【簡(jiǎn)介:】直升機(jī)發(fā)展的起點(diǎn)中國(guó)的竹蜻蜓中國(guó)的竹蜻蜓和意大利人達(dá)芬奇的直升機(jī)草圖,為現(xiàn)代直升機(jī)的發(fā)明提供了啟示,指出了正確的思維方向,它們被公認(rèn)是直升機(jī)發(fā)展史的起點(diǎn)。竹蜻蜓又叫飛
直升機(jī)發(fā)展的起點(diǎn)中國(guó)的竹蜻蜓中國(guó)的竹蜻蜓和意大利人達(dá)芬奇的直升機(jī)草圖,為現(xiàn)代直升機(jī)的發(fā)明提供了啟示,指出了正確的思維方向,它們被公認(rèn)是直升機(jī)發(fā)展史的起點(diǎn)。竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國(guó)陀螺”,這是我們祖先的奇特發(fā)明。有人認(rèn)為,中國(guó)在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一種比較保守的估計(jì)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?,F(xiàn)代直升機(jī)盡管比竹蜻蜓復(fù)雜千萬(wàn)倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現(xiàn)代直升機(jī)的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細(xì)竹棍兒,帶動(dòng)旋翼的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dāng) 釋放誘餌氣流經(jīng)過(guò)圓拱的上表面時(shí),其流速快而壓力??;當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)平直的下表面時(shí),其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個(gè)壓力差,便產(chǎn)生了向上的升力。當(dāng)升力大于它本身的重量時(shí),竹蜻蜓就會(huì)騰空而起。直升機(jī)旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的?!洞笥倏迫珪?shū)》記載道:這種稱(chēng)為“中國(guó)陀螺”的“直升機(jī)玩具”在15世紀(jì)中葉,也就是在達(dá)芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機(jī)設(shè)計(jì)圖之前,就已經(jīng)傳入了歐洲?!逗?jiǎn)明不列顛百科全書(shū)》第9卷寫(xiě)道:“直升機(jī)是人類(lèi)最早的飛行設(shè)想之一,多年來(lái)人們一直相信最早提出這一想法的是達(dá)·芬奇,但現(xiàn)在都知道,中國(guó)人比中世紀(jì)的歐洲人更早做出了直升機(jī)玩具。”全能天才達(dá)芬奇的畫(huà)達(dá)芬奇的直升機(jī)(3張)? 2013 Baidu - Data ? NavInfo & CenNavi & 道道通北京 直升機(jī)總公司意大利人達(dá)芬奇在1483年提出了直升機(jī)的設(shè)想并繪制了草圖。19世紀(jì)末,在意大利的米蘭圖書(shū)館發(fā)現(xiàn)了達(dá)芬奇在1475年畫(huà)的一張關(guān)于直升機(jī)的想象圖。這是一個(gè)用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體,看上去好像一個(gè)巨大的螺絲釘。這種飛機(jī)器由四個(gè)人操縱,在達(dá)·芬奇時(shí)代流行的旋轉(zhuǎn)玩具可能引發(fā)了這位大發(fā)明家的設(shè)計(jì)靈感,他建議以旋轉(zhuǎn)一繞垂直軸的螺旋面來(lái)達(dá)到垂直的飛行。它以彈簧為動(dòng)力旋轉(zhuǎn),當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí),就會(huì)把機(jī)體帶到空中。駕駛員站在底盤(pán)上,拉動(dòng)鋼絲繩,以改變飛行方向。事實(shí)上,達(dá)·芬奇稱(chēng)自己的發(fā)明也只是提供一個(gè)直升動(dòng)力,而不是真正能工作的飛機(jī)。西方人都說(shuō),這是最早的直升機(jī)設(shè)計(jì)藍(lán)圖。盡管現(xiàn)代科學(xué)家認(rèn)為達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)的“直升機(jī)”可能永遠(yuǎn)不會(huì)起飛,但這一設(shè)計(jì)仍舊是達(dá)·芬奇最著名的發(fā)明之一。直到今天,人們還將達(dá)·芬奇視為雙旋翼直升機(jī)概念的鼻祖。早期在20世紀(jì)40年代至50年代中期是實(shí)用型直升機(jī)發(fā)展的第一階段,這一時(shí)期的典型機(jī)種有:美國(guó)的S-51、S-55/H-19、貝爾47;蘇聯(lián)的米-4、卡-18;英國(guó)的布里斯托爾-171;捷克的HC-2等。這一時(shí)期的直升機(jī)可稱(chēng)為第一代直升機(jī)。貝爾47是美國(guó)貝爾直升機(jī)公司研制的單發(fā)輕型直升機(jī),研制工作開(kāi)始于1941年,試驗(yàn)機(jī)貝爾30于1943年開(kāi)始飛行,1945年改名為貝爾47,1946年3月8日獲得美國(guó)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(jī)。該機(jī)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(dòng)傾斜器可進(jìn)行總距和周期變距操縱。尾梁后部有兩個(gè)槳葉的全金屬尾槳?!】?18是蘇聯(lián)卡莫夫設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)的單發(fā)雙旋翼共軸式輕型多用途直升機(jī),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(zhuǎn)方向相反的3槳葉共軸式旋翼,槳葉為木質(zhì)結(jié)構(gòu)。裝1臺(tái)275馬力的九缸星形活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。機(jī)身為鋼管焊接結(jié)構(gòu),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(jī)輪可以自由轉(zhuǎn)向?!∵@個(gè)階段的直升機(jī)具有以下特點(diǎn):動(dòng)力源采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)構(gòu)的旋翼槳葉,壽命短,約為600飛行小時(shí)。槳葉翼型為對(duì)稱(chēng)翼型,槳尖為矩形,氣動(dòng)效率低,旋翼升阻比為6.8左右,旋翼效率通常為0.6。機(jī)體結(jié)構(gòu)采用全金屬構(gòu)架式,空重與總重之比較大,約為0.65。沒(méi)有必要的導(dǎo)航設(shè)備,只有功能單一的目視飛行儀表,通信設(shè)備為電子管設(shè)備。動(dòng)力學(xué)性能不佳,最大飛行速度低(約為200千米/小時(shí)),振動(dòng)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(jì)50年代中期至60年代末是實(shí)用型直升機(jī)發(fā)展的第二階段。這個(gè)階段的典型機(jī)種有:美國(guó)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(guó)的SA321“超黃蜂”等。這個(gè)時(shí)期開(kāi)始出現(xiàn)專(zhuān)用武裝直升機(jī),如AH-1和米-24。這些直升機(jī)稱(chēng)為稱(chēng)為第二代直升機(jī)。這個(gè)階段的直升機(jī)具有以下特點(diǎn):動(dòng)力源開(kāi)始采用第一代渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)大得多,使直升機(jī)性能得到很大提高。第一代渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)旋翼槳葉由木質(zhì)和鋼木混合結(jié)構(gòu)發(fā)展成全金屬槳葉,壽命達(dá)到1200飛行小時(shí)。槳葉翼型為非對(duì)稱(chēng)的,槳尖簡(jiǎn)單尖削與后掠,氣動(dòng)效率有所提高,旋翼升阻比達(dá)到7.3,旋翼效率提高到0.6。機(jī)體結(jié)構(gòu)為全金屬薄壁結(jié)構(gòu),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(jī)體外形開(kāi)始考慮流線化,以減小氣動(dòng)阻力。直升機(jī)座艙開(kāi)始采用縱列式布置,使機(jī)身變窄。性能明顯改善,最大飛行速度達(dá)到200~250千米/小時(shí),振動(dòng)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(jì)70年代至80年代是直升機(jī)發(fā)展的第三階段,典型機(jī)種有:美國(guó)的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”,蘇聯(lián)的卡-50、米-28,法國(guó)的SA365“海豚”,意大利的A129“貓鼬”等。在這一階段,出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)的民用直升機(jī)。為了深入研究直升機(jī)的氣動(dòng)力學(xué)和其它問(wèn)題,這時(shí)也設(shè)計(jì)制造了專(zhuān)用的直升機(jī)研究機(jī)(如S-72和貝爾533)。各國(guó)競(jìng)相研制專(zhuān)用武裝直升機(jī),促進(jìn)了直升機(jī)技術(shù)的發(fā)展。 