【簡介：】本篇文章給大家談談《飛行控制系統(tǒng)的縱向控制》對應的知識點，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、直升機直飛原理?


2、直升機飛行原理


3、關于飛機的過載


4、軍用飛

本篇文章給大家談談《飛行控制系統(tǒng)的縱向控制》對應的知識點，希望對各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、直升機直飛原理?
• 2、直升機飛行原理
• 3、關于飛機的過載
• 4、軍用飛機的過載

直升機直飛原理?

直升機主要由機體和升力（含旋翼和尾槳）、動力、傳動三大系統(tǒng)以及機載飛行設備等組成。旋翼一般由渦輪軸發(fā)動機或活塞式發(fā)動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統(tǒng)來驅(qū)動，也可由槳尖噴氣產(chǎn)生的反作用力來驅(qū)動。目前實際應用的是機械驅(qū)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)量最多。

直升機的最大速度可達300km/h以上，俯沖極限速度近400km/h,使用升限可達6000m（世界紀錄為12450m）,一般航程可達600～800km左右。攜帶機內(nèi)、外副油箱轉(zhuǎn)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最大的是俄羅斯的米-26（最大起飛重量達56t，有效載荷20t）。

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(zhì)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。

目前直升機相對飛機而言，振動和噪聲水平較高、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。

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，一直流傳到現(xiàn)在。

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?。划敋饬鹘?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：“直升機是人類最早的飛行設想之一，多年來人們一直相信最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>

意大利達芬奇的畫

意大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想并繪制了草圖。

19世紀末，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達芬奇在1475年畫的一張關于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體，看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉(zhuǎn)，當達到一定轉(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計藍圖。

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行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認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行多方面改進之后，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進行改進，逐步加大發(fā)動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了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)卡莫夫設計局設計的單發(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。沒有必要的導航設備，只有功能單一的目視飛行儀表，通信設備為電子管設備。動力學性能不佳，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和其它問題，這時也設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，促進了直升機技術的發(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。旋翼槳葉采用復合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，達到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)也采用復合材料制造，復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準MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設計標準。為滿足這些標準，軍用直升機采用了乘員裝甲保護，專門設計了耐墜毀起落架、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)模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構(gòu)等。機上的電子設備之間靠一條雙向數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，通過這條總線可進行信息發(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。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大，導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。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4，全機振動水平約為0.1g，噪聲水平低于95分貝，最大飛行速度達到300千米/小時。

現(xiàn)代直升機

20世紀90年代是直升機發(fā)展的第四階段，出現(xiàn)了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設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)，但采用了先進的發(fā)動機全權數(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，有了顯著的技術進步和綜合特性。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、凱芙拉等高級復合材料制成，槳葉壽命達到無限。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，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用，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復合材料，使結(jié)構(gòu)更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應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，因而提高了可維護性。復合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始采用復合材料主結(jié)構(gòu)，復合材料的應用比例大幅度上升，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備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設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)，采用先進的捷聯(lián)慣導、衛(wèi)星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發(fā)射等火控設備及先進的電子對抗設備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術，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)字數(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，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、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。采用這類先進的集成電子設備，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擔，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，最大速度可達到350千米/小時。

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。

水平面內(nèi)的機動，如加速和減速、盤旋、轉(zhuǎn)彎、水平“8”字機動、蛇形機動等；

鉛垂平面內(nèi)的機動，如急躍升和俯沖；

空間立體機動，如盤旋下降、戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎，躍升中的回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)彎。

這些動作屬于簡單特技。 屬于復雜特技的有：筋斗、橫滾、蘭威斯曼特技和若干其他特技，如倒飛等。在一定條件下這些特技動作，能在某些型號直升機上完成。另外，按照直升機運動的特性，機動飛行分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩種，其加速度保持不變的稱為穩(wěn)定機動，如穩(wěn)定盤旋；而變加速度機動，則稱作不穩(wěn)定機動。下面分析幾種典型機動飛行。下面分析幾種典型機動飛行。

