【簡介：】人類有史以來就向往著能夠自由飛行。古老的神話故事訴說著人類早年的飛行夢，而夢想的飛行方式都是原地騰空而起，像現(xiàn)代直升機那樣既能自由飛翔又，能懸停于空中，并且隨意實現(xiàn)定點

人類有史以來就向往著能夠自由飛行。古老的神話故事訴說著人類早年的飛行夢，而夢想的飛行方式都是原地騰空而起，像現(xiàn)代直升機那樣既能自由飛翔又，能懸停于空中，并且隨意實現(xiàn)定點著陸。例如哪阿拉伯人的飛毯，希臘神的戰(zhàn)車，都是垂直起落飛行器。然而它們畢競只存在于神話故事中，那個時代的科學(xué)技術(shù)水平太低，不可能創(chuàng)造出載人的飛行器，可以說，那是人類飛行的幻想時期。即使在幻想時期，仍然產(chǎn)生了直升機的基本思想，昭示了現(xiàn)代直升機的原理。最有價值、最具代表性的是中國古代的玩具“竹蜻蜒”和意大利人達(dá)?芬奇的畫。

竹蜻蜒有據(jù)可查的歷史記載于晉朝(公元265—420‘年)．葛洪所著的《抱樸子》一書中。它利用螺旋槳的空氣動力實現(xiàn)垂直升空，演示了現(xiàn)代直升機旋翼的基本工作原理。《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道：“直升機是人類最早的飛行設(shè)想之一，多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達(dá)?芬奇，但現(xiàn)在都知道，中國人比中世紀(jì)的歐洲人更早做出了直升機玩具?！?這種玩具于14世紀(jì)傳到歐洲，帶去了中國人的創(chuàng)造。 歐洲人將它作為航空器來研究和發(fā)展?！?br>
英國航空之父”喬治?凱利(1773一1857年)曾制造過幾個竹蜻蜓，用鐘表發(fā)條作為動力來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，飛行高度曾達(dá)27m。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步，直升機的發(fā)展史由幻想時期進(jìn)入了探索時期。歐洲產(chǎn)業(yè)革命之后，機械工業(yè)迅速倔起，尤其是本世紀(jì)初汽車和輪船的發(fā)展，為飛行器準(zhǔn)備了發(fā)動機和可供借鑒的螺旋槳。經(jīng)過航空先驅(qū)者們勇敢而艱苦的創(chuàng)造和試驗，1903年萊特(Wright)兄弟創(chuàng)造的固定翼飛機滑跑起飛成功。在此期間，盡管在發(fā)展直升機方面他付出了很多的艱辛和努力，但由于直升機技術(shù)的復(fù)雜性和發(fā)動機性能不佳，它的成功飛行比飛機遲了30多年。

20世紀(jì)初為直升機發(fā)展的探索期，多種試驗性機型相繼問世。試驗機方案的多樣性表明了探索階段的技術(shù)不成熟性。經(jīng)過多年實踐，這些方案中只有縱列式和共軸雙旋翼式保留了下來，至今仍在應(yīng)用。雙槳橫列式方案未在直升機家族中延續(xù)，但在傾轉(zhuǎn)旋翼／機翼式垂直起落飛行器中得到了繼承和發(fā)展。

俄國人尤利耶夫另辟捷徑，提出了利用尾槳來配平旋翼反扭矩的設(shè)計方案并于1912年制造出了試驗機。這種單旋翼帶尾槳式直升機成為至今最流行的形式，占到世界直升機總數(shù)的95％以上。

經(jīng)過20世紀(jì)初的努力探索，為直升機發(fā)展積累了可貴的經(jīng)驗并取得顯著進(jìn)展，有多架試驗機實現(xiàn)了短暫的垂直升空和短距飛行，但離實用還有很大距離。

飛機工業(yè)的發(fā)展，使航空發(fā)動機的性能迅速提高，為直升機的成功提供了重要條件。旋翼技術(shù)的第一次突破，歸功于西班牙人Ciervao他為了創(chuàng)造“不失速”的飛機以解決固定翼飛機的安全問題，采用自轉(zhuǎn)旋翼代替機翼，發(fā)明了旋翼機。旋翼技術(shù)在旋翼機上的成功應(yīng)用和發(fā)展，為直升機的誕生提供了另一個重要條件。

1907年8月，法國人保羅?科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機，并在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為“人類第一架直升機”。 1938年，年輕的德國人漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進(jìn)行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認(rèn)為是世界上第一種試飛成功的直升機。 1936年，德國?？斯驹趯υ缙谥鄙龣C進(jìn)行多方面改進(jìn)之后，公開展示了自己制造的FW-61直升機，1年后該機創(chuàng)造了多項世界紀(jì)錄。

