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阅读 3766 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)
直升機
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直升機
直升機
直升機主要由機體和升力(含鏇翼和尾槳)、動力、傳動三大系統以及機載飛行設備等組成。鏇翼一般由渦輪軸發動機或活塞式發動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統來驅動,也可由槳尖噴氣產生的反作用力來驅動。
直升機的最大時速可達300km/h以上,俯沖極限速度近400km/h,實用升限可達6000米(世界紀錄爲12450m),一般航程可達600~800km左右。擕帶機内、外副油箱轉場航程可達2000km以上。根據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)。當前實際應用的是機械驅動式的單鏇翼直升機及雙鏇翼直升機,其中又以單鏇翼直升機數量最多。
直升機本質上是不同於飛機的另一種飛行器,其推力、升力和操縱的實現均和飛機有比較大的差距。

優缺點

優點
直升機的突出特點是可以做低空(離地面數米)、低速(從懸停開始
中國直-15試飛
中國直-15試飛
)和機頭方向不變的機動飛行,特别是可在小面積場地垂直起降。由於這些特點使其具有廣闊的用途及發展前景。在軍用方面已廣泛應用於對地攻擊、機降登陸、武器運送、後勤支援、戰場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用於短途運輸、醫療救護、救災救生、緊急營救、弔裝設備、地質勘探、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。
缺點
當前直升機相對飛機而言,振動和噪聲較高、維護檢修工作量較大、使用成本較高,速度較低,航程較短。直升機今後的發展方向就是在這些方面加以改進。

工作原理

單鏇翼式
直升機發動機驅動鏇翼提供升力,把直升機擧托在空中,單鏇翼直升機的主發動機同時也輸出動力至尾部的小螺鏇槳,機載陀螺儀能偵測直升機回轉角度並反饋至尾槳,通過調整小螺鏇槳的螺距可以抵消大螺鏇槳產生的不同轉速下的反作用力。雙鏇翼直升機通常采用鏇翼相對反轉的方式來抵消鏇翼產生的不平衡升力。
首先直升機要先起飛才能向前後左右移動,所以要使圖中的傾斜盤整體向上移動,兩個槳夾就有了一定角度那麼顺時針鏇轉就有了向下的力,飛機就起飛了,但這時左右鏇翼產生的生力相同,所以直升機隻能向上運動,如果把傾斜盤看成表盤,如果它前傾,傾斜盤上半部分是轉動的,那麼兩個連杆隻有在12點和6點方向差别最大(一個在上,一個在下)6點的拉杆把槳夾向上推那麼增大了原來鏇翼的角度所以產生的向下的力變大了,12點的向下拉,減小了鏇翼角度那麼向下的力減小,這時兩個鏇翼受力不再平衡,右邊力大。左邊力小那麼直升機應該向左飛,但是鏇轉的鏇翼遵循陀螺效應,要顺時針轉過90度產生效果,所以鏇翼變成6點方向的力大於12點方向,所以直升機向前飛。其他方向同理
雙鏇翼式
雙鏇翼直升機有兩種,一種是共軸雙鏇翼,即兩個鏇翼同一個軸心,如俄國生產的卡-27直升機等;另一種是分軸雙鏇翼,即兩個鏇翼分開比較遠,各有各自的軸,典型代表是美國的支奴幹直升機。雙鏇翼直升機還可以根據兩根鏇翼軸的相對位置分爲縱列雙鏇翼直升機和並列雙鏇翼直升機。
通過稱爲“傾斜盤”的機構可以改變直升機的鏇翼的槳葉角,從而實現鏇翼周期變距,以此改變鏇翼鏇轉平面不同位置的升力來實現改變直升機的飛行姿態,再以升力方向變化改變飛行方向。同時,直升機升空後發動機是保持在一個相對穩定的轉速下,控制直升機的上升和下降是通過調整鏇翼的總距來得到不同的總升力的,因此直升機實現了垂直起飛及降落。

操縱系統

直升機的操縱系統有别於固定翼航空器,通常由以下部分組成:
總距操縱杆
簡稱總距杆,用來控制鏇翼槳葉總距變化。總距操縱杆一般布置在駕駛員座位的左側,繞支座軸線上、下轉動。駕駛員左手上提杆時,使自動傾斜器整體上升而增大鏇翼槳葉總距(即所有槳葉的槳距同時增大相同角度)使鏇翼拉力增大,反之拉力減小,由此來控制直升機的升降運動。通常在總距操縱杆的手柄上設置鏇轉式油門操縱機構,用來調節發動機油門的大小,以便使發動機輸出功率與鏇翼槳葉總距變化後的鏇翼需用功率相適應。因此,該操縱杆又被稱爲總距油門杆。
操縱杆
簡稱駕駛杆。與固定翼航空器的駕駛杆作用相似,通過操縱線系與自動傾斜器相連接。一般位於駕駛員座椅的中央前方。駕駛員沿横向和縱向操縱周期變距操縱杆時,自動傾斜器會出現相應方向的傾斜,從而導致鏇翼拉力方向也發生相應方向的傾斜,由此得到需要的推進力以及横向和縱向操縱力,進而改變直升機的運動狀態和自身姿態。
腳蹬
與固定翼航空器的方向舵腳蹬作用相似,都是控制航向工具。由於直升機的類型比較多,腳蹬起作用的方式也各不相同。對於單鏇翼帶尾槳直升機,腳蹬經操縱線系與尾槳的槳距控制裝置相連,通過控制尾槳槳距的大小來調節尾槳產生的側向力,達到控制航向的目的。對於單鏇翼無尾槳直升機,則是通過腳蹬控制機身尾部出氣量的大小來調節側向力。對於雙鏇翼直升機,腳蹬控制的則是兩鏇翼總槳距的差動,即一個增大一個減小,使得兩鏇翼反扭矩不能平衡,從而使機身發生航向偏轉。