水平直線加速機動

當速度加大后，機身阻力也隨之加大，若要保持同樣大小的加速度，則要求增大槳盤傾斜角和旋翼拉力。如果得不到滿足，則直升機平飛加速度就會隨之減小至零，而直升機就會在一個較大的飛行速度下平飛。

水平轉(zhuǎn)彎

假設直升機以一定速度、一定高度向右轉(zhuǎn)彎，即所謂等高、等速水平轉(zhuǎn)彎。這種情況下，槳盤側(cè)向傾斜17．3度，旋冀拉力增大5％。此時，旋翼拉力的鉛垂分力平衡直升機的重力，法向過載等于l，以保持高度不變；旋翼拉力的水平分力指向右側(cè)，得到0．311g的側(cè)向過載，這就是直升機作水平轉(zhuǎn)彎所需要的側(cè)力。

垂直機動飛行

垂直機動飛行通常需要變化高度、速度、總距以及飛行姿態(tài)和曲率半徑。假設某型直升機在鉛垂平面內(nèi)作一圓圈飛行，即所謂垂直筋斗；見下圖。為了簡化分析，假設直升機在筋斗過程中速度保持不變，直升機只受重力的作用(這種假設實際上不可能，因為還有其他力的影響)。當半徑和速度保持不變時(見下左圖)表明直升機的向心力是恒定的。 在筋斗的底部重力與旋翼拉力的方向是相反的；在垂直向上、向下時，重力與拉力垂直；在筋斗頂部，重力與拉力方向相同。這就清楚表明旋翼產(chǎn)生的拉力要持續(xù)變化，才能保持向心力恒定并指向圓圈中心。當直升機在筋斗底部的時候，旋翼必須向上產(chǎn)生3倍于直升機自身重量的拉力，并且槳盤要向前傾斜28.5度或向后傾斜24.5度。這樣的要求，對于大多數(shù)直升機來說是難以辦到的。

直升機飛行原理

直升機主要由機體和升力（含旋翼和尾槳）、動力、傳動三大系統(tǒng)以及機載飛行設備等組成。旋翼一般由渦輪軸發(fā)動機或活塞式發(fā)動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統(tǒng)來驅(qū)動，也可由槳尖噴氣產(chǎn)生的反作用力來驅(qū)動。目前實際應用的是機械驅(qū)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)量最多。

直升機的最大速度可達300km/h以上，俯沖極限速度近400km/h,使用升限可達6000m（世界紀錄為12450m）,一般航程可達600～800km左右。攜帶機內(nèi)、外副油箱轉(zhuǎn)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最大的是俄羅斯的米-26（最大起飛重量達56t，有效載荷20t）。

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(zhì)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。

目前直升機相對飛機而言，振動和噪聲水平較高、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。

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，一直流傳到現(xiàn)在。

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。現(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：“直升機是人類最早的飛行設想之一，多年來人們一直相信最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>

意大利達芬奇的畫

意大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想并繪制了草圖。

19世紀末，在意大利的米蘭圖書館發(fā)現(xiàn)了達芬奇在1475年畫的一張關于直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布制成的巨大螺旋體，看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉(zhuǎn)，當達到一定轉(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計藍圖。

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行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認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進行多方面改進之后，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進行改進，逐步加大發(fā)動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了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)卡莫夫設計局設計的單發(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。沒有必要的導航設備，只有功能單一的目視飛行儀表，通信設備為電子管設備。動力學性能不佳，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和其它問題，這時也設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，促進了直升機技術的發(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。旋翼槳葉采用復合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，達到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)也采用復合材料制造，復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準MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設計標準。為滿足這些標準，軍用直升機采用了乘員裝甲保護，專門設計了耐墜毀起落架、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)模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構(gòu)等。機上的電子設備之間靠一條雙向數(shù)字數(shù)據(jù)總線交連，通過這條總線可進行信息發(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。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大，導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。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4，全機振動水平約為0.1g，噪聲水平低于95分貝，最大飛行速度達到300千米/小時。

