一、旋翼機的工作原理

該圖片由注冊用戶"科技數碼行"提供，版權聲明反饋

旋翼機和直升機簡直(zhi)一模(mo)一樣：它(ta)們頭頂(ding)都有一副大直(zhi)徑的旋翼(yi)(yi)，在飛行中依靠旋翼(yi)(yi)的旋轉產(chan)生升(sheng)力(li)。但是除去這些表(biao)面(mian)上的一致性，旋翼(yi)(yi)機(ji)(ji)和(he)直(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)卻是兩種完全不(bu)同的飛行器。

旋(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)實際上是一(yi)種介于(yu)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和飛(fei)(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)之間的飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)器(qi)，它(ta)除去旋(xuan)(xuan)翼(yi)外(wai)，還帶(dai)有(you)(you)一(yi)副垂直(zhi)(zhi)放置的螺旋(xuan)(xuan)槳(jiang)以提供前進的動(dong)(dong)力(li)(li)，一(yi)般也裝有(you)(you)較小(xiao)的機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)翼(yi)在(zai)飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)中提供部分升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)(li)。旋(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)與(yu)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的最大區別是，旋(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的旋(xuan)(xuan)翼(yi)不與(yu)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)傳(chuan)動(dong)(dong)系(xi)統(tong)相連，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)不是以驅動(dong)(dong)旋(xuan)(xuan)翼(yi)為(wei)旋(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)提供升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)(li)，而是在(zai)旋(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)的過程中，由(you)(you)前方氣流吹動(dong)(dong)旋(xuan)(xuan)翼(yi)旋(xuan)(xuan)轉產(chan)生升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)(li)，象一(yi)只風車，旋(xuan)(xuan)翼(yi)系(xi)統(tong)僅在(zai)起動(dong)(dong)時由(you)(you)自(zi)身動(dong)(dong)力(li)(li)驅動(dong)(dong)，稱之為(wei)預旋(xuan)(xuan)，起飛(fei)(fei)(fei)(fei)之后靠空氣作用力(li)(li)驅動(dong)(dong);而直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的旋(xuan)(xuan)翼(yi)與(yu)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)傳(chuan)動(dong)(dong)系(xi)統(tong)相連，既能產(chan)生升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)(li)，又(you)能提供飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)的動(dong)(dong)力(li)(li)，象一(yi)臺(tai)電風扇。由(you)(you)于(yu)旋(xuan)(xuan)翼(yi)為(wei)自(zi)轉式，傳(chuan)遞到機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)身上的扭矩(ju)很(hen)小(xiao)，因此旋(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)無需像單(dan)旋(xuan)(xuan)翼(yi)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)那樣的尾槳(jiang)，但(dan)是一(yi)般裝有(you)(you)尾翼(yi)，以控制飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)。

在飛行中，旋(xuan)(xuan)翼機(ji)同直升機(ji)最明顯的(de)分(fen)別為直升機(ji)的(de)旋(xuan)(xuan)翼面向(xiang)前傾斜(xie)，而旋(xuan)(xuan)翼機(ji)的(de)旋(xuan)(xuan)翼則是向(xiang)后傾斜(xie)的(de)。

需要說明的(de)是，有的(de)旋(xuan)翼機(ji)在起(qi)飛(fei)時(shi)，旋(xuan)翼也可通過“離合器”同(tong)發動機(ji)連系(xi)，靠發動機(ji)帶動旋(xuan)轉而(er)產(chan)生舉力。這樣可以(yi)縮(suo)短(duan)起(qi)飛(fei)滑(hua)跑距離，幾乎以(yi)陡直(zhi)地向上爬升，但還不(bu)能垂直(zhi)上升，也不(bu)能在空中(zhong)不(bu)動(即“懸停”)。等升空后(hou)再(zai)松(song)開(kai)離合器隨旋(xuan)翼在空中(zhong)自由(you)旋(xuan)轉。

旋(xuan)翼(yi)機飛行(xing)時，升(sheng)力主要由旋(xuan)翼(yi)產(chan)生，固定機翼(yi)僅提供部分升(sheng)力。有的旋(xuan)翼(yi)機甚至沒有固定機翼(yi)，全部升(sheng)力都(dou)靠旋(xuan)翼(yi)產(chan)生。

