【簡介：】本篇文章給大家談談《渦輪噴氣直升機》對應的知識點，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、直升機直飛原理?
2、直升飛機的特點是什么有什么功能為什么
3、直升機的發(fā)展
本篇文章給大家談談《渦輪噴氣直升機》對應的知識點，希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽：
直升機直飛原理?
直升機主要由機體和升力（含旋翼和尾槳）、動力、傳動三大系統(tǒng)以及機載飛行設備等組成。旋翼一般由渦輪軸發(fā)動機或活塞式發(fā)動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統(tǒng)來驅動，也可由槳尖噴氣產(chǎn)生的反作用力來驅動。目前實際應用的是機械驅動式的單旋翼直升機及雙旋翼直升機，其中又以單旋翼直升機數(shù)量最多。
直升機的最大速度可達300km/h以上，俯沖極限速度近400km/h,使用升限可達6000m（世界紀錄為12450m）,一般航程可達600～800km左右。攜帶機內(nèi)、外副油箱轉場航程可達2000km以上。根據(jù)不同的需要直升機有不同的起飛重量。當前世界上投入使用的重型直升機最大的是俄羅斯的米-26（最大起飛重量達56t，有效載荷20t）。
直升機的突出特點是可以做低空（離地面數(shù)米）、低速（從懸停開始）和機頭方向不變的機動飛行，特別是可在小面積場地垂直起降。由于這些特點使其具有廣闊的用途及發(fā)展前景。在軍用方面已廣泛應用于對地攻擊、機降登陸、武器運送、后勤支援、戰(zhàn)場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯(lián)絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用于短途運輸、醫(yī)療救護、救災救生、緊急營救、吊裝設備、地質(zhì)勘探、護林滅火、空中攝影等。海上油井與基地間的人員及物資運輸是民用的一個重要方面。
目前直升機相對飛機而言，振動和噪聲水平較高、維護檢修工作量較大、使用成本較高，速度較低，航程較短。直升機今后的發(fā)展方向就是在這些方面加以改進。
直升機的發(fā)展簡史
中國的竹蜻蜓
中國的竹蜻蜓和意大利人達芬奇的直升機草圖，為現(xiàn)代直升機的發(fā)明提供了啟示，指出了正確的思維方向，它們被公認是直升機發(fā)展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”，這是我們祖先的奇特發(fā)明。有人認為，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具，一直流傳到現(xiàn)在。
現(xiàn)代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍，但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處?，F(xiàn)代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒，帶動旋翼的發(fā)動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍，后面尖銳，上表面比較圓拱，下表面比較平直。當氣流經(jīng)過圓拱的上表面時，其流速快而壓力小；當氣流經(jīng)過平直的下表面時，其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個壓力差，便產(chǎn)生了向上的升力。當升力大于它本身的重量時，竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英百科全書》記載道：這種稱為“中國陀螺”的“直升機玩具”在15世紀中葉，也就是在達芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前，就已經(jīng)傳入了歐洲。
《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?！?/p>
意大利達芬奇的畫
意大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想并繪制了草圖。
19世紀末，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達芬奇在1475年畫的一張關于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體，看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉，當達到一定轉速時，就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩，以改變飛行方向。西方人都說，這是最早的直升機設計藍圖。
人類第一架直升機
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”。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續(xù)飛行了20秒鐘，實現(xiàn)了自由飛行。
保羅科爾尼研制的直升機帶兩副旋翼，主結構為一根V形鋼管，機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成，并采用鋼索加強，以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一臺24馬力的 Antainette 發(fā)動機和操作員座椅。機身總長6.20米，重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼，每副旋翼有2片槳葉。
世界上第一種試飛成功的直升機
1938年，年輕的德國姑娘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?？斯驹趯υ缙谥鄙龣C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。這是一架機身類似固定翼飛機，但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機，它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起，兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的，用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱，通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現(xiàn)偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的，通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩(wěn)定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置，在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度，以實現(xiàn)飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一臺功率140馬力的活塞發(fā)動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里，航程200公里，起飛重量953千克。
第一架實用直升機
1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天制造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機，裝有三片槳葉的旋翼，旋翼直徑8.5米，尾部裝有兩片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結構，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為后三點式，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一臺四氣缸、75馬力的氣冷式發(fā)動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現(xiàn)在最常見的直升機構型。
自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進行改進，逐步加大發(fā)動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了90馬力的富蘭克林發(fā)動機。
世界上第一種投入批生產(chǎn)的直升機
R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研制的一種2座輕型直升機,是世界上第1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，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。早期的活塞式發(fā)動機和木質(zhì)槳葉直升機
在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發(fā)展的第一階段，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47；蘇聯(lián)的米-4、卡-18；英國的布里斯托爾-171；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。
貝爾47是美國貝爾直升機公司研制的單發(fā)輕型直升機，研制工作開始于1941年，試驗機貝爾30于1943年開始飛行，1945年改名為貝爾47，1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩(wěn)定桿，與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁后部有兩個槳葉的全金屬尾槳。
卡-18是蘇聯(lián)卡莫夫設計局設計的單發(fā)雙旋翼共軸式輕型多用途直升機，于1957年年中首次飛行，此后不久投入批生產(chǎn)。采用兩副旋轉方向相反的3槳葉共軸式旋翼，槳葉為木質(zhì)結構。裝1臺275馬力的九缸星形活塞式發(fā)動機。機身為鋼管焊接結構，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內(nèi)可容納1名駕駛員和3名旅客。采用四輪式起落架，前起落架機輪可以自由轉向。
這個階段的直升機具有以下特點：動力源采用活塞式發(fā)動機，這種發(fā)動機功率小，比功率低(約為1.3千瓦/千克)，比容積低(約247.5千克/米3)。采用木質(zhì)或鋼木混合結構的旋翼槳葉，壽命短，約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型，槳尖為矩形，氣動效率低，旋翼升阻比為6.8左右，旋翼效率通常為0.6。機體結構采用全金屬構架式，空重與總重之比較大，約為0.65。沒有必要的導航設備，只有功能單一的目視飛行儀表，通信設備為電子管設備。動力學性能不佳，最大飛行速度低(約為200千米/小時)，振動水平在0.25g左右，噪聲水平約為110分貝，乘坐舒適性差。渦軸發(fā)動機和金屬槳葉直升機
20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發(fā)展的第二階段。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1，蘇聯(lián)的米-6、米-8、米-24，法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現(xiàn)專用武裝直升機，如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。