現(xiàn)代直升機

20世紀90年代是直升機發(fā)展的第四階段，出現(xiàn)了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設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)，但采用了先進的發(fā)動機全權數(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，有了顯著的技術進步和綜合特性。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、凱芙拉等高級復合材料制成，槳葉壽命達到無限。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，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用，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復合材料，使結(jié)構(gòu)更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應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，因而提高了可維護性。復合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始采用復合材料主結(jié)構(gòu)，復合材料的應用比例大幅度上升，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備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設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)，采用先進的捷聯(lián)慣導、衛(wèi)星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發(fā)射等火控設備及先進的電子對抗設備，采用了總線信息傳輸與數(shù)據(jù)融合技術，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)字數(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，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、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。采用這類先進的集成電子設備，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擔，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，最大速度可達到350千米/小時。

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。

水平面內(nèi)的機動，如加速和減速、盤旋、轉(zhuǎn)彎、水平“8”字機動、蛇形機動等；

鉛垂平面內(nèi)的機動，如急躍升和俯沖；

空間立體機動，如盤旋下降、戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)彎，躍升中的回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)彎。

這些動作屬于簡單特技。 屬于復雜特技的有：筋斗、橫滾、蘭威斯曼特技和若干其他特技，如倒飛等。在一定條件下這些特技動作，能在某些型號直升機上完成。另外，按照直升機運動的特性，機動飛行分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩種，其加速度保持不變的稱為穩(wěn)定機動，如穩(wěn)定盤旋；而變加速度機動，則稱作不穩(wěn)定機動。下面分析幾種典型機動飛行。下面分析幾種典型機動飛行。

水平直線加速機動

當速度加大后，機身阻力也隨之加大，若要保持同樣大小的加速度，則要求增大槳盤傾斜角和旋翼拉力。如果得不到滿足，則直升機平飛加速度就會隨之減小至零，而直升機就會在一個較大的飛行速度下平飛。

水平轉(zhuǎn)彎

假設直升機以一定速度、一定高度向右轉(zhuǎn)彎，即所謂等高、等速水平轉(zhuǎn)彎。這種情況下，槳盤側(cè)向傾斜17．3度，旋冀拉力增大5％。此時，旋翼拉力的鉛垂分力平衡直升機的重力，法向過載等于l，以保持高度不變；旋翼拉力的水平分力指向右側(cè)，得到0．311g的側(cè)向過載，這就是直升機作水平轉(zhuǎn)彎所需要的側(cè)力。

垂直機動飛行

垂直機動飛行通常需要變化高度、速度、總距以及飛行姿態(tài)和曲率半徑。假設某型直升機在鉛垂平面內(nèi)作一圓圈飛行，即所謂垂直筋斗；見下圖。為了簡化分析，假設直升機在筋斗過程中速度保持不變，直升機只受重力的作用(這種假設實際上不可能，因為還有其他力的影響)。當半徑和速度保持不變時(見下左圖)表明直升機的向心力是恒定的。 在筋斗的底部重力與旋翼拉力的方向是相反的；在垂直向上、向下時，重力與拉力垂直；在筋斗頂部，重力與拉力方向相同。這就清楚表明旋翼產(chǎn)生的拉力要持續(xù)變化，才能保持向心力恒定并指向圓圈中心。當直升機在筋斗底部的時候，旋翼必須向上產(chǎn)生3倍于直升機自身重量的拉力，并且槳盤要向前傾斜28.5度或向后傾斜24.5度。這樣的要求，對于大多數(shù)直升機來說是難以辦到的。