1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設(shè)計工作，同年夏天制造出一架原型機。這種單旋翼帶尾槳直升機構(gòu)型成為現(xiàn)在最常見的直升機構(gòu)型。

20世紀(jì)40年代，美國沃特-西科斯基公司研制的一種2座輕型直升機R-4，它是世界上第1種投入批量生產(chǎn)的直升機，也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛(wèi)隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。該機的公司編號為VS-316，VS-316A。美國陸軍航空兵的編號為R-4，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。

到30年代末期，在法國、德國、美國和蘇聯(lián)都有直升機試飛成功，并迅速改進(jìn)達(dá)到了能夠?qū)嵱玫某潭?。第二次世界大?zhàn)的軍事需要，加速了這一進(jìn)程，促使直升機發(fā)展由探索期進(jìn)入實用期，直升機開始投入生產(chǎn)線生產(chǎn)。到二戰(zhàn)結(jié)束時，德國工廠已生產(chǎn)了30多架直升機，美國交付的 R5、 R6直升機已達(dá)400多架。

20世紀(jì)的后半期直升機進(jìn)入航空實用期，直升機的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展，數(shù)量迅速增加。至今已有幾萬架直升十機服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門和軍事領(lǐng)域。直到今天，經(jīng)過人類100多年的不懈努力，直升機技術(shù)技術(shù)不斷突破，使其應(yīng)用效能和飛行性能不斷改善，從而更適合于使用的拓展，技術(shù)上也逐步趨于成熟。

20世紀(jì)90年代，直升機發(fā)展進(jìn)入全新的階段，出現(xiàn)了目視、聲學(xué)、紅外及雷達(dá)綜合隱身設(shè)計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，這些新型的直升機又被人們稱為第四代直升機。這一時期的直升機，采用了先進(jìn)的發(fā)動機全權(quán)數(shù)字控制系統(tǒng)及自動監(jiān)控系統(tǒng)，并與機載計算機管理系統(tǒng)集成在一起。其重要特性是采用了先進(jìn)的增穩(wěn)增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規(guī)的操縱系統(tǒng)，采用高度集成化的電子設(shè)備。計算機技術(shù)、信息技術(shù)及智能技術(shù)。同時，直升機電子設(shè)備朝著高度集成化方向發(fā)展。先進(jìn)的捷聯(lián)慣導(dǎo)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備及組合導(dǎo)航技術(shù)，先進(jìn)的通訊、識別及信息傳輸設(shè)備，先進(jìn)的目標(biāo)識別、瞄準(zhǔn)、武器發(fā)射等火控設(shè)備及先進(jìn)的電子對抗設(shè)備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術(shù)，并正向傳感器融合方向發(fā)展。機上的電子、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過多余度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線交連，實現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術(shù)，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導(dǎo)航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進(jìn)行集成處理從而進(jìn)行集成控制。采用這類先進(jìn)的集成電子設(shè)備，大大簡化了直升機座艙布局和儀表板布置，系統(tǒng)部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負(fù)擔(dān)，改善了直升機的飛機品質(zhì)和使用性能。

分類

單旋翼尾槳直升機

最常見的直升機類型，一個水平旋翼負(fù)責(zé)提供飛機升力，尾部一個小型垂直螺旋槳負(fù)責(zé)抵消旋翼的反作用力。代表型號：蘇聯(lián)米里設(shè)計局研制的米-26運輸直升機以及美國麥道公司研制的AH-64武裝直升機。

單旋翼無尾槳直升機

一個水平旋翼負(fù)責(zé)提供飛機升力，并從尾部吹出空氣，用附壁效應(yīng)產(chǎn)生的推力抵消旋翼的反作用力。代表型號：美國麥道公司生產(chǎn)的MH-6直升機。

雙旋翼直升機

縱列式

兩個旋翼前后縱向排列，旋轉(zhuǎn)方向相反，多見于大型運輸直升機。代表型號：美國波音公司制造的CH-47“支努干”運輸直升機。

共軸式

兩個旋翼上下排列在同一個軸上，并且沒有尾槳，優(yōu)點是穩(wěn)定性好，但技術(shù)復(fù)雜，因而較為少見。代表型號：蘇聯(lián)卡莫夫設(shè)計局研制的卡-50武裝直升機。