這個(gè)階段的直升機(jī)具有以下特點(diǎn):渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展到第二代,改用了自由渦軸結(jié)構(gòu),因此具有較好的轉(zhuǎn)速控制特征,改善了起動(dòng)性能,但加速性能沒(méi)有定軸結(jié)構(gòu)的好。發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)耗油率為0.36千克/千瓦小時(shí),與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)差不多。旋翼槳葉采用復(fù)合材料,其壽命比金屬槳葉有大幅度提高,可達(dá)到3600小時(shí)左右。翼型不再借用固定翼飛機(jī)的翼型,而是為直升機(jī)專(zhuān)門(mén)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(wú)鉸式。尾槳已開(kāi)始采用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達(dá)8.5左右,旋翼效率提高到0.7左右。機(jī)體次結(jié)構(gòu)也采用復(fù)合材料制造,復(fù)合材料占機(jī)體總重的比例通常為10%左右,直升機(jī)的空重/總重比一般為0.5。對(duì)于軍用直升機(jī),特別是武裝直升機(jī)來(lái)說(shuō),提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機(jī)耐毀標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1290,已成為軍用直升機(jī)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn),軍用直升機(jī)采用了乘員裝甲保護(hù),專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)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(jī)采用大規(guī)模集成電路通訊設(shè)備、集成的自主導(dǎo)航設(shè)備、集成儀表、電子式與機(jī)械式混合操縱機(jī)構(gòu)等。機(jī)上的電子設(shè)備之間靠一條雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線交連,通過(guò)這條總線可進(jìn)行信息發(fā)射和接收。直升機(jī)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(jī)具備了夜間飛行能力。這種較為先進(jìn)的半集成電子設(shè)備使直升機(jī)通訊距離顯著增大,導(dǎo)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(fù)荷得到減輕,也使直升機(jī)具備了機(jī)動(dòng)/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(jī)的整體性能。動(dòng)力學(xué)性能明顯提高。直升機(jī)的升阻比達(dá)到5.4,全機(jī)振動(dòng)水平約為0.1g,噪聲水平低于95分貝,最大飛行速度達(dá)到300千米/小時(shí)?,F(xiàn)代20世紀(jì)90年代是直升機(jī)發(fā)展的第四階段,出現(xiàn)了目視、聲學(xué)、紅外及雷達(dá)綜合隱身設(shè)計(jì)的武裝偵察直升機(jī)。典型機(jī)種有:美國(guó)的RAH-66和S-92,國(guó)際合作的“虎”、NH90和EH101等,稱(chēng)為第四代直升機(jī)。 這個(gè)階段的直升機(jī)具有以下特點(diǎn):采用第3代渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)雖然仍采用自由渦軸結(jié)構(gòu),但采用了先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)全權(quán)數(shù)字控制系統(tǒng)及自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),并與機(jī)載計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)集成在一起,有了顯著的技術(shù)進(jìn)步和綜合特性。第3代渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時(shí),低于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率。其代表性的發(fā)動(dòng)機(jī)有T800、RTM322和RTM390。槳葉采用碳纖維、凱芙拉等高級(jí)復(fù)合材料制成,槳葉壽命達(dá)到無(wú)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(diǎn)是可以減弱槳尖的壓縮性效應(yīng),改善槳葉的氣動(dòng)載荷分布,降低旋翼的振動(dòng)和噪聲,提高旋翼的氣動(dòng)效率。球柔性和無(wú)軸承槳轂獲得了廣泛應(yīng)用,槳轂殼體及槳葉的連接件采用復(fù)合材料,使結(jié)構(gòu)更為緊湊,重量大為降低,阻力大大減小。旋翼升阻比達(dá)到10.5,旋翼效率為0.8。這個(gè)階段應(yīng)用了無(wú)尾槳反扭矩系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)是具有良好的操縱響應(yīng)特性、振動(dòng)小、噪聲低,不需要尾傳動(dòng)軸和尾減速,使零部件數(shù)量大大減小,因而提高了可維護(hù)性。復(fù)合材料在直升機(jī)上獲得了前所未有的廣泛應(yīng)用。直升機(jī)開(kāi)始采用復(fù)合材料主結(jié)構(gòu),復(fù)合材料的應(yīng)用比例大幅度上升,通常占機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的30~50%。這一時(shí)期的民用型直升機(jī)的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設(shè)備。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)及智能技術(shù)在直升機(jī)上獲得應(yīng)用,直升機(jī)電子設(shè)備朝著高度集成化方向發(fā)展。這一時(shí)期的直升機(jī),采用了先進(jìn)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(jìn)的捷聯(lián)慣導(dǎo)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備及組合導(dǎo)航技術(shù),先進(jìn)的通訊、識(shí)別及信息傳輸設(shè)備,先進(jìn)的目標(biāo)識(shí)別、瞄準(zhǔn)、武器發(fā)射等火控設(shè)備及先進(jìn)的電子對(duì)抗設(shè)備,采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術(shù),并正向傳感器融合方向發(fā)展。機(jī)上的電子、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過(guò)多余度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線交連,實(shí)現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術(shù),用少量多功能顯示器代替大量的單個(gè)儀表,通過(guò)鍵盤(pán)控制顯示直升機(jī)的飛行信息,利用中央計(jì)算機(jī)對(duì)通訊、導(dǎo)航、飛行控制、敵我識(shí)別、電子對(duì)抗、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進(jìn)行集成處理從而進(jìn)行集成控制。采用這類(lèi)先進(jìn)的集成電子設(shè)備,大大簡(jiǎn)化了直升機(jī)座艙布局和儀表板布置,系統(tǒng)部件得到簡(jiǎn)化,重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負(fù)擔(dān),改善了直升機(jī)的飛機(jī)品質(zhì)和使用性能。直升機(jī)的全機(jī)升阻比達(dá)到6.6,振動(dòng)水平降到0.05g,噪聲水平小于90分貝,最大速度可達(dá)到350千米/小時(shí)。編輯本段里程碑第一架直升機(jī)1907年8月,法國(guó)人保羅·科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機(jī),并在同年11月13日試飛成功。這架直升機(jī)被稱(chēng)為“人類(lèi)第一架直升機(jī)”。這架名為“飛行自行車(chē)”的直升機(jī)不僅靠自身動(dòng)力離開(kāi)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(shí)現(xiàn)了自由飛行。保羅科爾尼研制的直升機(jī)帶兩副旋翼,主結(jié)構(gòu)為一根V形鋼管,機(jī)身由V形鋼管和6個(gè)鋼管構(gòu)成的星形件組成,并采用鋼索加強(qiáng),以增加框架結(jié)構(gòu)的剛度。V形框架中部安裝一臺(tái)24馬力的 Antainette 發(fā)動(dòng)機(jī)和操作員座椅。機(jī)身總長(zhǎng)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(guó)姑娘漢納賴(lài)奇駕駛一架雙旋翼直升機(jī)在柏林體育場(chǎng)進(jìn)行了一次完美的飛行表演。這架直升機(jī)被直升機(jī)界認(rèn)為是世界上第一種試飛成功的直升機(jī)。1936年,德國(guó)??斯驹趯?duì)早期直升機(jī)進(jìn)行多方面改進(jìn)之后,公開(kāi)展示了自己制造的FW-61直升機(jī),1年后該機(jī)創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄。