【简介:】直升机发展的起点中国的竹蜻蜓中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图,为现代直升机的发明提供了启示,指出了正确的思维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。竹蜻蜓又叫飞
直升机发展的起点中国的竹蜻蜓中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图,为现代直升机的发明提供了启示,指出了正确的思维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”,这是我们祖先的奇特发明。有人认为,中国在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一种比较保守的估计是在明代(公元1400年左右)。这种叫竹蜻蜓的民间玩具,一直流传到如今。现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍,但其飞行原理却与竹蜻蜓有相似之处。现代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片,旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿,带动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。竹蜻蜓的叶片前面圆钝,后面尖锐,上表面比较圆拱,下表面比较平直。当 释放诱饵气流经过圆拱的上表面时,其流速快而压力小;当气流经过平直的下表面时,其流速慢而压力大。于是上下表面之间形成了一个压力差,便产生了向上的升力。当升力大于它本身的重量时,竹蜻蜓就会腾空而起。直升机旋翼产生升力的道理与竹蜻蜓是相同的。《大英百科全书》记载道:这种称为“中国陀螺”的“直升机玩具”在15世纪中叶,也就是在达芬奇绘制带螺丝旋翼的直升机设计图之前,就已经传入了欧洲。《简明不列颠百科全书》第9卷写道:“直升机是人类最早的飞行设想之一,多年来人们一直相信最早提出这一想法的是达·芬奇,但现在都知道,中国人比中世纪的欧洲人更早做出了直升机玩具。”全能天才达芬奇的画达芬奇的直升机(3张)© 2013 Baidu - Data © NavInfo & CenNavi & 道道通北京 直升机总公司意大利人达芬奇在1483年提出了直升机的设想并绘制了草图。19世纪末,在意大利的米兰图书馆发现了达芬奇在1475年画的一张关于直升机的想象图。这是一个用上浆亚麻布制成的巨大螺旋体,看上去好像一个巨大的螺丝钉。这种飞机器由四个人操纵,在达·芬奇时代流行的旋转玩具可能引发了这位大发明家的设计灵感,他建议以旋转一绕垂直轴的螺旋面来达到垂直的飞行。它以弹簧为动力旋转,当达到一定转速时,就会把机体带到空中。驾驶员站在底盘上,拉动钢丝绳,以改变飞行方向。事实上,达·芬奇称自己的发明也只是提供一个直升动力,而不是真正能工作的飞机。西方人都说,这是最早的直升机设计蓝图。尽管现代科学家认为达·芬奇设计的“直升机”可能永远不会起飞,但这一设计仍旧是达·芬奇最著名的发明之一。直到今天,人们还将达·芬奇视为双旋翼直升机概念的鼻祖。早期在20世纪40年代至50年代中期是实用型直升机发展的第一阶段,这一时期的典型机种有:美国的S-51、S-55/H-19、贝尔47;苏联的米-4、卡-18;英国的布里斯托尔-171;捷克的HC-2等。这一时期的直升机可称为第一代直升机。贝尔47是美国贝尔直升机公司研制的单发轻型直升机,研制工作开始于1941年,试验机贝尔30于1943年开始飞行,1945年改名为贝尔47,1946年3月8日获得美国民用航空署(CAA)的适航证,这是世界上第一架取得适航证的民用直升机。该机是单旋翼带尾桨式布局、两叶桨叶的跷跷板式旋翼。旋翼下面有稳定杆,与桨叶呈直角。普通的自动倾斜器可进行总距和周期变距操纵。尾梁后部有两个桨叶的全金属尾桨。 卡-18是苏联卡莫夫设计局设计的单发双旋翼共轴式轻型多用途直升机,于1957年年中首次飞行,此后不久投入批生产。采用两副旋转方向相反的3桨叶共轴式旋翼,桨叶为木质结构。装1台275马力的九缸星形活塞式发动机。机身为钢管焊接结构,具有轻金属蒙皮和硬壳式尾梁。座舱内可容纳1名驾驶员和3名旅客。采用四轮式起落架,前起落架机轮可以自由转向。 这个阶段的直升机具有以下特点:动力源采用活塞式发动机,这种发动机功率小,比功率低(约为1.3千瓦/千克),比容积低(约247.5千克/米3)。采用木质或钢木混合结构的旋翼桨叶,寿命短,约为600飞行小时。桨叶翼型为对称翼型,桨尖为矩形,气动效率低,旋翼升阻比为6.8左右,旋翼效率通常为0.6。机体结构采用全金属构架式,空重与总重之比较大,约为0.65。没有必要的导航设备,只有功能单一的目视飞行仪表,通信设备为电子管设备。动力学性能不佳,最大飞行速度低(约为200千米/小时),振动水平在0.25g左右,噪声水平约为110分贝,乘坐舒适性较差。中期20世纪50年代中期至60年代末是实用型直升机发展的第二阶段。这个阶段的典型机种有:美国的S-61、贝尔209/AH-1、贝尔204/UH-1,苏联的米-6、米-8、米-24,法国的SA321“超黄蜂”等。这个时期开始出现专用武装直升机,如AH-1和米-24。这些直升机称为称为第二代直升机。这个阶段的直升机具有以下特点:动力源开始采用第一代涡轮轴发动机。涡轮轴发动机产生的功率比活塞式发动机大得多,使直升机性能得到很大提高。第一代涡轮轴发动机的比功率约为3.62千瓦/千克,比容积为294.9千瓦/米3左右。直升机旋翼桨叶由木质和钢木混合结构发展成全金属桨叶,寿命达到1200飞行小时。桨叶翼型为非对称的,桨尖简单尖削与后掠,气动效率有所提高,旋翼升阻比达到7.3,旋翼效率提高到0.6。机体结构为全金属薄壁结构,空重与总重之比降低到0.5附近。已采用减振的吸能起落架和座椅。机体外形开始考虑流线化,以减小气动阻力。直升机座舱开始采用纵列式布置,使机身变窄。性能明显改善,最大飞行速度达到200~250千米/小时,振动水平降低到0.15g左右,噪声水平为100分贝,乘坐舒适性有所改善。