這個階段的直升機具有以下特點：動力源開始采用第一代渦輪軸發(fā)動機。渦輪軸發(fā)動機產(chǎn)生的功率比活塞式發(fā)動機大得多，使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發(fā)動機的比功率約為3.62千瓦/千克，比容積為294.9千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質(zhì)和鋼木混合結構發(fā)展成全金屬槳葉，壽命達到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的，槳尖簡單尖削與后掠，氣動效率有所提高，旋翼升阻比達到7.3，旋翼效率提高到0.6。機體結構為全金屬薄壁結構，空重與總重之比降低到0.5附近。已采用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化，以減小氣動阻力。直升機座艙開始采用縱列式布置，使機身變窄。性能明顯改善，最大飛行速度達到200~250千米/小時，振動水平降低到0.15g左右，噪聲水平為100分貝，乘坐舒適性有所改善。
第三代直升機
20世紀70年代至80年代是直升機發(fā)展的第三階段，典型機種有：美國的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”，蘇聯(lián)的卡-50、米-28，法國的SA365“海豚”，意大利的A129“貓鼬”等。
在這一階段，出現(xiàn)了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題，這時也設計制造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研制專用武裝直升機，促進了直升機技術的發(fā)展。
這個階段的直升機具有以下特點：渦輪軸發(fā)動機發(fā)展到第二代，改用了自由渦軸結構，因此具有較好的轉速控制特征，改善了起動性能，但加速性能沒有定軸結構的好。發(fā)動機的重量和體積有所減小，壽命和可靠性均有提高。典型的發(fā)動機耗油率為0.36千克/千瓦小時，與活塞式發(fā)動機差不多。旋翼槳葉采用復合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，達到3600小時左右。翼型不再借用固定翼飛機的翼型，而是為直升機專門研制的翼型，即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線后掠。槳轂廣泛使用彈性軸承，有的成無鉸式。尾槳已開始采用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達8.5左右，旋翼效率提高到0.7左右。機體次結構也采用復合材料制造，復合材料占機體總重的比例通常為10%左右，直升機的空重/總重比一般為0.5。對于軍用直升機，特別是武裝直升機來說，提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標準MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設計標準。為滿足這些標準，軍用直升機采用了乘員裝甲保護，專門設計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統(tǒng)。電子系統(tǒng)已發(fā)展到半集成型。直升機采用大規(guī)模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構等。機上的電子設備之間靠一條雙向數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，通過這條總線可進行信息發(fā)射和接收。直升機采用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視系統(tǒng)的使用使直升機具備了夜間飛行能力。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大，導航距離與精度明顯提高，儀表數(shù)量有所減少，飛行員工作負荷得到減輕，也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力，從而提高了直升機的整體性能。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4，全機振動水平約為0.1g，噪聲水平低于95分貝，最大飛行速度達到300千米/小時。
現(xiàn)代直升機
20世紀90年代是直升機發(fā)展的第四階段，出現(xiàn)了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，稱為第四代直升機。
這個階段的直升機具有以下特點：采用第3代渦軸發(fā)動機，這種發(fā)動機雖然仍采用自由渦軸結構，但采用了先進的發(fā)動機全權數(shù)字控制系統(tǒng)及自動監(jiān)控系統(tǒng)，并與機載計算機管理系統(tǒng)集成在一起，有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發(fā)動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時，低于活塞式發(fā)動機的耗油率。其代表性的發(fā)動機有T800、RTM322和RTM390。槳葉采用碳纖維、凱芙拉等高級復合材料制成，槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多，較突出的有拋物線后掠形和先前掠再后掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應，改善槳葉的氣動載荷分布，降低旋翼的振動和噪聲，提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應用，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復合材料，使結構更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應用了無尾槳反扭矩系統(tǒng)，其優(yōu)點是具有良好的操縱響應特性、振動小、噪聲低，不需要尾傳動軸和尾減速，使零部件數(shù)量大大減小，因而提高了可維護性。復合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始采用復合材料主結構，復合材料的應用比例大幅度上升，通常占機體結構重量的30~50%。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設備朝著高度集成化方向發(fā)展。這一時期的直升機，采用了先進的增穩(wěn)增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規(guī)的操縱系統(tǒng)，采用先進的捷聯(lián)慣導、衛(wèi)星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發(fā)射等火控設備及先進的電子對抗設備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術，并正向傳感器融合方向發(fā)展。機上的電子、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過多余度數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，實現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。采用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙布局和儀表板布置，系統(tǒng)部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質(zhì)和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6，振動水平降到0.05g，噪聲水平小于90分貝，最大速度可達到350千米/小時。
直升機的飛行原理
直升機的頭上有個大螺旋槳，尾部也有一個小螺旋槳，小螺旋槳為了抵消大螺旋槳產(chǎn)生的反作用力。直升機發(fā)動機驅動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中，旋翼還能驅動直升機傾斜來改變方向。螺旋槳轉速影響直升機的升力，直升機因此實現(xiàn)了垂直起飛及降落。
水平面內(nèi)的機動，如加速和減速、盤旋、轉彎、水平“8”字機動、蛇形機動等；
鉛垂平面內(nèi)的機動，如急躍升和俯沖；
空間立體機動，如盤旋下降、戰(zhàn)斗轉彎，躍升中的回轉和轉彎。
這些動作屬于簡單特技。 屬于復雜特技的有：筋斗、橫滾、蘭威斯曼特技和若干其他特技，如倒飛等。在一定條件下這些特技動作，能在某些型號直升機上完成。另外，按照直升機運動的特性，機動飛行分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩種，其加速度保持不變的稱為穩(wěn)定機動，如穩(wěn)定盤旋；而變加速度機動，則稱作不穩(wěn)定機動。下面分析幾種典型機動飛行。下面分析幾種典型機動飛行。
水平直線加速機動
當速度加大后，機身阻力也隨之加大，若要保持同樣大小的加速度，則要求增大槳盤傾斜角和旋翼拉力。如果得不到滿足，則直升機平飛加速度就會隨之減小至零，而直升機就會在一個較大的飛行速度下平飛。
水平轉彎
假設直升機以一定速度、一定高度向右轉彎，即所謂等高、等速水平轉彎。這種情況下，槳盤側向傾斜17．3度，旋冀拉力增大5％。此時，旋翼拉力的鉛垂分力平衡直升機的重力，法向過載等于l，以保持高度不變；旋翼拉力的水平分力指向右側，得到0．311g的側向過載，這就是直升機作水平轉彎所需要的側力。
垂直機動飛行
垂直機動飛行通常需要變化高度、速度、總距以及飛行姿態(tài)和曲率半徑。假設某型直升機在鉛垂平面內(nèi)作一圓圈飛行，即所謂垂直筋斗；見下圖。為了簡化分析，假設直升機在筋斗過程中速度保持不變，直升機只受重力的作用(這種假設實際上不可能，因為還有其他力的影響)。當半徑和速度保持不變時(見下左圖)表明直升機的向心力是恒定的。 在筋斗的底部重力與旋翼拉力的方向是相反的；在垂直向上、向下時，重力與拉力垂直；在筋斗頂部，重力與拉力方向相同。這就清楚表明旋翼產(chǎn)生的拉力要持續(xù)變化，才能保持向心力恒定并指向圓圈中心。當直升機在筋斗底部的時候，旋翼必須向上產(chǎn)生3倍于直升機自身重量的拉力，并且槳盤要向前傾斜28.5度或向后傾斜24.5度。這樣的要求，對于大多數(shù)直升機來說是難以辦到的。
直升飛機的特點是什么有什么功能為什么
直升機是飛機的一種，其最大特點是以一個或多個大型水平旋轉的旋翼提供向上升力。直升機可以垂直升降，也可以停留在半空不動（懸停），或向后飛行，這一突出特點使得直升機在很多場合大顯身手。直升機突出的反坦克能力更是是它成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭不可缺少的一環(huán)。直升機的缺點是旋翼阻力大，速度低，耗油量高，航程短，在戰(zhàn)爭中雷達反射面積大，易遭受地面單兵作戰(zhàn)武器的襲擊。
飛行原理
普通固定翼飛機飛行浮力源自固定在機身上的機翼。當定翼飛機向前飛，機翼與空氣的相對運動產(chǎn)生向上升的浮力。直升機的浮力也來自相同的原理；但是直升機上的機翼并不是固定在飛機上，隨著飛機向前運動；而是在機頂上旋轉。所以直升機上的“螺旋槳”其實是旋轉中的機翼，正確名稱為“旋翼”。當旋翼提供浮力的同時，也會令飛機與旋翼作相反方向旋轉，必須以相反的力平衡。多數(shù)做法是以小型的螺旋槳或風扇在機尾作相反方向的推動，也有新型直升機是靠在尾部吹出空氣，用附壁效應產(chǎn)生的推力平衡，好處是大幅減少噪音，而且也可以避免尾部螺旋槳碰損的可能性，提高飛機安全性。部分大型直升機則使用向不同方向旋轉的旋翼，互相抵消對機體產(chǎn)生的旋轉力。
歷史
人類有史以來就向往著能夠自由飛行。古老的神話故事訴說著人類早年的飛行夢，而夢想的飛行方式都是原地騰空而起，像現(xiàn)代直升機那樣既能自由飛翔又，能懸停于空中，并且隨意實現(xiàn)定點著陸。例如哪阿拉伯人的飛毯，希臘神的戰(zhàn)車，都是垂直起落飛行器。然而它們畢競只存在于神話故事中，那個時代的科學技術水平太低，不可能創(chuàng)造出載人的飛行器，可以說，那是人類飛行的幻想時期。即使在幻想時期，仍然產(chǎn)生了直升機的基本思想， 昭示了現(xiàn)代直升機的原理。最有價值、最具代表性的是中國古代的玩具“竹蜻蜒”和意大利人達?芬奇的畫。
竹蜻蜒有據(jù)可查的歷史記載于晉朝(公元265—420‘年)．葛洪所著的《抱樸子》一書中。它利用螺旋槳的空氣動力實現(xiàn)垂直升空，演示了現(xiàn)代直升機旋翼的基本工作原理?！逗喢鞑涣蓄嵃倏迫珪返?卷寫道：“直升機是人類最早的飛行設想之一，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，帶去了中國人的創(chuàng)造。 歐洲人將它作為航空器來研究和發(fā)展?！?