側(cè)旋翼直升機

又稱為傾斜旋翼直升機，結(jié)合了固定翼飛機和直升機兩者特點的混合技術(shù)直升機。起飛時采用水平并置的雙旋翼，飛行中將旋翼向前旋轉(zhuǎn)90度變成兩個真正的螺旋槳，按照普通固定翼飛機的模式飛行。這樣做的好處是可以減小飛行阻力，提高飛行速度，最高可以超過600公里/小時，同時省油，提高航程，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，因而極為少見。代表型號：美國貝爾公司和波音公司聯(lián)合制造的V-22運輸直升機。

（一）直升機的發(fā)展簡史

中國的竹蜻蜓

中國的竹蜻蜓和意大利人達(dá)?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(rèn)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(rèn)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，一直流傳到現(xiàn)在。

現(xiàn)代直升機盡管比竹蜻蜓復(fù)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象竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細(xì)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(dāng)氣流經(jīng)過圓拱的上表面時，其流速快而壓力小；當(dāng)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(dāng)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(jì)中葉，也就是在達(dá)?芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設(shè)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：“直升機是人類最早的飛行設(shè)想之一，多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達(dá)?芬奇，但現(xiàn)在都知道，中國人比中世紀(jì)的歐洲人更早做出了直升機玩具?！?br>
意大利達(dá)芬奇的畫

意大利人達(dá)芬奇在1483年提出了直升機的設(shè)想并繪制了草圖。

19世紀(jì)末，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達(dá)芬奇在1475年畫的一張關(guān)于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體，看上去好象一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩，以改變飛行方向。西方人都說，這是最早的直升機設(shè)計藍(lán)圖。

人類第一架直升機

1907年8月，法國人保羅?科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機，并在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為“人類第一架直升機”。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續(xù)飛行了20秒鐘，實現(xiàn)了自由飛行。

保羅?科爾尼研制的直升機帶兩副旋翼，主結(jié)構(gòu)為一根V形鋼管，機身由V形鋼管和6個鋼管構(gòu)成的星形件組成，并采用鋼索加強，以增加框架結(jié)構(gòu)的剛度。V形框架中部安裝一臺24馬力的 Antainette 發(fā)動機和操作員座椅。機身總長6.20米，重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼，每副旋翼有2片槳葉。

世界上第一種試飛成功的直升機

1938年，年輕的德國姑娘漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進(jìn)行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認(rèn)為是世界上第一種試飛成功的直升機。

1936年，德國福克公司在對早期直升機進(jìn)行多方面改進(jìn)之后，公開展示了自己制造的FW-61直升機，1年后該機創(chuàng)造了多項世界紀(jì)錄。這是一架機身類似固定翼飛機，但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機，它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起，兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的，用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉(zhuǎn)平面傾斜進(jìn)行縱向操縱，通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現(xiàn)偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的，通過改變旋翼轉(zhuǎn)速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩(wěn)定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置，在旋翼旋轉(zhuǎn)過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度，以實現(xiàn)飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一臺功率140馬力的活塞發(fā)動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里，航程200公里，起飛重量953千克。

第一架實用直升機

1939年春，美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設(shè)計工作，同年夏天制造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機，裝有三片槳葉的旋翼，旋翼直徑8.5米，尾部裝有兩片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結(jié)構(gòu)，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為后三點式，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一臺四氣缸、75馬力的氣冷式發(fā)動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構(gòu)型成為現(xiàn)在最常見的直升機構(gòu)型。

自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進(jìn)行改進(jìn)，逐步加大發(fā)動機的功率。1940年5月13日，VS-300進(jìn)行了首次自由飛行，當(dāng)時安裝了90馬力的富蘭克林發(fā)動機。

世界上第一種投入批生產(chǎn)的直升機

R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀(jì)40年代研制的一種2座輕型直升機,是世界上第1種投入批量生產(chǎn)的直升機，也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛(wèi)隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。

該機的公司編號為VS-316，VS-316A。美國陸軍航空兵的編號為R-4，美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。

早期的活塞式發(fā)動機和木質(zhì)槳葉直升機

在20世紀(jì)40年代至50年代中期是實用型直升機發(fā)展的第一階段，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47；蘇聯(lián)的米-4、卡-18；英國的布里斯托爾-171；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。

貝爾47是美國貝爾直升機公司研制的單發(fā)輕型直升機，研制工作開始于1941年，試驗機貝爾30于1943年開始飛行，1945年改名為貝爾47，1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩(wěn)定桿，與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進(jìn)行總距和周期變距操縱。尾梁后部有兩個槳葉的全金屬尾槳。

