直升机百年史话之百年简史

□ 中国的竹蜻蜓

竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”，这是我们祖先的奇特发明。有人认为，中国在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一种比较保守的估计是在明代(公元1400年左右)。现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍，但其飞行原理却与竹蜻蜓有相似之处。《大英百科全书》记载道：这种称为“中国陀螺”的“直升机玩具”在15世纪中叶，也就是在达.芬奇绘制带螺丝旋翼的直升机设计图之前，就已经传入了欧洲。

□ 人类第一架直升机

1907年8月，法国人保罗.科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机，并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。这架名为“飞行自行车”的直升机不仅靠自身动力离开地面0.3米，完成了垂直升空，而且还连续飞行了20秒钟，实现了自由飞行。保罗.科尔尼研制的直升机带两副旋翼，主结构为一根V形钢管，机身由V形钢管和6个钢管构成的星形件组成。

□ 第一架实用直升机

1939年春，美国的伊戈尔.西科斯基完成了VS-300直升机的全部设计工作，同年夏天制造出一架原型机。这是一架单旋翼带尾桨式直升机，装有三片桨叶的旋翼，旋翼直径8.5米，尾部装有两片桨叶的尾桨。其机身为钢管焊接结构，由V型皮带和齿轮组成传动装置。起落架为后三点式，驾驶员座舱为全开放式。这种单旋翼带尾桨直升机构型成为现在最常见的直升机构型。

□ 意大利达芬奇的画

意大利人达芬奇在1483年提出了直升机的设想并绘制了草图。19世纪末，在意大利的米兰图书馆发现了达芬奇在1475年画的一张关于直升机的想象图。这是一个用上浆亚麻布制成的巨大螺旋体，看上去好象一个巨大的螺丝钉。它以弹簧为动力旋转，当达到一定转速时，就会把机体带到空中。驾驶员站在底盘上，拉动钢丝绳，以改变飞行方向。西方人都说，这是最早的直升机设计蓝图。

□ 第一种试飞成功的直升机

1938年，年轻的德国姑娘汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。1936年，德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后，公开展示了自己制造的FW-61直升机，1年后该机创造了多项世界纪录。这是一架机身类似固定翼飞机，但没有固定机翼的大型双旋翼横列式直升机。

□ 第一种投入批生产的直升机

R-4是美国沃特-西科斯基公司20世纪40年代研制的一种2座轻型直升机,是世界上第1种投入批量生产的直升机，也是美国陆军航空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升机。该机的公司编号为VS-316，VS-316A。美国陆军航空兵的编号为R-4，美国海军和海岸警卫队的编号为HNS-1，英空军命名为“食蚜虻”1，英国海军将其命名为“牛虻”(Gadfly)。>>>>

□ 升力和推进力

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。目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。

□ 早期的活塞式发动机和木质桨叶直升机

在20世纪40年代至50年代中期是实用型直升机发展的第一阶段，这一时期的典型机种有：美国的S-51、S-55/H-19、贝尔47；苏联的米-4、卡-18；英国的布里斯托尔-171；捷克的HC-2等。这一时期的直升机可称为第一代直升机。这个阶段的直升机具有以下特点：动力源采用活塞式发动机，采用木质或钢木混合结构的旋翼桨叶，寿命短，约为600飞行小时。

□ 第三代直升机

20世纪70年代至80年代是直升机发展的第三阶段，典型机种有：美国的S-70/UH-60“黑鹰”、S-76、AH-64“阿帕奇”，苏联的卡-50、米-28，法国的SA365“海豚”，意大利的A129“猫鼬”等。在这一阶段，出现了专门的民用直升机。为了深入研究直升机的气动力学和其它问题，这时也设计制造了专用的直升机研究机(如S-72和贝尔533)。各国竞相研制专用武装直升机，促进了直升机技术的发展。

□ 直升机的性能

直升机的最大速度可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000m(世界纪录为12450m),一般航程可达600～800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26(最大起飞重量达56t，有效载荷20t)。>>>>

□ 涡轴发动机和金属桨叶直升机

20世纪50年代中期至60年代末是实用型直升机发展的第二阶段。这个阶段的典型机种有：美国的S-61、贝尔209/AH-1、贝尔204/UH-1，苏联的米-6、米-8、米-24，法国的SA321“超黄蜂”等。这个时期开始出现专用武装直升机，如AH-1和米-24。这些直升机称为称为第二代直升机。这个阶段的直升机具有以下特点：动力源开始采用第一代涡轮轴发动机。直升机性能得到很大提高。>>>>

□ 第四代直升机

20世纪90年代是直升机发展的第四阶段，出现了目视、声学、红外及雷达综合隐身设计的武装侦察直升机。典型机种有：美国的RAH-66和S-92，国际合作的“虎”、NH90和EH101等，称为第四代直升机。这个阶段的直升机具有以下特点：采用第3代涡轴发动机，采用了先进的发动机全权数字控制系统及自动监控系统，并与机载计算机管理系统集成在一起，有了显著的技术进步和综合特性。>>>>

□ 直升机的特点

直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、战场救护、反潜扫雷等。民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、护林灭火等。目前直升机相对飞机而言，振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短。

□ 直升机特有的操纵系统：周期变距操纵杆

简称驾驶杆。与固定翼飞机的驾驶杆相似，通过操纵线系与自动倾斜器相连接的直升机驾驶杆。一般位于驾驶员座椅的中央前方。驾驶员前、后(或左、右)操纵周期变距操纵杆，使倾斜盘相应的前、后(或左、右)倾斜，从而使桨叶的桨距作每转一次的周期改变，造成旋翼拉力矢量按相应的方向倾斜，达到控制直升机的前、后(或左、右)和俯仰(或横滚)运动。

□ 直升机的结构类型：单旋翼直升机

仅由一副旋翼产生升力的直升机。旋翼分机械驱动式和桨尖喷气驱动式两种。机械驱动式单旋翼直升机由于构造简单和传动效率高，而应用最为广泛。这种型式的直升机为了平衡旋翼反扭矩及进行航向操纵往往在尾梁末端安装有一副尾桨，产生侧向力，称为带尾桨单旋翼直升机。

□ 直升机特有的操纵系统：总距操纵杆

简称总距杆。用来控制旋翼桨叶总距变化的座舱操纵杆。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，使自动倾斜器上升而增大旋翼桨叶总距(即各片桨叶桨距同时增大相同的角度)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。这是直升机特有的一种操纵机构。

□ 直升机特有的操纵系统：自动倾斜器

又称倾斜盘。把直升机总距杆和周期变距杆的操纵位移，分别转换成旋翼桨叶的总距操纵和周期变距操纵的主要操纵机构。它是直升机操纵系统特有的复杂而重要的构件。自动倾斜器发明于1911年，由于其出现使直升机的复杂操纵得以实现，现已在所有直升机上应用。其构造形式虽有多种，但工作原理基本相同。一般由与操纵线系相连的不旋转件和与桨叶变距拉杆相连的旋转件组成。

□ 直升机的结构类型：双旋翼直升机

用两副机械驱动式旋翼产生升力的直升机。两副旋翼尺寸相同而旋转方向相反，其反扭矩互相平衡，因而不需要安装尾桨。这种形式又可分为共轴式双旋翼直升机、纵列式双旋翼直升机、横列式双旋翼直升机及交叉式双旋翼直升机(简称共轴式、纵列式、横列式及交叉式直升机)。>>>>