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1、一种以动力装置驱动的旋翼作为主要升力和推进力来源，能垂直起落及前后、左右飞行的旋翼航空器。直升机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发 动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱 动。工作原理直升机发动机驱动旋翼提供升力，把直升机举托在空中，单旋翼直升机的主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨，机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨，通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的 不同转速下的反作用力。双旋翼直升机通常采用旋翼相对反转的方式来抵消旋翼产生的不平衡升力。双旋翼直升机有
2、两种，一种是共轴双旋翼，即两个旋翼同一个轴心，如俄国生产的卡-27直升机等；另一种是 分轴双旋翼，即两个旋翼分开比较远，各有各自的轴，典型代表是美国的支奴干直升机。双旋翼直升机还可以根据 两根旋翼轴的相对位置分为纵列双旋翼直升机和并列双旋翼直升机。通过称为“倾斜盘”的机构可以改变直升机的旋翼的桨叶角，从而实现旋翼周期变距，以此改变旋翼旋转平面不 同位置的升力来实现改变直升机的飞行姿态，再以升力方向变化改变飞行方向。同时，直升机升空后发动机是保持 在一个相对稳定的转速下，控制直升机的上升和下降是通过调整旋翼的总距来得到不同的总升力的，因此直升机实 现了垂直起飞及降落。1操纵系统直升机的操纵系统有
3、别于固定翼航空器，通常由以下部分组成：3总距操纵杆简称总距杆，用来控制旋翼桨叶总距变化。总距操纵杆一般布置在驾驶员座位的左侧，绕支座轴线上、下转动。 驾驶员左手上提杆时，使自动倾斜器整体上升而增大旋翼桨叶总距（即所有桨叶的桨距同时增大相同角度）使旋翼拉 力增大，反之拉力减小，由此来控制直升机的升降运动。通常在总距操纵杆的手柄上设置旋转式油门操纵机构，用 来调节发动机油门的大小，以便使发动机输出功率与旋翼桨叶总距变化后的旋翼需用功率相适应。因此，该操纵杆 又被称为总距油门杆。3周期变距操纵杆（驾驶杆）简称驾驶杆。与固定翼航空器的驾驶杆作用相似，通过操纵线系与自动倾斜器相连接。一般位于驾驶员座椅的
4、 中央前方。驾驶员沿横向和纵向操纵周期变距操纵杆时，自动倾斜器会出现相应方向的倾斜，从而导致旋翼拉力方 向也发生相应方向的倾斜，由此得到需要的推进力以及横向和纵向操纵力，进而改变直升机的运动状态和自身姿态。3脚蹬与固定翼航空器的方向舵脚蹬作用相似，都是控制航向工具。由于直升机的类型比较多，脚蹬起作用的方式也 各不相同。对于单旋翼带尾桨直升机，脚蹬经操纵线系与尾桨的桨距控制装置相连，通过控制尾桨桨距的大小来调 节尾桨产生的侧向力，达到控制航向的目的。对于单旋翼无尾桨直升机，则是通过脚蹬控制机身尾部出气量的大小 来调节侧向力。对于双旋翼直升机，脚蹬控制的则是两旋翼总桨距的差动，即一个增大一个减小，
5、使得两旋翼反扭 矩不能平衡，从而使机身发生航向偏转一、直升机与普通飞机区别及飞行简单原理：不可否认，直升机和飞机有些共同点。比如，都是飞行在大气层中，都重于空气，都是利用空气动力的飞行器，但 直升机有诸多独有特性。（1）直升机飞行原理和结构与飞机不同飞机靠它的固定机翼产生升力，而直升机是靠它头上的桨叶（螺旋桨）旋 转产生升力。（2）直升机的结构和飞机不同，主要由旋翼、机身、发动机、起落装置和操纵机构等部分组成。根据螺旋桨个数, 分为单旋翼式、双旋翼式和多旋翼式。（3）单旋翼式直升机尾部还装有尾翼，其主要作用：抗扭，用以平衡单旋翼产生的反作用力矩和控制直升机的转 弯。（4）直升机最显眼的地方是头