這是一架機(jī)身類(lèi)似固定翼飛機(jī),但沒(méi)有固定機(jī)翼的大型雙旋翼橫列式直升機(jī),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(dòng)傾斜器使旋翼旋轉(zhuǎn)平面傾斜進(jìn)行縱向操縱,通過(guò)兩副旋翼朝不同方向傾斜實(shí)現(xiàn)偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的,通過(guò)改變旋翼轉(zhuǎn)速來(lái)改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來(lái)增加穩(wěn)定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置,在旋翼旋轉(zhuǎn)過(guò)程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動(dòng)槳距的操縱桿來(lái)改變旋翼面的傾斜度,以實(shí)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(jī)動(dòng)飛行。該機(jī)旋翼直徑7米。動(dòng)力裝置是一臺(tái)功率140馬力的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機(jī)。該機(jī)時(shí)速100~120公里,航程200公里,起飛重量953千克。實(shí)用直升機(jī)1939年春,美國(guó)的伊戈?duì)枴の骺扑够瓿闪薞S-300直升機(jī)的全部設(shè)計(jì)工作,同年夏天制造出一架原型機(jī)。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機(jī),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(jī)身為鋼管焊接結(jié)構(gòu),由V型皮帶和齒輪組成傳動(dòng)裝置。起落架為后三點(diǎn)式,駕駛員座艙為全開(kāi)放式。動(dòng)力裝置是一臺(tái)四氣缸、75馬力的氣冷式發(fā)動(dòng)機(jī)。這種單旋翼帶尾槳直升機(jī)構(gòu)型成為現(xiàn)在最常見(jiàn)的直升機(jī)構(gòu)型。自首次系留飛行以來(lái),西科斯基不斷對(duì)VS-300進(jìn)行改進(jìn),逐步加大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。1940年5月13日,VS-300進(jìn)行了首次自由飛行,當(dāng)時(shí)安裝了90馬力的富蘭克林發(fā)動(dòng)機(jī)。投入批生產(chǎn)R-4是美國(guó)沃特-西科斯基公司20世紀(jì)40年代研制的一種2座輕型直升機(jī),是世界上第1種投入批量生產(chǎn)的直升機(jī),也是美國(guó)陸軍航空兵、海軍、海岸警衛(wèi)隊(duì)和英國(guó)空軍、海軍使用的第一種軍用直升機(jī)。該機(jī)的公司編號(hào)為VS-316,VS-316A。美國(guó)陸軍航空兵的編號(hào)為R-4,美國(guó)海軍和海岸警衛(wèi)隊(duì)的編號(hào)為HNS-1,英國(guó)空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1),英國(guó)海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。編輯本段國(guó)產(chǎn)型號(hào)民國(guó)的直升機(jī)中國(guó)在抗戰(zhàn)時(shí)由中央航空研究院開(kāi)展過(guò)有限的直升機(jī)理論研究。1944年,清華航空研究所曾在大后方的昆明從事過(guò)直升機(jī)的研究,并有論文發(fā)表。更令人震驚的是,幾乎于美國(guó)的R-4同時(shí),中國(guó)開(kāi)始設(shè)計(jì)制造直升機(jī)。1944年,中國(guó)飛機(jī)制造業(yè)的先驅(qū)朱家仁先生設(shè)計(jì)了中國(guó)第一架直升機(jī)。1945年秋,“蜂鳥(niǎo)式甲型單座直升機(jī)”研制成功,一架居然有共軸雙旋翼直升機(jī)誕生了!這是中國(guó)自己研制的第一架直升機(jī),朱家仁也被稱(chēng)為“中國(guó)的直升機(jī)之父”。1948年7月“蜂鳥(niǎo)”乙型直升機(jī)研制成功,這架直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率91.7千瓦,旋翼直徑7.62米,機(jī)高2.63米,總重725.5千克,最大飛行速度每小時(shí)136千米,航程219千米。采用封閉式坐艙,甚至超過(guò)了國(guó)際上同類(lèi)直升機(jī)。但由于內(nèi)戰(zhàn),蜂鳥(niǎo)直升機(jī)下落不明。在這里我們不能不提一下中國(guó)航空事業(yè)的先驅(qū)朱家仁,他畢業(yè)麻省理工學(xué)院航空工程系,回國(guó)后一直致力于中國(guó)航空事業(yè)。朱家仁是一位精干的實(shí)業(yè)家,一生埋頭工作,不圖名利,一生都獻(xiàn)給了中國(guó)的航空事業(yè),即使退休之后仍然進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。他先后研制有 “蜂鳥(niǎo)”甲、“蜂鳥(niǎo)”乙、縱列雙旋翼直升機(jī),綽號(hào)“飛行香蕉”的CJC一3和CJC一3A等多種不同型號(hào)的直升機(jī)。他所取得的成果,比起歐美人一點(diǎn)也不遜色。這位航空先驅(qū)者由于內(nèi)戰(zhàn)去了臺(tái)灣,始終未能再回到自己的故土和奮斗過(guò)的那片土地,最后在美國(guó)逝世,長(zhǎng)眠于異國(guó)。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(guó)在航空事業(yè)留給中國(guó)的最大一筆財(cái)富。直5直-5(Z-5)是中國(guó)制造的第一種多用途直升機(jī),也是新中國(guó)直升機(jī)科研應(yīng)用的開(kāi)端。研制初期代號(hào)“旋風(fēng)25”,原型為蘇聯(lián)米-4直升機(jī)。 直升機(jī)1958年2月,哈爾濱飛機(jī)工業(yè)公司按照蘇聯(lián)提供的全套圖紙資料開(kāi)始仿制米-4,1958年12月14日首次試飛,1959年初由國(guó)家鑒定委員會(huì)正式驗(yàn)收,投入批生產(chǎn)。63年9月21日航定委同意直5直升機(jī)優(yōu)質(zhì)過(guò)關(guān),批準(zhǔn)定型投產(chǎn);其動(dòng)力裝置活塞-7于同年12月25日優(yōu)質(zhì)過(guò)關(guān),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(tái)活塞-7氣冷星形14缸發(fā)動(dòng)機(jī),功率1770馬力(1250千瓦)。主螺旋槳直徑21米,長(zhǎng)為16.8米,高為4.4米。起落架為固定四點(diǎn)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(jī)艙體積達(dá)16立方米,一個(gè)側(cè)艙門(mén),一個(gè)蚌式后艙門(mén)。一次可運(yùn)載11名全副武裝的士兵,或8個(gè)傷員擔(dān)架和1名醫(yī)務(wù)人員。發(fā)動(dòng)機(jī)艙位于機(jī)頭,通過(guò)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)機(jī)艙頂部的主旋翼和尾部的尾槳。駕駛艙位于機(jī)頭前上部,兩人機(jī)組,兩人均可獨(dú)立完成飛行操縱??裳b載1.2噸貨物,吊運(yùn)時(shí)可運(yùn)載1.35噸。直-5的機(jī)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(wú)座力炮的載車(chē),為空降兵提供火力支援。更大威力的是75式105mm無(wú)坐力炮,于1964年研制,可摧毀主戰(zhàn)坦克、裝甲車(chē)輛和堅(jiān)固野戰(zhàn)工事等,1975年設(shè)計(jì)定型?;鹋谟膳谏砗团诩軆刹糠纸M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(jié)合的方法。仍由北京-212A輕型越野車(chē)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(zhǎng)3409毫米。尾槳為3片推進(jìn)式玻璃鋼獎(jiǎng)葉,駕駛員座艙位于機(jī)身前上部 艙內(nèi)有2個(gè)座椅。起落架為4輪式;動(dòng)力裝置:1臺(tái)氣冷式14缸塞—7發(fā)動(dòng)機(jī),最大功率1250千瓦(1700馬力)。直6根據(jù)直升機(jī)部隊(duì)換裝的需要,為改進(jìn)直-5存在的發(fā)動(dòng)機(jī)功率低、高溫高原性能差、載荷小的缺點(diǎn),哈爾濱飛機(jī)廠從1966年開(kāi)始自行研制直6(Z-6)機(jī)(1968年,直6的設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)為新組建的直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所負(fù)責(zé))。該機(jī)裝用一臺(tái)渦軸5發(fā)動(dòng)機(jī),動(dòng)力艙在機(jī)身上部,是以空降為主的多用途直升機(jī),根據(jù)需要還可進(jìn)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(jī)在吉林省公主嶺附近飛行時(shí)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(dòng)機(jī)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(xùn),設(shè)計(jì)單位對(duì)直升機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)做出了11項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)。