關于飛機的過載

飛機過載指的是飛行過程中，飛行的動作所產(chǎn)生的加速度跟重力加速度之比，在直線飛行中，就是發(fā)動機推力附加的加速度，這個加速度是比較小的，通常不在飛行的品質(zhì)之列。我們所稱的飛行過載，指的是飛機機動飛行中的附加加速度，這個指標表明了該飛機的機動性能以及飛機的結(jié)構(gòu)性能。為了使得飛機具有良好的機動特性，和操作特性，通常是要利用正加速度，就是飛機駕駛員頭部向著盤旋的圓心，對于戰(zhàn)斗機來說就是拉桿，為什么要這樣做呢，這是為了戰(zhàn)術要求和對于人體過載產(chǎn)生的生理變化的適應與解決途徑而定的，在這樣的飛行時，駕駛員能很好看到盤旋的過程和結(jié)果，尤其是在圍追攻擊時，他能很好地觀察到所要追擊的目標飛行趨勢。與之相反的就是負過載，負過載發(fā)生在躍升回轉(zhuǎn)的時候。在正過載時候，加速度的方向是指向飛行員的下肢，血液流向下肢，視神經(jīng)會發(fā)生缺血，而喪失正常的視覺，飛行員視覺會產(chǎn)生變黑的現(xiàn)象，稱為黑視，為了使得飛行員能承受更大的過載，也就是能做出更大的機動動作，發(fā)明了飛行抗荷服，當在正加速度大機動飛行時，在下肢部分充氣加壓，壓迫下肢，減小血液在下肢的積累，降低黑視的程度。當在負加速度時，加速度方向指向頭部，血液會在頭部積累，這時視網(wǎng)膜的毛細血管會因為血液積累膨脹，眼睛視野會產(chǎn)生一片紅色，稱為紅視，紅視目前在技術上還不能很好的緩解，加上其戰(zhàn)術需求幾乎很小，很多的戰(zhàn)術飛行動作，都可以通過正負載動作而實現(xiàn)，所以，飛機在設計時，就把這個負加速度性能做了適當?shù)南拗?。通常人體的對于過載是有一個統(tǒng)計指標，就是你所說的9G，但是不乏某些身體素質(zhì)特別優(yōu)秀的飛行員能做出更大過載的動作，當然這也是有限度，比如說受到飛機結(jié)構(gòu)強度的限制，抗荷服的性能影響等等，你所說的MIG-25在一次試飛中達到了11.5G，這也僅僅是極其罕見的一次，或許是采用了特質(zhì)的抗荷服，飛機載油很小，很輕。

軍用飛機的過載

耐心看完以下轉(zhuǎn)帖，你會知道得很清楚：

升力的公式：

升力=二分之一*升力系數(shù)*氣壓*速度的平方*升力面積

我們可以通過這個公式看出一些我們有用的關系。從這個公式我們看出來升力與速度是平方倍數(shù)關系，知道這個關系有什么用？用處大極了。我們知道蘇27飛機的最小平飛速度為200公里/小時，也就是說在這個速度下蘇27能夠產(chǎn)生等同于它自身重量的升力，升力與重量相比為1，蘇27這時候只能以1G的過載老老實實地平飛。當它的速度達到400公里/小時，它的速度增加了（400/200=2）兩倍，我們再用上述的關系來計算，2的平方為4，蘇27在400公里/小時的時候可以產(chǎn)生4倍于自身重量的升力，或者叫有4G的可用過載，我們也就可以知道，蘇27在400公里/小時做眼鏡蛇機動時的最大過載也就是4個G。再繼續(xù)，蘇27飛在600公里/小時的時候，（600/200=3）速度增加了3倍，再套用這個平方關系，蘇27在600公里/小時的時候可以產(chǎn)生9倍于自身重量的升力，蘇27這時可以飛出9個G的過載。我們再來看看角點速度的概念：最大過載出現(xiàn)的最小速度，蘇27在600公里/小時的時候剛剛能飛出9G，于是我們又知道了蘇27的角點速度是600公里。再小的速度，蘇27飛不出9G，再快的速度，對不起，蘇27最大過載限制在9個G，無論是飛機還是飛行員都不可能承受大于9G的過載，機載計算機開始限制飛機的功角了。以后如果有人再問：蘇27在500公里/小時的時候是個什么性能？現(xiàn)在你就能算出它在這時候的最大可用過載，有了過載、有了速度，你就能算出它在這個時候的轉(zhuǎn)彎速率和轉(zhuǎn)彎半徑了。