英國航空之父”喬治?凱利(1773一1857年)曾制造過幾個竹蜻蜓，用鐘表發(fā)條作為動力來驅動旋轉，飛行高度曾達27m。 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)過航空先驅者們勇敢而艱苦的創(chuàng)造和試驗，1903年萊特(Wright)兄弟創(chuàng)造的固定翼飛機滑跑起飛成功。在此期間，盡管在發(fā)展直升機方面他付出了很多的艱辛和努力，但由于直升機技術的復雜性和發(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，至今仍在應用。雙槳橫列式方案未在直升機家族中延續(xù)，但在傾轉旋翼／機翼式垂直起落飛行器中得到了繼承和發(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，占到世界直升機總數(shù)的95％以上。
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，采用自轉旋翼代替機翼，發(fā)明了旋翼機。旋翼技術在旋翼機上的成功應用和發(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?？斯驹趯υ缙谥鄙龣C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。
1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天制造出一架原型機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現(xiàn)在最常見的直升機構型。
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1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，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。
到30年代末期，在法國、德國、美國和蘇聯(lián)都有直升機試飛成功，并迅速改進達到了能夠實用的程度。第二次世界大戰(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，直升機的應用領域不斷擴展，數(shù)量迅速增加。至今已有幾萬架直升十機服務于國民經(jīng)濟的各個部門和軍事領域。直到今天，經(jīng)過人類100多年的不懈努力，直升機技術技術不斷突破，使其應用效能和飛行性能不斷改善，從而更適合于使用的拓展，技術上也逐步趨于成熟。
20世紀90年代，直升機發(fā)展進入全新的階段，出現(xiàn)了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，這些新型的直升機又被人們稱為第四代直升機。這一時期的直升機，采用了先進的發(fā)動機全權數(shù)字控制系統(tǒng)及自動監(jiān)控系統(tǒng)，并與機載計算機管理系統(tǒng)集成在一起。其重要特性是采用了先進的增穩(wěn)增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規(guī)的操縱系統(tǒng)，采用高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術。同時，直升機電子設備朝著高度集成化方向發(fā)展。先進的捷聯(lián)慣導、衛(wèi)星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發(fā)射等火控設備及先進的電子對抗設備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術，并正向傳感器融合方向發(fā)展。機上的電子、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過多余度數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，實現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。采用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙布局和儀表板布置，系統(tǒng)部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質(zhì)和使用性能。
分類
單旋翼尾槳直升機
最常見的直升機類型，一個水平旋翼負責提供飛機升力，尾部一個小型垂直螺旋槳負責抵消旋翼的反作用力。代表型號：蘇聯(lián)米里設計局研制的米-26運輸直升機以及美國麥道公司研制的AH-64武裝直升機。
單旋翼無尾槳直升機
一個水平旋翼負責提供飛機升力，并從尾部吹出空氣，用附壁效應產(chǎn)生的推力抵消旋翼的反作用力。代表型號：美國麥道公司生產(chǎn)的MH-6直升機。
雙旋翼直升機
縱列式
兩個旋翼前后縱向排列，旋轉方向相反，多見于大型運輸直升機。代表型號：美國波音公司制造的CH-47“支努干”運輸直升機。
共軸式
兩個旋翼上下排列在同一個軸上，并且沒有尾槳，優(yōu)點是穩(wěn)定性好，但技術復雜，因而較為少見。代表型號：蘇聯(lián)卡莫夫設計局研制的卡-50武裝直升機。
側旋翼直升機
又稱為傾斜旋翼直升機，結合了固定翼飛機和直升機兩者特點的混合技術直升機。起飛時采用水平并置的雙旋翼，飛行中將旋翼向前旋轉90度變成兩個真正的螺旋槳，按照普通固定翼飛機的模式飛行。這樣做的好處是可以減小飛行阻力，提高飛行速度，最高可以超過600公里/小時，同時省油，提高航程，缺點是結構復雜，故障率高，因而極為少見。代表型號：美國貝爾公司和波音公司聯(lián)合制造的V-22運輸直升機。
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（一）直升機的發(fā)展簡史
中國的竹蜻蜓
中國的竹蜻蜓和意大利人達?芬奇的直升機草圖，為現(xiàn)代直升機的發(fā)明提供了啟示，指出了正確的思維方向，它們被公認是直升機發(fā)展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”，這是我們祖先的奇特發(fā)明。有人認為，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具，一直流傳到現(xiàn)在。
現(xiàn)代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍，但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現(xiàn)代直升機的旋翼就好象竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒，帶動旋翼的發(fā)動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍，后面尖銳，上表面比較圓拱，下表面比較平直。當氣流經(jīng)過圓拱的上表面時，其流速快而壓力小；當氣流經(jīng)過平直的下表面時，其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個壓力差，便產(chǎn)生了向上的升力。當升力大于它本身的重量時，竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英百科全書》記載道：這種稱為“中國陀螺”的“直升機玩具”在15世紀中葉，也就是在達?芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前，就已經(jīng)傳入了歐洲。
《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?！?
