一、旋翼機(jī)的工作原理

旋翼機(jī)和直升機(jī)簡(jiǎn)直一模一樣：它們頭頂都有一副大直徑的旋翼，在飛行中依靠旋翼的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。但是除去這些表面上的一致性，旋翼機(jī)和直升機(jī)卻是兩種完全不同的飛行器。

旋翼機(jī)實(shí)際上是一種介于直升機(jī)和飛機(jī)之間的飛行器，它除去旋翼外，還帶有一副垂直放置的螺旋槳以提供前進(jìn)的動(dòng)力，一般也裝有較小的機(jī)翼在飛行中提供部分升力。旋翼機(jī)與直升機(jī)的最大區(qū)別是，旋翼機(jī)的旋翼不與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)相連，發(fā)動(dòng)機(jī)不是以驅(qū)動(dòng)旋翼為旋翼機(jī)提供升力，而是在旋翼機(jī)飛行的過(guò)程中，由前方氣流吹動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力，象一只風(fēng)車，旋翼系統(tǒng)僅在起動(dòng)時(shí)由自身動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，稱之為預(yù)旋，起飛之后靠空氣作用力驅(qū)動(dòng);而直升機(jī)的旋翼與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)相連，既能產(chǎn)生升力，又能提供飛行的動(dòng)力，象一臺(tái)電風(fēng)扇。由于旋翼為自轉(zhuǎn)式，傳遞到機(jī)身上的扭矩很小，因此旋翼機(jī)無(wú)需像單旋翼直升機(jī)那樣的尾槳，但是一般裝有尾翼，以控制飛行。

在飛行中，旋翼機(jī)同直升機(jī)最明顯的分別為直升機(jī)的旋翼面向前傾斜，而旋翼機(jī)的旋翼則是向后傾斜的。

需要說(shuō)明的是，有的旋翼機(jī)在起飛時(shí)，旋翼也可通過(guò)“離合器”同發(fā)動(dòng)機(jī)連系，靠發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生舉力。這樣可以縮短起飛滑跑距離，幾乎以陡直地向上爬升，但還不能垂直上升，也不能在空中不動(dòng)(即“懸?！?。等升空后再松開(kāi)離合器隨旋翼在空中自由旋轉(zhuǎn)。

旋翼機(jī)飛行時(shí)，升力主要由旋翼產(chǎn)生，固定機(jī)翼僅提供部分升力。有的旋翼機(jī)甚至沒(méi)有固定機(jī)翼，全部升力都靠旋翼產(chǎn)生。

由于旋翼機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力是由旋翼機(jī)前進(jìn)而獲得。萬(wàn)一發(fā)動(dòng)機(jī)在空中停車螺旋槳不轉(zhuǎn)了，此時(shí)旋翼機(jī)因?yàn)榫哂袘T性繼續(xù)維持前飛的狀態(tài)，并由于重力和空氣阻力逐漸減低速度和高度，就在這高度下降的同時(shí)，也就有了自下而上的相對(duì)氣流，旋翼就能可自轉(zhuǎn)提供升力。這樣，旋冀機(jī)便可憑飛行員的操縱安全地滑翔降落。即使在飛行員不能操縱，旋翼機(jī)失去控制的特殊情況下，也會(huì)像降落傘一樣的降落，雖然也是粗暴著陸，但不會(huì)出現(xiàn)類似秤陀落地的情況。

直升機(jī)也是具備自轉(zhuǎn)下沿安全著陸能力的。但它的旋冀需要從有動(dòng)力狀態(tài)過(guò)渡到自轉(zhuǎn)狀態(tài)，這個(gè)過(guò)渡要損失一定高度。如果飛行高度不夠，那么直升機(jī)就可能來(lái)不及過(guò)渡而觸地。旋翼機(jī)本身就是在自轉(zhuǎn)狀態(tài)下飛行的，不需要進(jìn)行過(guò)渡，所以也就沒(méi)行這種為安全轉(zhuǎn)換所需的高度約束。

二、旋翼機(jī)的起飛方式

一類是需要滑跑起飛的，這種比較簡(jiǎn)單，大量的是這一類。另-類是可垂直起飛的，其起飛方法有三種：一種是帶動(dòng)力驅(qū)動(dòng)它的旋翼；第二種是用預(yù)轉(zhuǎn)旋翼并使其達(dá)到正常飛行轉(zhuǎn)速的一定倍數(shù)，然后突然脫開(kāi)離合器，同時(shí)使旋翼槳葉變距而得到較大的升力跳躍起飛；第三種則是由旋翼翼尖小火箭驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)而提供升力來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直起飛這種垂直起飛的過(guò)程，一般都是由自動(dòng)程序控制來(lái)完成的，而且它有較高的性能，但價(jià)格比較便宜。

