旋翼即使旋转也不产生升力。这就是我们看到的旋翼在旋转而直升机仍然停在地面上不动的缘故。直升机驾驶舱内有驾驶杆、总距杆和脚蹬等操纵装置，分别用来对直升机进行纵向、横向操纵、垂直升降操纵和航向操场纵。当驾驶员上提（下压）总距杆时，自动倾斜器使旋翼各片桨叶的桨距同时增大（减小）从而使旋翼的拉力增大（减小），使直升机上升（下降）。
直升机旋翼是个多面手，垂直爬升力和水平驱动力都由它产生。当驾驶员前推（后拉、左压、右压）驾驶杆时，自动倾斜器使旋翼各片桨叶的桨距发生某种周期性变化，从而改变旋翼的拉力方向，产生向前（向后、向左、向右）的分力，这样直升机在保持高度的同时，可以产生水平方向的移动，实现纵向——横向操纵。这就是直升机飞行的基本原理。我们可以通过直升机倒飞为例加以说明。在倒飞时，飞行员向后拉操纵杆，自动倾斜器使旋翼向后偏转，旋翼升力便产生水垂直和水平向后两个分量。这个水平向后的分量使直升机完成倒飞动作。通常，在后拉操纵杆时，还要伴随着旋翼变矩操纵，以产生足够的升力。
旋翼旋转时，会使直升机产生反作用扭矩。如果这个扭矩不加平衡，直升机本身会发生反方向旋转。这显然是不能允许的。平衡反作用扭矩方式的不同，导致直升机出现各种各样的布局形式。
直升机的探索早已开始，甚至在飞机还没有诞生以前就有人设计直升机了。但实用直升机直到40年代中期才问世，原因是直升机的几大难题没有很好解决，其中之一就是反作用扭矩的平衡。曾经广泛尝试的一种方法是采用两副旋翼，出现了纵列式和横列式。两副旋翼旋转方向相反，扭矩彼此抵消。这两种方式存在空气动力效率低或迎风阻力大的缺点，实用型号不多。另一种双旋翼布局是共轴式，即两副旋翼在一个轴上上下排凑，又省去了尾浆，但操纵机构复杂，因而这种布局应用也不多。但前苏联卡莫夫设计局却十分偏爱这种型式。该设计局研制的一系列军民用直升机包括最先进的卡——136“噱头”式武装直升机都采用双旋翼共轴式布局。
平衡旋翼扭矩最常用的方式是旋翼加尾桨布局。这种布局除一副旋翼外，尾部垂直安装一副小直径的旋翼，其桨叶有两片、三片、四片甚至十几片。尾桨的作用除了平衡旋翼扭矩外，还可以进行飞行方向操纵。驾驶员利用脚蹬可以改变尾桨各片桨叶的桨距，从而改变尾桨拉力的大小，使直升机左转或右转，实现航向操纵。