意大利達芬奇的畫
意大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想并繪制了草圖。
19世紀末，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達芬奇在1475年畫的一張關于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體，看上去好象一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉，當達到一定轉速時，就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩，以改變飛行方向。西方人都說，這是最早的直升機設計藍圖。
人類第一架直升機
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”。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續(xù)飛行了20秒鐘，實現(xiàn)了自由飛行。
保羅?科爾尼研制的直升機帶兩副旋翼，主結構為一根V形鋼管，機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成，并采用鋼索加強，以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一臺24馬力的 Antainette 發(fā)動機和操作員座椅。機身總長6.20米，重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼，每副旋翼有2片槳葉。
世界上第一種試飛成功的直升機
1938年，年輕的德國姑娘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?？斯驹趯υ缙谥鄙龣C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。這是一架機身類似固定翼飛機，但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機，它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起，兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的，用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱，通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現(xiàn)偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的，通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩(wěn)定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置，在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度，以實現(xiàn)飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一臺功率140馬力的活塞發(fā)動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里，航程200公里，起飛重量953千克。
第一架實用直升機
1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天制造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機，裝有三片槳葉的旋翼，旋翼直徑8.5米，尾部裝有兩片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結構，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為后三點式，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一臺四氣缸、75馬力的氣冷式發(fā)動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現(xiàn)在最常見的直升機構型。
自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進行改進，逐步加大發(fā)動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了90馬力的富蘭克林發(fā)動機。
世界上第一種投入批生產(chǎn)的直升機
R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研制的一種2座輕型直升機,是世界上第1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，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。
早期的活塞式發(fā)動機和木質(zhì)槳葉直升機
在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發(fā)展的第一階段，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47；蘇聯(lián)的米-4、卡-18；英國的布里斯托爾-171；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。
貝爾47是美國貝爾直升機公司研制的單發(fā)輕型直升機，研制工作開始于1941年，試驗機貝爾30于1943年開始飛行，1945年改名為貝爾47，1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩(wěn)定桿，與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁后部有兩個槳葉的全金屬尾槳。
卡-18是蘇聯(lián)卡莫夫設計局設計的單發(fā)雙旋翼共軸式輕型多用途直升機，于1957年年中首次飛行，此后不久投入批生產(chǎn)。采用兩副旋轉方向相反的3槳葉共軸式旋翼，槳葉為木質(zhì)結構。裝1臺275馬力的九缸星形活塞式發(fā)動機。機身為鋼管焊接結構，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內(nèi)可容納1名駕駛員和3名旅客。采用四輪式起落架，前起落架機輪可以自由轉向。
這個階段的直升機具有以下特點：動力源采用活塞式發(fā)動機，這種發(fā)動機功率小，比功率低(約為1.3千瓦/千克)，比容積低(約247.5千克/米3)。采用木質(zhì)或鋼木混合結構的旋翼槳葉，壽命短，約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型，槳尖為矩形，氣動效率低，旋翼升阻比為6.8左右，旋翼效率通常為0.6。機體結構采用全金屬構架式，空重與總重之比較大，約為0.65。沒有必要的導航設備，只有功能單一的目視飛行儀表，通信設備為電子管設備。動力學性能不佳，最大飛行速度低(約為200千米/小時)，振動水平在0.25g左右，噪聲水平約為110分貝，乘坐舒適性差。
渦軸發(fā)動機和金屬槳葉直升機
20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發(fā)展的第二階段。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1，蘇聯(lián)的米-6、米-8、米-24，法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現(xiàn)專用武裝直升機，如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。
這個階段的直升機具有以下特點：動力源開始采用第一代渦輪軸發(fā)動機。渦輪軸發(fā)動機產(chǎn)生的功率比活塞式發(fā)動機大得多，使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發(fā)動機的比功率約為3.62千瓦/千克，比容積為294.9千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質(zhì)和鋼木混合結構發(fā)展成全金屬槳葉，壽命達到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的，槳尖簡單尖削與后掠，氣動效率有所提高，旋翼升阻比達到7.3，旋翼效率提高到0.6。機體結構為全金屬薄壁結構，空重與總重之比降低到0.5附近。已采用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化，以減小氣動阻力。直升機座艙開始采用縱列式布置，使機身變窄。性能明顯改善，最大飛行速度達到200~250千米/小時，振動水平降低到0.15g左右，噪聲水平為100分貝，乘坐舒適性有所改善。
第三代直升機
20世紀70年代至80年代是直升機發(fā)展的第三階段，典型機種有：美國的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”，蘇聯(lián)的卡-50、米-28，法國的SA365“海豚”，意大利的A129“貓鼬”等。
在這一階段，出現(xiàn)了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題，這時也設計制造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研制專用武裝直升機，促進了直升機技術的發(fā)展。
這個階段的直升機具有以下特點：渦輪軸發(fā)動機發(fā)展到第二代，改用了自由渦軸結構，因此具有較好的轉速控制特征，改善了起動性能，但加速性能沒有定軸結構的好。發(fā)動機的重量和體積有所減小，壽命和可靠性均有提高。典型的發(fā)動機耗油率為0.36千克/千瓦小時，與活塞式發(fā)動機差不多。旋翼槳葉采用復合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，達到3600小時左右。翼型不再借用固定翼飛機的翼型，而是為直升機專門研制的翼型，即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線后掠。槳轂廣泛使用彈性軸承，有的成無鉸式。尾槳已開始采用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達8.5左右，旋翼效率提高到0.7左右。機體次結構也采用復合材料制造，復合材料占機體總重的比例通常為10%左右，直升機的空重/總重比一般為0.5。對于軍用直升機，特別是武裝直升機來說，提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標準MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設計標準。為滿足這些標準，軍用直升機采用了乘員裝甲保護，專門設計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統(tǒng)。電子系統(tǒng)已發(fā)展到半集成型。直升機采用大規(guī)模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構等。機上的電子設備之間靠一條雙向數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，通過這條總線可進行信息發(fā)射和接收。直升機采用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視系統(tǒng)的使用使直升機具備了夜間飛行能力。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大，導航距離與精度明顯提高，儀表數(shù)量有所減少，飛行員工作負荷得到減輕，也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力，從而提高了直升機的整體性能。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4，全機振動水平約為0.1g，噪聲水平低于95分貝，最大飛行速度達到300千米/小時。