1977年,國(guó)務(wù)院、中央軍委正式批準(zhǔn)直-6機(jī)設(shè)計(jì)定型。直6研制邁出了中國(guó)直升機(jī)從活塞式走向渦軸化的關(guān)鍵一步,但由于發(fā)動(dòng)機(jī)選型不當(dāng),單發(fā)動(dòng)機(jī)不安全等原因,直-6未能正式投產(chǎn);簡(jiǎn)介:直-6多用途直升機(jī)是哈爾濱飛機(jī)工業(yè)公司在直-5基礎(chǔ)上改型設(shè)計(jì)的以空降為主的多用途直升機(jī),1969年12月15日首飛。后由中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所負(fù)責(zé),1970年轉(zhuǎn)至常州飛機(jī)制造廠和昌河飛機(jī)工業(yè)公司進(jìn)行生產(chǎn),1977年設(shè)計(jì)定型,共生產(chǎn)了15架,未能正式投產(chǎn)。動(dòng)力系統(tǒng):直-6機(jī)身上部安裝1臺(tái)渦軸-5發(fā)動(dòng)機(jī),功率1618千瓦。載12人?;緮?shù)據(jù):機(jī)長(zhǎng)20.962米,機(jī)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(shí);最大航程651千米;載重1200千克。直760年代中期,中國(guó)在研制輕型和中型直升機(jī)產(chǎn)品的同時(shí),也開(kāi)始考慮自個(gè)研制能裝載一個(gè)加強(qiáng)排兵力的重型直升機(jī)產(chǎn)品。根據(jù)部隊(duì)提出的需求,1969年,中國(guó)航空研究院決定由新組建的直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所承擔(dān)重型直升機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù),直升機(jī)的編號(hào)為直7(Z-7)。1970年3月,直7研制工作開(kāi)始,承擔(dān)研制的有直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所等5個(gè)研究所、2個(gè)工廠。直7的研制方案是:裝兩臺(tái)渦軸5甲發(fā)動(dòng)機(jī),采用6片旋翼;除重新設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shí),最大航程350千米,實(shí)用升限6000米。1971年直7開(kāi)始進(jìn)行機(jī)體和部件的靜力試驗(yàn)及調(diào)試。其間,領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)曾決定將直7作為艦載直升機(jī)的試驗(yàn)機(jī),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(jī)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(jī)體,配套生產(chǎn)的成品已到貨90%。1979年,直7重型直升機(jī)完成了全機(jī)靜力試驗(yàn)。然而,1979年6月28日,國(guó)家決定直7重型直升機(jī)研制工作停止.其原因是由于國(guó)家財(cái)力有限,不可能同時(shí)投資研制兩種重型直升機(jī),為了全力確保由江西景德鎮(zhèn)直升機(jī)廠承擔(dān)研制直8型直升機(jī)項(xiàng)目,直7直升機(jī)只得為直8讓路,從而宣告了直7重型直升機(jī)的夭折。盡管直7項(xiàng)目下馬了,但直7研制的許多成果為后來(lái)成功研制出最大起飛重量達(dá)13000千克的直8重型直升機(jī)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。直8中國(guó)于70年代末購(gòu)進(jìn)了14架法國(guó)航宇工業(yè)公司研制的SA321“超黃蜂”大型多用途直升機(jī), 交由海軍航空兵部隊(duì)使用。該機(jī)型在法國(guó)于1966年開(kāi)始交付使用,裝備后成為中國(guó)第一代艦載機(jī)。隨后,中國(guó)開(kāi)始在“超黃蜂”得基礎(chǔ)上仿制直-8。直8直升機(jī)(12張)直-8(Z-8)的研究工作由中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所與昌河飛機(jī)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(jìn)行引進(jìn)仿制,隨后進(jìn)而改進(jìn)研制直-8陸軍型,從而逐步提高中國(guó)大中型直升機(jī)科研、生產(chǎn)和裝備的水平。1976年研制工作開(kāi)始,首架原型機(jī)于1985年12月首飛,1989年11月通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定,1994年12月設(shè)計(jì)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(guó)在研制輕型和中型直升機(jī)產(chǎn)品的同時(shí),已開(kāi)始考慮研制能裝載排級(jí)單位的重型直升機(jī)。1969年中國(guó)航空研究院決定由新組建的直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所承擔(dān)重型直升機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù),機(jī)型編號(hào)為直-7。1971年直-7開(kāi)始進(jìn)行機(jī)體和部件的靜力試驗(yàn)及調(diào)試。其間一度決定將直-7作為艦載直升機(jī)。1975年5月,直-7零部件加工完成了97%,并已裝配成兩架機(jī)體,配套生產(chǎn)的成品已到貨90%。1979年直-7完成了全機(jī)靜力試驗(yàn)。1979年6月28日決定直-7研制工作停止。據(jù)說(shuō)原因是國(guó)家財(cái)力有限,不可能在研究直-7的同時(shí),在資金上保障由景德鎮(zhèn)直升機(jī)廠的仿制直-8型直升機(jī)項(xiàng)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(chǔ)。直-8曾經(jīng)被看作中國(guó)陸航、海航的一大飛躍,因?yàn)檫@是中國(guó)第一種國(guó)產(chǎn)大中型多用途直升機(jī)。不想在2002年前的漫長(zhǎng)歲月里,直-8生產(chǎn)量很低,不超過(guò)20架,又變成了一個(gè)雞肋。直-8采用了常規(guī)的直升機(jī)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(yīng)水上用途,采用船形機(jī)身,水密艙,兩側(cè)有固定水陸兩用短翼浮筒,可以進(jìn)行水上起降。在陸上采用不可收放前三點(diǎn)式起落架。直-8采用3臺(tái)渦軸-6型發(fā)動(dòng)機(jī),兩臺(tái)在減速器前,一臺(tái)在后,單臺(tái)最大起飛功率1128千瓦(1550馬力)。機(jī)內(nèi)主油箱由3組8個(gè)軟油箱組成,總有效容積3900升。燃油箱及相關(guān)艙室均有通風(fēng)系統(tǒng),每組油箱有一個(gè)重力加油口,位于機(jī)身左側(cè)。直-8可載運(yùn)27名全副武裝的士兵,此時(shí)航程700千米,最大載重情況下可載運(yùn)39人;也可以載運(yùn)一輛BJ-22吉普及有關(guān)人員;或裝載3000公斤貨物飛行500千米,或外掛運(yùn)送5000千克貨物到50千米外的目標(biāo)區(qū)域,然后返回原地。用于救護(hù)時(shí)直-8艙內(nèi)可載15名傷病員及擔(dān)架,以及一名醫(yī)護(hù)人員。執(zhí)行搜索救援時(shí),機(jī)上可裝備一臺(tái)液壓救生絞車(chē)和兩只救生艇,在陸地和海上執(zhí)行救援任務(wù)。實(shí)際上中國(guó)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(jī)。因此直-8很快發(fā)展了艦載型號(hào)。直-8可裝備吊放聲納、搜索雷達(dá),可采用的武器包括魚(yú)雷或?qū)椀?。?zhí)行掃雷任務(wù)時(shí),可拖曳一個(gè)掃雷具,在距基地92千米的水域以46千米的時(shí)速掃雷兩小時(shí)。布雷作戰(zhàn)時(shí)可攜帶8枚250千克的水雷。海軍型號(hào)的直-8已多次參與實(shí)際任務(wù)。直-8還發(fā)展了陸軍型直-8A直-8還可用于人員運(yùn)輸、地質(zhì)勘探、航空測(cè)繪、建筑施工、森林防火、邊防巡邏、通訊聯(lián)絡(luò)指揮等民用用途。直-8曾順利執(zhí)行過(guò)搶險(xiǎn)救災(zāi)和科研試飛等任務(wù),1993年首飛西沙成功。直-8產(chǎn)量低的原因尚無(wú)公開(kāi)資料可詢(xún),估計(jì)最大的可能是仿制品的性能不行,或核心部件無(wú)法自行生產(chǎn),如發(fā)動(dòng)機(jī)。從陸航大量購(gòu)入米-17來(lái)看,直-8在陸軍沒(méi)什么地位。海航裝備了直-9,也許這種輕型直升機(jī)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(shí)不錯(cuò),是法軍主力,我們辛辛苦苦仿制出來(lái),卻又無(wú)法解決核心部件問(wèn)題的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題。2002年5月外電報(bào)道,中國(guó)計(jì)劃恢復(fù)直-8的生產(chǎn),將采用加拿大普·惠公司的PT6系列發(fā)動(dòng)機(jī),進(jìn)而引進(jìn)其發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)技術(shù)。報(bào)道稱(chēng)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(bào)道屬實(shí),說(shuō)明軍方還是希望能有一種自行研制的大型直升機(jī)可用。此外也側(cè)面印證了直-8存在發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法自行研制的問(wèn)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(yáng)眉的日子到來(lái)了。F型是直-8A的最新改型,換裝了進(jìn)口PT6B-67A發(fā)動(dòng)機(jī)(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(lái)的1900米提高到2800米。F型能在4500米高原啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)大幅度增加了首翻期,達(dá)到了3500小時(shí)。進(jìn)氣口增裝防沙裝置,改善野外使用性能,因此座艙上方機(jī)體外形上有所變化。用有防冰除冰能力的復(fù)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(dāng)前仍在研制階段,計(jì)劃2005年換發(fā)型投放市場(chǎng),有望大量裝備解放軍使用。而PT6系列發(fā)動(dòng)機(jī)也必然要展開(kāi)國(guó)產(chǎn)化工作。請(qǐng)善用百度搜索。謝謝,祝您生活愉快!