6、上窄长的大刀式的旋翼，一般由25片桨叶组成一副，由12台发动机带动，其 主要作用：通过高速的旋转对大气施加向下的巨大的力，然后利用大气的反作用力（相当与直升飞机受到大气向上 的力）使飞机能够平稳的悬在空中。二、平衡分析（对单旋翼式）：（1）直升飞机的大螺旋桨旋转产生升力平衡重力。直升飞机的桨叶大概有23米长，一般有5叶组成。普通飞机是靠翅膀产生升力起飞的，而直升飞机是靠螺 旋桨转动，拨动空气产生升力的。直升飞机起飞时，螺旋桨越转越快，产生的升力也越来越大，当升力比飞机的重 量还大时，飞机就起飞了。在飞行中飞行员调节高度时，就只要通过改变大螺旋桨旋转的速度就可以了。（2）直升飞机的横向稳定。因为
7、直升飞机如果只有大螺旋桨旋，那么根据动量守衡，机身就也会旋转，因此直升飞机就必须要一个能够阻止机 身旋转的装置。而飞机尾部侧面的小型螺旋桨就是起到这个作用，飞机的左转、右转或保持稳定航向都是靠它来完 成的。同时为了不使尾桨碰到旋翼，就必须把直升飞机的机身加长，所以，直升飞机有一个像蜻蜓式的长尾巴。三、能量方式分析。根据能量守恒定律可知：能量既不会消失，也不会无中生有，它只能从一种形式转化成为另一种形式。在低速流动 的空气中，参与转换的能量只有压力能和动能。一定质量的空气具有一定的压力，能推动物体做功；压力越大，压 力能也越大；流动的空气具有动能，流速越大，动能也越大。而空气的流速只有来自于发动
8、机所带的螺旋桨对空气的作用，当然从这里分析能量也是守衡的。高速旋转的螺旋桨扇动空气，对空气作用，而空气反作用于螺旋桨。用动量定理来解释：Ft=mv,F代表螺旋桨对空 气施加的力（有等同于空气反作用于螺旋桨的力），t代表螺旋桨对空气的作用时间，m代表通过螺旋桨的空气的 质量，v就是这部分空气的速度。由此推导：F=mv/t，这就是说m越大，v越大，t我们设定为单位时间，F就会越 大，也就是说，单位时间内通过螺旋桨的空气的质量，速度越大，产生的力也就越大，所以说只要螺旋桨旋转的速 度够快，就能扇动足够多的空气，产生足够大的力，从而使直升飞机升起来。二、直升机的操纵特点直升机不同于固定翼飞机，一般都没
9、有在飞行中供操纵的专用活动舵面。这是由于在小速度飞行或悬停中， 其作用也很小，因为只有当气流速度很大时舵面或副翼才会产生足够的空气动力。单旋翼带尾桨的直升机主要靠 旋翼和尾桨进行操纵，而双旋翼直升机靠两副旋翼来操纵。由此可见，旋翼还起着飞机的舱面和副翼的作用。为了说明直升机操纵特点，先介绍直升机驾驶舱内的操纵机构。直升机驾驶员座舱操纵机构及配置直升机驾驶 员座舱主要的操纵机构是：驾驶杆（又称周期变距杆）、脚蹬、油门总距杆。此外还有油门调节环、直升机配平调整 片开关及其他手柄。驾驶杆位于驾驶员座椅前面，通过操纵线系与旋翼的自动倾斜器连接。驾驶杆偏离中立位置表示：向前直升机低头并向前运动;向后直升
10、机抬头并向后退；向左直升机向左倾斜并向左侧运动；向右直升机向右倾斜并向右侧运动。脚蹬位于座椅前下部，对于单旋翼带尾桨的直升机来说，驾驶员蹬脚蹬操纵尾桨变距改变尾桨推（拉）力，对直 升机实施航向操纵。油门总距杆通常位于驾驶员座椅的左方，由驾驶员左手操纵，此杆可同时操纵旋翼总距和发动机油门，实现总 距和油门联合操纵。油门调节环位于油门总距杆的端部，在不动总距油门杆的情况下，驾驶员左手拧动油门调节环可以在较小的 发动机转速范围内调整发动机功率。调整片操纵（又称配平操纵）的主要原因是因为直升机在飞行中驾驶杆上的载荷，不同于飞机的舵面载荷。如果直 升机旋翼使用可逆式操纵系统，那么驾驶杆要受周期（每一转）
11、的可变载荷，而且此载荷又随着飞行状态的改变而产 生某些变化。为减小驾驶杆的载荷，大多数直升机操纵系统中都安装有液压助力器。操纵液压助力器可进行不可 逆式操纵，即除了操纵系统的摩擦之外，旋翼不再向驾驶杆传送任何力。为了得到飞行状态改变时驾驶杆力变化的规律性，可在操纵系统中安装纵向和横向加载弹簧。因为宜升机平衡 发生变化（阻力及其力矩发生变化），驾驶杆的位置便随飞行状态变化而变化，连接驾驶杆的加载弹簧随着驾驶杆位 置的变化而变化时，则驾驶杆力随着飞行速度不同也出现带有规律性的变化，这对飞行员来说是十分重要的。为消除因飞行状态改变而产生的驾驶杆的弹簧载荷，可对弹簧张力进行调整，相当于飞机上的调整片所