現(xiàn)代直升機
20世紀90年代是直升機發(fā)展的第四階段，出現(xiàn)了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，稱為第四代直升機。
這個階段的直升機具有以下特點：采用第3代渦軸發(fā)動機，這種發(fā)動機雖然仍采用自由渦軸結構，但采用了先進的發(fā)動機全權數(shù)字控制系統(tǒng)及自動監(jiān)控系統(tǒng)，并與機載計算機管理系統(tǒng)集成在一起，有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發(fā)動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時，低于活塞式發(fā)動機的耗油率。其代表性的發(fā)動機有T800、RTM322和RTM390。槳葉采用碳纖維、凱芙拉等高級復合材料制成，槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多，較突出的有拋物線后掠形和先前掠再后掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應，改善槳葉的氣動載荷分布，降低旋翼的振動和噪聲，提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應用，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復合材料，使結構更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應用了無尾槳反扭矩系統(tǒng)，其優(yōu)點是具有良好的操縱響應特性、振動小、噪聲低，不需要尾傳動軸和尾減速，使零部件數(shù)量大大減小，因而提高了可維護性。復合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始采用復合材料主結構，復合材料的應用比例大幅度上升，通常占機體結構重量的30~50%。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設備朝著高度集成化方向發(fā)展。這一時期的直升機，采用了先進的增穩(wěn)增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規(guī)的操縱系統(tǒng)，采用先進的捷聯(lián)慣導、衛(wèi)星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發(fā)射等火控設備及先進的電子對抗設備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術，并正向傳感器融合方向發(fā)展。機上的電子、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過多余度數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，實現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。采用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙布局和儀表板布置，系統(tǒng)部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質(zhì)和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6，振動水平降到0.05g，噪聲水平小于90分貝，最大速度可達到350千米/小時。
（二）
直升機的飛行原理
直升機的頭上有個大螺旋槳，尾部也有一個小螺旋槳，小螺旋槳為了抵消大螺旋槳產(chǎn)生的反作用力。直升機發(fā)動機驅動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中，旋翼還能驅動直升機傾斜來改變方向。螺旋槳轉速影響直升機的升力，直升機因此實現(xiàn)了垂直起飛及降落。
直升機的發(fā)明
1939年，美國人西科爾斯發(fā)明了第一架直升機，機身外形和現(xiàn)在的沒多大區(qū)別，仍被設計者采用。
直升機的用途
直升機因為有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢，受到廣泛應用，直升機由于可以垂直起飛降落不用大面積機場主要用于觀光旅游、火災救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務運輸、醫(yī)療救助、通信以及噴灑農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資源，等國民經(jīng)濟的各個部門。世界直升機的隊伍逐漸壯大。
直升機的發(fā)展簡史是怎樣的？
直升機主要由機體和升力（含旋翼和尾槳）、動力、傳動3大系統(tǒng)以及機載飛行設備等組成。旋翼一般由渦輪軸發(fā)動機或活塞式發(fā)動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統(tǒng)來驅動，也可由槳尖噴氣產(chǎn)生的反作用力來驅動。目前實際應用的是機械驅動式的單旋翼直升機及雙旋翼直升機，其中又以單旋翼直升機數(shù)量最多。
直升機的最大速度可達300千米/時以上，俯沖極限速度近400千米/時，使用升限可達6000米（世界紀錄為12450米），一般航程可達600～800千米左右。攜帶機內(nèi)、外副油箱轉場航程可達2000千米以上。根據(jù)不同的需要，直升機有不同的起飛重量。當前世界上投入使用的重型直升機最大的是俄羅斯的米-26（最大起飛重量達56噸，有效載荷20噸）。
直升機的突出特點是可以做低空（離地面數(shù)米）、低速（從懸停開始）和機頭方向不變的機動飛行，特別是可在小面積場地垂直起降。由于這些特點使其具有廣闊的用途及發(fā)展前景。在軍用方面已廣泛應用于對地攻擊、機降登陸、武器運送、后勤支援、戰(zhàn)場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯(lián)絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用于短途運輸、醫(yī)療救護、救災救生、緊急營救、吊裝設備、地質(zhì)勘探、護林滅火、空中攝影等。海上油井與基地間的人員及物資運輸是民用的一個重要方面。
目前直升機相對飛機而言，振動和噪聲水平較高、維護檢修工作量較大、使用成本較高，速度較低，航程較短。直升機今后的發(fā)展方向就是在這些方面加以改進。
中國的竹蜻蜓和意大利人達?芬奇的直升機草圖，為現(xiàn)代直升機的發(fā)明提供了啟示，指出了正確的思維方向，它們被公認是直升機發(fā)展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”，這是我們祖先的奇特發(fā)明。有人認為，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具，一直流傳到現(xiàn)在。
現(xiàn)代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍，但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現(xiàn)代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒，帶動旋翼的發(fā)動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍，后面尖銳，上表面比較圓拱，下表面比較平直。當氣流經(jīng)過圓拱的上表面時，其流速快而壓力?。划敋饬鹘?jīng)過平直的下表面時，其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個壓力差，便產(chǎn)生了向上的升力。當升力大于它本身的重量時，竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英百科全書》記載道：這種稱為“中國陀螺”的“直升機玩具”在15世紀中葉，也就是在達?芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前，就已經(jīng)傳入了歐洲。
《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?！?/p>
意大利人達?芬奇在1483年提出了直升機的設想并繪制了草圖。
19世紀末，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達?芬奇在1475年畫的一張關于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體，看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉，當達到一定轉速時，就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩，以改變飛行方向。西方人都說，這是最早的直升機設計藍圖。
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”。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續(xù)飛行了20秒鐘，實現(xiàn)了自由飛行。
保羅?科爾尼研制的直升機帶兩副旋翼，主結構為1根V形鋼管，機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成，并采用鋼索加強，以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一臺24馬力的Antainette發(fā)動機和操作員座椅。機身總長6.20米，重260千克。V形框架兩端各裝1副直徑為6米的旋翼，每副旋翼有2片槳葉。
1938年，年輕的德國姑娘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?？斯驹趯υ缙谥鄙龣C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。這是一架機身類似固定翼飛機，但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機，它的2副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起，兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的，用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱，通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現(xiàn)偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的，通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩(wěn)定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置，在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度，以實現(xiàn)飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一臺功率103千瓦的活塞發(fā)動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120千米，航程200千米，起飛重量953千克。