20世纪70年代至80年代是直升机发展的第三阶段,典型机种有:美国的S-70/UH-60“黑鹰”、S-76、AH-64“阿帕奇”,苏联的卡-50、米-28,法国的SA365“海豚”,意大利的A129“猫鼬”等。在这一阶段,出现了专门的民用直升机。为了深入研究直升机的气动力学和其它问题,这时也设计制造了专用的直升机研究机(如S-72和贝尔533)。各国竞相研制专用武装直升机,促进了直升机技术的发展。 这个阶段的直升机具有以下特点:涡轮轴发动机发展到第二代,改用了自由涡轴结构,因此具有较好的转速控制特征,改善了起动性能,但加速性能没有定轴结构的好。发动机的重量和体积有所减小,寿命和可靠性均有提高。典型的发动机耗油率为0.36千克/千瓦小时,与活塞式发动机差不多。旋翼桨叶采用复合材料,其寿命比金属桨叶有大幅度提高,可达到3600小时左右。翼型不再借用固定翼飞机的翼型,而是为直升机专门研制的翼型,即二维曲线变化翼型。桨尖呈抛物线后掠。桨毂广泛使用弹性轴承,有的成无铰式。尾桨已开始采用效率高又安全的涵道尾桨。旋翼升阻比达8.5左右,旋翼效率提高到0.7左右。机体次结构也采用复合材料制造,复合材料占机体总重的比例通常为10%左右,直升机的空重/总重比一般为0.5。对于军用直升机,特别是武装直升机来说,提出了抗弹击和耐坠毁要求。美军方提出了军用直升机耐毁标准MIL-STD-1290,已成为军用直升机的设计标准。为满足这些标准,军用直升机采用了乘员装甲保护,专门设计了耐坠毁起落架、座椅和燃油系统。电子系统已发展到半集成型。直升机采用大规模集成电路通讯设备、集成的自主导航设备、集成仪表、电子式与机械式混合操纵机构等。机上的电子设备之间靠一条双向数字数据总线交连,通过这条总线可进行信息发射和接收。直升机采用混合布置的局部集成驾驶舱。第一代夜视系统的使用使直升机具备了夜间飞行能力。这种较为先进的半集成电子设备使直升机通讯距离显著增大,导航距离与精度明显提高,仪表数量有所减少,飞行员工作负荷得到减轻,也使直升机具备了机动/贴地飞行以及在不利气象/夜间条件下的飞行能力,从而提高了直升机的整体性能。动力学性能明显提高。直升机的升阻比达到5.4,全机振动水平约为0.1g,噪声水平低于95分贝,最大飞行速度达到300千米/小时。现代20世纪90年代是直升机发展的第四阶段,出现了目视、声学、红外及雷达综合隐身设计的武装侦察直升机。典型机种有:美国的RAH-66和S-92,国际合作的“虎”、NH90和EH101等,称为第四代直升机。 这个阶段的直升机具有以下特点:采用第3代涡轴发动机,这种发动机虽然仍采用自由涡轴结构,但采用了先进的发动机全权数字控制系统及自动监控系统,并与机载计算机管理系统集成在一起,有了显著的技术进步和综合特性。第3代涡轴发动机的耗油率仅为0.28千克/千瓦小时,低于活塞式发动机的耗油率。其代表性的发动机有T800、RTM322和RTM390。桨叶采用碳纤维、凯芙拉等高级复合材料制成,桨叶寿命达到无限。新型桨尖形状繁多,较突出的有抛物线后掠形和先前掠再后掠的BERP桨尖。这些新桨尖的共同特点是可以减弱桨尖的压缩性效应,改善桨叶的气动载荷分布,降低旋翼的振动和噪声,提高旋翼的气动效率。球柔性和无轴承桨毂获得了广泛应用,桨毂壳体及桨叶的连接件采用复合材料,使结构更为紧凑,重量大为降低,阻力大大减小。旋翼升阻比达到10.5,旋翼效率为0.8。这个阶段应用了无尾桨反扭矩系统,其优点是具有良好的操纵响应特性、振动小、噪声低,不需要尾传动轴和尾减速,使零部件数量大大减小,因而提高了可维护性。复合材料在直升机上获得了前所未有的广泛应用。直升机开始采用复合材料主结构,复合材料的应用比例大幅度上升,通常占机体结构重量的30~50%。这一时期的民用型直升机的空重/总重比约为0.37。高度集成化的电子设备。计算机技术、信息技术及智能技术在直升机上获得应用,直升机电子设备朝着高度集成化方向发展。这一时期的直升机,采用了先进的增稳增控装置,用电传、光传操纵取代了常规的操纵系统,采用先进的捷联惯导、卫星导航设备及组合导航技术,先进的通讯、识别及信息传输设备,先进的目标识别、瞄准、武器发射等火控设备及先进的电子对抗设备,采用了总线信息传输与数据融合技术,并正向传感器融合方向发展。机上的电子、火控及飞行控制系统等通过多余度数字数据总线交连,实现了信息共享。采用了多功能集成显示技术,用少量多功能显示器代替大量的单个仪表,通过键盘控制显示直升机的飞行信息,利用中央计算机对通讯、导航、飞行控制、敌我识别、电子对抗、系统监视、武器火控的信息进行集成处理从而进行集成控制。采用这类先进的集成电子设备,大大简化了直升机座舱布局和仪表板布置,系统部件得到简化,重量大大减轻。更主要的是极大地减轻了飞行员工作负担,改善了直升机的飞机品质和使用性能。直升机的全机升阻比达到6.6,振动水平降到0.05g,噪声水平小于90分贝,最大速度可达到350千米/小时。编辑本段里程碑第一架直升机1907年8月,法国人保罗·科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机,并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。这架名为“飞行自行车”的直升机不仅靠自身动力离开地面0.3米,完成了垂直升空,而且还连续飞行了20秒钟,实现了自由飞行。保罗科尔尼研制的直升机带两副旋翼,主结构为一根V形钢管,机身由V形钢管和6个钢管构成的星形件组成,并采用钢索加强,以增加框架结构的刚度。V形框架中部安装一台24马力的 Antainette 发动机和操作员座椅。机身总长6.20米,重260千克。V形框架两端各装一副直径为6米的旋翼,每副旋翼有2片桨叶。试飞成功1938年,年轻的德国姑娘汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。1936年,德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后,公开展示了自己制造的FW-61直升机,1年后该机创造了多项世界纪录。这是一架机身类似固定翼飞机,但没有固定机翼的大型双旋翼横列式直升机,它的两副旋翼用两组粗大的金属架分别向右上方和左上方支起,两副旋翼水平安装在支架顶部。桨叶平面形状是尖削的,用挥舞铰和摆振铰连接到桨毂上。用自动倾斜器使旋翼旋转平面倾斜进行纵向操纵,通过两副旋翼朝不同方向倾斜实现偏航操纵。