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)(zhi)一(yi)模一(yi)樣：它們(men)頭頂都有一(yi)副大直(zhi)(zhi)徑的旋(xuan)(xuan)翼，在飛(fei)行(xing)中依(yi)靠(kao)旋(xuan)(xuan)翼的旋(xuan)(xuan)轉產生升力。但是(shi)除去(qu)這些表面上的一(yi)致(zhi)性，旋(xuan)(xuan)翼機和直(zhi)(zhi)升機卻是(shi)兩(liang)種完全(quan)不同的飛(fei)行(xing)器。

旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)實(shi)際上是(shi)一(yi)(yi)種介(jie)于(yu)直(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)(ji)和飛(fei)(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)之間的(de)飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器，它除(chu)去旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)外，還帶有(you)一(yi)(yi)副垂直(zhi)放置的(de)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)以提供(gong)前進的(de)動(dong)(dong)力(li)(li)(li)，一(yi)(yi)般也裝有(you)較小的(de)機(ji)(ji)(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)在(zai)飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)中提供(gong)部分升(sheng)力(li)(li)(li)。旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)與直(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)(ji)的(de)最大(da)區別是(shi)，旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)不(bu)與發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)傳動(dong)(dong)系統相連，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)不(bu)是(shi)以驅(qu)動(dong)(dong)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)為(wei)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)提供(gong)升(sheng)力(li)(li)(li)，而是(shi)在(zai)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)的(de)過程中，由(you)前方氣流(liu)吹(chui)動(dong)(dong)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)產生(sheng)升(sheng)力(li)(li)(li)，象(xiang)(xiang)一(yi)(yi)只風(feng)車，旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)系統僅(jin)在(zai)起動(dong)(dong)時由(you)自身動(dong)(dong)力(li)(li)(li)驅(qu)動(dong)(dong)，稱之為(wei)預旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)，起飛(fei)(fei)(fei)(fei)之后(hou)靠空氣作用(yong)力(li)(li)(li)驅(qu)動(dong)(dong);而直(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)(ji)的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)與發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)傳動(dong)(dong)系統相連，既能(neng)產生(sheng)升(sheng)力(li)(li)(li)，又(you)能(neng)提供(gong)飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)的(de)動(dong)(dong)力(li)(li)(li)，象(xiang)(xiang)一(yi)(yi)臺電風(feng)扇。由(you)于(yu)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)為(wei)自轉(zhuan)式(shi)，傳遞到機(ji)(ji)(ji)身上的(de)扭(niu)矩(ju)很小，因此旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)無需像單旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)直(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)(ji)那(nei)樣的(de)尾槳(jiang)，但(dan)是(shi)一(yi)(yi)般裝有(you)尾翼(yi)(yi)(yi)(yi)，以控制飛(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)。

在飛(fei)行中(zhong)，旋(xuan)翼(yi)機同直(zhi)升機最(zui)明顯(xian)的分別為直(zhi)升機的旋(xuan)翼(yi)面(mian)向(xiang)前(qian)傾斜，而旋(xuan)翼(yi)機的旋(xuan)翼(yi)則是(shi)向(xiang)后傾斜的。

需要說明的(de)是，有的(de)旋翼機在起(qi)飛(fei)時，旋翼也(ye)(ye)可通過“離合(he)(he)器(qi)”同(tong)發(fa)動機連系，靠發(fa)動機帶動旋轉(zhuan)而產生舉力。這樣可以縮(suo)短起(qi)飛(fei)滑跑距(ju)離，幾乎以陡直地向上爬(pa)升(sheng)，但還不能垂直上升(sheng)，也(ye)(ye)不能在空(kong)中不動(即“懸(xuan)停”)。等升(sheng)空(kong)后(hou)再松開離合(he)(he)器(qi)隨旋翼在空(kong)中自由旋轉(zhuan)。

