直升機作為20世紀航空技術極具特色的創(chuàng)造之一,極大的拓展了飛行器的應用范圍。直升機是典型的軍民兩用產(chǎn)品,可以廣泛的應用在運輸、巡邏、旅游、救護等多個領域。
直升機的時速可達300km/h以上,俯沖極限速度近400km/h,實用升限可達6000米(世界紀錄為12450m),一般航程可達600~800km左右。攜帶機內、外副油箱轉場航程可達2000km以上。根據(jù)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的是俄羅斯的米-26(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旋翼直升機及雙旋翼直升機,其中又以單旋翼直升機數(shù)量多。
直升機的突出特點是可以做低空(離地面數(shù)米)、低速(從懸停開始)和機頭方向不變的機動飛行,特別是可在小面積場地垂直起降。由于這些特點使其具有廣闊的用途及發(fā)展前景。在軍用方面已廣泛應用于對地攻擊、機降登陸、武器運送、后勤支援、戰(zhàn)場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯(lián)絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用于短途運輸、醫(yī)療救護、救災救生、緊急營救、吊裝設備、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。
缺點及改進
當前直升機相對固定翼飛機而言,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。直升機今后的發(fā)展方向就是在這些方面加以改進。
短距-垂直起降飛機的作戰(zhàn)目標可不是常規(guī)作戰(zhàn)飛機,其作戰(zhàn)目標是超低空制空權控制和打擊空中低速目標,負責隨伴我直升機群,主要遂行反直升機和反無人機作戰(zhàn),兼顧對地近距戰(zhàn)術支援的短距-垂直起降固定翼飛機尚無可替代。
直升機的操縱系統(tǒng)有別于固定翼航空器,通常由以下部分組成:
總距操縱桿
簡稱總距桿,用來控制旋翼槳葉總距變化??偩嗖倏v桿一般布置在駕駛員座位的左側,繞支座軸線上、下轉動。駕駛員左手上提桿時,使自動傾斜器整體上升而增大旋翼槳葉總距(即所有槳葉的槳距同時增大相同角度)使旋翼拉力增大,反之拉力減小,由此來控制直升機的升降運動。通常在總距操縱桿的手柄上設置旋轉式油門操縱機構,用來調節(jié)發(fā)動機油門的大小,以便使發(fā)動機輸出功率與旋翼槳葉總距變化后的旋翼需用功率相適應。因此,該操縱桿又被稱為總距油門桿。
操縱桿
簡稱駕駛桿。與固定翼航空器的駕駛桿作用相似,通過操縱線系與自動傾斜器相連接。一般位于駕駛員座椅的中央前方。駕駛員沿橫向和縱向操縱周期變距操縱桿時,自動傾斜器會出現(xiàn)相應方向的傾斜,從而導致旋翼拉力方向也發(fā)生相應方向的傾斜,由此得到需要的推進力以及橫向和縱向操縱力,進而改變直升機的運動狀態(tài)和自身姿態(tài)。
中國的竹蜻蜓和意大利人達芬奇的直升機草圖,為現(xiàn)代直升機的發(fā)明提供了啟示,指出了正確的思維方向,它們被公認是直升機發(fā)展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”,這是我們祖先的奇特發(fā)明。有人認為,中國在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具,一直流傳到如今。
現(xiàn)代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處?,F(xiàn)代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發(fā)動機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。當氣流經(jīng)過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經(jīng)過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。于是上下表面之間形成了一個壓力差,便產(chǎn)生了向上的升力。當升力大于它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產(chǎn)生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英百科全書》記載道:這種稱為“中國陀螺”的“直升機玩具”在15世紀中葉,也就是在達芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前,就已經(jīng)傳入了歐洲。
《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道:“直升機是人類早的飛行設想之一,多年來人們一直相信早提出這一想法的是達·芬奇,但現(xiàn)在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具?!?/p>