旋翼桨叶总距是固定不变的,通过改变旋翼转速来改变旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼来增加稳定性。FW61旋翼毂上装有周期变距装置,在旋翼旋转过程中可改变桨叶桨距。还有一根可变动桨距的操纵杆来改变旋翼面的倾斜度,以实现飞行方向控制。FW61就是靠这套周期变距装置和操纵杆保证了它的机动飞行。该机旋翼直径7米。动力装置是一台功率140马力的活塞发动机。这是世界上第一架具有正常操纵性的直升机。该机时速100~120公里,航程200公里,起飞重量953千克。实用直升机1939年春,美国的伊戈尔·西科斯基完成了VS-300直升机的全部设计工作,同年夏天制造出一架原型机。这是一架单旋翼带尾桨式直升机,装有三片桨叶的旋翼,旋翼直径8.5米,尾部装有两片桨叶的尾桨。其机身为钢管焊接结构,由V型皮带和齿轮组成传动装置。起落架为后三点式,驾驶员座舱为全开放式。动力装置是一台四气缸、75马力的气冷式发动机。这种单旋翼带尾桨直升机构型成为现在最常见的直升机构型。自首次系留飞行以来,西科斯基不断对VS-300进行改进,逐步加大发动机的功率。1940年5月13日,VS-300进行了首次自由飞行,当时安装了90马力的富兰克林发动机。投入批生产R-4是美国沃特-西科斯基公司20世纪40年代研制的一种2座轻型直升机,是世界上第1种投入批量生产的直升机,也是美国陆军航空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升机。该机的公司编号为VS-316,VS-316A。美国陆军航空兵的编号为R-4,美国海军和海岸警卫队的编号为HNS-1,英国空军将其命名为“食蚜虻”1(Hoverfly1),英国海军将其命名为“牛虻”(Gadfly)。编辑本段国产型号民国的直升机中国在抗战时由中央航空研究院开展过有限的直升机理论研究。1944年,清华航空研究所曾在大后方的昆明从事过直升机的研究,并有论文发表。更令人震惊的是,几乎于美国的R-4同时,中国开始设计制造直升机。1944年,中国飞机制造业的先驱朱家仁先生设计了中国第一架直升机。1945年秋,“蜂鸟式甲型单座直升机”研制成功,一架居然有共轴双旋翼直升机诞生了!这是中国自己研制的第一架直升机,朱家仁也被称为“中国的直升机之父”。1948年7月“蜂鸟”乙型直升机研制成功,这架直升机发动机功率91.7千瓦,旋翼直径7.62米,机高2.63米,总重725.5千克,最大飞行速度每小时136千米,航程219千米。采用封闭式坐舱,甚至超过了国际上同类直升机。但由于内战,蜂鸟直升机下落不明。在这里我们不能不提一下中国航空事业的先驱朱家仁,他毕业麻省理工学院航空工程系,回国后一直致力于中国航空事业。朱家仁是一位精干的实业家,一生埋头工作,不图名利,一生都献给了中国的航空事业,即使退休之后仍然进行研究设计。他先后研制有 “蜂鸟”甲、“蜂鸟”乙、纵列双旋翼直升机,绰号“飞行香蕉”的CJC一3和CJC一3A等多种不同型号的直升机。他所取得的成果,比起欧美人一点也不逊色。这位航空先驱者由于内战去了台湾,始终未能再回到自己的故土和奋斗过的那片土地,最后在美国逝世,长眠于异国。除此朱家仁外,还有很多航空人才值得我们铭记。他们中的很多人选择了留在大陆。这也许是旧中国在航空事业留给中国的最大一笔财富。直5直-5(Z-5)是中国制造的第一种多用途直升机,也是新中国直升机科研应用的开端。研制初期代号“旋风25”,原型为苏联米-4直升机。 直升机1958年2月,哈尔滨飞机工业公司按照苏联提供的全套图纸资料开始仿制米-4,1958年12月14日首次试飞,1959年初由国家鉴定委员会正式验收,投入批生产。63年9月21日航定委同意直5直升机优质过关,批准定型投产;其动力装置活塞-7于同年12月25日优质过关,投入批生产。共生产了545架。直-5可用于物资、人员输送、救生、边境巡逻。1980年停产。直-5采用1台活塞-7气冷星形14缸发动机,功率1770马力(1250千瓦)。主螺旋桨直径21米,长为16.8米,高为4.4米。起落架为固定四点式,前起落架横向轮距1.53米,主起落架轮3.82米、前主轮距3.79米。机舱体积达16立方米,一个侧舱门,一个蚌式后舱门。一次可运载11名全副武装的士兵,或8个伤员担架和1名医务人员。发动机舱位于机头,通过传动轴驱动机舱顶部的主旋翼和尾部的尾桨。驾驶舱位于机头前上部,两人机组,两人均可独立完成飞行操纵。可装载1.2吨货物,吊运时可运载1.35吨。直-5的机舱内可装卸北京212A吉普,该吉普常用于作为78式82毫米无座力炮的载车,为空降兵提供火力支援。更大威力的是75式105mm无坐力炮,于1964年研制,可摧毁主战坦克、装甲车辆和坚固野战工事等,1975年设计定型。火炮由炮身和炮架两部分组成。采用了高、低压发射原理和炮口制退器与缩小喷口相结合的方法。仍由北京-212A轻型越野车携带。初速(破甲弹)503米/秒,最大射程(杀伤爆破榴弹)7400米,有效射程(破甲弹)1100米;直射距离(破甲弹)580米,射速5~6发/分,炮身长3409毫米。尾桨为3片推进式玻璃钢奖叶,驾驶员座舱位于机身前上部 舱内有2个座椅。起落架为4轮式;动力装置:1台气冷式14缸塞—7发动机,最大功率1250千瓦(1700马力)。直6根据直升机部队换装的需要,为改进直-5存在的发动机功率低、高温高原性能差、载荷小的缺点,哈尔滨飞机厂从1966年开始自行研制直6(Z-6)机(1968年,直6的设计工作转为新组建的直升机设计研究所负责)。该机装用一台涡轴5发动机,动力舱在机身上部,是以空降为主的多用途直升机,根据需要还可进行其它改装。1969年12月15日,飞行员王培民驾驶直-6首飞上天。1972年8月7日,一架直-6机在吉林省公主岭附近飞行时发生一等事故,飞行员傅贵法等6人全部遇难.事故是因发动机体内减速器抱轴卡死而引起的。为吸取这次惨重的血的教训,设计单位对直升机及发动机做出了11项技术改进。1977年,国务院、中央军委正式批准直-6机设计定型。直6研制迈出了中国直升机从活塞式走向涡轴化的关键一步,但由于发动机选型不当,单发动机不安全等原因,直-6未能正式投产;简介:直-6多用途直升机是哈尔滨飞机工业公司在直-5基础上改型设计的以空降为主的多用途直升机,1969年12月15日首飞。