卡-18是蘇聯(lián)卡莫夫設(shè)計局設(shè)計的單發(fā)雙旋翼共軸式輕型多用途直升機，于1957年年中首次飛行，此后不久投入批生產(chǎn)。采用兩副旋轉(zhuǎn)方向相反的3槳葉共軸式旋翼，槳葉為木質(zhì)結(jié)構(gòu)。裝1臺275馬力的九缸星形活塞式發(fā)動機。機身為鋼管焊接結(jié)構(gòu)，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內(nèi)可容納1名駕駛員和3名旅客。采用四輪式起落架，前起落架機輪可以自由轉(zhuǎn)向。

這個階段的直升機具有以下特點：動力源采用活塞式發(fā)動機，這種發(fā)動機功率小，比功率低(約為1.3千瓦/千克)，比容積低(約247.5千克/米3)。采用木質(zhì)或鋼木混合結(jié)構(gòu)的旋翼槳葉，壽命短，約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型，槳尖為矩形，氣動效率低，旋翼升阻比為6.8左右，旋翼效率通常為0.6。機體結(jié)構(gòu)采用全金屬構(gòu)架式，空重與總重之比較大，約為0.65。沒有必要的導(dǎo)航設(shè)備，只有功能單一的目視飛行儀表，通信設(shè)備為電子管設(shè)備。動力學(xué)性能不佳，最大飛行速度低(約為200千米/小時)，振動水平在0.25g左右，噪聲水平約為110分貝，乘坐舒適性差。

渦軸發(fā)動機和金屬槳葉直升機

20世紀(jì)50年代中期至60年代末是實用型直升機發(fā)展的第二階段。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1，蘇聯(lián)的米-6、米-8、米-24，法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現(xiàn)專用武裝直升機，如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。

這個階段的直升機具有以下特點：動力源開始采用第一代渦輪軸發(fā)動機。渦輪軸發(fā)動機產(chǎn)生的功率比活塞式發(fā)動機大得多，使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發(fā)動機的比功率約為3.62千瓦/千克，比容積為294.9千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質(zhì)和鋼木混合結(jié)構(gòu)發(fā)展成全金屬槳葉，壽命達(dá)到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的，槳尖簡單尖削與后掠，氣動效率有所提高，旋翼升阻比達(dá)到7.3，旋翼效率提高到0.6。機體結(jié)構(gòu)為全金屬薄壁結(jié)構(gòu)，空重與總重之比降低到0.5附近。已采用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化，以減小氣動阻力。直升機座艙開始采用縱列式布置，使機身變窄。性能明顯改善，最大飛行速度達(dá)到200~250千米/小時，振動水平降低到0.15g左右，噪聲水平為100分貝，乘坐舒適性有所改善。

第三代直升機

20世紀(jì)70年代至80年代是直升機發(fā)展的第三階段，典型機種有：美國的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”，蘇聯(lián)的卡-50、米-28，法國的SA365“海豚”，意大利的A129“貓鼬”等。

在這一階段，出現(xiàn)了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學(xué)和其它問題，這時也設(shè)計制造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研制專用武裝直升機，促進(jìn)了直升機技術(shù)的發(fā)展。

這個階段的直升機具有以下特點：渦輪軸發(fā)動機發(fā)展到第二代，改用了自由渦軸結(jié)構(gòu)，因此具有較好的轉(zhuǎn)速控制特征，改善了起動性能，但加速性能沒有定軸結(jié)構(gòu)的好。發(fā)動機的重量和體積有所減小，壽命和可靠性均有提高。典型的發(fā)動機耗油率為0.36千克/千瓦小時，與活塞式發(fā)動機差不多。旋翼槳葉采用復(fù)合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，達(dá)到3600小時左右。翼型不再借用固定翼飛機的翼型，而是為直升機專門研制的翼型，即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線后掠。槳轂廣泛使用彈性軸承，有的成無鉸式。尾槳已開始采用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達(dá)8.5左右，旋翼效率提高到0.7左右。機體次結(jié)構(gòu)也采用復(fù)合材料制造，復(fù)合材料占機體總重的比例通常為10%左右，直升機的空重/總重比一般為0.5。對于軍用直升機，特別是武裝直升機來說，提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。為滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，軍用直升機采用了乘員裝甲保護(hù)，專門設(shè)計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統(tǒng)。電子系統(tǒng)已發(fā)展到半集成型。直升機采用大規(guī)模集成電路通訊設(shè)備、集成的自主導(dǎo)航設(shè)備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構(gòu)等。機上的電子設(shè)備之間靠一條雙向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線交連，通過這條總線可進(jìn)行信息發(fā)射和接收。直升機采用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視系統(tǒng)的使用使直升機具備了夜間飛行能力。這種較為先進(jìn)的半集成電子設(shè)備使直升機通訊距離顯著增大，導(dǎo)航距離與精度明顯提高，儀表數(shù)量有所減少，飛行員工作負(fù)荷得到減輕，也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力，從而提高了直升機的整體性能。動力學(xué)性能明顯提高。直升機的升阻比達(dá)到5.4，全機振動水平約為0.1g，噪聲水平低于95分貝，最大飛行速度達(dá)到300千米/小時。