字?jǐn)?shù)有限更多知識(shí)去 看 直升機(jī)是靠發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力和推進(jìn)力,能在大氣中垂直起降、懸停、定點(diǎn)回轉(zhuǎn)、前飛、后飛和側(cè)飛等可控飛行的重于空氣的飛行器。按照旋翼數(shù)量的多少和布局形式,可分為單旋翼帶尾槳的直升機(jī)、雙旋翼直升機(jī)(包括共軸式、縱列式、橫列式)以及新概念直升機(jī)(V-22)。直升機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷四代,分別是:以活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力裝置,最大平飛速度 200km/h,如貝爾-47、米-4等; 20世紀(jì)60年代,采用渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī),最大平飛速度 250km/h,如AH-1、米-24、超黃蜂等; 20世紀(jì)80年代,以復(fù)合材料槳葉為突出特點(diǎn),最大平飛速度 300km/h,如AH-64、卡-50、S-70、黑鷹等; 近年來(lái),以復(fù)合材料在槳葉和機(jī)體進(jìn)一步增大為突出特點(diǎn),最大平飛速度 350km/h,如RAH-64、NH-90、S-92、AS-350等。直升機(jī)發(fā)展史第一節(jié) 緒論人類(lèi)的航空發(fā)展史始于十六世紀(jì),早期觀察鳥(niǎo)類(lèi)的飛行,人類(lèi)夢(mèng)想著有朝一日能像鳥(niǎo)類(lèi)一般自由自在的遨游于天空。自然地,由觀察鳥(niǎo)類(lèi)飛行所得的現(xiàn)像,引導(dǎo)著早期航空的發(fā)展。鳥(niǎo)類(lèi)的飛行大底上可劃分為三個(gè)階段:起飛,飛行及降落;而起飛亦可分為兩種:跑步起飛和跳躍起飛;而飛行亦可分為兩種:前進(jìn)飛行和空中停留。一開(kāi)始,人們想利用可上下移動(dòng)的翅膀靠著其運(yùn)動(dòng)而如鳥(niǎo)類(lèi)般的飛行,但是此一構(gòu)想除了玩具外并無(wú)法真正地讓人類(lèi)飛上天空。雖然如此,人類(lèi)并不因此而放棄,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力終于在十九世紀(jì)發(fā)明了固定翼的飛行機(jī)器,此即目前大家所熟悉在運(yùn)輸上扮演非常重要角色的飛機(jī)。而飛機(jī)的發(fā)明雖然讓人類(lèi)可以飛上天空,但這只能仿真鳥(niǎo)類(lèi)的跑步起飛以及前進(jìn)飛行。對(duì)于另外的跳躍起飛及空中停留的現(xiàn)像卻一直無(wú)法達(dá)成。但當(dāng)時(shí)航空的先驅(qū)們并不因此而停止,他們曉得如果要完全的了解飛行的現(xiàn)像,必須解決在無(wú)前進(jìn)速度下空中的停留以及在限制的環(huán)境下垂直地起飛和降落。而此方向的探討一直持續(xù)到直升機(jī)的開(kāi)發(fā)。當(dāng)時(shí)研究直升機(jī)的他們所面臨的最大問(wèn)題有三:(1)降低機(jī)身結(jié)構(gòu)及引擎的重量,以便飛行器有足夠剩余的升力可供使用;(2)抵消因主旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的扭力;和(3)飛行時(shí)如何操控。降低重量主要朝著利用較輕的材料和提高引擎的效益,亦即提高引擎所能提供的有效功率和引擎的重量比著手,前者導(dǎo)致鋁合金的使用和最近復(fù)合材料的使用,而后者因限于早期只有往復(fù)式引擎而無(wú)法有突破性的進(jìn)展,一直到后來(lái)渦輪引擎的發(fā)明才有進(jìn)一步的發(fā)展。其次為克服旋翼所產(chǎn)生的扭力,結(jié)果導(dǎo)致目前所能看到的各種不同的直升機(jī)外型,如主尾旋翼、橫向雙主旋翼、前后主旋翼、同軸上下旋翼等。最后對(duì)于飛行的操控則導(dǎo)至目前主旋翼的通用型態(tài),包括翼插梢及翼切面集合傾角(collective pitch)和循環(huán)傾角(cyclic pitch)的控制。所謂集合傾角即同時(shí)改變所有翼片的傾角來(lái)達(dá)到不同升力的效果,此時(shí)升力垂直于旋翼旋轉(zhuǎn)平面。另外旋翼循環(huán)傾角即翼片傾角隨著旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)動(dòng)做周期性的改變,而其功用在于旋翼的升力隨著翼片旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置不同而改變,使得旋翼的旋轉(zhuǎn)平面由水平往側(cè)邊傾斜,造成旋轉(zhuǎn)翼之升力由垂直向上往旁?xún)A斜,因此有水平的分量來(lái)拉直升機(jī)做水平的飛行,如果其往前傾斜,則直升機(jī)亦往前飛行。 第二節(jié) 直升機(jī)概念的萌芽最早直升機(jī)的概念可以追溯到前(B.C. 400)中國(guó)已有的竹蜻蜓,竹蜻蜓包含一螺旋槳裝在一根垂直軸上,人們以手轉(zhuǎn)動(dòng)此軸即可使竹蜻蜓升空飛行,這可能是人類(lèi)最早的概念直升機(jī)。但是此一概念并沒(méi)有繼續(xù)的發(fā)展,一直到十五世紀(jì),達(dá)芬奇(Leonardo de Vinci)繪出他所認(rèn)為飛行的機(jī)器,在圖中他建議以旋轉(zhuǎn)一繞垂直軸的螺旋面(雙旋翼直升機(jī)概念鼻祖)來(lái)達(dá)到垂直的飛行。達(dá)芬奇的直升機(jī)設(shè)想,與竹蜻蜓 在十八世紀(jì)末期,Launoy 和 Bienvenue 制造了一架可自行起飛的旋轉(zhuǎn)翼玩具。在 1796年英格蘭的George Cayley 公爵制造了一些成功的直升機(jī)模型(右圖),其中一架飛到27米高。在 1842年英格蘭的 W. H. Phillips 制造一以蒸氣推動(dòng)的模型直升機(jī)重 10千克。在此必須提到一個(gè)人名叫 PontonD'Amecourt,他相信飛行的可能,于 1863年創(chuàng)造了直升機(jī)(helicopter)這個(gè)字,根據(jù)其定義直升機(jī)即螺旋狀的機(jī)翼,此機(jī)翼繞著一軸旋轉(zhuǎn),如果此軸垂直則機(jī)翼沿著軸垂直上升。他制造一以蒸汽引擎推動(dòng)的模型,為了減輕重量他以鋁材料建造蒸汽缸,雖然在當(dāng)時(shí)人類(lèi)并未發(fā)現(xiàn)鋁材料;而為了抵消旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的扭力,他利用兩個(gè)相反方向旋轉(zhuǎn)的共軸螺旋槳:但是此模型所產(chǎn)生的升力并無(wú)法令模型升空。因而這些先驅(qū)者開(kāi)始研發(fā)可行的引擎,可以提供足夠的動(dòng)力。終于在 1877年意大利的 Enrico Forlanini 教授以一個(gè)四分之一馬力的蒸汽引擎成功地使一重八千克的模型飛行二十秒,最高達(dá)到十二米。十年以后于 1887年,法國(guó)的 Gustave Trouve 成功地以電動(dòng)引擎來(lái)推動(dòng)他的模型。 1880年美國(guó)的愛(ài)迪生先生制造一螺旋槳的測(cè)試臺(tái)并以馬達(dá)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳認(rèn)識(shí)到直升機(jī)所需要的是一很輕的引擎且能提供大量的功率-即重量對(duì)功率的比為 1 to2 kg/hp,而當(dāng)時(shí)的蒸汽引擎并不適合直升機(jī)的飛行,所以他開(kāi)始從事引擎的開(kāi)發(fā)。于實(shí)驗(yàn)室里,他利用棉火藥作為引擎的燃料,但經(jīng)過(guò)一次嚴(yán)重的爆炸而放棄。其后經(jīng)過(guò)很多年的模型嘗試,一直到了二十世紀(jì)初期,才有人開(kāi)始嘗試一些較大且可攜帶飛行員的直升機(jī)。而飛機(jī)開(kāi)發(fā)的成功,對(duì)直升機(jī)的先驅(qū)們?cè)斐珊艽蟮臎_擊,他們不止努力地急起直追,一些飛機(jī)上使用的零件及概念亦被引用到直升機(jī)上,如螺旋槳、引擎及垂直徑 6米的螺旋槳裝在一以鐵管制的 V 型機(jī)身上,機(jī)身中心位置裝有飛行員座位及一二十四馬力的引擎,透過(guò)滑輪及皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)前后槳,為了達(dá)到方向控制,在螺旋槳下方各裝一平面,透過(guò)控制平面的傾斜角度,利用螺旋槳的下洗流方向來(lái)達(dá)到直升機(jī)的方向控制。這一架直升機(jī)總重203千克飛行員 57千克共260千克,于十一月十三日的試飛中離地0.3米空中停留約20 秒,試飛時(shí)為了防止無(wú)法控制,直升機(jī)以繩索綁住以防止上升過(guò)高。