后由中国直升机设计研究所负责,1970年转至常州飞机制造厂和昌河飞机工业公司进行生产,1977年设计定型,共生产了15架,未能正式投产。动力系统:直-6机身上部安装1台涡轴-5发动机,功率1618千瓦。载12人。基本数据:机长20.962米,机高5.593米;旋翼直径21米;空重4820千克;最大起飞重量7600千克;性能数据:最大速度192千米/小时;最大航程651千米;载重1200千克。直760年代中期,中国在研制轻型和中型直升机产品的同时,也开始考虑自个研制能装载一个加强排兵力的重型直升机产品。根据部队提出的需求,1969年,中国航空研究院决定由新组建的直升机设计研究所承担重型直升机的设计任务,直升机的编号为直7(Z-7)。1970年3月,直7研制工作开始,承担研制的有直升机设计研究所等5个研究所、2个工厂。直7的研制方案是:装两台涡轴5甲发动机,采用6片旋翼;除重新设计桨毂和减速器外,其它尽量采用直5和直6的零部件。直7设计为最大起飞重14400千克,有效商载3500千克,最大速度240千米/小时,最大航程350千米,实用升限6000米。1971年直7开始进行机体和部件的静力试验及调试。其间,领导机关曾决定将直7作为舰载直升机的试验机,到1971年9 月,直7改舰载的工作停止,继续作为普通直升机研制。1975年5月,直7零部件加工完成了97%,并已装配成两架机体,配套生产的成品已到货90%。1979年,直7重型直升机完成了全机静力试验。然而,1979年6月28日,国家决定直7重型直升机研制工作停止.其原因是由于国家财力有限,不可能同时投资研制两种重型直升机,为了全力确保由江西景德镇直升机厂承担研制直8型直升机项目,直7直升机只得为直8让路,从而宣告了直7重型直升机的夭折。尽管直7项目下马了,但直7研制的许多成果为后来成功研制出最大起飞重量达13000千克的直8重型直升机打下了坚实的基础。直8中国于70年代末购进了14架法国航宇工业公司研制的SA321“超黄蜂”大型多用途直升机, 交由海军航空兵部队使用。该机型在法国于1966年开始交付使用,装备后成为中国第一代舰载机。随后,中国开始在“超黄蜂”得基础上仿制直-8。直8直升机(12张)直-8(Z-8)的研究工作由中国直升机设计研究所与昌河飞机工业公司共同执行。总体的规划是以直-8舰载反潜型为突破口,进行引进仿制,随后进而改进研制直-8陆军型,从而逐步提高中国大中型直升机科研、生产和装备的水平。1976年研制工作开始,首架原型机于1985年12月首飞,1989年11月通过国家技术鉴定,1994年12月设计定型。1989年,首架生产型直-8于交付海军航空兵使用。(文字:加特林)早在60年代中期,中国在研制轻型和中型直升机产品的同时,已开始考虑研制能装载排级单位的重型直升机。1969年中国航空研究院决定由新组建的直升机设计研究所承担重型直升机的设计任务,机型编号为直-7。1971年直-7开始进行机体和部件的静力试验及调试。其间一度决定将直-7作为舰载直升机。1975年5月,直-7零部件加工完成了97%,并已装配成两架机体,配套生产的成品已到货90%。1979年直-7完成了全机静力试验。1979年6月28日决定直-7研制工作停止。据说原因是国家财力有限,不可能在研究直-7的同时,在资金上保障由景德镇直升机厂的仿制直-8型直升机项目。因此直-7被迫夭折,但研制的许多成果为研制直-8打下了基础。直-8曾经被看作中国陆航、海航的一大飞跃,因为这是中国第一种国产大中型多用途直升机。不想在2002年前的漫长岁月里,直-8生产量很低,不超过20架,又变成了一个鸡肋。直-8采用了常规的直升机总体布局,单旋翼带尾桨。旋翼为6片矩形胶接全金属桨叶,桨毂铰接式,装有挥舞铰、轴向铰和带液压减震的摆向铰。位于尾翼顶端的尾桨共5片。为适应水上用途,采用船形机身,水密舱,两侧有固定水陆两用短翼浮筒,可以进行水上起降。在陆上采用不可收放前三点式起落架。直-8采用3台涡轴-6型发动机,两台在减速器前,一台在后,单台最大起飞功率1128千瓦(1550马力)。机内主油箱由3组8个软油箱组成,总有效容积3900升。燃油箱及相关舱室均有通风系统,每组油箱有一个重力加油口,位于机身左侧。直-8可载运27名全副武装的士兵,此时航程700千米,最大载重情况下可载运39人;也可以载运一辆BJ-22吉普及有关人员;或装载3000公斤货物飞行500千米,或外挂运送5000千克货物到50千米外的目标区域,然后返回原地。用于救护时直-8舱内可载15名伤病员及担架,以及一名医护人员。执行搜索救援时,机上可装备一台液压救生绞车和两只救生艇,在陆地和海上执行救援任务。实际上中国仿制直-8的目的不在于陆基使用,而是为获得一种可靠的舰载直升机。因此直-8很快发展了舰载型号。直-8可装备吊放声纳、搜索雷达,可采用的武器包括鱼雷或导弹等。执行扫雷任务时,可拖曳一个扫雷具,在距基地92千米的水域以46千米的时速扫雷两小时。布雷作战时可携带8枚250千克的水雷。海军型号的直-8已多次参与实际任务。直-8还发展了陆军型直-8A直-8还可用于人员运输、地质勘探、航空测绘、建筑施工、森林防火、边防巡逻、通讯联络指挥等民用用途。直-8曾顺利执行过抢险救灾和科研试飞等任务,1993年首飞西沙成功。直-8产量低的原因尚无公开资料可询,估计最大的可能是仿制品的性能不行,或核心部件无法自行生产,如发动机。从陆航大量购入米-17来看,直-8在陆军没什么地位。海航装备了直-9,也许这种轻型直升机才是吨位还不大的海军舰艇所急需的。直-8原型SA321性能其实不错,是法军主力,我们辛辛苦苦仿制出来,却又无法解决核心部件问题的国产化问题。2002年5月外电报道,中国计划恢复直-8的生产,将采用加拿大普·惠公司的PT6系列发动机,进而引进其发动机生产技术。报道称昌河公司在1997年停止生产直-8之前,已经制造了17架,其中12架在海军服役。如报道属实,说明军方还是希望能有一种自行研制的大型直升机可用。此外也侧面印证了直-8存在发动机无法自行研制的问题。所谓“柳暗花明又一村”,2002年航展上直-8F的出现,宣告了直-8吐气扬眉的日子到来了。F型是直-8A的最新改型,换装了进口PT6B-67A发动机(下图为PT-6B),最大起飞功率从1190千瓦提高到了1448千瓦,升限提高到4700米,有效地效悬停由原来的1900米提高到2800米。F型能在4500米高原启动,发动机大幅度增加了首翻期,达到了3500小时。进气口增装防沙装置,改善野外使用性能,因此座舱上方机体外形上有所变化。用有防冰除冰能力的复合材料桨叶替换原先的金属桨叶,提高了悬翼的寿命效率和性能,改装新的航电系统。F型当前仍在研制阶段,计划2005年换发型投放市场,有望大量装备解放军使用。而PT6系列发动机也必然要展开国产化工作。请善用百度搜索。谢谢,祝您生活愉快!