旋(xuan)翼機(ji)飛行時，升力(li)(li)主要由(you)旋(xuan)翼產生，固(gu)定機(ji)翼僅提(ti)供部分升力(li)(li)。有(you)(you)的旋(xuan)翼機(ji)甚(shen)至沒有(you)(you)固(gu)定機(ji)翼，全部升力(li)(li)都靠旋(xuan)翼產生。

由(you)(you)于旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)的(de)(de)旋(xuan)翼(yi)(yi)旋(xuan)轉的(de)(de)動力是(shi)由(you)(you)旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)前進而獲(huo)得(de)。萬一(yi)發動機(ji)(ji)在空(kong)中停車螺旋(xuan)槳不轉了，此時旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)因(yin)為具有慣(guan)性繼續維持前飛的(de)(de)狀態，并由(you)(you)于重力和(he)空(kong)氣阻力逐漸(jian)減低速(su)度(du)和(he)高(gao)度(du)，就在這高(gao)度(du)下(xia)降(jiang)的(de)(de)同時，也就有了自下(xia)而上的(de)(de)相(xiang)對氣流(liu)，旋(xuan)翼(yi)(yi)就能可(ke)自轉提供升力。這樣，旋(xuan)冀機(ji)(ji)便可(ke)憑(ping)飛行(xing)員的(de)(de)操縱安全(quan)地滑翔降(jiang)落。即使在飛行(xing)員不能操縱，旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)失去控制的(de)(de)特殊情況(kuang)下(xia)，也會(hui)像(xiang)降(jiang)落傘一(yi)樣的(de)(de)降(jiang)落，雖(sui)然也是(shi)粗暴著陸，但不會(hui)出現類似秤陀落地的(de)(de)情況(kuang)。

直升機也是具備自(zi)轉下沿安全著陸能(neng)力的(de)(de)。但(dan)它的(de)(de)旋冀需要從(cong)有動力狀(zhuang)態(tai)過(guo)渡(du)(du)到自(zi)轉狀(zhuang)態(tai)，這(zhe)個過(guo)渡(du)(du)要損失(shi)一定高(gao)度。如果飛行高(gao)度不(bu)夠，那么直升機就可能(neng)來不(bu)及過(guo)渡(du)(du)而觸地。旋翼機本身就是在自(zi)轉狀(zhuang)態(tai)下飛行的(de)(de)，不(bu)需要進行過(guo)渡(du)(du)，所以(yi)也就沒(mei)行這(zhe)種為安全轉換所需的(de)(de)高(gao)度約束。

二、旋翼機的起飛方式

一(yi)類(lei)(lei)是(shi)(shi)需要滑跑起(qi)(qi)飛(fei)(fei)的(de)，這(zhe)種(zhong)(zhong)比(bi)較(jiao)簡單，大(da)量的(de)是(shi)(shi)這(zhe)一(yi)類(lei)(lei)。另-類(lei)(lei)是(shi)(shi)可(ke)垂(chui)直(zhi)(zhi)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)的(de)，其起(qi)(qi)飛(fei)(fei)方法有(you)三種(zhong)(zhong)：一(yi)種(zhong)(zhong)是(shi)(shi)帶(dai)動力驅(qu)動它的(de)旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)；第二種(zhong)(zhong)是(shi)(shi)用(yong)預轉(zhuan)(zhuan)旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)并使其達到(dao)(dao)正(zheng)常飛(fei)(fei)行(xing)轉(zhuan)(zhuan)速(su)的(de)一(yi)定倍數，然后突然脫開離合器，同時使旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)槳葉變(bian)距而得(de)到(dao)(dao)較(jiao)大(da)的(de)升力跳躍起(qi)(qi)飛(fei)(fei)；第三種(zhong)(zhong)則(ze)是(shi)(shi)由旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)翼(yi)(yi)尖小火箭驅(qu)動旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)而提供升力來實現垂(chui)直(zhi)(zhi)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)這(zhe)種(zhong)(zhong)垂(chui)直(zhi)(zhi)起(qi)(qi)飛(fei)(fei)的(de)過(guo)程，一(yi)般都是(shi)(shi)由自動程序(xu)控(kong)制(zhi)來完成的(de)，而且它有(you)較(jiao)高的(de)性能，但價格比(bi)較(jiao)便宜(yi)。