1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天制造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機，裝有3片槳葉的旋翼，旋翼直徑8.5米，尾部裝有2片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結構，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為后三點式，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一臺4氣缸、55千瓦的氣冷式發(fā)動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現(xiàn)在最常見的直升機構型。
西科斯基不斷對VS-300進行改進，逐步加大發(fā)動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了66千瓦的富蘭克林發(fā)動機。
R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研制的一種2座輕型直升機，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。
在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發(fā)展的第一階段，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47；前蘇聯(lián)的米-4、卡-18；英國的布里斯托爾-171；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。
貝爾47是美國貝爾直升機公司研制的單發(fā)輕型直升機，研制工作開始于1941年，試驗機貝爾30于1943年開始飛行，1945年改名為貝爾47，1946年3月8日獲得美國民用航空署的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩(wěn)定桿，與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁后部有2個槳葉的全金屬尾槳。
卡-18是蘇聯(lián)卡莫夫設計局設計的單發(fā)雙旋翼共軸式輕型多用途直升機，于1957年年中首次飛行，此后不久投入批生產(chǎn)。采用兩副旋轉方向相反的三槳葉共軸式旋翼，槳葉為木質(zhì)結構。裝一臺202千瓦的九缸星形活塞式發(fā)動機。機身為鋼管焊接結構，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內(nèi)可容納1名駕駛員和3名旅客。采用四輪式起落架，前起落架機輪可以自由轉向。
20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發(fā)展的第二階段。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1，蘇聯(lián)的米-6、米-8、米-24，法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現(xiàn)專用武裝直升機，如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。
20世紀70年代至80年代是直升機發(fā)展的第三階段，典型機種有：美國的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”，前蘇聯(lián)的卡-50、米-28，法國的SA365“海豚”，意大利的A129“貓鼬”等。
在這一階段，出現(xiàn)了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題，這時也設計制造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研制專用武裝直升機，促進了直升機技術的發(fā)展。
20世紀90年代是直升機發(fā)展的第四階段，出現(xiàn)了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，稱為第四代直升機。
誰了解直升飛機的發(fā)展史
直升機發(fā)展的起點
中國的竹蜻蜓
中國的竹蜻蜓和意大利人達芬奇的直升機草圖，為現(xiàn)代直升機的發(fā)明提供了啟示，指出了正確的思維方向，它們被公認是直升機發(fā)展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”，這是我們祖先的奇特發(fā)明。有人認為，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具，一直流傳到如今。
現(xiàn)代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍，但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處?，F(xiàn)代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒，帶動旋翼的發(fā)動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍，后面尖銳，上表面比較圓拱，下表面比較平直。當
釋放誘餌
氣流經(jīng)過圓拱的上表面時，其流速快而壓力?。划敋饬鹘?jīng)過平直的下表面時，其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個壓力差，便產(chǎn)生了向上的升力。當升力大于它本身的重量時，竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英百科全書》記載道：這種稱為“中國陀螺”的“直升機玩具”在15世紀中葉，也就是在達芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前，就已經(jīng)傳入了歐洲。
《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?！?/p>
全能天才達芬奇的畫
達芬奇的直升機(3張)
? 2013 Baidu - Data ? NavInfo CenNavi 道道通
北京 直升機總公司
意大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想并繪制了草圖。
19世紀末，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達芬奇在1475年畫的一張關于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體，看上去好像一個巨大的螺絲釘。這種飛機器由四個人操縱，在達·芬奇時代流行的旋轉玩具可能引發(fā)了這位大發(fā)明家的設計靈感，他建議以旋轉一繞垂直軸的螺旋面來達到垂直的飛行。它以彈簧為動力旋轉，當達到一定轉速時，就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩，以改變飛行方向。事實上，達·芬奇稱自己的發(fā)明也只是提供一個直升動力，而不是真正能工作的飛機。西方人都說，這是最早的直升機設計藍圖。
盡管現(xiàn)代科學家認為達·芬奇設計的“直升機”可能永遠不會起飛，但這一設計仍舊是達·芬奇最著名的發(fā)明之一。直到今天，人們還將達·芬奇視為雙旋翼直升機概念的鼻祖。
早期
在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發(fā)展的第一階段，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47；蘇聯(lián)的米-4、卡-18；英國的布里斯托爾-171；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。貝爾47是美國貝爾直升機公司研制的單發(fā)輕型直升機，研制工作開始于1941年，試驗機貝爾30于1943年開始飛行，1945年改名為貝爾47，1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩(wěn)定桿，與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁后部有兩個槳葉的全金屬尾槳?！】?18是蘇聯(lián)卡莫夫設計局設計的單發(fā)雙旋翼共軸式輕型多用途直升機，于1957年年中首次飛行，此后不久投入批生產(chǎn)。采用兩副旋轉方向相反的3槳葉共軸式旋翼，槳葉為木質(zhì)結構。裝1臺275馬力的九缸星形活塞式發(fā)動機。機身為鋼管焊接結構，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內(nèi)可容納1名駕駛員和3名旅客。采用四輪式起落架，前起落架機輪可以自由轉向?！∵@個階段的直升機具有以下特點：動力源采用活塞式發(fā)動機，這種發(fā)動機功率小，比功率低(約為1.3千瓦/千克)，比容積低(約247.5千克/米3)。采用木質(zhì)或鋼木混合結構的旋翼槳葉，壽命短，約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型，槳尖為矩形，氣動效率低，旋翼升阻比為6.8左右，旋翼效率通常為0.6。機體結構采用全金屬構架式，空重與總重之比較大，約為0.65。沒有必要的導航設備，只有功能單一的目視飛行儀表，通信設備為電子管設備。動力學性能不佳，最大飛行速度低(約為200千米/小時)，振動水平在0.25g左右，噪聲水平約為110分貝，乘坐舒適性較差。
中期
20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發(fā)展的第二階段。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1，蘇聯(lián)的米-6、米-8、米-24，法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現(xiàn)專用武裝直升機，如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。這個階段的直升機具有以下特點：動力源開始采用第一代渦輪軸發(fā)動機。渦輪軸發(fā)動機產(chǎn)生的功率比活塞式發(fā)動機大得多，使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發(fā)動機的比功率約為3.62千瓦/千克，比容積為294.9千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質(zhì)和鋼木混合結構發(fā)展成全金屬槳葉，壽命達到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的，槳尖簡單尖削與后掠，氣動效率有所提高，旋翼升阻比達到7.3，旋翼效率提高到0.6。機體結構為全金屬薄壁結構，空重與總重之比降低到0.5附近。已采用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化，以減小氣動阻力。直升機座艙開始采用縱列式布置，使機身變窄。性能明顯改善，最大飛行速度達到200~250千米/小時，振動水平降低到0.15g左右，噪聲水平為100分貝，乘坐舒適性有所改善。