字数有限更多知识去 看 直升机是靠发动机驱动旋翼旋转产生升力和推进力,能在大气中垂直起降、悬停、定点回转、前飞、后飞和侧飞等可控飞行的重于空气的飞行器。按照旋翼数量的多少和布局形式,可分为单旋翼带尾桨的直升机、双旋翼直升机(包括共轴式、纵列式、横列式)以及新概念直升机(V-22)。直升机的发展经历四代,分别是:以活塞式发动机为动力装置,最大平飞速度 200km/h,如贝尔-47、米-4等; 20世纪60年代,采用涡轮轴发动机,最大平飞速度 250km/h,如AH-1、米-24、超黄蜂等; 20世纪80年代,以复合材料桨叶为突出特点,最大平飞速度 300km/h,如AH-64、卡-50、S-70、黑鹰等; 近年来,以复合材料在桨叶和机体进一步增大为突出特点,最大平飞速度 350km/h,如RAH-64、NH-90、S-92、AS-350等。直升机发展史第一节 绪论人类的航空发展史始于十六世纪,早期观察鸟类的飞行,人类梦想着有朝一日能像鸟类一般自由自在的遨游于天空。自然地,由观察鸟类飞行所得的现像,引导着早期航空的发展。鸟类的飞行大底上可划分为三个阶段:起飞,飞行及降落;而起飞亦可分为两种:跑步起飞和跳跃起飞;而飞行亦可分为两种:前进飞行和空中停留。一开始,人们想利用可上下移动的翅膀靠着其运动而如鸟类般的飞行,但是此一构想除了玩具外并无法真正地让人类飞上天空。虽然如此,人类并不因此而放弃,经过长期的努力终于在十九世纪发明了固定翼的飞行机器,此即目前大家所熟悉在运输上扮演非常重要角色的飞机。而飞机的发明虽然让人类可以飞上天空,但这只能仿真鸟类的跑步起飞以及前进飞行。对于另外的跳跃起飞及空中停留的现像却一直无法达成。但当时航空的先驱们并不因此而停止,他们晓得如果要完全的了解飞行的现像,必须解决在无前进速度下空中的停留以及在限制的环境下垂直地起飞和降落。而此方向的探讨一直持续到直升机的开发。当时研究直升机的他们所面临的最大问题有三:(1)降低机身结构及引擎的重量,以便飞行器有足够剩余的升力可供使用;(2)抵消因主旋翼转动时所产生的扭力;和(3)飞行时如何操控。降低重量主要朝着利用较轻的材料和提高引擎的效益,亦即提高引擎所能提供的有效功率和引擎的重量比着手,前者导致铝合金的使用和最近复合材料的使用,而后者因限于早期只有往复式引擎而无法有突破性的进展,一直到后来涡轮引擎的发明才有进一步的发展。其次为克服旋翼所产生的扭力,结果导致目前所能看到的各种不同的直升机外型,如主尾旋翼、横向双主旋翼、前后主旋翼、同轴上下旋翼等。最后对于飞行的操控则导至目前主旋翼的通用型态,包括翼插梢及翼切面集合倾角(collective pitch)和循环倾角(cyclic pitch)的控制。所谓集合倾角即同时改变所有翼片的倾角来达到不同升力的效果,此时升力垂直于旋翼旋转平面。另外旋翼循环倾角即翼片倾角随着旋转翼的转动做周期性的改变,而其功用在于旋翼的升力随着翼片旋转时的位置不同而改变,使得旋翼的旋转平面由水平往侧边倾斜,造成旋转翼之升力由垂直向上往旁倾斜,因此有水平的分量来拉直升机做水平的飞行,如果其往前倾斜,则直升机亦往前飞行。 第二节 直升机概念的萌芽最早直升机的概念可以追溯到前(B.C. 400)中国已有的竹蜻蜓,竹蜻蜓包含一螺旋桨装在一根垂直轴上,人们以手转动此轴即可使竹蜻蜓升空飞行,这可能是人类最早的概念直升机。但是此一概念并没有继续的发展,一直到十五世纪,达芬奇(Leonardo de Vinci)绘出他所认为飞行的机器,在图中他建议以旋转一绕垂直轴的螺旋面(双旋翼直升机概念鼻祖)来达到垂直的飞行。达芬奇的直升机设想,与竹蜻蜓 在十八世纪末期,Launoy 和 Bienvenue 制造了一架可自行起飞的旋转翼玩具。在 1796年英格兰的George Cayley 公爵制造了一些成功的直升机模型(右图),其中一架飞到27米高。在 1842年英格兰的 W. H. Phillips 制造一以蒸气推动的模型直升机重 10千克。在此必须提到一个人名叫 PontonD'Amecourt,他相信飞行的可能,于 1863年创造了直升机(helicopter)这个字,根据其定义直升机即螺旋状的机翼,此机翼绕着一轴旋转,如果此轴垂直则机翼沿着轴垂直上升。他制造一以蒸汽引擎推动的模型,为了减轻重量他以铝材料建造蒸汽缸,虽然在当时人类并未发现铝材料;而为了抵消旋转时所产生的扭力,他利用两个相反方向旋转的共轴螺旋桨:但是此模型所产生的升力并无法令模型升空。因而这些先驱者开始研发可行的引擎,可以提供足够的动力。终于在 1877年意大利的 Enrico Forlanini 教授以一个四分之一马力的蒸汽引擎成功地使一重八千克的模型飞行二十秒,最高达到十二米。十年以后于 1887年,法国的 Gustave Trouve 成功地以电动引擎来推动他的模型。 1880年美国的爱迪生先生制造一螺旋桨的测试台并以马达来转动螺旋桨认识到直升机所需要的是一很轻的引擎且能提供大量的功率-即重量对功率的比为 1 to2 kg/hp,而当时的蒸汽引擎并不适合直升机的飞行,所以他开始从事引擎的开发。于实验室里,他利用棉火药作为引擎的燃料,但经过一次严重的爆炸而放弃。其后经过很多年的模型尝试,一直到了二十世纪初期,才有人开始尝试一些较大且可携带飞行员的直升机。而飞机开发的成功,对直升机的先驱们造成很大的冲击,他们不止努力地急起直追,一些飞机上使用的零件及概念亦被引用到直升机上,如螺旋桨、引擎及垂直径 6米的螺旋桨装在一以铁管制的 V 型机身上,机身中心位置装有飞行员座位及一二十四马力的引擎,透过滑轮及皮带转动前后桨,为了达到方向控制,在螺旋桨下方各装一平面,透过控制平面的倾斜角度,利用螺旋桨的下洗流方向来达到直升机的方向控制。这一架直升机总重203千克飞行员 57千克共260千克,于十一月十三日的试飞中离地0.3米空中停留约20 秒,试飞时为了防止无法控制,直升机以绳索绑住以防止上升过高。