但因些機(jī)械及控制的問(wèn)題,最后于一次試飛中,此架直升機(jī)因高度振動(dòng)而破壞。1909年美國(guó) Emile 和Henry Berliner 父子建造了一架同軸雙螺旋槳以?xún)蓚€(gè)引擎帶動(dòng)的直升機(jī),沒(méi)有以纜線綁住的情況下成功地試飛。其后在1922年他們建造了一架橫向雙螺旋槳的飛行機(jī)器,在此不用直升機(jī)這個(gè)名辭,因?yàn)榇藱C(jī)并無(wú)空中停留的能力,他們將螺旋槳相對(duì)于機(jī)身往前傾斜,利用螺旋槳產(chǎn)生的升力在水平方向的分量來(lái)前進(jìn)飛行。1912年蘇聯(lián) Yuriev 建造了一架原型機(jī)重200千克(下圖),這是世上第一架只有單一主螺旋槳配上一垂直反扭力螺旋槳。而此設(shè)計(jì)即目前最常見(jiàn)的型式。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)問(wèn)題再加上第一次世界大戰(zhàn)及蘇聯(lián)革命,他停止繼續(xù)研究。 后來(lái)于1923年 Emile Berliner 以此一設(shè)計(jì)申請(qǐng)專(zhuān)利。1916年澳大利 Petroczy 和 Van Karman 建造一共軸雙螺旋槳直升機(jī)重 815千克,螺旋槳直徑 6米以一 120馬力的引擎帶動(dòng),為維持其穩(wěn)定性以纜線綁在地上,此機(jī)試飛時(shí)離地 49米,但在第十五次降落時(shí)墜毀。在第一次世界大戰(zhàn)前后,因戰(zhàn)爭(zhēng)需要高性能的飛機(jī),較佳的引擎被開(kāi)發(fā)出來(lái),直升機(jī)所面臨功率不足的問(wèn)題迎刃而解。有了足夠的動(dòng)力令直升機(jī)起飛,先驅(qū)們開(kāi)始可以集中精力在直升機(jī)穩(wěn)定性及控制性的問(wèn)題上加以探討。為解決控制穩(wěn)定的問(wèn)題,一些以前直接引用飛機(jī)的概念有了進(jìn)一步的修正,如不再以垂直尾舵的方式來(lái)控制方向而改以翼面循環(huán)傾角和以旋轉(zhuǎn)翼來(lái)取代螺旋槳等。旋轉(zhuǎn)翼與螺旋槳最大的不同在其剛性的設(shè)計(jì),旋轉(zhuǎn)翼為柔性設(shè)計(jì),允許翼片大量的位移及變形。反之螺旋槳?jiǎng)t為剛性設(shè)計(jì)只允許少量的變形。第一次大戰(zhàn)結(jié)束的幾年后,有三位直升機(jī)制造者競(jìng)相地號(hào)稱(chēng)其完成真正的飛行。事實(shí)上他們?cè)囷w的日期相隔不久,且各自有其破當(dāng)時(shí)直升機(jī)第一次飛行的記錄和對(duì)直升機(jī)的發(fā)展有所貢獻(xiàn)。茲將他們的事跡分別類(lèi)舉:I. Pescara 在第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí),一位阿根廷(Argentina)的工程師 Marquis Pescara 建造一架包含兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的共軸旋轉(zhuǎn)翼直徑 6.4米,每一旋轉(zhuǎn)翼有上下兩個(gè)平面,每一平面有四個(gè)翼片:此架直升機(jī)經(jīng)過(guò)幾次的試飛及修改后具有 180馬力,在1923年十一月十九日破當(dāng)時(shí)飛行距離的記錄飛行了736米。他是第一位有效地以扭轉(zhuǎn)翼片的方法來(lái)控制旋轉(zhuǎn)翼的循環(huán)傾角,同時(shí)他亦是第一位了解直升機(jī)具有自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落(autorotation)能力的人。在此之前,人們都相信直升機(jī)如飛機(jī)般只有在引擎運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才能飛行,當(dāng)引擎停止時(shí)直升機(jī)會(huì)像飛機(jī)一樣掉下來(lái)。由他的陳述中得知:當(dāng)沒(méi)有引擎推動(dòng)的情況下降落,若將翼片傾角降低至非常小可使旋轉(zhuǎn)翼繼續(xù)旋轉(zhuǎn),如風(fēng)車(chē)一般。當(dāng)下降至一程度時(shí),將翼片傾角增加產(chǎn)生升力,其作用就有如煞車(chē)一般減低直升機(jī)下降的速度,同時(shí)可以提供直生機(jī)安全降落所需的升力。II. De Bothezat一位蘇聯(lián)的科學(xué)家于蘇聯(lián)革命時(shí)被迫逃離母國(guó)到美國(guó),于1916年他寫(xiě)了一本直升機(jī)旋翼理論的書(shū)。在1921年六月一日他和美國(guó)陸軍簽署一項(xiàng)合約,幫軍方發(fā)展一架可升高至 100米且可在引擎轉(zhuǎn)速下降情況下降落的直升機(jī),此為美國(guó)軍方第一次直升機(jī)訂單的合同。此機(jī)為一交叉型鐵管梁組成的機(jī)身,于梁的四端各有一六個(gè)翼片直徑 6.6米的旋轉(zhuǎn)翼,旋轉(zhuǎn)翼片的傾角則由一飛輪控制,全機(jī)重 1610千克配以一200馬力的引擎(下圖)。當(dāng)前后兩組旋轉(zhuǎn)翼的翼片傾角不同時(shí),造成前后的升力差,由此可達(dá)到機(jī)身的縱向控制;左右兩側(cè)旋轉(zhuǎn)翼的翼片傾角不同時(shí),造成左右升力差,由此可達(dá)到機(jī)身的翻滾控制。而此設(shè)計(jì)更利用翼片負(fù)傾角來(lái)達(dá)到自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落的要求。于1922年十二月十八日在一些人的見(jiàn)證下,在高度約兩米空中停留,但于飛行過(guò)程中,機(jī)身的水平方向無(wú)法有效控制以致機(jī)身往側(cè)向移動(dòng),因此在空中停留了一分四十二秒后降落。而此計(jì)劃亦因其無(wú)法達(dá)到合約目標(biāo)及考慮當(dāng)任一旋翼故障時(shí)的非對(duì)稱(chēng)形控制問(wèn)題而取消。 III. Oehmichen一位法國(guó)工程師 Etienne Oehmichen 在1920年建造一架類(lèi)似 Paul Cornu 所造的直升機(jī),機(jī)身由一水平梁構(gòu)成,于梁的兩端各有一雙翼片旋轉(zhuǎn)翼,其直徑 6.4米由一20 到25馬力的引擎透過(guò)皮帶來(lái)帶動(dòng)。但此機(jī)升力不足,他以纜線將一充滿(mǎn)70 立方米的氫氣球懸吊在上機(jī)身架子:氣球不只提供其升空所需不足的升力,同時(shí)氣球的阻力亦有穩(wěn)定直升機(jī)的功能。但此機(jī)并非真正的直升機(jī),他給其一個(gè)新的名辭叫“helicostat”,意即靜升力輔助直升機(jī)。當(dāng)時(shí)直升機(jī)發(fā)展趨勢(shì)是朝真正直升機(jī),因此他開(kāi)始著手建造真正的直升機(jī),而 helicostat 的觀念后來(lái)被用來(lái)吊起很重的對(duì)象而非用來(lái)穩(wěn)定直升機(jī)。他所建造的直升機(jī)類(lèi)似 Bothezat 所建造的有四個(gè)旋轉(zhuǎn)翼,另外他又加上八個(gè)小螺旋槳用來(lái)推進(jìn)及控制,所有系統(tǒng)由一 120馬力的引擎帶動(dòng),總重大約900千克,如下圖:在1923年五月完成超過(guò)五分鐘的空中停留,次年五月四日完成 1 公里長(zhǎng)的繞圈飛行,飛行最高點(diǎn)為 16米。一直到1934年,直升機(jī)的發(fā)展并無(wú)顯著的進(jìn)步,此一時(shí)期亦有些先驅(qū)從事直升機(jī)的開(kāi)發(fā)。英國(guó) Louis Brennan (1924-1925年)建造了一架直升機(jī)在其旋轉(zhuǎn)翼的自由端裝有螺旋槳,以螺旋槳的推力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)翼。而旋轉(zhuǎn)翼相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸則可自由旋轉(zhuǎn),因此無(wú)因旋轉(zhuǎn)翼旋轉(zhuǎn)所造成的扭力問(wèn)題。荷蘭 A.G. von Baumhauer (1924-1929年)開(kāi)發(fā)一直升機(jī),有一雙翼片直徑 15米的主旋轉(zhuǎn)翼,由一200馬力的轉(zhuǎn)子引擎帶動(dòng),同時(shí)以一由另一個(gè) 80馬力轉(zhuǎn)子引擎帶動(dòng)的垂直尾旋轉(zhuǎn)翼,用來(lái)平衡主旋轉(zhuǎn)翼所產(chǎn)生的扭力。主旋轉(zhuǎn)翼裝有撲動(dòng)插梢允許翼片上下翻轉(zhuǎn),但同時(shí)以一纜線連接兩個(gè)翼片形成一翹板式的旋轉(zhuǎn)翼(teetering rotor),所謂翹板式旋轉(zhuǎn)翼即一個(gè)翼片如果上升則另一翼片則下降,此型的旋轉(zhuǎn)翼通常使用在雙翼片旋轉(zhuǎn)翼上。翹板式旋轉(zhuǎn)翼其二翼片亦可為連續(xù)性的構(gòu)造以單一撲動(dòng)插梢連接于轉(zhuǎn)軸上。相同的觀念用于多翼片旋轉(zhuǎn)翼時(shí)稱(chēng)為吊架式旋轉(zhuǎn)翼(gimballed rotor)再利用一片斜盤(pán)板(swashplate)的傾斜改變翼片的循環(huán)傾角來(lái)達(dá)到控制的目的,此發(fā)明得到法國(guó)及英國(guó)的專(zhuān)利權(quán)。意大利 Corradino d'Ascanio (1930年)建造一同軸雙旋轉(zhuǎn)翼直升機(jī)。旋轉(zhuǎn)翼為雙翼片直徑 13米,由一95馬力的引擎帶動(dòng),翼片裝有撲動(dòng)插梢及翼片傾角轉(zhuǎn)動(dòng)鉸煉(feathering hinge),另外他利用翼片尾端的控制片來(lái)改變翼切面外形,進(jìn)而改變空氣動(dòng)力的特性來(lái)達(dá)到翼片集合傾角及循環(huán)傾角的控制,而控制片則由飛行員利用纜線及滑輪來(lái)操控,于垂直飛行時(shí),控制片同時(shí)移動(dòng)以增加或減小全部翼片的傾角,藉以改變直升機(jī)的升力,水平飛行時(shí)控制片則做周期性的改變。