由(you)于(yu)旋(xuan)翼(yi)機沒(mei)(mei)有(you)尾(wei)(wei)梁、沒(mei)(mei)有(you)尾(wei)(wei)傳(chuan)動系(xi)統及減速器自動傾斜器，絕大部分旋(xuan)翼(yi)機也沒(mei)(mei)有(you)主旋(xuan)翼(yi)傳(chuan)動系(xi)統、主減速器等，結構簡(jian)單(dan)，所(suo)(suo)以(yi)不僅價格低(di)，而(er)且故(gu)障率也低(di)。此外使用維護(hu)簡(jian)單(dan)方便。所(suo)(suo)需(xu)費用也低(di)。

旋翼機雖然古老，但它也是一(yi)種正在蓬勃(bo)發展的(de)年輕飛行器，其(qi)好用、安全、便(bian)利的(de)特(te)點，使(shi)其(qi)在未(wei)來的(de)航空器家族中(zhong)仍將(jiang)占有一(yi)席之地。

三、旋翼機的布局與部件

旋翼(yi)機的最(zui)基本的部(bu)件是機身、發動機、旋翼(yi)系統、螺旋槳、尾(wei)面以(yi)及起落(luo)架。為了(le)改善性能，如提(ti)高飛行速度等(deng)(deng)，還可以(yi)選擇機翼(yi)等(deng)(deng)部(bu)件。

機(ji)身是(shi)所有其他部(bu)件的連接(jie)件，結(jie)構可以是(shi)焊接(jie)管、金屬(shu)片、復合(he)材(cai)料、單管栓接(jie)或混合(he)結(jie)構方式(shi)，最大強(qiang)度重量比的機(ji)身是(shi)碳纖維材(cai)料或焊接(jie)管結(jie)構。發(fa)動(dong)機(ji)在(zai)(zai)飛(fei)(fei)行中提供獨立于旋(xuan)翼系(xi)統的前飛(fei)(fei)動(dong)力，在(zai)(zai)地面則可以提供旋(xuan)翼槳葉預轉的動(dong)力。

隨著旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)發(fa)展，可用于旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)種(zhong)類也越來越多。車用、船用、航(hang)空發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)都可以(yi)(yi)用于以(yi)(yi)娛(yu)樂(le)、體(ti)育愛好為(wei)目的(de)研制的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)，而(er)需(xu)要(yao)取得適航(hang)證的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)必須安裝權(quan)威管理機(ji)(ji)(ji)(ji)構認證的(de)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)。發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)可以(yi)(yi)是活塞(sai)式(shi)(shi)也可以(yi)(yi)是渦輪式(shi)(shi)。旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)系統主要(yao)給旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)提供升力和(he)操縱，常用的(de)是全鉸接式(shi)(shi)、半(ban)剛性蹺蹺板式(shi)(shi)。因不需(xu)反扭矩裝置，現(xian)代(dai)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)主要(yao)型式(shi)(shi)是單(dan)一的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)。