但因些机械及控制的问题,最后于一次试飞中,此架直升机因高度振动而破坏。1909年美国 Emile 和Henry Berliner 父子建造了一架同轴双螺旋桨以两个引擎带动的直升机,没有以缆线绑住的情况下成功地试飞。其后在1922年他们建造了一架横向双螺旋桨的飞行机器,在此不用直升机这个名辞,因为此机并无空中停留的能力,他们将螺旋桨相对于机身往前倾斜,利用螺旋桨产生的升力在水平方向的分量来前进飞行。1912年苏联 Yuriev 建造了一架原型机重200千克(下图),这是世上第一架只有单一主螺旋桨配上一垂直反扭力螺旋桨。而此设计即目前最常见的型式。因为经济问题再加上第一次世界大战及苏联革命,他停止继续研究。 后来于1923年 Emile Berliner 以此一设计申请专利。1916年澳大利 Petroczy 和 Van Karman 建造一共轴双螺旋桨直升机重 815千克,螺旋桨直径 6米以一 120马力的引擎带动,为维持其稳定性以缆线绑在地上,此机试飞时离地 49米,但在第十五次降落时坠毁。在第一次世界大战前后,因战争需要高性能的飞机,较佳的引擎被开发出来,直升机所面临功率不足的问题迎刃而解。有了足够的动力令直升机起飞,先驱们开始可以集中精力在直升机稳定性及控制性的问题上加以探讨。为解决控制稳定的问题,一些以前直接引用飞机的概念有了进一步的修正,如不再以垂直尾舵的方式来控制方向而改以翼面循环倾角和以旋转翼来取代螺旋桨等。旋转翼与螺旋桨最大的不同在其刚性的设计,旋转翼为柔性设计,允许翼片大量的位移及变形。反之螺旋桨则为刚性设计只允许少量的变形。第一次大战结束的几年后,有三位直升机制造者竞相地号称其完成真正的飞行。事实上他们试飞的日期相隔不久,且各自有其破当时直升机第一次飞行的记录和对直升机的发展有所贡献。兹将他们的事迹分别类举:I. Pescara 在第一次世界大战结束时,一位阿根廷(Argentina)的工程师 Marquis Pescara 建造一架包含两个转向相反的共轴旋转翼直径 6.4米,每一旋转翼有上下两个平面,每一平面有四个翼片:此架直升机经过几次的试飞及修改后具有 180马力,在1923年十一月十九日破当时飞行距离的记录飞行了736米。他是第一位有效地以扭转翼片的方法来控制旋转翼的循环倾角,同时他亦是第一位了解直升机具有自动旋转降落(autorotation)能力的人。在此之前,人们都相信直升机如飞机般只有在引擎运转时才能飞行,当引擎停止时直升机会像飞机一样掉下来。由他的陈述中得知:当没有引擎推动的情况下降落,若将翼片倾角降低至非常小可使旋转翼继续旋转,如风车一般。当下降至一程度时,将翼片倾角增加产生升力,其作用就有如煞车一般减低直升机下降的速度,同时可以提供直生机安全降落所需的升力。II. De Bothezat一位苏联的科学家于苏联革命时被迫逃离母国到美国,于1916年他写了一本直升机旋翼理论的书。在1921年六月一日他和美国陆军签署一项合约,帮军方发展一架可升高至 100米且可在引擎转速下降情况下降落的直升机,此为美国军方第一次直升机订单的合同。此机为一交叉型铁管梁组成的机身,于梁的四端各有一六个翼片直径 6.6米的旋转翼,旋转翼片的倾角则由一飞轮控制,全机重 1610千克配以一200马力的引擎(下图)。当前后两组旋转翼的翼片倾角不同时,造成前后的升力差,由此可达到机身的纵向控制;左右两侧旋转翼的翼片倾角不同时,造成左右升力差,由此可达到机身的翻滚控制。而此设计更利用翼片负倾角来达到自动旋转降落的要求。于1922年十二月十八日在一些人的见证下,在高度约两米空中停留,但于飞行过程中,机身的水平方向无法有效控制以致机身往侧向移动,因此在空中停留了一分四十二秒后降落。而此计划亦因其无法达到合约目标及考虑当任一旋翼故障时的非对称形控制问题而取消。 III. Oehmichen一位法国工程师 Etienne Oehmichen 在1920年建造一架类似 Paul Cornu 所造的直升机,机身由一水平梁构成,于梁的两端各有一双翼片旋转翼,其直径 6.4米由一20 到25马力的引擎透过皮带来带动。但此机升力不足,他以缆线将一充满70 立方米的氢气球悬吊在上机身架子:气球不只提供其升空所需不足的升力,同时气球的阻力亦有稳定直升机的功能。但此机并非真正的直升机,他给其一个新的名辞叫“helicostat”,意即静升力辅助直升机。当时直升机发展趋势是朝真正直升机,因此他开始着手建造真正的直升机,而 helicostat 的观念后来被用来吊起很重的对象而非用来稳定直升机。他所建造的直升机类似 Bothezat 所建造的有四个旋转翼,另外他又加上八个小螺旋桨用来推进及控制,所有系统由一 120马力的引擎带动,总重大约900千克,如下图:在1923年五月完成超过五分钟的空中停留,次年五月四日完成 1 公里长的绕圈飞行,飞行最高点为 16米。一直到1934年,直升机的发展并无显著的进步,此一时期亦有些先驱从事直升机的开发。英国 Louis Brennan (1924-1925年)建造了一架直升机在其旋转翼的自由端装有螺旋桨,以螺旋桨的推力来转动旋转翼。而旋转翼相对于旋转轴则可自由旋转,因此无因旋转翼旋转所造成的扭力问题。荷兰 A.G. von Baumhauer (1924-1929年)开发一直升机,有一双翼片直径 15米的主旋转翼,由一200马力的转子引擎带动,同时以一由另一个 80马力转子引擎带动的垂直尾旋转翼,用来平衡主旋转翼所产生的扭力。主旋转翼装有扑动插梢允许翼片上下翻转,但同时以一缆线连接两个翼片形成一翘板式的旋转翼(teetering rotor),所谓翘板式旋转翼即一个翼片如果上升则另一翼片则下降,此型的旋转翼通常使用在双翼片旋转翼上。翘板式旋转翼其二翼片亦可为连续性的构造以单一扑动插梢连接于转轴上。相同的观念用于多翼片旋转翼时称为吊架式旋转翼(gimballed rotor)再利用一片斜盘板(swashplate)的倾斜改变翼片的循环倾角来达到控制的目的,此发明得到法国及英国的专利权。意大利 Corradino d'Ascanio (1930年)建造一同轴双旋转翼直升机。旋转翼为双翼片直径 13米,由一95马力的引擎带动,翼片装有扑动插梢及翼片倾角转动铰炼(feathering hinge),另外他利用翼片尾端的控制片来改变翼切面外形,进而改变空气动力的特性来达到翼片集合倾角及循环倾角的控制,而控制片则由飞行员利用缆线及滑轮来操控,于垂直飞行时,控制片同时移动以增加或减小全部翼片的倾角,藉以改变直升机的升力,水平飞行时控制片则做周期性的改变。