飛機的機動性:

在飛行動力學里,研究飛機的機動性,適用于剛性物體圓周運動原理。

在物體圓周運動中，與物體運動方向一致或相反的力叫做切向力，與物體運動方向一致或相反的力與物體質(zhì)量的比值叫切向過載。與物體運動方向垂直的力叫法向力，與物體運動方向垂直的力與物體質(zhì)量的比值叫法向過載。所以，飛機的推力是切向力，阻力也是切向力。重力有時是切向力，有時是法向力，當飛機垂直上升或下降時它是切向力，當飛機平飛時，它是法向力。飛機的升力總是法向力。飛機的升力與重量的比值為法向過載，當法向過載大于1時，飛機就向升力方向轉(zhuǎn)彎或爬升。過載越大，轉(zhuǎn)彎或爬升的越快。

飛機的機動性分為：能量機動性、方向機動性和空間機動性；

能量機動性

飛機的飛行高度可以用飛機所具有的勢能來表達，而飛機所具有的飛行速度則反映飛機所具有的動能，飛機在瞬時所具有的總機械能可以用以下公式計算：

E=WH+1/2mv2

機械能=重量*高度+二分之一*質(zhì)量*速度平方

上述公式只反映了飛機在瞬間所具有的機械能，最多反映兩架飛機在同一時間的初始能量，而飛機其后改變其能量的能量機動能力用單位剩余功率表示

其公式為：SEP=(P-D)/W

單位剩余功率=（推力-阻力）/重量

它代表了飛機的加速能力、爬升能力。

蘇27飛機飛在2.35馬赫時，產(chǎn)生的總阻力=其最大推力，兩者相減，單位剩余功率為0，所以蘇27再也沒有加速能力。蘇27飛機在某一速度下做最大推力的水平盤旋，飛行員向后拉桿使飛機產(chǎn)生功角，功角既產(chǎn)生升力也產(chǎn)生阻力，所產(chǎn)生的升力與其重量相比為法向過載，決定著飛機的轉(zhuǎn)彎速率和轉(zhuǎn)彎半徑，所產(chǎn)生的升至阻力與該速度下的零升阻力相加，當小于推力時，飛機就會加速。當大于推力時，飛機就會減速。當?shù)扔谕屏r，飛機就會做定常盤旋（勻速水平盤旋）。做好水平盤旋的關鍵就是掌握好這個拉桿量。

方向機動性

飛機的方向機動性用飛機的轉(zhuǎn)彎速率來表示，代表著飛機改變其方向的能力。

飛機的方向機動性又分為水平面和鉛錘面兩種，其中：

水平面：

其公式為：

轉(zhuǎn)彎速率=重力加速度*根號下（法向過載的平方-1）/速度

鉛錘面：

其公式為

轉(zhuǎn)彎速率=重力加速度*（法向過載-cos爬升角）/速度

注意：此公式得出的結(jié)果是弧度，如果要換算成角度還要再乘以180/圓周率

比如：在LockOn1.1中，F(xiàn)-15在500公里/小時做定常盤旋，所產(chǎn)生的過載是5G，把速度和G值代入上述公式可以得出，F(xiàn)-15在500公里/小時的定常盤旋轉(zhuǎn)彎速率為19.8度/秒。蘇27在500公里/小時的定常盤旋所產(chǎn)生的過載為4.7G。代入上述公式得出，蘇27在500公里/小時的定常盤旋轉(zhuǎn)彎速率為18.5度/秒。說明F-15在這個速度段做定常盤旋比蘇27有優(yōu)勢，所以F-15要想方設法把蘇27帶入這種姿態(tài)。