常見分類

單鏇翼式
單鏇翼帶尾槳(Ducted Fan)一個水平鏇翼負責提供升力,尾部一個小型垂直鏇翼(尾槳)負責抵消鏇翼產生的反扭矩。例如,歐洲直升機公司制造的EC-135直升機。
單鏇翼無尾槳(NOTAR)一個水平鏇翼負責提供升力,機身尾部側面有空氣排出,與鏇翼的下洗氣流相互作用產生側向力來抵消鏇翼產生的反扭矩。例如,美國麥道直升機公司生產的MD520N直升機。
雙鏇翼式
縱列式(Tandem)兩個鏇翼前後縱向排列,鏇轉方向相反。例如,美國波音公司制造的CH-47“支努幹”運輸直升機。
横列式(Transverse)兩個鏇翼左右横向排列,鏇翼軸間隔較遠,鏇轉方向相反。比如,前蘇聯米里設計局研制的Mi-12直升機。 
共軸式(Coaxial)兩個鏇翼上下排列,在同一個軸線上反向鏇轉。例如,前蘇聯卡莫夫設計局研制的卡-50武裝直升機。
交叉式(Intermeshing)兩個鏇翼左右横向排列,鏇翼軸間隔較小,並且不平行,鏇轉方向相反。例如,卡曼宇航公司研制的K-MAX起重直升機。
新概念式
新概念直升機是一種在短時間内完成四驅車和直升機間的互變的一種飛機,它是美國得克薩斯州的AVX飛機公司的最新設設計成果。
美國國防部正考慮將這一新概念武器推廣並應用於軍事,未來戰場上將能看到這種現實版的“變形金剛”。這一新概念直升機可以在短短一分鍾内完成四驅車和直升機間的轉變,可靈活地在前線陣地運送部隊,幫助士兵躲避地雷、路邊炸彈等的威脅。
概述
直升機有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優勢,受到廣泛應用,直升機由於可以垂直起飛降落不用大面積機場主要用於觀光旅游、火災救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務運輸、醫療救助、通信以及噴灑農藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資源,等國民經濟的各個部門。世界直升機的隊伍逐漸壯大。
武裝類
武裝直升機裝有武器並執行作戰任務的直升機。亦稱攻擊直升機或強擊直升機。主要用於攻擊地面、水面和水下目標,爲運輸直升機護航,也可與敵直升機進行空戰。具有機動靈活,反應迅速,適於低空、超低空抵近攻擊,能在運動和懸停狀態開火等特點,多配屬陸軍航空兵,是航空兵實施直接火力支援的新型機種。武裝直升機可分爲專用型和多用型兩種。專用型武裝直升機是專門爲進行攻擊任務而設計的,其機身窄長,機艙内隻有前後或並列乘坐的2名乘員(甚至1名乘員),作戰能力較強;
多用途武裝直升機除用來遂行攻擊任務外,還可用於運輸、機降、救護等。反坦克作戰是武裝直升機的主要用途之一,因此武裝直升機又被稱爲“坦克殺手”,它與坦克對抗時,在視野速度、機動性及武器射程等諸方面明顯處於優勢地位。艦載武裝直升機還可擴大艦艇或艦隊的作戰範圍,增強作戰能力。武裝直升機一般擕帶機鎗、航炮、炸彈、火箭和導彈等多種武器,最大平飛時速300千米以上,續航時間2-3小時。武裝直升機廣泛用於現代局部戰爭,在戰爭中發揮了重要作用,受到世界各國的十分關注。
直升機基本上算是一種空中運輸部隊,它可以將2個部隊搭載到行動範圍上的任何一個方格之上,無論旁邊是否有敵軍部隊。直升機隻能運載步行部隊─無法運載機械化部隊。
民用類
城市的戰略資源貯存區中,必須要有原油以及橡膠才能生產直升機。
掛載魚雷的直9
掛載魚雷的直9
現代直升機的最早概念其實是來自於畫家兼工程師的萊昂納多·達芬奇,他在公元16世紀描繪了一台以螺鏇槳驅動的飛行器。不過一直等到公元1939年時,第一台實用型的直升機才被設計出來。
直升機比起固定翼飛行器來說有個獨特的優點,就是它可以垂直起降,這使得直升機可以在無法建造跑道的狹窄地區中執行任務。在今日,直升機在民間運用爲救援用運輸工具,或是進行執法勤務。直升機在軍事上的用途有許多種,由大型的運輸機到人員運輸機到移動迅速的飛行坦克不等,後者主要是擔任由空中支援地面作戰的角色。

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