直升机

飞行和操作原理

与固定翼飞机不同，直升机的主要翼型是旋转叶片总成(转子)安装在机身在一个铰接轴(桅杆)连接到车辆的发动机和飞行控制。与飞机相比，直升机的尾部有些拉长舵较小的;机尾装有一个小型抗转矩转子(尾桨)。起落架有时由一对滑橇组成，而不是由车轮组件组成。

直升机通过旋转翼型(旋翼)获得升力这一事实使影响其飞行的因素大大复杂化，因为旋翼不仅转动，而且还以扑动运动上下移动，并受到直升机本身水平或垂直运动的影响。与通常的飞机翼型不同，直升机旋翼通常是对称的。的旋翼的和弦线，如旋翼的和弦线翼，是从前缘到翼型后缘的一条假想线。

的相对风是风相对于翼型的方向。在一个飞机所述机翼的飞行路径相对于其向前飞行而固定;在直升机中，旋翼的飞行轨迹是向前推进(到直升机机头)，然后向后推进(到直升机机尾)。相对风通常被认为是与飞行路径平行或相反的方向。在考虑直升机飞行时，相对风会受到叶片旋转、直升机水平运动、旋翼叶片拍打以及风速和方向的影响。在飞行中，相对风是旋翼叶片旋转和直升机运动的结合。

就像一个螺旋桨，转子有一个俯仰角，这是旋转的旋翼盘的水平平面和翼型的弦线之间的角度。飞行员使用集体和循环俯仰控制(见下文)改变这个俯仰角度。在固定翼飞机中攻角(机翼相对于相对风的角度)是重要的决定因素电梯．在直升机中也是如此，攻角是相对风与旋翼叶弦线相遇的角度。

迎角和俯仰角是两个不同的条件。改变桨叶的俯仰角改变其攻角，从而改变其升力。较高的俯仰角(直到失速点)将增加升力;一个较低的螺距角会降低它。转子的每个叶片都有各自的俯仰角。

转子转速也控制升力——每分钟转数越高，升力越高。然而，飞行员通常会试图保持一个恒定的转子转速，并将通过改变攻角改变升力。

与固定翼飞机一样，空中密度(空气温度、湿度和压力的结果)会影响直升机的性能。密度越大，产生的升力就越大;密度越低，产生的升力就越小。就像固定翼飞机一样，升力的变化也会导致气压的变化拖．当升力通过增大俯仰角和攻角而增加时，阻力将增加并降低转子转速。然后需要额外的动力来维持所需的转速。因此，当直升机像普通飞机一样受到升力的影响时，推力重量和阻力，它的飞行模式诱发额外的效果。

在直升机中，由旋翼产生的总升力和推力都是垂直于其旋转平面施加的。当直升机在无风条件下悬停时，旋翼的旋转平面(尖端路径平面)与地面平行，且尖端路径平面的和与地面垂直重量拖曳力正好被推力和升力的总和平衡。在垂直飞行中，重量和阻力的分量为结合在一个垂直向下的矢量中;升力和推力的分量组合在一个垂直向上的矢量上。为了在直升机中实现向前飞行，旋翼的旋转平面是倾斜向前的。(应该理解的是，直升机的旋翼桅杆并不倾斜，而是在旋转平面内的各个旋翼叶片有其俯仰角变化。)对于侧飞，转子旋转的平面是倾斜的方向。对于向后飞行，转子旋转的平面是向后倾斜的。

因为转子是有动力的，所以有一个相等的和相反的转矩反作用力，使机身朝着与旋翼相反的方向旋转。这个力矩是抵消由尾桨(抗转矩转子)位于机身末端。飞行员通过脚踏板控制尾桨的推力，根据需要中和扭矩。

还有其他作用在直升机上的力量不是在常规飞机上发现的。其中包括陀螺旋翼的进动效应，即直升机前进运动所产生的升力不对称，导致前进桨叶的升力更大，而后退桨叶的升力更小。这是因为前进桨叶的速度是桨叶速度和直升机前进速度的总和，而后退桨叶的速度是桨叶速度和直升机速度的差值。这种速度的差异导致了升力的差异——前进的叶片移动得更快，因此产生了更多的升力。如果不加控制，这将导致直升机翻滚。然而，升力的差异是补偿通过叶片的扑动和循环羽化(改变俯仰角)。由于叶片通过水平扇动铰链连接到转子轮毂上，允许它们在垂直平面上运动，前进的叶片向上扇动，减小其攻角，而后退的叶片向下扇动，增大其攻角。这些作用的组合使升力相等。(叶片还通过垂直铰链连接到轮毂上，这允许每个叶片在旋转平面上来回移动。垂直铰链阻尼振动和吸收加速或减速的影响。)此外，在向前飞行时，循环俯仰控制的位置也会产生类似的效果，有助于升力的均衡。

作用在直升机上的其他力包括旋锥，离心力对叶片造成的向上弯曲效应;科里奥利效应，由拍打运动引起的叶片加速或减速使它们更接近(加速)或远离(减速)轴旋转;以及漂移，即尾桨推力使直升机在悬停时移动的趋势。