20世紀70年代至80年代是直升機發(fā)展的第三階段，典型機種有：美國的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”，蘇聯(lián)的卡-50、米-28，法國的SA365“海豚”，意大利的A129“貓鼬”等。在這一階段，出現(xiàn)了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題，這時也設計制造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研制專用武裝直升機，促進了直升機技術的發(fā)展。 這個階段的直升機具有以下特點：渦輪軸發(fā)動機發(fā)展到第二代，改用了自由渦軸結構，因此具有較好的轉速控制特征，改善了起動性能，但加速性能沒有定軸結構的好。發(fā)動機的重量和體積有所減小，壽命和可靠性均有提高。典型的發(fā)動機耗油率為0.36千克/千瓦小時，與活塞式發(fā)動機差不多。旋翼槳葉采用復合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，可達到3600小時左右。翼型不再借用固定翼飛機的翼型，而是為直升機專門研制的翼型，即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線后掠。槳轂廣泛使用彈性軸承，有的成無鉸式。尾槳已開始采用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達8.5左右，旋翼效率提高到0.7左右。機體次結構也采用復合材料制造，復合材料占機體總重的比例通常為10%左右，直升機的空重/總重比一般為0.5。對于軍用直升機，特別是武裝直升機來說，提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標準MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設計標準。為滿足這些標準，軍用直升機采用了乘員裝甲保護，專門設計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統(tǒng)。電子系統(tǒng)已發(fā)展到半集成型。
直升機采用大規(guī)模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構等。機上的電子設備之間靠一條雙向數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，通過這條總線可進行信息發(fā)射和接收。直升機采用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視系統(tǒng)的使用使直升機具備了夜間飛行能力。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大，導航距離與精度明顯提高，儀表數(shù)量有所減少，飛行員工作負荷得到減輕，也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力，從而提高了直升機的整體性能。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4，全機振動水平約為0.1g，噪聲水平低于95分貝，最大飛行速度達到300千米/小時。
現(xiàn)代
20世紀90年代是直升機發(fā)展的第四階段，出現(xiàn)了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，稱為第四代直升機。 這個階段的直升機具有以下特點：采用第3代渦軸發(fā)動機，這種發(fā)動機雖然仍采用自由渦軸結構，但采用了先進的發(fā)動機全權數(shù)字控制系統(tǒng)及自動監(jiān)控系統(tǒng)，并與機載計算機管理系統(tǒng)集成在一起，有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發(fā)動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時，低于活塞式發(fā)動機的耗油率。其代表性的發(fā)動機有T800、RTM322和RTM390。槳葉采用碳纖維、凱芙拉等高級復合材料制成，槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多，較突出的有拋物線后掠形和先前掠再后掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應，改善槳葉的氣動載荷分布，降低旋翼的振動和噪聲，提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應用，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復合材料，使結構更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應用了無尾槳反扭矩系統(tǒng)，其優(yōu)點是具有良好的操縱響應特性、振動小、噪聲低，不需要尾傳動軸和尾減速，使零部件數(shù)量大大減小，因而提高了可維護性。復合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始采用復合材料主結構，復合材料的應用比例大幅度上升，通常占機體結構重量的30~50%。
這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設備朝著高度集成化方向發(fā)展。這一時期的直升機，采用了先進的增穩(wěn)增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規(guī)的操縱系統(tǒng)，采用先進的捷聯(lián)慣導、衛(wèi)星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發(fā)射等火控設備及先進的電子對抗設備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術，并正向傳感器融合方向發(fā)展。機上的電子、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過多余度數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，實現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。采用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙布局和儀表板布置，系統(tǒng)部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質(zhì)和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6，振動水平降到0.05g，噪聲水平小于90分貝，最大速度可達到350千米/小時。
編輯本段
里程碑
第一架直升機
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”。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續(xù)飛行了20秒鐘，實現(xiàn)了自由飛行。
保羅科爾尼研制的直升機帶兩副旋翼，主結構為一根V形鋼管，機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成，并采用鋼索加強，以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一臺24馬力的 Antainette 發(fā)動機和操作員座椅。機身總長6.20米，重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼，每副旋翼有2片槳葉。
試飛成功
1938年，年輕的德國姑娘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?？斯驹趯υ缙谥鄙龣C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。這是一架機身類似固定翼飛機，但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機，它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起，兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的，用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱，通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現(xiàn)偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的，通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩(wěn)定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置，在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度，以實現(xiàn)飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一臺功率140馬力的活塞發(fā)動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里，航程200公里，起飛重量953千克。
實用直升機
1939年春，美國的伊戈爾·西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天制造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機，裝有三片槳葉的旋翼，旋翼直徑8.5米，尾部裝有兩片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結構，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為后三點式，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一臺四氣缸、75馬力的氣冷式發(fā)動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現(xiàn)在最常見的直升機構型。
自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進行改進，逐步加大發(fā)動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了90馬力的富蘭克林發(fā)動機。
投入批生產(chǎn)
R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研制的一種2座輕型直升機，是世界上第1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，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。
編輯本段
國產(chǎn)型號
民國的直升機
