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直升機到底是什么?你真的搞清楚了嗎
2019-12-24   來源:飛商網   閱讀次數:250   

    直升機到底是什么?有人會說:不就是能夠直升直降的機器嗎?

從字面來看,這個說法還挺像那么回事,既然如此的話,我們就把可垂直起降的F-35型號直接叫作“F-35直升機”吧。

航空界的事情當然不會是這么簡單直白的。

先讓我們來看看中國直升機之父,王適存先生,在其著作《直升機空氣動力學》這本書中對直升機所下的定義:

“直升機是飛機(或者航空飛行器)大家庭中的一員,在功能上屬于垂直起落機,在構造型式上屬于旋翼飛行器。這就是說,直升機就是以旋翼作為其主要升力來源的垂直起落機。雖有旋翼但不能垂直起落的飛行器,或雖能垂直起落但不是以旋翼作為其升力來源的飛行器,都不包括在本書所指的直升機范疇之內。”

▲王適存《直升機空氣動力學》,直升機專業的經典教材

接下來,再讓我們來看看NASA會針對這個問題給出怎么樣的解釋,聊作對比吧。

NASA:總的來說,直升機就是一種使用旋轉的機翼(在直升機上稱之為槳葉)來進行飛行的飛行器。與飛機或者滑翔機不一樣,直升機的“翅膀”是處于不停的轉動過程中;與氣球之類的飛行器也不一樣,直升機是比空氣更重的,必須依靠發動機輸出功率才能飛行。

直升機的旋轉葉片,一般被稱為旋翼,可以讓它做到固定翼飛機做不到的許多事情。

▲NASA使用四旋翼飛行器(NASA稱之為四旋翼直升機)測試遠程控制技術

直升機是如何實現飛行的?

直升機的工作原理是什么?首先,飛行器造出來就是要飛的(廢話),為了飛行,這種機器必須要能夠產生“升力”,也就是一個讓它向上移動的力。在航空器中,升力一般都是由機翼產生的,而機翼之所以能產生升力,其本質原理就是眾所周知的“伯努利原理”(如果對這個不太清楚,可以去翻閱我很早以前寫的一篇文章)。伯努利原理主要描述了空氣中的速度和壓力之間的關系,簡單來說就是速度增大,壓力減小,反之亦然。

對于機翼來說,一般會存在一側橢圓形的鈍頭,另一側就是楔形的尖頭,這種獨特的機翼剖面形狀就被稱為翼型,鈍頭一側就是翼型前緣,尖頭一側就是翼型后緣,這種翼型的設計使得機翼能夠產生更大的升力。直升機的旋翼槳葉也是具有一定翼型的,也就是說,除了會旋轉之后,直升機旋翼槳葉本質和固定翼飛機的機翼沒有差別。

直升機能做什么?

直升機的旋翼設計使得它能夠做到飛機做不到的事情。與飛機不同,直升機不需要快速移動才能夠升空。這就意味著它可以直接垂直上下移動,絕大多數飛機無法做到這一點。直升機可以在沒有跑道的情況下起飛或者降落。它可以以飛機所不能做到的方式在空中飛行——比如說向后或者側滑飛行。它也可以靜止在空中的一個點上一動不動——也就是懸停。這使得直升機成為飛機無法完成的任務的理想選擇。

其中最直觀的就是——直升機可以降落在一個沒有跑道的地方,拯救一條垂危的生命,然后迅速將其送到附近的醫院。

▲NASA的西科斯基S-64“空中起重機”可以搬運很多大型貨物,甚至包括一個小房子

直升機有什么用?

直升機可以用來做很多事情,比如說可以用作運送病人的飛行救護車,也可以用作撲滅大火的空中消防車。武裝部隊則會使用直升機攻擊地面目標和調動部隊,也會使用直升機來給艦船運送補給。直升機也可以用來將大型物體從一個地方運往另一個地方。直升機還可以抵達常規交通工具無法抵達的地區,比如說地形復雜的山區和波濤洶涌的海面。電視臺和廣播電臺會使用直升機在城市上空飛行并報道交通情況和突發事件。警察也會使用直升機巡邏和執勤。當然上述所有的應用領域都只是直升機所能做到的許多事情中的一部分。

NASA會對直升機干些什么?

▲給NASA一架直升機,他們就會開始在其上測試各種黑科技

NASA長時間都在研究如何使直升機擁有更強的性能:碰撞測試有助于使直升機更安全、新材料測試有助于讓直升機在墜毀時候保證乘客活下來、風洞試驗決定如何使直升機更安靜和更省油、新的設計技術幫助工程師們制造更大、更好、更快的直升機。NASA的現階段夢想是有朝一日,直升機可以承載100人,航程超過500公里。NASA甚至還研究了如何讓直升機在火星上飛行。

對比之下,我覺得還是王適存先生的解釋更直白、更明了,不過王適存先生可能還忽視了一種飛行器——自轉旋翼機——現在的自轉旋翼機通過跳飛等設計,可以實現垂直起落,同時還具有巨大的主旋翼,所以不應該就是直升機了?


▲自轉旋翼機比直升機出現的更早,但是因為不能懸停,其后續發展遠不及直升機

所以我覺得或者表述為:“直升機就是以旋翼作為其主要升力來源和主要操縱面,且具備垂直起降和懸停能力的航空飛行器。雖有旋翼但不能垂直起降或懸停,或雖能垂直起降或懸停,但不是以旋翼作為其主要升力來源和主要操縱面的飛行器,都不能籠統稱為直升機。”或者更為合適。



編輯:jessica   

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