其飛行記錄-高度 18米、飛行時(shí)間 8 分 45秒及距離 1078米則保持了好幾年。美國(guó) M. B. Blecker (1926-1930年)建造了一架有四片類(lèi)似機(jī)翼的旋轉(zhuǎn)翼直升機(jī),為克服扭力問(wèn)題,于每個(gè)機(jī)翼上裝有一螺旋槳,全部機(jī)翼則繞旋轉(zhuǎn)翼的主軸自由旋轉(zhuǎn),動(dòng)力則透過(guò)齒輪和煉條由一裝于機(jī)身的 420馬力引擎帶動(dòng),控制則由機(jī)翼上附加的空氣動(dòng)力板面及機(jī)身尾舵的移動(dòng)來(lái)達(dá)到。此機(jī)經(jīng)過(guò)多次的測(cè)試,但因振動(dòng)及不穩(wěn)定的問(wèn)題而被放棄。Hellesen-Kahn (1926年)建造了一架有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼的直升機(jī),機(jī)翼長(zhǎng)度 6.5米,全部機(jī)翼面積大約20 平方米。在每個(gè)機(jī)翼中間裝置有螺旋槳由一75馬力的引擎帶動(dòng),因而使機(jī)翼繞著軸轂旋轉(zhuǎn),于試飛時(shí)因離心力及回轉(zhuǎn)力的問(wèn)題無(wú)法解決而放棄。于法國(guó)及英國(guó) Isacco(1929年)采用類(lèi)似的設(shè)計(jì), 如下圖:兩翼各由一個(gè) 32馬力的引擎來(lái)推動(dòng)裝置于翼端的螺旋槳,由兩機(jī)翼組成的旋轉(zhuǎn)翼直徑 12.5米,另外他于機(jī)鼻部份加裝一引擎及螺旋槳做為水平推進(jìn)的力量??墒侵糜谝矶说囊嬉驒C(jī)翼旋轉(zhuǎn)而承受巨大離心力,使得其供油及潤(rùn)滑非常困難,因而此計(jì)劃經(jīng)過(guò)幾次試飛后就停止了。匈牙利 Oscar de Asboth (1928-1930年)建造一架共軸雙旋翼直升機(jī), 如下圖:其旋轉(zhuǎn)翼直徑 4.30米由一 130馬力引擎帶動(dòng),翼片由柔性木質(zhì)材料制成。飛行員經(jīng)由一操縱桿及腳踏板控制裝于機(jī)身的六片繞水平軸回轉(zhuǎn)的反射板來(lái)穩(wěn)定飛行,反射板的功用在于反射旋轉(zhuǎn)翼旋轉(zhuǎn)時(shí)所造成的下洗流(downwash)而產(chǎn)生穩(wěn)定的力量。他后來(lái)又于機(jī)身加裝一水平螺旋槳推進(jìn)器。在非常平靜的天氣下,此機(jī)非常的穩(wěn)定但也非常不容易操控,其控制反應(yīng)非常的緩慢。究其原因,其旋轉(zhuǎn)翼有很高的受力約為每平方米有 34千克,因而其下洗流的速率很大。但如果在不穩(wěn)定的天氣或快速前進(jìn)的情況下飛行,因下洗流到達(dá)反射板的量改變,此機(jī)可能無(wú)法如試飛時(shí)穩(wěn)定。在比利時(shí) Florine (1930-1933年)建造一雙旋翼直升機(jī),不同于其它先驅(qū)們所造的,其兩個(gè)旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)向相同,此二旋轉(zhuǎn)翼各往不同的方向傾斜,由此二旋轉(zhuǎn)翼升力的水平分量形成一力偶來(lái)克服扭力的問(wèn)題。全機(jī)總重950千克,由一200馬力的引擎帶動(dòng)。于1933年十月非正式地打破由 Ascanio 所保持的飛行紀(jì)錄,飛行九分五十八秒。同一時(shí)期蘇俄的氣動(dòng)力與水動(dòng)力研究中心(ZAGI),于1928年成立垂直飛行部門(mén),由 G.H. Sabinin 主持直升機(jī)的發(fā)展計(jì)劃,其第一架直升機(jī)(ZAGI 1 A)以鐵管做成機(jī)身,主旋轉(zhuǎn)翼有四個(gè)翼片剛性地固定在旋翼轉(zhuǎn)軸軸轂,由兩個(gè) 120馬力的引擎帶動(dòng),此為直升機(jī)史上第一架雙引擎直升機(jī)。另外有兩個(gè)雙翼片輔助旋轉(zhuǎn)翼,各裝置在機(jī)身的前后部來(lái)控制飛行。經(jīng)過(guò)一連串試飛后,此機(jī)在一次下降時(shí)因引擎超速而損壞。而其第二架直升機(jī)除了主旋轉(zhuǎn)翼外基本上和第一架相同,其為一個(gè)三翼片固定于旋翼轉(zhuǎn)軸軸轂,直徑 10米的旋轉(zhuǎn)翼,另外有三個(gè)較短的翼片(直徑7.8米)裝置于長(zhǎng)翼片間以循回傾角來(lái)控制飛行。在1934年其非正式的飛行記錄為:每小時(shí)20 公里的飛行速率、飛行距離為700米、最大高度為 40米和最長(zhǎng)時(shí)間 13 分鐘。自從 Oehmichen 于1924年創(chuàng)造了高度紀(jì)錄(16米)后,十年間直升機(jī)的發(fā)展基本上并無(wú)多大的進(jìn)展。但同一時(shí)期,另外一種飛行機(jī)器-自旋機(jī)(autogyro)卻發(fā)展的相當(dāng)迅速,到了1934年其技術(shù)已到了成熟的階段。在此提到自旋機(jī)的主要原因是自旋機(jī)的技術(shù)后來(lái)被運(yùn)用到直升機(jī)上,且在直升機(jī)發(fā)展上扮演一不可抹沒(méi)的角色。而所謂的自旋機(jī)一開(kāi)始的概念是運(yùn)用旋翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落的能力來(lái)提供飛機(jī)于低速時(shí)和飛行失去動(dòng)力時(shí)的飛行安全,因此最原始的自旋機(jī)即在飛機(jī)上加裝一旋翼,為利用其自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落的功能,此旋翼為無(wú)動(dòng)力式可自由旋轉(zhuǎn),也因此自旋機(jī)并無(wú)垂直升飛行的能力。后來(lái)亦有人于自旋機(jī)的旋翼加上動(dòng)力,于地面上先令旋翼在無(wú)翼片傾角時(shí)超速轉(zhuǎn),以?xún)?chǔ)存大量的動(dòng)能,當(dāng)飛行員突然增加翼片傾角時(shí)可將自旋機(jī)升空,此方法即所謂的跳躍升空(jump take-off)。西班牙的 Juan de la Cierva 于1920年到1930年間發(fā)展的,同時(shí)他亦是創(chuàng)造“autogyro”名辭的人。Juan de la Cierva 于1919年設(shè)計(jì)一架飛機(jī),靠近地面飛行時(shí)因失速而墜毀。引發(fā)他對(duì)飛機(jī)具有低速起飛及降落的興趣,而飛機(jī)具低速起飛及降落的主要關(guān)鍵在于是否能設(shè)計(jì)一于低速下有高升力低阻力的機(jī)械。在旋轉(zhuǎn)翼模型的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中,他得知在無(wú)動(dòng)力的情況下,如果旋轉(zhuǎn)翼往后傾斜,甚至在低速情況下亦有高升力低阻力的效用,且最好的結(jié)果是于低速下旋轉(zhuǎn)翼有些許的正傾角。在1922年他將一五個(gè)翼片的旋轉(zhuǎn)翼裝置在飛機(jī)上,一開(kāi)始翼片剛性地固定在旋轉(zhuǎn)翼軸轂。于前進(jìn)飛行時(shí),飛機(jī)因旋轉(zhuǎn)翼升力的不對(duì)稱(chēng)而有向旁邊翻落的傾向,因此他改用較柔性的棕櫚材料做成的翼片來(lái)改善問(wèn)題,如此發(fā)現(xiàn)成功的飛行在于柔性的翼片的使用,而這個(gè)結(jié)果令他在往后的設(shè)計(jì)改用活節(jié)式旋轉(zhuǎn)翼(articulated rotor)。而且他亦是第一個(gè)成功的運(yùn)用翼片撲動(dòng)插梢于旋轉(zhuǎn)翼飛行器上的人。下圖為該型號(hào)模型。 同時(shí)他學(xué)習(xí)到為避免高度的振動(dòng),于翼片前后移動(dòng)的方向須加一吸振器(lag damper),其后吸振器成為避免直升機(jī)地面共振(ground resonance)不可欠缺的裝置。而所謂的地面共振即當(dāng)直升機(jī)停在地面而旋轉(zhuǎn)翼旋轉(zhuǎn)時(shí),翼片在前后方向移動(dòng)的慣性力造成轉(zhuǎn)動(dòng)軸上一周期性的水平力作用于機(jī)身上,如果此力的頻率與機(jī)身包括起落架的頻率相同時(shí),機(jī)身的反應(yīng)會(huì)增加很快,一般于幾秒鐘內(nèi)即可將全機(jī)摧毀。在1923年他將一四個(gè)具有撲動(dòng)插梢翼片的旋轉(zhuǎn)翼裝置在飛機(jī)上。旋轉(zhuǎn)翼直徑9.8米由一具 110馬力引擎帶動(dòng),而自旋機(jī)的飛行控制則完全利用飛機(jī)的空氣動(dòng)力表面,飛機(jī)原有的螺旋槳?jiǎng)t用來(lái)推進(jìn)自旋機(jī),此種結(jié)合使他得到非常滿(mǎn)意的飛行結(jié)果,展現(xiàn)出具有直升機(jī)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落的功能。之后他再建造一架自旋機(jī),其旋轉(zhuǎn)翼直徑為 11米以一 100馬力的引擎帶動(dòng)。于1925年在英國(guó)皇家飛機(jī)航空局(Royal Aircraft Establishment)的飛行表演中非常成功的展出,而此亦一般所稱(chēng) Cierva 第一架成功的自旋機(jī)。也因?yàn)檫@次的表演激勵(lì)了英國(guó)早期對(duì)旋轉(zhuǎn)翼的分析。同年他于英國(guó)成立制造自旋機(jī)的公司,在往后的十年中大約有 500 架由其公司或其授權(quán)的公司生產(chǎn)。于1927年的一次飛行意外中自旋機(jī)墜毀,經(jīng)過(guò)探討后發(fā)現(xiàn)因翼片撲動(dòng)所導(dǎo)致很高翼片于旋轉(zhuǎn)平面前后運(yùn)動(dòng)的力量,因此翼片再加上一前后運(yùn)動(dòng)插梢(lag hinge)以除去因翼片前后運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的彎矩,而活節(jié)式旋轉(zhuǎn)翼到此完全發(fā)展成功且一直沿用至今。到了1932年他以直接控制旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)于機(jī)身的傾斜來(lái)操控自旋機(jī)的縱向及橫向飛行,取代了原本于低速時(shí)并不很有效的方法即以控制飛機(jī)氣動(dòng)表面的方法來(lái)操控。