其飞行记录-高度 18米、飞行时间 8 分 45秒及距离 1078米则保持了好几年。美国 M. B. Blecker (1926-1930年)建造了一架有四片类似机翼的旋转翼直升机,为克服扭力问题,于每个机翼上装有一螺旋桨,全部机翼则绕旋转翼的主轴自由旋转,动力则透过齿轮和炼条由一装于机身的 420马力引擎带动,控制则由机翼上附加的空气动力板面及机身尾舵的移动来达到。此机经过多次的测试,但因振动及不稳定的问题而被放弃。Hellesen-Kahn (1926年)建造了一架有两个旋转机翼的直升机,机翼长度 6.5米,全部机翼面积大约20 平方米。在每个机翼中间装置有螺旋桨由一75马力的引擎带动,因而使机翼绕着轴毂旋转,于试飞时因离心力及回转力的问题无法解决而放弃。于法国及英国 Isacco(1929年)采用类似的设计, 如下图:两翼各由一个 32马力的引擎来推动装置于翼端的螺旋桨,由两机翼组成的旋转翼直径 12.5米,另外他于机鼻部份加装一引擎及螺旋桨做为水平推进的力量。可是置于翼端的引擎因机翼旋转而承受巨大离心力,使得其供油及润滑非常困难,因而此计划经过几次试飞后就停止了。匈牙利 Oscar de Asboth (1928-1930年)建造一架共轴双旋翼直升机, 如下图:其旋转翼直径 4.30米由一 130马力引擎带动,翼片由柔性木质材料制成。飞行员经由一操纵杆及脚踏板控制装于机身的六片绕水平轴回转的反射板来稳定飞行,反射板的功用在于反射旋转翼旋转时所造成的下洗流(downwash)而产生稳定的力量。他后来又于机身加装一水平螺旋桨推进器。在非常平静的天气下,此机非常的稳定但也非常不容易操控,其控制反应非常的缓慢。究其原因,其旋转翼有很高的受力约为每平方米有 34千克,因而其下洗流的速率很大。但如果在不稳定的天气或快速前进的情况下飞行,因下洗流到达反射板的量改变,此机可能无法如试飞时稳定。在比利时 Florine (1930-1933年)建造一双旋翼直升机,不同于其它先驱们所造的,其两个旋转翼的转向相同,此二旋转翼各往不同的方向倾斜,由此二旋转翼升力的水平分量形成一力偶来克服扭力的问题。全机总重950千克,由一200马力的引擎带动。于1933年十月非正式地打破由 Ascanio 所保持的飞行纪录,飞行九分五十八秒。同一时期苏俄的气动力与水动力研究中心(ZAGI),于1928年成立垂直飞行部门,由 G.H. Sabinin 主持直升机的发展计划,其第一架直升机(ZAGI 1 A)以铁管做成机身,主旋转翼有四个翼片刚性地固定在旋翼转轴轴毂,由两个 120马力的引擎带动,此为直升机史上第一架双引擎直升机。另外有两个双翼片辅助旋转翼,各装置在机身的前后部来控制飞行。经过一连串试飞后,此机在一次下降时因引擎超速而损坏。而其第二架直升机除了主旋转翼外基本上和第一架相同,其为一个三翼片固定于旋翼转轴轴毂,直径 10米的旋转翼,另外有三个较短的翼片(直径7.8米)装置于长翼片间以循回倾角来控制飞行。在1934年其非正式的飞行记录为:每小时20 公里的飞行速率、飞行距离为700米、最大高度为 40米和最长时间 13 分钟。自从 Oehmichen 于1924年创造了高度纪录(16米)后,十年间直升机的发展基本上并无多大的进展。但同一时期,另外一种飞行机器-自旋机(autogyro)却发展的相当迅速,到了1934年其技术已到了成熟的阶段。在此提到自旋机的主要原因是自旋机的技术后来被运用到直升机上,且在直升机发展上扮演一不可抹没的角色。而所谓的自旋机一开始的概念是运用旋翼自动旋转降落的能力来提供飞机于低速时和飞行失去动力时的飞行安全,因此最原始的自旋机即在飞机上加装一旋翼,为利用其自动旋转降落的功能,此旋翼为无动力式可自由旋转,也因此自旋机并无垂直升飞行的能力。后来亦有人于自旋机的旋翼加上动力,于地面上先令旋翼在无翼片倾角时超速转,以储存大量的动能,当飞行员突然增加翼片倾角时可将自旋机升空,此方法即所谓的跳跃升空(jump take-off)。西班牙的 Juan de la Cierva 于1920年到1930年间发展的,同时他亦是创造“autogyro”名辞的人。Juan de la Cierva 于1919年设计一架飞机,靠近地面飞行时因失速而坠毁。引发他对飞机具有低速起飞及降落的兴趣,而飞机具低速起飞及降落的主要关键在于是否能设计一于低速下有高升力低阻力的机械。在旋转翼模型的风洞实验中,他得知在无动力的情况下,如果旋转翼往后倾斜,甚至在低速情况下亦有高升力低阻力的效用,且最好的结果是于低速下旋转翼有些许的正倾角。在1922年他将一五个翼片的旋转翼装置在飞机上,一开始翼片刚性地固定在旋转翼轴毂。于前进飞行时,飞机因旋转翼升力的不对称而有向旁边翻落的倾向,因此他改用较柔性的棕榈材料做成的翼片来改善问题,如此发现成功的飞行在于柔性的翼片的使用,而这个结果令他在往后的设计改用活节式旋转翼(articulated rotor)。而且他亦是第一个成功的运用翼片扑动插梢于旋转翼飞行器上的人。下图为该型号模型。 同时他学习到为避免高度的振动,于翼片前后移动的方向须加一吸振器(lag damper),其后吸振器成为避免直升机地面共振(ground resonance)不可欠缺的装置。而所谓的地面共振即当直升机停在地面而旋转翼旋转时,翼片在前后方向移动的惯性力造成转动轴上一周期性的水平力作用于机身上,如果此力的频率与机身包括起落架的频率相同时,机身的反应会增加很快,一般于几秒钟内即可将全机摧毁。在1923年他将一四个具有扑动插梢翼片的旋转翼装置在飞机上。旋转翼直径9.8米由一具 110马力引擎带动,而自旋机的飞行控制则完全利用飞机的空气动力表面,飞机原有的螺旋桨则用来推进自旋机,此种结合使他得到非常满意的飞行结果,展现出具有直升机的自动旋转降落的功能。之后他再建造一架自旋机,其旋转翼直径为 11米以一 100马力的引擎带动。于1925年在英国皇家飞机航空局(Royal Aircraft Establishment)的飞行表演中非常成功的展出,而此亦一般所称 Cierva 第一架成功的自旋机。也因为这次的表演激励了英国早期对旋转翼的分析。