由于(yu)旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)的旋(xuan)翼(yi)(yi)旋(xuan)轉的動(dong)力(li)(li)(li)是(shi)(shi)由旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)前進而獲得(de)。萬一發動(dong)機(ji)在空(kong)中停車螺旋(xuan)槳不轉了，此時旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)因為具(ju)有(you)慣(guan)性繼(ji)續維(wei)持前飛的狀態(tai)，并由于(yu)重力(li)(li)(li)和空(kong)氣(qi)阻力(li)(li)(li)逐(zhu)漸減低速度和高度，就(jiu)(jiu)在這(zhe)高度下(xia)降(jiang)的同時，也就(jiu)(jiu)有(you)了自(zi)下(xia)而上(shang)的相對氣(qi)流，旋(xuan)翼(yi)(yi)就(jiu)(jiu)能可(ke)自(zi)轉提供升力(li)(li)(li)。這(zhe)樣，旋(xuan)冀機(ji)便可(ke)憑飛行員(yuan)的操(cao)縱(zong)安全(quan)地滑(hua)翔(xiang)降(jiang)落。即使在飛行員(yuan)不能操(cao)縱(zong)，旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)失去控制的特殊(shu)情(qing)況下(xia)，也會(hui)像(xiang)降(jiang)落傘一樣的降(jiang)落，雖然也是(shi)(shi)粗暴著陸，但不會(hui)出現類似秤陀落地的情(qing)況。

直(zhi)升機也是具備自(zi)(zi)轉(zhuan)下沿安全(quan)著陸能力的(de)。但它(ta)的(de)旋(xuan)冀需(xu)要從有動力狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態過(guo)渡到自(zi)(zi)轉(zhuan)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態，這個過(guo)渡要損失一定高(gao)度。如(ru)果飛(fei)行(xing)高(gao)度不(bu)夠，那么直(zhi)升機就可能來不(bu)及過(guo)渡而觸地。旋(xuan)翼機本身就是在自(zi)(zi)轉(zhuan)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態下飛(fei)行(xing)的(de)，不(bu)需(xu)要進(jin)行(xing)過(guo)渡，所以也就沒行(xing)這種(zhong)為安全(quan)轉(zhuan)換所需(xu)的(de)高(gao)度約束。

二、旋翼機的起飛方式

一類是需要(yao)滑跑起(qi)(qi)飛(fei)(fei)的(de)，這(zhe)種比較(jiao)簡單，大量的(de)是這(zhe)一類。另(ling)-類是可(ke)垂(chui)直(zhi)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)的(de)，其(qi)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)方(fang)法有三種：一種是帶動力驅動它的(de)旋翼；第(di)二(er)種是用預轉(zhuan)旋翼并使(shi)(shi)其(qi)達到正常飛(fei)(fei)行轉(zhuan)速的(de)一定倍數，然后突然脫(tuo)開離合器，同時使(shi)(shi)旋翼槳葉變(bian)距(ju)而得到較(jiao)大的(de)升力跳躍(yue)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)；第(di)三種則是由(you)旋翼翼尖小火箭驅動旋翼旋轉(zhuan)而提供升力來實現垂(chui)直(zhi)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)這(zhe)種垂(chui)直(zhi)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)的(de)過程，一般(ban)都是由(you)自(zi)動程序(xu)控制(zhi)來完成(cheng)的(de)，而且它有較(jiao)高的(de)性能(neng)，但價格比較(jiao)便宜(yi)。

由于旋(xuan)翼(yi)機(ji)沒有(you)尾梁、沒有(you)尾傳動系(xi)統及減(jian)速器(qi)(qi)自動傾斜器(qi)(qi)，絕大部分旋(xuan)翼(yi)機(ji)也沒有(you)主旋(xuan)翼(yi)傳動系(xi)統、主減(jian)速器(qi)(qi)等，結構簡(jian)單，所以(yi)不僅價格低(di)，而且故障率也低(di)。此外使用維護簡(jian)單方便。所需費用也低(di)。

旋翼機(ji)雖然(ran)古老(lao)，但它也是一種正在蓬勃發展的(de)年輕飛行器，其(qi)(qi)好用、安全(quan)、便利(li)的(de)特點，使(shi)其(qi)(qi)在未來的(de)航空器家族(zu)中(zhong)仍將占有一席之地。

三、旋翼機的布局與部件

旋翼(yi)機的最(zui)基本的部件(jian)(jian)是機身、發動機、旋翼(yi)系(xi)統、螺(luo)旋槳、尾面以及起(qi)落架。為了改(gai)善性能，如提高飛行速度等，還可以選擇(ze)機翼(yi)等部件(jian)(jian)。

機身是所有其(qi)他部件的(de)連接(jie)件，結構可(ke)以是焊接(jie)管(guan)、金屬片、復合材(cai)料(liao)、單(dan)管(guan)栓接(jie)或混(hun)合結構方式，最大強(qiang)度重量比的(de)機身是碳纖維(wei)材(cai)料(liao)或焊接(jie)管(guan)結構。發(fa)動(dong)機在(zai)飛(fei)行中(zhong)提供獨立于旋翼系統的(de)前(qian)飛(fei)動(dong)力(li)，在(zai)地面則可(ke)以提供旋翼槳(jiang)葉預轉的(de)動(dong)力(li)。