在不考慮黑視的情況下，假設飛機都是以9G轉(zhuǎn)彎，我們分別用700公里/小時和800公里/小時來計算一下兩個速度下的轉(zhuǎn)彎速率。分別是25.8度/秒和22.6度/秒，700公里/小時的比800公里/小時的還要快。說明在同樣過載的情況下，速度是越小越好。

一架現(xiàn)代戰(zhàn)斗機，最大過載也就是9個G了，飛的再快也不可能超過，所以，不要在超過出現(xiàn)9G的最小速度以上速度做機動。這個速度就是角點速度。對于F-15來說，假如F-15最小平飛速度是230公里/小時，3的平方為9，230公里/小時*3=690公里/小時。F-15的角點速度是690公里/小時。大于這個速度的飛行，其機頭指向能力將反而下降。

當然，在上述公式中，我們也可以看出在同樣速度下，過載是越大越好，這是顯而易見的道理，我們就不再做論證了。

注意一下鉛錘面公式中的爬升角函數(shù)值，當爬升角為0時（平飛），函數(shù)值為1。當飛機90度上升或者270度下降時，函數(shù)值為零。當飛機爬升至180度頂點準備倒扣時，函數(shù)值為-1。法向過載-（-1）就是加上1，所以，同樣過載的情況下，從上面倒扣下來的飛機總是比抬頭向上的飛機先指向?qū)Ψ?。想像一下，當雙方纏斗到速度都只有兩、三百公里，可用過載都只有2-3G時，加1、減1此消彼長的差距有多么的大？所以高度是多么重要??！越是速度慢，高度優(yōu)勢體現(xiàn)的越明顯。

空間機動性

飛機的空間機動性用飛機的轉(zhuǎn)彎半徑來表示，代表著飛機改變其空間位置的能力。

飛機的空間機動性也分為水平面和鉛錘面兩種，其中：

水平面：

其公式為：

轉(zhuǎn)彎半徑=速度的平方/重力加速度*根號下（法向過載的平方-1）

鉛錘面：

其公式為

轉(zhuǎn)彎半徑=速度的平方/重力加速度*（法向過載-cos爬升角）

以上公式中的速度注意要換算成 米/秒

從上述公式中可以看出，速度和轉(zhuǎn)彎半徑是平方倍數(shù)關系，速度增加，轉(zhuǎn)彎半徑以平方倍數(shù)增加。所以，在同樣過載的情況下，速度是越小越好。但是千萬要注意：過載也是由速度產(chǎn)生，速度小了，可用過載也就小了。飛在350公里/小時的蘇27，其可用過載為3個G[（350/200）的平方]，飛在400公里/小時的蘇27其可用過載為4個G[（400/200）的平方]。分別代入上述公式發(fā)現(xiàn)，350的轉(zhuǎn)彎半徑是341米，而400的是325米。說明速度不是影響轉(zhuǎn)彎半徑的唯一因素。考慮轉(zhuǎn)彎半徑、轉(zhuǎn)彎速率和黑視效果，一般飛在400-500公里/小時的飛機，其機動能力是比較中和的。

注意鉛錘面的轉(zhuǎn)彎半徑公式，也可以發(fā)現(xiàn)與轉(zhuǎn)彎速率同樣的規(guī)律。由于這個函數(shù)關系，在同樣過載的情況下，從上向下做動作的飛機總是比從下向上做動作的飛機轉(zhuǎn)彎半徑小。所以，要盡力地爭取高度，以便在戰(zhàn)術動作中充分發(fā)揮這些特性。

關于《飛行控制系統(tǒng)的縱向控制》的介紹到此就結(jié)束了。