直升机的飞行原理与空气动力学基础
直升机的飞行原理
一般认为，直升机技术要比固定翼飞机复杂，其发展也比固定翼飞机慢。但随着对直升机空气动力学、直升机动力学等学科认识的不断深化和先进航空电子技术、新工艺等的应用，直升机在近年来也有了很大的发展，直升机的直线飞行最大速度的世界纪录为400．87km／h，是英国“山猫”直升机于1986年8月11日创造的。除了创纪录飞行，直升机的一般巡航速度在250～350km／h之间，实用升限达4000～6000m，航程达400～800km。与固定翼飞机相比，直升机存在速度小、航程短、飞行高度低、振动和噪声较大，以及由此引起的可靠性较差等问题。
直升机飞行的特点是：它能垂直起降，对起降场地没有太多的特殊要求；它能在空中悬停；能沿任意方向飞行；但飞行速度比较低，航程相对来说也比较短。当前，直升机在民用和军用的各个领域都得到了广泛的应用。特别是在军用方面，武装直升机在现代战争中发挥的作用越来越大。此外，吊运大型装备的起重直升机以及侦察、救护、森林防火、空中摄影、地质勘探等多用途直升机应用也非常广泛。
2．6．1直升机旋翼的工作原理
旋翼是直升机的关键部件。它由数片(至少两片)桨叶和桨毂构成，形状像细长机翼的桨叶连接在桨毂上。桨毂安装在旋翼轴上，旋翼轴方向接近于铅垂方向，一般由发动机带动旋转。旋转时，桨叶与周围空气相互作用，产生气动力。
直升机旋翼绕旋翼转轴旋转时，每个叶片的工作都与一个机翼类似。沿旋翼旋转方向在半径r处切一刀，其剖面形状是一个翼型，如图2—67(a)所示。翼型弦线与垂直于桨毂旋转轴的桨毂旋转平面之间的夹角称为桨叶的安装角(或桨距)，以
该剖面的迎角表示，如图2—67(b)所示。相对气流
与翼弦之间的夹角为。因此，沿半径方向每段叶片上产生的空气动力R可分解为
和在旋转平面上的分量D。F将提供悬停时需沿桨轴方向上的分量F
要的拉力；D产生的阻力力矩将由发动机所提供的功率来克服。