隨(sui)著旋(xuan)翼機(ji)(ji)的(de)(de)發展，可(ke)(ke)用(yong)于旋(xuan)翼機(ji)(ji)的(de)(de)發動(dong)機(ji)(ji)種(zhong)類也(ye)越來(lai)越多。車用(yong)、船(chuan)用(yong)、航(hang)空發動(dong)機(ji)(ji)都(dou)可(ke)(ke)以(yi)用(yong)于以(yi)娛樂、體育愛好為目(mu)的(de)(de)研制的(de)(de)旋(xuan)翼機(ji)(ji)，而需要取(qu)得適(shi)航(hang)證的(de)(de)旋(xuan)翼機(ji)(ji)必須安裝權威(wei)管(guan)理(li)機(ji)(ji)構(gou)認證的(de)(de)發動(dong)機(ji)(ji)。發動(dong)機(ji)(ji)可(ke)(ke)以(yi)是(shi)(shi)活塞式(shi)也(ye)可(ke)(ke)以(yi)是(shi)(shi)渦(wo)輪式(shi)。旋(xuan)翼系(xi)統主要給旋(xuan)翼機(ji)(ji)提供升力和操縱，常(chang)用(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)全鉸(jiao)接(jie)式(shi)、半剛(gang)性蹺蹺板式(shi)。因(yin)不(bu)需反扭矩裝置，現(xian)代旋(xuan)翼機(ji)(ji)的(de)(de)主要型式(shi)是(shi)(shi)單(dan)一的(de)(de)旋(xuan)翼。

目前(qian)旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)慣用2片或(huo)3片槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)，廣(guang)泛應(ying)用于(yu)直升機(ji)的(de)(de)負扭度(du)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)對旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)來(lai)講，并(bing)沒有(you)多大優(you)勢，所(suo)以(yi)(yi)(yi)旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)上常(chang)用無扭轉或(huo)正扭轉槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)。個人自制的(de)(de)小型旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)常(chang)常(chang)使用可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)連(lian)同(tong)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)轂槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)一起扳動傾轉的(de)(de)旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)系統，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)使用帶總(zong)(zong)(zong)距(ju)操(cao)縱來(lai)改變旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)俯(fu)仰角的(de)(de)旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)系統。如(ru)果槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)帶總(zong)(zong)(zong)距(ju)操(cao)縱且具有(you)足夠(gou)的(de)(de)慣量(liang)，旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)跳飛就有(you)可(ke)(ke)能實現(xian)。旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)的(de)(de)螺(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)是拉進(jin)式(shi)也(ye)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)是推進(jin)式(shi)，也(ye)就是說，螺(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)安裝在(zai)機(ji)身頭(tou)部，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)安裝在(zai)尾(wei)部。早期的(de)(de)旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)是由(you)螺(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)拉進(jin)式(shi)固定(ding)翼(yi)(yi)(yi)(yi)飛機(ji)改裝而成，用旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)替(ti)代固定(ding)翼(yi)(yi)(yi)(yi)。機(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)或(huo)者固定(ding)機(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)與旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)復合使用。推進(jin)式(shi)布局(ju)避免了方向舵和平尾(wei)位于(yu)螺(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)滑流(liu)中，具有(you)更好的(de)(de)操(cao)縱性，飛行員(yuan)也(ye)有(you)更好的(de)(de)視野。但是在(zai)總(zong)(zong)(zong)體(ti)設計中應(ying)該充分考(kao)慮推進(jin)式(shi)布局(ju)中，由(you)于(yu)受機(ji)身影(ying)響，螺(luo)(luo)旋(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)工作效(xiao)率有(you)所(suo)降(jiang)低(di)。

和(he)定翼(yi)(yi)飛機一(yi)樣，旋翼(yi)(yi)機尾(wei)平面(mian)包括垂(chui)(chui)尾(wei)和(he)平尾(wei)，提供俯(fu)仰(yang)和(he)偏航軸向的(de)(de)穩定和(he)操縱。有(you)一(yi)些(xie)旋翼(yi)(yi)機，特別是封閉式駕駛艙的(de)(de)旋翼(yi)(yi)機，航向穩定性很低，為了補償航向穩定性，安裝(zhuang)垂(chui)(chui)尾(wei)是必(bi)要的(de)(de)。由于垂(chui)(chui)尾(wei)面(mian)積(ji)受旋翼(yi)(yi)槳(jiang)葉傾轉(zhuan)邊(bian)界(jie)和(he)著陸(lu)俯(fu)仰(yang)角度(du)的(de)(de)限制，所(suo)以許多旋翼(yi)(yi)機設計安裝(zhuang)了多片垂(chui)(chui)直安定面(mian)和(he)方向舵(duo)。如果(guo)采用推進式螺旋槳(jiang)布局，處于螺旋槳(jiang)滑流中的(de)(de)平尾(wei)和(he)垂(chui)(chui)尾(wei)利(li)用效率會更(geng)高，特別是在旋翼(yi)(yi)機起飛和(he)著陸(lu)飛行速(su)度(du)比(bi)較低的(de)(de)時候(hou)。