直升机技术的原理在公元前400年就运用到华夏大地的竹蜻蜓上了,现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍,飞行原理与竹蜻蜓有相似之处。
现代直升机的旋翼就像竹蜻蜓的叶片,旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹轴,带动旋翼的发动机就像我们用力搓竹轴的双手。
米-28直升机
竹蜻蜓的叶片前面圆钝,后面尖锐,上表面比较圆拱,下表面比较平直。当气流经过圆拱的上表面时,其流速快而压力小;当气流经过平直的下表面时,其流速慢而压力大。于是上下表面之间形成了一个压力差,便产生了向上的升力。当升力大于自身的重量时,竹蜻蜓就会腾空而起。直升机旋翼产生升力的道理与竹蜻蜓是相同的。
达.芬奇设计的直升飞机
在1483年达芬奇提出并绘制了直升机的草图,由四个人操纵,以旋转一绕垂直轴的螺旋面来达到垂直的飞行。它以弹簧为动力,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。事实上,达芬奇的发明只是提供一个直升动力,而不是真正能工作的飞机。现代科学家认为达芬奇设计的“直升机”可能永远不会起飞,但这一设计仍旧是达芬奇最著名的发明之一。
直升飞机的原理最早应用都是在中国,为什么中国不是世界上最早造出直升飞机的国家呢?由于那时候的中国不太重视理论研究,实际的飞行原理没有被广泛探索,造成我们从理论上落后于西方国家,也就导致我们一步跟不上,后边的步步脱节。
直升机技术原理最早应用的产品
直升机技术的早期发展从20世纪40年代开始,随着战争的发展及战后经济的复苏得到快速的发展。出现S-51、S-55/H-19、贝尔47、米-4、卡-18、布里斯托尔-171、 HC-2等,动力为活塞式发动机。1953年3月,美军在朝鲜旺方山战斗中首次使用直升机实施机降作战,认为是未来战争的常用形式,将直升机技术推向发展第二阶段,代表性机型有S-61、贝尔209/AH-1、贝尔204/UH-1、米-6、米-8、米-24、SA321“超黄蜂”。 这一时期开始出现武装直升机,如AH-1和米-24。称为第二代直升机,动力开始采用第一代涡轴发机。
直-10攻击直升机群
20世纪70年代开始大规模世界性战争几乎不会爆发,小规模战争却时常发生以及美苏军备竞赛的格局之下,各国为了克服固定翼机的不足,打造军队的低空突防,微区作战能力争先研发生产武装直升机,直升机技术的发展迎来了有一个春天,产生了S-70/UH-60“黑鹰”、S-76、AH-64“阿帕奇”、卡-50、米-28、SA365“海豚”、A129“猫鼬”等先进的武装直升机。
涡轴发动机发展到第二代,改用自由涡轴结构具有较好的转速控制特征,改善了直升机的机动性能,但加速性能没有定轴结构优秀。发动机的重量和体积有所减小,寿命和可靠性均有提高。同时,旋翼桨叶采用复合材料,寿命比金属桨叶大幅度提高,达到3600小时左右。专门研制直升机的翼型,二维曲线变化翼型。桨尖呈抛物线后掠。桨毂使用弹性轴承,成无铰式。采用高效的涵道尾桨和集成式航电系统。
AH-64“阿帕奇”
20世纪80年代开始到今天为直升机技术发展的第四阶段,这一阶段间发生了马岛战争、巴拿马战争、萨尔瓦多内战、格林那达战争、蟒蛇行动等诸多的军事行为,通过大量实践检验了武装直升机、运输直升机的性能,满足不了现代化立体战争的要求,这也是直升机技术第四阶段发展的根本原因。
四代直升机技术比较
实现多学科技术的融合,出现了诸多优秀机型,RAH-66、S-92、“虎”、NH90、EH101等,采用第3代涡轴发动机,虽仍采用自由涡轴结构,但使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。桨叶采用碳纤维、凯芙拉等高级复合材料制成,桨叶寿命达到无限。广泛使用球柔性和无轴承桨毂,桨毂壳体及桨叶采用复合材料连接,使结构紧凑,重量减轻,燃油消耗量大幅度降低。
四代直升机技术比较
第四时期的直升机,采用先进的增稳增控装置,用电传、光传操纵取代了常规的操纵系统,采用先进的捷联惯导、卫星导航设备及组合导航技术,先进的通讯、识别及信息传输设备,先进的目标识别、瞄准、武器发射等火控设备及先进的电子对抗设备,采用了总线信息传输与数据融合技术,并正向传感器融合方向发展。机上的电子、火控及飞行控制系统等通过多余度数字数据总线交连,实现了信息共享。
融合第四代所有技术的RAH-66直升机









