直升机飞行原理说明书.doc

一套最好最通俗的飞行原理说明书　　自从莱特兄弟发明飞机以来，人们一直为能够飞翔蓝天而激动不已，同时又受起飞、着落所需的滑跑所困扰在莱特兄弟时代，飞机只要一片草地或缓坡就可以起飞、着陆不列颠之战和巴巴罗萨作战中，当时最高性能的“喷火”战斗机和 Me 109 战斗机也只需要一片平整的草地就可以起飞，除了重轰炸机，很少有必须用“正规”的混凝土跑道起飞、着陆的今天的飞机的性能早已不能为这些飞机所比，但飞机的滑跑速度、重量和对跑道的冲击，使对起飞、着陆的跑道的要求有增无减，连简易跑道也是高速公路等级的现代战斗机和其他高性能军用飞机对平整、坚固的长跑道的依赖，日益成为现代空军的致命的软肋为了摆脱这一困境，从航空先驱的时代开始，人们就在孜孜不倦地研制能够象鸟儿一样腾飞的具有垂直/短距起落能力的飞机　　自从人们跳出模仿飞鸟拍翅飞行的谜思之后，依据贝努力原理的空气动力升力就成为除气球和火箭外所有动力飞行器的基本原理机翼前行时，上下翼面之间的气流速度差造成上下翼面之间的压力差，这就是升力所谓“机翼前行”，实际上就是机翼和空气形成相对速度既然如此，和机身一起前行时，机翼可以造成升力，机身不动而机翼像风车叶一样打转转，和空气形成相对速度，也可以形成升力，这样旋转的“机翼”就成为旋翼，旋翼产生升力就是直升机可以垂直起落的基本原理。

　　　　　　中国小孩竹蜻蜓玩了有 2,000 年了，流传到西方后，成为现代直升机的灵感 / 达·芬奇设计的直升机，到底能不能飞起来，很是可疑　　旋翼产生升力的概念并不新鲜，中国儿童玩竹蜻蜓已经有 2,000 多年了，西方也承认流传到西方的中国竹蜻蜓是直升机最初的启示多才多艺的达·芬奇在 15 世纪设计了一个垂直的螺杆一样的直升机，不过没有超越纸上谈兵的地步1796 年，英国人 George Cayley 设计了第一架用发条作动力、能够飞起来的直升机，50 年后的 1842 年，英国人 W.H. Philips 用蒸气机作动力，设计了一架只有 9 公斤重的模型直升机1878 年，意大利人 Enrico Forlanini 用蒸气机制作了一架只有 3.5 公斤重的模型直升机1880 年，美国发明家托马斯·爱迪生着手研制用电动机驱动的直升机，但最后放弃了法国人 Paul Cornu 在 1907 年制成第一架载人的直升机，旋翼转速每分钟 90 转，发动机是一台 24 马力的汽油机Cornu 用旋翼下的“舵面”控制飞行方向和产生前进的推力，但 Cornu 的直升机的速度和飞行控制能力很可怜　　　　1796 年，英国人 George Cayley 设计了这么一个直升机，最高升到 90 英尺（约 30 米）　　　　法国人 Paul Cornu 在 1907 年设计的第一架载人直升机　　但是意大利人 Juan de la Cierva 在 1923 年设计旋翼机时，无意中解决了直升机的一个重大问题，他发明的挥舞铰解决了困扰直升机旋翼设计的一个重大问题。

1930 年 10 月，意大利人 Corradino D'Ascanio 的直升机是公认的第一架现代意义上的直升机，在 18 米高度上前飞了 800 多米的距离，D'Ascanio 的直升机用共轴反转双桨30 年代，德国人 Heinrich Focke 设计了 FA-61 直升机，不断在各种纳粹集会中作公关表演，但德国人 Anton Flettner 设计的 FL282 可算是第一种量产直升机，在二战中为德国海军生产了近 1,000 架，不过没有在战斗中起到什么作用Igor Sikorsky 设计的 VS300（VS 代表 Vought-Sikorsky，当时 Sikorsky 是 Vought 飞机公司的一部分）第一次采用尾桨，真正奠定了现代直升机的雏形　　　　D'Ascanio 的直升机是第一个现代意义上的直升机，能完成前飞，具有基本的飞行控制能力　　　　　　30 年代德国的 FW61直升机，被纳粹用作宣传纳粹“优越性”的工具 / 德国 FL282 应该是第一架量产型直升机，在二战期间产量达到近 1,000 架，用于德国海军，不过没有对战斗造成什么影响　　　　这是 FL282 的近容　　　　　　39-40 年 Sikorsky 的 VS300 直升机是现代直升机的“老母鸡”，奠定了现代直升机最常用的尾桨布局 / 尽管贝尔飞机公司在 37 年才开张，45 年的贝尔 47 是第一种量产的实用型直升机，在朝鲜战场就广泛用于伤员救护、侦察、炮兵指引等，从长津湖突围的美国海军陆战队 1 师如果不是贝尔 47 帮助在峡谷上架轻便桥，就没有今天吹牛的本钱了　　　　　　UH-1 使越南战争成为第一场直升机战争，直升机成为美军士兵进入和撤离战斗最常见的运输工具 / UH-60 是现在美军的主力战术运输直升机，中国在 89 年前进口过一小批，在西藏高原使用的效果十分好[img]    [img] 单人直升机，符合美国FAA标准，不需飞行执照，不需航线申报，低空600米以下飞行。

