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直升机到底是什么?你真的搞清楚了吗
2019-12-24   来源:飞商网   阅读次数:1268   

    直升机到底是什么?有人会说:不就是能够直升直降的机器吗?

从字面来看,这个说法还挺像那么回事,既然如此的话,我们就把可垂直起降的F-35型号直接叫作“F-35直升机”吧。

航空界的事情当然不会是这么简单直白的。

先让我们来看看中国直升机之父,王适存先生,在其著作《直升机空气动力学》这本书中对直升机所下的定义:

“直升机是飞机(或者航空飞行器)大家庭中的一员,在功能上属于垂直起落机,在构造型式上属于旋翼飞行器。这就是说,直升机就是以旋翼作为其主要升力来源的垂直起落机。虽有旋翼但不能垂直起落的飞行器,或虽能垂直起落但不是以旋翼作为其升力来源的飞行器,都不包括在本书所指的直升机范畴之内。”

▲王适存《直升机空气动力学》,直升机专业的经典教材

接下来,再让我们来看看NASA会针对这个问题给出怎么样的解释,聊作对比吧。

NASA:总的来说,直升机就是一种使用旋转的机翼(在直升机上称之为桨叶)来进行飞行的飞行器。与飞机或者滑翔机不一样,直升机的“翅膀”是处于不停的转动过程中;与气球之类的飞行器也不一样,直升机是比空气更重的,必须依靠发动机输出功率才能飞行。

直升机的旋转叶片,一般被称为旋翼,可以让它做到固定翼飞机做不到的许多事情。

▲NASA使用四旋翼飞行器(NASA称之为四旋翼直升机)测试远程控制技术

直升机是如何实现飞行的?

直升机的工作原理是什么?首先,飞行器造出来就是要飞的(废话),为了飞行,这种机器必须要能够产生“升力”,也就是一个让它向上移动的力。在航空器中,升力一般都是由机翼产生的,而机翼之所以能产生升力,其本质原理就是众所周知的“伯努利原理”(如果对这个不太清楚,可以去翻阅我很早以前写的一篇文章)。伯努利原理主要描述了空气中的速度和压力之间的关系,简单来说就是速度增大,压力减小,反之亦然。

对于机翼来说,一般会存在一侧椭圆形的钝头,另一侧就是楔形的尖头,这种独特的机翼剖面形状就被称为翼型,钝头一侧就是翼型前缘,尖头一侧就是翼型后缘,这种翼型的设计使得机翼能够产生更大的升力。直升机的旋翼桨叶也是具有一定翼型的,也就是说,除了会旋转之后,直升机旋翼桨叶本质和固定翼飞机的机翼没有差别。

直升机能做什么?

直升机的旋翼设计使得它能够做到飞机做不到的事情。与飞机不同,直升机不需要快速移动才能够升空。这就意味着它可以直接垂直上下移动,绝大多数飞机无法做到这一点。直升机可以在没有跑道的情况下起飞或者降落。它可以以飞机所不能做到的方式在空中飞行——比如说向后或者侧滑飞行。它也可以静止在空中的一个点上一动不动——也就是悬停。这使得直升机成为飞机无法完成的任务的理想选择。

其中最直观的就是——直升机可以降落在一个没有跑道的地方,拯救一条垂危的生命,然后迅速将其送到附近的医院。

▲NASA的西科斯基S-64“空中起重机”可以搬运很多大型货物,甚至包括一个小房子

直升机有什么用?

直升机可以用来做很多事情,比如说可以用作运送病人的飞行救护车,也可以用作扑灭大火的空中消防车。武装部队则会使用直升机攻击地面目标和调动部队,也会使用直升机来给舰船运送补给。直升机也可以用来将大型物体从一个地方运往另一个地方。直升机还可以抵达常规交通工具无法抵达的地区,比如说地形复杂的山区和波涛汹涌的海面。电视台和广播电台会使用直升机在城市上空飞行并报道交通情况和突发事件。警察也会使用直升机巡逻和执勤。当然上述所有的应用领域都只是直升机所能做到的许多事情中的一部分。

NASA会对直升机干些什么?

▲给NASA一架直升机,他们就会开始在其上测试各种黑科技

NASA长时间都在研究如何使直升机拥有更强的性能:碰撞测试有助于使直升机更安全、新材料测试有助于让直升机在坠毁时候保证乘客活下来、风洞试验决定如何使直升机更安静和更省油、新的设计技术帮助工程师们制造更大、更好、更快的直升机。NASA的现阶段梦想是有朝一日,直升机可以承载100人,航程超过500公里。NASA甚至还研究了如何让直升机在火星上飞行。

对比之下,我觉得还是王适存先生的解释更直白、更明了,不过王适存先生可能还忽视了一种飞行器——自转旋翼机——现在的自转旋翼机通过跳飞等设计,可以实现垂直起落,同时还具有巨大的主旋翼,所以不应该就是直升机了?


▲自转旋翼机比直升机出现的更早,但是因为不能悬停,其后续发展远不及直升机

所以我觉得或者表述为:“直升机就是以旋翼作为其主要升力来源和主要操纵面,且具备垂直起降和悬停能力的航空飞行器。虽有旋翼但不能垂直起降或悬停,或虽能垂直起降或悬停,但不是以旋翼作为其主要升力来源和主要操纵面的飞行器,都不能笼统称为直升机。”或者更为合适。



编辑:jessica   

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