同年他于英国成立制造自旋机的公司,在往后的十年中大约有 500 架由其公司或其授权的公司生产。于1927年的一次飞行意外中自旋机坠毁,经过探讨后发现因翼片扑动所导致很高翼片于旋转平面前后运动的力量,因此翼片再加上一前后运动插梢(lag hinge)以除去因翼片前后运动时所产生的弯矩,而活节式旋转翼到此完全发展成功且一直沿用至今。到了1932年他以直接控制旋转翼转动轴相对于机身的倾斜来操控自旋机的纵向及横向飞行,取代了原本于低速时并不很有效的方法即以控制飞机气动表面的方法来操控。1935年英国 Raoul Hafner 利用控制翼片循环倾角的方法来使旋转翼之旋转平面的倾斜,而取代了直接使旋转轴倾斜的方法。另外在美国 E. Burke Wilford 也建造一架自旋机,亦以翼片循环倾角的方法来控制。但其不同于一般自旋机的地方在于旋转翼为无插梢式旋转翼(hingeless rotor),其翼片运动所产生的力量由翼片里的梁来承受而非以插梢消除。到了1935年自旋机的发展阶段已几乎完成,其发展进展领先直升机的进展,主要原因在于其旋翼不需动力或只需很少的动力即可达到低速飞行、起飞及降落的目地,在此情况下,其旋转翼的机械构造就简单多了,换句话说自旋机以直升机垂直起飞和空中停留的功能换来较简单的旋转翼设计,而这在于自旋机发展初期并没有预料到的。因为旋转翼主要是做为一高升力装置而没有其它的功能,发展时所遭遇的问题较直升机所遭遇的简单,其问题的解决亦较容易。其次自旋机的技术基本上是沿习飞机的技术,尤其是在飞行操控及推进系统,而当时飞机的发展已达到相当令人满意的阶段。可是也因为功能的限制,自旋机一直无法和飞机及直升机竞争。虽然如此,自旋机发展过程中其解决问题的技巧及结果对直升机的发展有无法抹杀的贡献,尤其是在1920年代针对自旋机旋转翼所发展出的旋翼理论及分析后来成为直升机理论的基础。第四节 直升机发展的起飞期前面所提到的 Louis Breguet 于1932年成立另一家专门制造自旋机的公司,同时他将发展直升机的工作交给 Rene Dorand 。而当时一位刚毕业的年轻工程师 Maurice Claisse 被指定来参与此工作。根据其事后的回忆我们可了解其发展的过程。一开始他们建造了一活节式同轴双旋转翼,为了易于操控共装置三十二个油压帮浦(oil pump)透过装于旋转轴支撑架里非常复杂的连杆机构来操控翼片集合倾角及循环倾角。而倾角控制连杆(pitch link)位置的选择使得当翼片上扬时会减少翼片倾角,以降低翼片上扬角度,其功用在于防止上下旋转翼的相互影响。此种倾角与扑动偶合(pitch-flap coupling)的方法有助于旋转翼的稳定,目前的旋转翼设计中亦常见到此种安置。同时翼片在厚度及宽度方向亦采用渐缩式(tapered)。有了旋翼之后,他们在废物场找到适用的机身及引擎,经过几个月多次的试验后决定于1933年十一月进行第一次试飞,不幸地直升机翻覆而损坏。经过修复及一些改良后总重2000千克、旋翼直径 16.5米,由一个 450马力引擎带动,他们在飞行测试中心及飞行俱乐部人员的见证下,于1936年九月二十二日以 158米破了当时的高度记录,同年十一月二十四日,以ㄧ小时两分钟五十秒破当时空中飞行记录,以 44 公里破了当时来回飞行距离的记录,十二月九日以每小时 108 公里的速率破当时前进飞行记录,二十二日以十分钟破当时空中停留(hover endurance)的记录:而其自动旋转降落的飞行测试,在其第二次尝试时机身着地破坏而停止。此后因第二次世界大战的原因,其公司转移到飞机发展及制造上而停止继续从事直升机的研究。讲到直升机的的发展就必须提到得德国的 Heinrich Focke 教授,他所发展一系列横向双主轴旋转翼直升机不止打破当时的很多记录,完成直升机史上第一次的自动旋转降落,同时对于直升机的应用上亦有相当的贡献。于1923年和 G. Wulf 组成一家生产小型商用飞机的公司,但到了1933年这一家公司被纳粹(Nazi)收归国有。因此他决定研究旋转翼飞机,同时取得上一节所提到 La Cierva 的授权制造自旋机。由制造自旋机的经验及一些风洞的测试,于1934年建造了第一架直升机,FOCKE 6I。此机由机身横向向两旁延伸出三角型支架,各支撑着一个减速齿轮箱及一个三翼片活节式旋转翼,一般而言,直升机的旋转翼以固定转速旋转,而引擎转速远快于旋转翼转速,减速齿轮是用来降低引擎轴所传递的转速以达到旋转翼所须的转速。此旋转翼直径7米,以 160马力引擎来带动两个旋转方向不同的旋转翼,全机总重950千克直升机的方向由双旋转翼循环倾角的不同来控制、纵向则由双旋转翼相同的循环倾角控制,而其机身的滚动则由双旋转翼集合倾角的不同来控制,其旋转翼的转动轴向前倾斜来增加其稳定性,且旋转翼的旋转平面往前倾斜的角度因而增加,如此可允许较大的前进飞行速率。而其垂直尾舵及水平尾翼则在前进飞行时用来控制其平稳性。于1937年五月十日成功的完成自动旋转降落,同年六月二十五、六日以2100米高度和 100 公里的直线飞行距离打破由 Breguet-Dorand 所保持的记录。 有了此次成功的经验, Focke 教授决定按照比例将其放大为较大型的直升机, FA223 ,并且得到政府的合同。全机总重为 4300千克;包括机重 3200千克、飞行油料 400千克、飞行人员两人重 180千克和外加负载 520千克。经过仔细的计算、风洞实验及一连串的测试与修改,原型机历经大约四年时间于1942年完成。在1940年八月到1945年底期间,此机通过一连串官方正式的认证包括:最快前进飞行速率每小时 182 公里、爬升速率每秒钟 8.8米、飞行高度限制7100米、自动旋转降落时的着地速率每小时 55 公里、垂直起飞最大重量 4414千克、垂直提升最大外负荷 1284千克、最大垂直爬升及降落的高度2320米和最长飞行时间 3 小时 42 分 。在其认证过程中,他们首创以缆线悬吊外负载,开拓直升机工业用途的先机。同时他们亦在高山上测试,山上的起飞降落地点为未铲平的一般山地,且山上因地理环境有较严重的乱流,但都能安全的通过认证试飞,开创以后直升机于山地救难、游览观光及城市运输的商机。于1943年六月十二日在当时德国的统制者希特勒(Adolf Hitler)前的表演后,直升机开始被使用于战争上。一开始他们受命承制三十架,后来又受命增加到每个月四百架,但当时已是第二次世界大战尾声,一直到大战结束时