由于旋翼機(jī)沒(méi)有尾梁、沒(méi)有尾傳動(dòng)系統(tǒng)及減速器自動(dòng)傾斜器，絕大部分旋翼機(jī)也沒(méi)有主旋翼傳動(dòng)系統(tǒng)、主減速器等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以不僅價(jià)格低，而且故障率也低。此外使用維護(hù)簡(jiǎn)單方便。所需費(fèi)用也低。

旋翼機(jī)雖然古老，但它也是一種正在蓬勃發(fā)展的年輕飛行器，其好用、安全、便利的特點(diǎn)，使其在未來(lái)的航空器家族中仍將占有一席之地。

三、旋翼機(jī)的布局與部件

旋翼機(jī)的最基本的部件是機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)、旋翼系統(tǒng)、螺旋槳、尾面以及起落架。為了改善性能，如提高飛行速度等，還可以選擇機(jī)翼等部件。

機(jī)身是所有其他部件的連接件，結(jié)構(gòu)可以是焊接管、金屬片、復(fù)合材料、單管栓接或混合結(jié)構(gòu)方式，最大強(qiáng)度重量比的機(jī)身是碳纖維材料或焊接管結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行中提供獨(dú)立于旋翼系統(tǒng)的前飛動(dòng)力，在地面則可以提供旋翼槳葉預(yù)轉(zhuǎn)的動(dòng)力。

隨著旋翼機(jī)的發(fā)展，可用于旋翼機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)種類也越來(lái)越多。車用、船用、航空發(fā)動(dòng)機(jī)都可以用于以?shī)蕵?lè)、體育愛(ài)好為目的研制的旋翼機(jī)，而需要取得適航證的旋翼機(jī)必須安裝權(quán)威管理機(jī)構(gòu)認(rèn)證的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)可以是活塞式也可以是渦輪式。旋翼系統(tǒng)主要給旋翼機(jī)提供升力和操縱，常用的是全鉸接式、半剛性蹺蹺板式。因不需反扭矩裝置，現(xiàn)代旋翼機(jī)的主要型式是單一的旋翼。

目前旋翼機(jī)慣用2片或3片槳葉，廣泛應(yīng)用于直升機(jī)的負(fù)扭度槳葉對(duì)旋翼機(jī)來(lái)講，并沒(méi)有多大優(yōu)勢(shì)，所以旋翼機(jī)上常用無(wú)扭轉(zhuǎn)或正扭轉(zhuǎn)槳葉。個(gè)人自制的小型旋翼機(jī)常常使用可以連同槳轂槳葉一起扳動(dòng)傾轉(zhuǎn)的旋翼系統(tǒng)，也可以使用帶總距操縱來(lái)改變旋翼槳葉俯仰角的旋翼系統(tǒng)。如果槳葉帶總距操縱且具有足夠的慣量，旋翼機(jī)跳飛就有可能實(shí)現(xiàn)。旋翼機(jī)的螺旋槳可以是拉進(jìn)式也可以是推進(jìn)式，也就是說(shuō)，螺旋槳可以安裝在機(jī)身頭部，也可以安裝在尾部。早期的旋翼機(jī)是由螺旋槳拉進(jìn)式固定翼飛機(jī)改裝而成，用旋翼替代固定翼。機(jī)翼或者固定機(jī)翼與旋翼復(fù)合使用。推進(jìn)式布局避免了方向舵和平尾位于螺旋槳滑流中，具有更好的操縱性，飛行員也有更好的視野。但是在總體設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分考慮推進(jìn)式布局中，由于受機(jī)身影響，螺旋槳的工作效率有所降低。

和定翼飛機(jī)一樣，旋翼機(jī)尾平面包括垂尾和平尾，提供俯仰和偏航軸向的穩(wěn)定和操縱。有一些旋翼機(jī)，特別是封閉式駕駛艙的旋翼機(jī)，航向穩(wěn)定性很低，為了補(bǔ)償航向穩(wěn)定性，安裝垂尾是必要的。由于垂尾面積受旋翼槳葉傾轉(zhuǎn)邊界和著陸俯仰角度的限制，所以許多旋翼機(jī)設(shè)計(jì)安裝了多片垂直安定面和方向舵。如果采用推進(jìn)式螺旋槳布局，處于螺旋槳滑流中的平尾和垂尾利用效率會(huì)更高，特別是在旋翼機(jī)起飛和著陸飛行速度比較低的時(shí)候。

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