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阅读 3177 次 历史版本 0个 创建者:何凱霖 (2015/5/27 11:37:26)  最新编辑:何凱霖 (2015/5/27 11:37:26)
直升机
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直升机
直升机
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。
直升机的最大时速可达300km/h以上,俯冲极限速度近400km/h,实用升限可达6000米(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)。当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。
直升机本质上是不同于飞机的另一种飞行器,其推力、升力和操纵的实现均和飞机有比较大的差距。

优缺点

优点
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
中国直-15试飞
中国直-15试飞
)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。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。
缺点
当前直升机相对飞机而言,振动和噪声较高、维护检修工作量较大、使用成本较高,速度较低,航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。

工作原理

单旋翼式
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。
首先直升机要先起飞才能向前后左右移动,所以要使图中的倾斜盘整体向上移动,两个桨夹就有了一定角度那么顺时针旋转就有了向下的力,飞机就起飞了,但这时左右旋翼产生的生力相同,所以直升机只能向上运动,如果把倾斜盘看成表盘,如果它前倾,倾斜盘上半部分是转动的,那么两个连杆只有在12点和6点方向差别最大(一个在上,一个在下)6点的拉杆把桨夹向上推那么增大了原来旋翼的角度所以产生的向下的力变大了,12点的向下拉,减小了旋翼角度那么向下的力减小,这时两个旋翼受力不再平衡,右边力大。左边力小那么直升机应该向左飞,但是旋转的旋翼遵循陀螺效应,要顺时针转过90度产生效果,所以旋翼变成6点方向的力大于12点方向,所以直升机向前飞。其他方向同理
双旋翼式
双旋翼直升机有两种,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。

操纵系统

直升机的操纵系统有别于固定翼航空器,通常由以下部分组成:
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。
操纵杆
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。
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,使得两旋翼反扭矩不能平衡,从而使机身发生航向偏转。

常见分类

单旋翼式
单旋翼带尾桨(Ducted Fan)一个水平旋翼负责提供升力,尾部一个小型垂直旋翼(尾桨)负责抵消旋翼产生的反扭矩。例如,欧洲直升机公司制造的EC-135直升机。
单旋翼无尾桨(NOTAR)一个水平旋翼负责提供升力,机身尾部侧面有空气排出,与旋翼的下洗气流相互作用产生侧向力来抵消旋翼产生的反扭矩。例如,美国麦道直升机公司生产的MD520N直升机。
双旋翼式
纵列式(Tandem)两个旋翼前后纵向排列,旋转方向相反。例如,美国波音公司制造的CH-47“支努干”运输直升机。
横列式(Transverse)两个旋翼左右横向排列,旋翼轴间隔较远,旋转方向相反。比如,前苏联米里设计局研制的Mi-12直升机。 
共轴式(Coaxial)两个旋翼上下排列,在同一个轴线上反向旋转。例如,前苏联卡莫夫设计局研制的卡-50武装直升机。
交叉式(Intermeshing)两个旋翼左右横向排列,旋翼轴间隔较小,并且不平行,旋转方向相反。例如,卡曼宇航公司研制的K-MAX起重直升机。
新概念式
新概念直升机是一种在短时间内完成四驱车和直升机间的互变的一种飞机,它是美国得克萨斯州的AVX飞机公司的最新设设计成果。
美国国防部正考虑将这一新概念武器推广并应用于军事,未来战场上将能看到这种现实版的“变形金刚”。这一新概念直升机可以在短短一分钟内完成四驱车和直升机间的转变,可灵活地在前线阵地运送部队,帮助士兵躲避地雷、路边炸弹等的威胁。
概述
直升机有许多其他飞行器难以办到或不可能办到的优势,受到广泛应用,直升机由于可以垂直起飞降落不用大面积机场主要用于观光旅游、火灾救援、海上急救、缉私缉毒、消防、商务运输、医疗救助、通信以及喷洒农药杀虫剂消灭害虫、探测资源,等国民经济的各个部门。世界直升机的队伍逐渐壮大。
武装类
武装直升机装有武器并执行作战任务的直升机。亦称攻击直升机或强击直升机。主要用于攻击地面、水面和水下目标,为运输直升机护航,也可与敌直升机进行空战。具有机动灵活,反应迅速,适于低空、超低空抵近攻击,能在运动和悬停状态开火等特点,多配属陆军航空兵,是航空兵实施直接火力支援的新型机种。武装直升机可分为专用型和多用型两种。专用型武装直升机是专门为进行攻击任务而设计的,其机身窄长,机舱内只有前后或并列乘坐的2名乘员(甚至1名乘员),作战能力较强;
多用途武装直升机除用来遂行攻击任务外,还可用于运输、机降、救护等。反坦克作战是武装直升机的主要用途之一,因此武装直升机又被称为“坦克杀手”,它与坦克对抗时,在视野速度、机动性及武器射程等诸方面明显处于优势地位。舰载武装直升机还可扩大舰艇或舰队的作战范围,增强作战能力。武装直升机一般携带机枪、航炮、炸弹、火箭和导弹等多种武器,最大平飞时速300千米以上,续航时间2-3小时。武装直升机广泛用于现代局部战争,在战争中发挥了重要作用,受到世界各国的十分关注。
直升机基本上算是一种空中运输部队,它可以将2个部队搭载到行动范围上的任何一个方格之上,无论旁边是否有敌军部队。直升机只能运载步行部队─无法运载机械化部队。
民用类
城市的战略资源贮存区中,必须要有原油以及橡胶才能生产直升机。
挂载鱼雷的直9
挂载鱼雷的直9
现代直升机的最早概念其实是来自于画家兼工程师的莱昂纳多·达芬奇,他在公元16世纪描绘了一台以螺旋桨驱动的飞行器。不过一直等到公元1939年时,第一台实用型的直升机才被设计出来。
直升机比起固定翼飞行器来说有个独特的优点,就是它可以垂直起降,这使得直升机可以在无法建造跑道的狭窄地区中执行任务。在今日,直升机在民间运用为救援用运输工具,或是进行执法勤务。直升机在军事上的用途有许多种,由大型的运输机到人员运输机到移动迅速的飞行坦克不等,后者主要是担任由空中支援地面作战的角色。

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