中國在抗戰(zhàn)時由中央航空研究院開展過有限的直升機理論研究。1944年，清華航空研究所曾在大后方的昆明從事過直升機的研究，并有論文發(fā)表。更令人震驚的是，幾乎于美國的R-4同時，中國開始設計制造直升機。1944年，中國飛機制造業(yè)的先驅朱家仁先生設計了中國第一架直升機。1945年秋，“蜂鳥式甲型單座直升機”研制成功，一架居然有共軸雙旋翼直升機誕生了！這是中國自己研制的第一架直升機，朱家仁也被稱為“中國的直升機之父”。1948年7月“蜂鳥”乙型直升機研制成功，這架直升機發(fā)動機功率91.7千瓦，旋翼直徑7.62米，機高2.63米，總重725.5千克，最大飛行速度每小時136千米，航程219千米。采用封閉式坐艙，甚至超過了國際上同類直升機。但由于內(nèi)戰(zhàn)，蜂鳥直升機下落不明。
在這里我們不能不提一下中國航空事業(yè)的先驅朱家仁，他畢業(yè)麻省理工學院航空工程系，回國后一直致力于中國航空事業(yè)。朱家仁是一位精干的實業(yè)家，一生埋頭工作，不圖名利，一生都獻給了中國的航空事業(yè)，即使退休之后仍然進行研究設計。他先后研制有 “蜂鳥”甲、“蜂鳥”乙、縱列雙旋翼直升機，綽號“飛行香蕉”的CJC一3和CJC一3A等多種不同型號的直升機。他所取得的成果，比起歐美人一點也不遜色。這位航空先驅者由于內(nèi)戰(zhàn)去了臺灣，始終未能再回到自己的故土和奮斗過的那片土地，最后在美國逝世，長眠于異國。除此朱家仁外，還有很多航空人才值得我們銘記。他們中的很多人選擇了留在大陸。這也許是舊中國在航空事業(yè)留給中國的最大一筆財富。
直5
直-5（Z-5）是中國制造的第一種多用途直升機，也是新中國直升機科研應用的開端。
研制初期代號“旋風25”，原型為蘇聯(lián)米-4直升機。
直升機
1958年2月，哈爾濱飛機工業(yè)公司按照蘇聯(lián)提供的全套圖紙資料開始仿制米-4，1958年12月14日首次試飛，1959年初由國家鑒定委員會正式驗收，投入批生產(chǎn)。63年9月21日航定委同意直5直升機優(yōu)質(zhì)過關，批準定型投產(chǎn)；其動力裝置活塞-7于同年12月25日優(yōu)質(zhì)過關，投入批生產(chǎn)。共生產(chǎn)了545架。
直-5可用于物資、人員輸送、救生、邊境巡邏。1980年停產(chǎn)。
直-5采用1臺活塞-7氣冷星形14缸發(fā)動機，功率1770馬力(1250千瓦)。主螺旋槳直徑21米，長為16.8米，高為4.4米。起落架為固定四點式，前起落架橫向輪距1.53米，主起落架輪3.82米、前主輪距3.79米。機艙體積達16立方米，一個側艙門，一個蚌式后艙門。一次可運載11名全副武裝的士兵，或8個傷員擔架和1名醫(yī)務人員。發(fā)動機艙位于機頭，通過傳動軸驅動機艙頂部的主旋翼和尾部的尾槳。駕駛艙位于機頭前上部，兩人機組，兩人均可獨立完成飛行操縱。可裝載1.2噸貨物，吊運時可運載1.35噸。直-5的機艙內(nèi)可裝卸北京212A吉普，該吉普常用于作為78式82毫米無座力炮的載車，為空降兵提供火力支援。更大威力的是75式105mm無坐力炮，于1964年研制，可摧毀主戰(zhàn)坦克、裝甲車輛和堅固野戰(zhàn)工事等，1975年設計定型。火炮由炮身和炮架兩部分組成。采用了高、低壓發(fā)射原理和炮口制退器與縮小噴口相結合的方法。仍由北京-212A輕型越野車攜帶。初速(破甲彈)503米/秒，最大射程(殺傷爆破榴彈)7400米，有效射程(破甲彈)1100米；直射距離(破甲彈)580米，射速5～6發(fā)/分，炮身長3409毫米。尾槳為3片推進式玻璃鋼獎葉，駕駛員座艙位于機身前上部 艙內(nèi)有2個座椅。起落架為4輪式；動力裝置：1臺氣冷式14缸塞—7發(fā)動機，最大功率1250千瓦(1700馬力)。
直6
根據(jù)直升機部隊換裝的需要，為改進直-5存在的發(fā)動機功率低、高溫高原性能差、載荷小的缺點，哈爾濱飛機廠從1966年開始自行研制直6（Z-6）機(1968年，直6的設計工作轉為新組建的直升機設計研究所負責)。該機裝用一臺渦軸5發(fā)動機，動力艙在機身上部，是以空降為主的多用途直升機，根據(jù)需要還可進行其它改裝。1969年12月15日，飛行員王培民駕駛直-6首飛上天。1972年8月7日，一架直-6機在吉林省公主嶺附近飛行時發(fā)生一等事故，飛行員傅貴法等6人全部遇難.事故是因發(fā)動機體內(nèi)減速器抱軸卡死而引起的。為吸取這次慘重的血的教訓，設計單位對直升機及發(fā)動機做出了11項技術改進。1977年，國務院、中央軍委正式批準直-6機設計定型。直6研制邁出了中國直升機從活塞式走向渦軸化的關鍵一步，但由于發(fā)動機選型不當，單發(fā)動機不安全等原因，直-6未能正式投產(chǎn)；
簡介：直-6多用途直升機是哈爾濱飛機工業(yè)公司在直-5基礎上改型設計的以空降為主的多用途直升機，1969年12月15日首飛。后由中國直升機設計研究所負責，1970年轉至常州飛機制造廠和昌河飛機工業(yè)公司進行生產(chǎn)，1977年設計定型，共生產(chǎn)了15架，未能正式投產(chǎn)。
動力系統(tǒng)：直-6機身上部安裝1臺渦軸-5發(fā)動機，功率1618千瓦。載12人。
基本數(shù)據(jù)：機長20.962米，機高5.593米；旋翼直徑21米；空重4820千克；最大起飛重量7600千克；
性能數(shù)據(jù)：最大速度192千米/小時；最大航程651千米；載重1200千克。
直7
60年代中期，中國在研制輕型和中型直升機產(chǎn)品的同時，也開始考慮自個研制能裝載一個加強排兵力的重型直升機產(chǎn)品。根據(jù)部隊提出的需求，1969年，中國航空研究院決定由新組建的直升機設計研究所承擔重型直升機的設計任務，直升機的編號為直7（Z-7）。1970年3月，直7研制工作開始，承擔研制的有直升機設計研究所等5個研究所、2個工廠。
直7的研制方案是：裝兩臺渦軸5甲發(fā)動機，采用6片旋翼；除重新設計槳轂和減速器外，其它盡量采用直5和直6的零部件。直7設計為最大起飛重14400千克，有效商載3500千克，最大速度240千米/小時，最大航程350千米，實用升限6000米。
1971年直7開始進行機體和部件的靜力試驗及調(diào)試。其間，領導機關曾決定將直7作為艦載直升機的試驗機，到1971年9 月，直7改艦載的工作停止，繼續(xù)作為普通直升機研制。
1975年5月，直7零部件加工完成了97%，并已裝配成兩架機體，配套生產(chǎn)的成品已到貨90%。1979年，直7重型直升機完成了全機靜力試驗。
然而，1979年6月28日，國家決定直7重型直升機研制工作停止．其原因是由于國家財力有限，不可能同時投資研制兩種重型直升機，為了全力確保由江西景德鎮(zhèn)直升機廠承擔研制直8型直升機項目，直7直升機只得為直8讓路，從而宣告了直7重型直升機的夭折。盡管直7項目下馬了，但直7研制的許多成果為后來成功研制出最大起飛重量達13000千克的直8重型直升機打下了堅實的基礎。
直8
中國于70年代末購進了14架法國航宇工業(yè)公司研制的SA321“超黃蜂”大型多用途直升機， 交由海軍航空兵部隊使用。該機型在法國于1966年開始交付使用，裝備后成為中國第一代艦載機。隨后，中國開始在“超黃蜂”得基礎上仿制直-8。
直8直升機(12張)
直-8（Z-8）的研究工作由中國直升機設計研究所與昌河飛機工業(yè)公司共同執(zhí)行?？傮w的規(guī)劃是以直-8艦載反潛型為突破口，進行引進仿制，隨后進而改進研制直-8陸軍型，從而逐步提高中國大中型直升機科研、生產(chǎn)和裝備的水平。1976年研制工作開始，首架原型機于1985年12月首飛，1989年11月通過國家技術鑒定，1994年12月設計定型。1989年，首架生產(chǎn)型直-8于交付海軍航空兵使用。(文字：加特林)
早在60年代中期，中國在研制輕型和中型直升機產(chǎn)品的同時，已開始考慮研制能裝載排級單位的重型直升機。1969年中國航空研究院決定由新組建的直升機設計研究所承擔重型直升機的設計任務，機型編號為直-7。1971年直-7開始進行機體和部件的靜力試驗及調(diào)試。其間一度決定將直-7作為艦載直升機。1975年5月，直-7零部件加工完成了97%，并已裝配成兩架機體，配套生產(chǎn)的成品已到貨90%。1979年直-7完成了全機靜力試驗。1979年6月28日決定直-7研制工作停止。據(jù)說原因是國家財力有限，不可能在研究直-7的同時，在資金上保障由景德鎮(zhèn)直升機廠的仿制直-8型直升機項目。因此直-7被迫夭折，但研制的許多成果為研制直-8打下了基礎。
直-8曾經(jīng)被看作中國陸航、海航的一大飛躍，因為這是中國第一種國產(chǎn)大中型多用途直升機。不想在2002年前的漫長歲月里，直-8生產(chǎn)量很低，不超過20架，又變成了一個雞肋。
直-8采用了常規(guī)的直升機總體布局，單旋翼帶尾槳。旋翼為6片矩形膠接全金屬槳葉，槳轂鉸接式，裝有揮舞鉸、軸向鉸和帶液壓減震的擺向鉸。位于尾翼頂端的尾槳共5片。為適應水上用途，采用船形機身，水密艙，兩側有固定水陸兩用短翼浮筒，可以進行水上起降。在陸上采用不可收放前三點式起落架。直-8采用3臺渦軸-6型發(fā)動機，兩臺在減速器前，一臺在后，單臺最大起飛功率1128千瓦(1550馬力)。機內(nèi)主油箱由3組8個軟油箱組成，總有效容積3900升。燃油箱及相關艙室均有通風系統(tǒng)，每組油箱有一個重力加油口，位于機身左側。直-8可載運27名全副武裝的士兵，此時航程700千米，最大載重情況下可載運39人；也可以載運一輛BJ-22吉普及有關人員；或裝載3000公斤貨物飛行500千米，或外掛運送5000千克貨物到50千米外的目標區(qū)域，然后返回原地。用于救護時直-8艙內(nèi)可載15名傷病員及擔架，以及一名醫(yī)護人員。執(zhí)行搜索救援時，機上可裝備一臺液壓救生絞車和兩只救生艇，在陸地和海上執(zhí)行救援任務。
實際上中國仿制直-8的目的不在于陸基使用，而是為獲得一種可靠的艦載直升機。因此直-8很快發(fā)展了艦載型號。直-8可裝備吊放聲納、搜索雷達，可采用的武器包括魚雷或導彈等。執(zhí)行掃雷任務時，可拖曳一個掃雷具，在距基地92千米的水域以46千米的時速掃雷兩小時。布雷作戰(zhàn)時可攜帶8枚250千克的水雷。海軍型號的直-8已多次參與實際任務。
直-8還發(fā)展了陸軍型直-8A
直-8還可用于人員運輸、地質(zhì)勘探、航空測繪、建筑施工、森林防火、邊防巡邏、通訊聯(lián)絡指揮等民用用途。直-8曾順利執(zhí)行過搶險救災和科研試飛等任務，1993年首飛西沙成功。
直-8產(chǎn)量低的原因尚無公開資料可詢，估計最大的可能是仿制品的性能不行，或核心部件無法自行生產(chǎn)，如發(fā)動機。從陸航大量購入米-17來看，直-8在陸軍沒什么地位。海航裝備了直-9，也許這種輕型直升機才是噸位還不大的海軍艦艇所急需的。直-8原型SA321性能其實不錯，是法軍主力，我們辛辛苦苦仿制出來，卻又無法解決核心部件問題的國產(chǎn)化問題。
2002年5月外電報道，中國計劃恢復直-8的生產(chǎn)，將采用加拿大普·惠公司的PT6系列發(fā)動機，進而引進其發(fā)動機生產(chǎn)技術。報道稱昌河公司在1997年停止生產(chǎn)直-8之前，已經(jīng)制造了17架，其中12架在海軍服役。如報道屬實，說明軍方還是希望能有一種自行研制的大型直升機可用。此外也側面印證了直-8存在發(fā)動機無法自行研制的問題。
所謂“柳暗花明又一村”，2002年航展上直-8F的出現(xiàn)，宣告了直-8吐氣揚眉的日子到來了。F型是直-8A的最新改型，換裝了進口PT6B-67A發(fā)動機（下圖為PT-6B），最大起飛功率從1190千瓦提高到了1448千瓦，升限提高到4700米，有效地效懸停由原來的1900米提高到2800米。F型能在4500米高原啟動，發(fā)動機大幅度增加了首翻期，達到了3500小時。進氣口增裝防沙裝置，改善野外使用性能，因此座艙上方機體外形上有所變化。用有防冰除冰能力的復合材料槳葉替換原先的金屬槳葉，提高了懸翼的壽命效率和性能，改裝新的航電系統(tǒng)。F型當前仍在研制階段，計劃2005年換發(fā)型投放市場，有望大量裝備解放軍使用。而PT6系列發(fā)動機也必然要展開國產(chǎn)化工作。
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