亚洲首席代表TEL：0086－20－3311－7356E－mail：world_kungfu@：124117125贝尔206格斗号私人直升机企业群：“26046520”，欢迎各位航空专业人士加盟（军航－民航－通航－非航－私航－飞行－签派－乘务－空管） 顶端 · 回复 · 引用 · 评分 · 收藏 更多· 分享 · 举报 baby8410 直升机飞行会world-级别: 专业技术上尉·作者资料· 发送短消息· 加为好友·联系UID: 37092精华: 6发帖: 2967威望: 21 点国防币: 5308 枚贡献值: 0 点时间: 1121(小时)注册时间: 2007-01-03最后登录: 2009-09-19 1楼  发表于: 2008-08-24 15:05 只看该作者 | 小 中 大 直升机能够垂直飞起来的基本道理简单，但飞行控制就不简单了旋翼可以产生升力，但谁来产生前进的推力呢？单独安装另外的推进发动机当然可以，但这样增加重量和总体复杂性，能不能使旋翼同时担当升力和推进作用呢？升力-推进问题解决后，还有转向、俯仰、滚转控制问题旋翼旋转产生升力的同时，对机身产生反扭力（初中物理：有作用力就一定有反作用力），所以直升机还有一个特有的反扭力控制问题。

　　　　　　直升机主旋翼反扭力的示意图　　　　　　　　没有一定的反扭力措施，直升机就要打转转 / 尾桨是抵消反扭力的最常见的方法　　直升机抵消反扭力的方案有很多，最常规的是采用尾桨主旋翼顺时针转，对机身就产生逆时针方向的反扭力，尾桨就必须或推或拉，产生顺时针方向的推力，以抵消主旋翼的反扭力　　　　　　　　　　抵消反扭力的主旋翼-尾桨布局，也称常规布局，因为这最常见 / 典型的贝尔 407 的尾桨　　主旋翼当然也可以顺时针旋转，顺时针还是逆时针，两者之间没有优劣之分有意思的是，美、英、德、意、日直升机的主旋翼都是逆时针旋转，法、俄、中、印、波兰直升机都是顺时针旋转，英、德、意、日的直升机工业都是从美国引进许可证开始的，和美国采用相同的习惯可以理解，中、印、波兰是从前苏联和法国引进许可证开始的，和法、俄的习惯相同也可以理解，但美国和俄罗斯为什么从一开始选定不同的方向，法国为什么不和选美国一样的方向，而和俄罗斯一致，可能只是一个历史的玩笑　　　　　　　　各国直升机主旋翼旋转方向的比较　　尾桨给直升机的设计带来了很多麻烦尾桨要是太大了，会打到地上，所以尾桨尺寸受到限制，要提供足够的反扭力，就需要提高转速，这样，尾桨翼尖速度就大，尾桨的噪声就很大。

极端情况下，尾桨翼尖速度甚至可以超过音速，形成音爆尾桨需要安装在尾撑上，尾撑越长，尾桨的力矩越大，反扭力效果越好，但尾撑的重量也越大为了把动力传递到尾桨，尾撑内需要安装一根长长的传动轴，这又增加了重量和机械复杂性尾桨是直升机飞行安全的最大挑战，主旋翼失去动力，直升机还可以自旋着陆；但尾桨一旦失去动力，那直升机就要打转转，失去控制在战斗中，直升机因为尾桨受损而坠毁的概率远远高于因为其他部位被击中的情况即使不算战损情况，平时使用中，尾桨对地面人员的危险很大，一不小心，附近的人员和器材就会被打到在居民区或林间空地悬停或起落时，尾桨很容易挂上建筑物、电线、树枝、飞舞物品[img]    [img] 单人直升机，符合美国FAA标准，不需飞行执照，不需航线申报，低空600米以下飞行亚洲首席代表TEL：0086－20－3311－7356E－mail：world_kungfu@：124117125贝尔206格斗号私人直升机企业群：“26046520”，欢迎各位航空专业人士加盟（军航－民航－通航－非航－私航－飞行－签派－乘务－空管） 顶端 · 回复 · 引用 · 评分 更多· 分享 · 举报 baby8410 直升机飞行会world-级别: 专业技术上尉·作者资料· 发送短消息· 加为好友·联系UID: 37092精华: 6发帖: 2967威望: 21 点国防币: 5308 枚贡献值: 0 点时间: 1121(小时)注册时间: 2007-01-03最后登录: 2009-09-19 2楼  发表于: 2008-08-24 15:06 只看该作者 | 小 中 大 尾桨可以是推式，也可以是拉式，一般认为以推式的效率为高。

虽然不管推式还是拉式，气流总是要流经尾撑，但在尾桨加速气流前，低速气流流经尾撑的动能损失较小尾桨的旋转方向可以顺着主旋翼，也就是说，对于逆时针旋转的主旋翼，尾桨向前转（或者说，从右面向直升机看，尾桨顺时针旋转），这样尾桨对主旋翼的气动干扰小，主旋翼的升力可以充分发挥尾桨也可以逆着主旋翼的方向旋转，也就是说，对于逆时针旋转的主旋翼，尾桨向后转（或者说，从右面向直升机看，尾桨逆时针旋转），这样尾桨和主旋翼之间形成一个互相干扰，主旋翼的升力受到损失，但尾桨的作用加强，所以可以缩小尺寸，或降低功率两者没有绝对的优劣，设计得当时，一般选择顺着转，只有设计不当、尾桨控制作用不够时，才选择逆着转，像米-24直升机那样　　涵道尾桨（fenestron）将尾桨缩小，“隐藏”在尾撑端部的巨大开孔里，相当于给尾桨安上一个罩子，这样大大改善了安全性，不易打到周围的物体由于涵道尾桨的周边是遮蔽的，尾桨翼尖附近的气流情况大大简化，翼尖速度较高也不至于大大增加噪声罩子的屏蔽也使前后方向上的噪声大大减小。