現(xiàn)代直升機

20世紀(jì)90年代是直升機發(fā)展的第四階段，出現(xiàn)了目視、聲學(xué)、紅外及雷達(dá)綜合隱身設(shè)計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，稱為第四代直升機。

這個階段的直升機具有以下特點：采用第3代渦軸發(fā)動機，這種發(fā)動機雖然仍采用自由渦軸結(jié)構(gòu)，但采用了先進(jìn)的發(fā)動機全權(quán)數(shù)字控制系統(tǒng)及自動監(jiān)控系統(tǒng)，并與機載計算機管理系統(tǒng)集成在一起，有了顯著的技術(shù)進(jìn)步和綜合特性。第3代渦軸發(fā)動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時，低于活塞式發(fā)動機的耗油率。其代表性的發(fā)動機有T800、RTM322和RTM390。槳葉采用碳纖維、凱芙拉等高級復(fù)合材料制成，槳葉壽命達(dá)到無限。新型槳尖形狀繁多，較突出的有拋物線后掠形和先前掠再后掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應(yīng)，改善槳葉的氣動載荷分布，降低旋翼的振動和噪聲，提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應(yīng)用，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復(fù)合材料，使結(jié)構(gòu)更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達(dá)到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應(yīng)用了無尾槳反扭矩系統(tǒng)，其優(yōu)點是具有良好的操縱響應(yīng)特性、振動小、噪聲低，不需要尾傳動軸和尾減速，使零部件數(shù)量大大減小，因而提高了可維護(hù)性。復(fù)合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應(yīng)用。直升機開始采用復(fù)合材料主結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料的應(yīng)用比例大幅度上升，通常占機體結(jié)構(gòu)重量的30~50%。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設(shè)備。計算機技術(shù)、信息技術(shù)及智能技術(shù)在直升機上獲得應(yīng)用，直升機電子設(shè)備朝著高度集成化方向發(fā)展。這一時期的直升機，采用了先進(jìn)的增穩(wěn)增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規(guī)的操縱系統(tǒng)，采用先進(jìn)的捷聯(lián)慣導(dǎo)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備及組合導(dǎo)航技術(shù)，先進(jìn)的通訊、識別及信息傳輸設(shè)備，先進(jìn)的目標(biāo)識別、瞄準(zhǔn)、武器發(fā)射等火控設(shè)備及先進(jìn)的電子對抗設(shè)備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術(shù)，并正向傳感器融合方向發(fā)展。機上的電子、火控及飛行控制系統(tǒng)等通過多余度數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線交連，實現(xiàn)了信息共享。采用了多功能集成顯示技術(shù)，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導(dǎo)航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統(tǒng)監(jiān)視、武器火控的信息進(jìn)行集成處理從而進(jìn)行集成控制。采用這類先進(jìn)的集成電子設(shè)備，大大簡化了直升機座艙布局和儀表板布置，系統(tǒng)部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負(fù)擔(dān)，改善了直升機的飛機品質(zhì)和使用性能。直升機的全機升阻比達(dá)到6.6，振動水平降到0.05g，噪聲水平小于90分貝，最大速度可達(dá)到350千米/小時。

（二）

直升機的飛行原理

直升機的頭上有個大螺旋槳，尾部也有一個小螺旋槳，小螺旋槳為了抵消大螺旋槳產(chǎn)生的反作用力。直升機發(fā)動機驅(qū)動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中，旋翼還能驅(qū)動直升機傾斜來改變方向。螺旋槳轉(zhuǎn)速影響直升機的升力，直升機因此實現(xiàn)了垂直起飛及降落。

直升機的發(fā)明

1939年，美國人西科爾斯發(fā)明了第一架直升機，機身外形和現(xiàn)在的沒多大區(qū)別，仍被設(shè)計者采用。

直升機的用途

直升機因為有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢，受到廣泛應(yīng)用，直升機由于可以垂直起飛降落不用大面積機場主要用于觀光旅游、火災(zāi)救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務(wù)運輸、醫(yī)療救助、通信以及噴灑農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資源，等國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。世界直升機的隊伍逐漸壯大。