12、起的调 整作用，因此在直升机上通常把此种调整机构称为调整片，或称作调平机构。弹簧张力是由调整片操纵开关或电 动操纵按钮控制的。自动倾斜器的主要零件包括：旋转环连接桨叶拉杆，旋转环利用滚珠轴承连接在不旋转环上，不旋转环压在 套环上；套环带有横向操纵拉杆和纵向操纵拉杆；操纵总桨距的滑筒。直升机的驾驶杆动作时，旋转环和不旋转环 随同套环一起向前、后、左、右倾斜或任意方向倾斜。因为旋转环用垂直拉杆同桨叶连接，所以旋转环的旋转面倾斜会引起桨叶绕纵轴做周期性转动，即旋翼每转一周 重复一次，换句话说，每一桨叶的桨距将进行周期性变化。为了解桨距的变化，应分别分析直升机的两种飞行状态， 即垂直飞行状态和水平飞行
13、状态。垂直飞行，靠改变总距来实施，换句话说，就是靠同时改变所有桨叶的迎角来实施。此时所有桨叶同时增大或减 小相同的迎角，就会相应地增大或减小升力，因而直升机也会相应地进行垂直上升或下降。操纵总距是用座舱内 驾驶员座椅左侧的油门总距杆。从下图中看出，若上提油门总距杆，则不旋转环和旋转环向上抬起，各片桨叶的 桨距增大，直升机上升。若下放油门总距杆，直升机则垂直下降。直升机水平飞行要使旋翼旋转平面倾斜，使旋翼总空气动力矢量倾斜得出水平分力。旋转平面倾斜是靠周， 期性改变桨距得到的。这说明，旋翼每片桨叶的桨距在每一转动周期中（每转一周），先增大到某一数值，然后下降 到某一最小数值，继而反复循环。各种方
14、位的桨距周期性变化如下图所示。下面考察自动倾斜器未倾斜和向前倾 斜时作用于桨叶上的各力。旋翼旋转时，每片桨叶上的作用力如下图所示：升力Y叶，重力G叶，挥舞惯性力和离心力J离心力。层桨的构造同旋翼相似，不过比旋翼要简单得多。尾桨的每一桨叶和旋翼桨叶一样，其旋转铀转动。由于尾桨转 速很高，工作时会产生很大的离心力。尾桨操纵没有自动倾斜器，也不存在周期变距问题。靠蹬脚蹬改变尾桨的总距来操纵尾桨。当驾驶员蹬脚蹬后，齿 轮通过传动链条带动蜗杆螺帽转动，蜗杆螺帽沿旋转轴推动滑动操纵杆滑动（见上图），杆用轴承固定在三爪传动臂 上，另一端则用槽与支座相连，以防止滑动操纵杆转动。三爪传动臂随同尾桨叶传动，通过三
15、个拉杆使三片桨叶 绕自身纵轴同时转动，此时，根据脚蹬蹬出方向和动作量大小，来增大或减小尾桨桨距直升机的侧飞侧飞是直升机特有的又一种飞行状态，它与悬停、小速度垂直飞行及后飞一起是实施某些特殊作业不可缺少的 飞行性能。一般侧飞是在悬停基础上实施的飞行状态。其特点是要多注意侧向力的变化和平衡。由于直升机机体 的侧向投影面积很大，机体在侧飞时其空气动力阻力特别大，因此直升机侧飞速度通常很小。由于单旋翼带尾 桨直升机的侧向受力是不对称的，因此左侧飞和右侧飞受力各不相同。向后行桨叶一侧侧飞，旋翼拉力向后行桨 叶一例的水平分量大于向前行桨叶一侧的尾桨推力，直升机向后方向运动，会产生与水平分量反向的空气动力阻
16、 力Z。当侧力平衡时，水平分量等于尾桨推力与空气动力阻力之和，能保持等速向后行桨叶一侧侧飞。向前行桨叶 一例侧飞时，旋翼拉力的水平分量小于尾桨推力，在剩余尾桨推力作用下，直升机向民桨推力方向一例运动，空 气动力阻力与尾桨推力反向，当侧力平衡时，保持等速向前行桨叶一侧飞行。直升机的起飞直升机利用旋翼拉力从离开地面、并增速上升至一定高度的运动过程叫做起飞。直升机具有多种起飞方式，可以 垂直起飞，也可以像固定翼飞机一样滑跑起飞。具体采用何种方式起飞，必须根据场地面积的大小、大气条件、周 围障碍物的高度和起飞重量大小等具体情况决定。垂直起飞是直升机从垂直离地到一定高度上悬停，然后按一定的轨迹爬升增速的过程。爬升高度视周围障碍物 的高度而定。一般而言，作为起飞过程完成的离地高度约为2030m，速度接近其经济速度。直升机根据不同