目前(qian)旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)慣用2片(pian)或(huo)3片(pian)槳(jiang)葉(xie)(xie)，廣泛(fan)應用于直升機(ji)(ji)的(de)負扭(niu)度(du)槳(jiang)葉(xie)(xie)對旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)來(lai)講，并沒有(you)(you)多大優勢，所以(yi)(yi)旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)上常(chang)用無扭(niu)轉或(huo)正(zheng)扭(niu)轉槳(jiang)葉(xie)(xie)。個人自制的(de)小型旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)常(chang)常(chang)使(shi)用可(ke)以(yi)(yi)連(lian)同槳(jiang)轂槳(jiang)葉(xie)(xie)一起扳動傾轉的(de)旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)系統(tong)，也可(ke)以(yi)(yi)使(shi)用帶(dai)總距操(cao)(cao)縱(zong)來(lai)改(gai)變旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)槳(jiang)葉(xie)(xie)俯仰角的(de)旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)系統(tong)。如果槳(jiang)葉(xie)(xie)帶(dai)總距操(cao)(cao)縱(zong)且具有(you)(you)足夠的(de)慣量，旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)跳飛就有(you)(you)可(ke)能(neng)實現。旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)的(de)螺(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)可(ke)以(yi)(yi)是拉進(jin)式(shi)也可(ke)以(yi)(yi)是推進(jin)式(shi)，也就是說(shuo)，螺(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)可(ke)以(yi)(yi)安(an)裝在(zai)機(ji)(ji)身(shen)頭(tou)部(bu)，也可(ke)以(yi)(yi)安(an)裝在(zai)尾(wei)部(bu)。早(zao)期的(de)旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)(ji)是由螺(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)拉進(jin)式(shi)固(gu)定(ding)翼(yi)(yi)飛機(ji)(ji)改(gai)裝而成，用旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)替代固(gu)定(ding)翼(yi)(yi)。機(ji)(ji)翼(yi)(yi)或(huo)者(zhe)固(gu)定(ding)機(ji)(ji)翼(yi)(yi)與旋(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)復(fu)合使(shi)用。推進(jin)式(shi)布局避免了方向舵和平尾(wei)位(wei)于螺(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)滑流中(zhong)，具有(you)(you)更好的(de)操(cao)(cao)縱(zong)性，飛行員也有(you)(you)更好的(de)視野。但(dan)是在(zai)總體設(she)計中(zhong)應該(gai)充分考(kao)慮推進(jin)式(shi)布局中(zhong)，由于受機(ji)(ji)身(shen)影(ying)響，螺(luo)旋(xuan)(xuan)槳(jiang)的(de)工作效率有(you)(you)所降低。

和(he)(he)(he)定翼(yi)飛機(ji)(ji)一樣，旋翼(yi)機(ji)(ji)尾(wei)(wei)平面包(bao)括垂(chui)(chui)尾(wei)(wei)和(he)(he)(he)平尾(wei)(wei)，提供俯(fu)(fu)仰(yang)和(he)(he)(he)偏航(hang)(hang)軸向的(de)(de)穩定和(he)(he)(he)操縱。有(you)一些旋翼(yi)機(ji)(ji)，特別是(shi)封閉式(shi)(shi)駕駛艙的(de)(de)旋翼(yi)機(ji)(ji)，航(hang)(hang)向穩定性(xing)很(hen)低，為了補償航(hang)(hang)向穩定性(xing)，安(an)(an)裝垂(chui)(chui)尾(wei)(wei)是(shi)必要的(de)(de)。由(you)于垂(chui)(chui)尾(wei)(wei)面積受旋翼(yi)槳葉傾轉邊界和(he)(he)(he)著(zhu)陸俯(fu)(fu)仰(yang)角度的(de)(de)限制，所以許多旋翼(yi)機(ji)(ji)設計安(an)(an)裝了多片垂(chui)(chui)直安(an)(an)定面和(he)(he)(he)方(fang)向舵。如(ru)果采用推進式(shi)(shi)螺旋槳布局，處于螺旋槳滑流(liu)中的(de)(de)平尾(wei)(wei)和(he)(he)(he)垂(chui)(chui)尾(wei)(wei)利用效率會更高，特別是(shi)在旋翼(yi)機(ji)(ji)起飛和(he)(he)(he)著(zhu)陸飛行(xing)速(su)度比較低的(de)(de)時候(hou)。