1935年英國(guó) Raoul Hafner 利用控制翼片循環(huán)傾角的方法來(lái)使旋轉(zhuǎn)翼之旋轉(zhuǎn)平面的傾斜,而取代了直接使旋轉(zhuǎn)軸傾斜的方法。另外在美國(guó) E. Burke Wilford 也建造一架自旋機(jī),亦以翼片循環(huán)傾角的方法來(lái)控制。但其不同于一般自旋機(jī)的地方在于旋轉(zhuǎn)翼為無(wú)插梢式旋轉(zhuǎn)翼(hingeless rotor),其翼片運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的力量由翼片里的梁來(lái)承受而非以插梢消除。到了1935年自旋機(jī)的發(fā)展階段已幾乎完成,其發(fā)展進(jìn)展領(lǐng)先直升機(jī)的進(jìn)展,主要原因在于其旋翼不需動(dòng)力或只需很少的動(dòng)力即可達(dá)到低速飛行、起飛及降落的目地,在此情況下,其旋轉(zhuǎn)翼的機(jī)械構(gòu)造就簡(jiǎn)單多了,換句話(huà)說(shuō)自旋機(jī)以直升機(jī)垂直起飛和空中停留的功能換來(lái)較簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)翼設(shè)計(jì),而這在于自旋機(jī)發(fā)展初期并沒(méi)有預(yù)料到的。因?yàn)樾D(zhuǎn)翼主要是做為一高升力裝置而沒(méi)有其它的功能,發(fā)展時(shí)所遭遇的問(wèn)題較直升機(jī)所遭遇的簡(jiǎn)單,其問(wèn)題的解決亦較容易。其次自旋機(jī)的技術(shù)基本上是沿習(xí)飛機(jī)的技術(shù),尤其是在飛行操控及推進(jìn)系統(tǒng),而當(dāng)時(shí)飛機(jī)的發(fā)展已達(dá)到相當(dāng)令人滿(mǎn)意的階段??墒且惨?yàn)楣δ艿南拗?,自旋機(jī)一直無(wú)法和飛機(jī)及直升機(jī)競(jìng)爭(zhēng)。雖然如此,自旋機(jī)發(fā)展過(guò)程中其解決問(wèn)題的技巧及結(jié)果對(duì)直升機(jī)的發(fā)展有無(wú)法抹殺的貢獻(xiàn),尤其是在1920年代針對(duì)自旋機(jī)旋轉(zhuǎn)翼所發(fā)展出的旋翼理論及分析后來(lái)成為直升機(jī)理論的基礎(chǔ)。第四節(jié) 直升機(jī)發(fā)展的起飛期前面所提到的 Louis Breguet 于1932年成立另一家專(zhuān)門(mén)制造自旋機(jī)的公司,同時(shí)他將發(fā)展直升機(jī)的工作交給 Rene Dorand 。而當(dāng)時(shí)一位剛畢業(yè)的年輕工程師 Maurice Claisse 被指定來(lái)參與此工作。根據(jù)其事后的回憶我們可了解其發(fā)展的過(guò)程。一開(kāi)始他們建造了一活節(jié)式同軸雙旋轉(zhuǎn)翼,為了易于操控共裝置三十二個(gè)油壓幫浦(oil pump)透過(guò)裝于旋轉(zhuǎn)軸支撐架里非常復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)來(lái)操控翼片集合傾角及循環(huán)傾角。而傾角控制連桿(pitch link)位置的選擇使得當(dāng)翼片上揚(yáng)時(shí)會(huì)減少翼片傾角,以降低翼片上揚(yáng)角度,其功用在于防止上下旋轉(zhuǎn)翼的相互影響。此種傾角與撲動(dòng)偶合(pitch-flap coupling)的方法有助于旋轉(zhuǎn)翼的穩(wěn)定,目前的旋轉(zhuǎn)翼設(shè)計(jì)中亦常見(jiàn)到此種安置。同時(shí)翼片在厚度及寬度方向亦采用漸縮式(tapered)。有了旋翼之后,他們?cè)趶U物場(chǎng)找到適用的機(jī)身及引擎,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月多次的試驗(yàn)后決定于1933年十一月進(jìn)行第一次試飛,不幸地直升機(jī)翻覆而損壞。經(jīng)過(guò)修復(fù)及一些改良后總重2000千克、旋翼直徑 16.5米,由一個(gè) 450馬力引擎帶動(dòng),他們?cè)陲w行測(cè)試中心及飛行俱樂(lè)部人員的見(jiàn)證下,于1936年九月二十二日以 158米破了當(dāng)時(shí)的高度記錄,同年十一月二十四日,以ㄧ小時(shí)兩分鐘五十秒破當(dāng)時(shí)空中飛行記錄,以 44 公里破了當(dāng)時(shí)來(lái)回飛行距離的記錄,十二月九日以每小時(shí) 108 公里的速率破當(dāng)時(shí)前進(jìn)飛行記錄,二十二日以十分鐘破當(dāng)時(shí)空中停留(hover endurance)的記錄:而其自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落的飛行測(cè)試,在其第二次嘗試時(shí)機(jī)身著地破壞而停止。此后因第二次世界大戰(zhàn)的原因,其公司轉(zhuǎn)移到飛機(jī)發(fā)展及制造上而停止繼續(xù)從事直升機(jī)的研究。講到直升機(jī)的的發(fā)展就必須提到得德國(guó)的 Heinrich Focke 教授,他所發(fā)展一系列橫向雙主軸旋轉(zhuǎn)翼直升機(jī)不止打破當(dāng)時(shí)的很多記錄,完成直升機(jī)史上第一次的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落,同時(shí)對(duì)于直升機(jī)的應(yīng)用上亦有相當(dāng)?shù)呢暙I(xiàn)。于1923年和 G. Wulf 組成一家生產(chǎn)小型商用飛機(jī)的公司,但到了1933年這一家公司被納粹(Nazi)收歸國(guó)有。因此他決定研究旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī),同時(shí)取得上一節(jié)所提到 La Cierva 的授權(quán)制造自旋機(jī)。由制造自旋機(jī)的經(jīng)驗(yàn)及一些風(fēng)洞的測(cè)試,于1934年建造了第一架直升機(jī),F(xiàn)OCKE 6I。此機(jī)由機(jī)身橫向向兩旁延伸出三角型支架,各支撐著一個(gè)減速齒輪箱及一個(gè)三翼片活節(jié)式旋轉(zhuǎn)翼,一般而言,直升機(jī)的旋轉(zhuǎn)翼以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而引擎轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)快于旋轉(zhuǎn)翼轉(zhuǎn)速,減速齒輪是用來(lái)降低引擎軸所傳遞的轉(zhuǎn)速以達(dá)到旋轉(zhuǎn)翼所須的轉(zhuǎn)速。此旋轉(zhuǎn)翼直徑7米,以 160馬力引擎來(lái)帶動(dòng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向不同的旋轉(zhuǎn)翼,全機(jī)總重950千克直升機(jī)的方向由雙旋轉(zhuǎn)翼循環(huán)傾角的不同來(lái)控制、縱向則由雙旋轉(zhuǎn)翼相同的循環(huán)傾角控制,而其機(jī)身的滾動(dòng)則由雙旋轉(zhuǎn)翼集合傾角的不同來(lái)控制,其旋轉(zhuǎn)翼的轉(zhuǎn)動(dòng)軸向前傾斜來(lái)增加其穩(wěn)定性,且旋轉(zhuǎn)翼的旋轉(zhuǎn)平面往前傾斜的角度因而增加,如此可允許較大的前進(jìn)飛行速率。而其垂直尾舵及水平尾翼則在前進(jìn)飛行時(shí)用來(lái)控制其平穩(wěn)性。于1937年五月十日成功的完成自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落,同年六月二十五、六日以2100米高度和 100 公里的直線飛行距離打破由 Breguet-Dorand 所保持的記錄。 有了此次成功的經(jīng)驗(yàn), Focke 教授決定按照比例將其放大為較大型的直升機(jī), FA223 ,并且得到政府的合同。全機(jī)總重為 4300千克;包括機(jī)重 3200千克、飛行油料 400千克、飛行人員兩人重 180千克和外加負(fù)載 520千克。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的計(jì)算、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及一連串的測(cè)試與修改,原型機(jī)歷經(jīng)大約四年時(shí)間于1942年完成。在1940年八月到1945年底期間,此機(jī)通過(guò)一連串官方正式的認(rèn)證包括:最快前進(jìn)飛行速率每小時(shí) 182 公里、爬升速率每秒鐘 8.8米、飛行高度限制7100米、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)降落時(shí)的著地速率每小時(shí) 55 公里、垂直起飛最大重量 4414千克、垂直提升最大外負(fù)荷 1284千克、最大垂直爬升及降落的高度2320米和最長(zhǎng)飛行時(shí)間 3 小時(shí) 42 分 。在其認(rèn)證過(guò)程中,他們首創(chuàng)以纜線懸吊外負(fù)載,開(kāi)拓直升機(jī)工業(yè)用途的先機(jī)。同時(shí)他們亦在高山上測(cè)試,山上的起飛降落地點(diǎn)為未鏟平的一般山地,且山上因地理環(huán)境有較嚴(yán)重的亂流,但都能安全的通過(guò)認(rèn)證試飛,開(kāi)創(chuàng)以后直升機(jī)于山地救難、游覽觀光及城市運(yùn)輸?shù)纳虣C(jī)。于1943年六月十二日在當(dāng)時(shí)德國(guó)的統(tǒng)制者希特勒(Adolf Hitler)前的表演后,直升機(jī)開(kāi)始被使用于戰(zhàn)爭(zhēng)上。一開(kāi)始他們受命承制三十架,后來(lái)又受命增加到每個(gè)月四百架,但當(dāng)時(shí)已是第二次世界大戰(zhàn)尾聲,一直到大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)