一、旋翼機的工作原理

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旋翼機和直升機簡直(zhi)一(yi)模一(yi)樣：它們頭頂(ding)都有一(yi)副大直(zhi)徑(jing)的旋(xuan)(xuan)翼，在飛行(xing)中依(yi)靠旋(xuan)(xuan)翼的旋(xuan)(xuan)轉產(chan)生(sheng)升力(li)。但是除去這些表(biao)面(mian)上(shang)的一(yi)致性，旋(xuan)(xuan)翼機和直(zhi)升機卻是兩種完全(quan)不同的飛行(xing)器。

旋(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)實際上是(shi)(shi)一種介于直升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)器，它除去旋(xuan)翼(yi)外，還帶(dai)有一副垂直放置的(de)(de)(de)螺旋(xuan)槳以提(ti)供前進的(de)(de)(de)動(dong)力(li)，一般(ban)也裝(zhuang)有較小的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)翼(yi)在飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)中提(ti)供部分升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)。旋(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)與直升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)最大(da)區(qu)別(bie)是(shi)(shi)，旋(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)旋(xuan)翼(yi)不(bu)與發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)傳(chuan)(chuan)動(dong)系(xi)統相連，發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)不(bu)是(shi)(shi)以驅動(dong)旋(xuan)翼(yi)為旋(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)提(ti)供升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)，而(er)是(shi)(shi)在旋(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)過程中，由前方氣流吹動(dong)旋(xuan)翼(yi)旋(xuan)轉產生(sheng)(sheng)升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)，象一只(zhi)風車，旋(xuan)翼(yi)系(xi)統僅在起動(dong)時由自身(shen)(shen)動(dong)力(li)驅動(dong)，稱之(zhi)(zhi)為預(yu)旋(xuan)，起飛(fei)(fei)(fei)之(zhi)(zhi)后靠空氣作用力(li)驅動(dong);而(er)直升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)旋(xuan)翼(yi)與發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)傳(chuan)(chuan)動(dong)系(xi)統相連，既能產生(sheng)(sheng)升(sheng)(sheng)(sheng)力(li)，又(you)能提(ti)供飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)動(dong)力(li)，象一臺電風扇(shan)。由于旋(xuan)翼(yi)為自轉式，傳(chuan)(chuan)遞到機(ji)(ji)(ji)(ji)身(shen)(shen)上的(de)(de)(de)扭矩(ju)很小，因此旋(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)無需(xu)像單(dan)旋(xuan)翼(yi)直升(sheng)(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)那(nei)樣的(de)(de)(de)尾(wei)槳，但是(shi)(shi)一般(ban)裝(zhuang)有尾(wei)翼(yi)，以控制飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)。

在飛行中(zhong)，旋翼機(ji)同直升機(ji)最明顯的(de)(de)分(fen)別(bie)為(wei)直升機(ji)的(de)(de)旋翼面向(xiang)前傾(qing)斜(xie)，而旋翼機(ji)的(de)(de)旋翼則是向(xiang)后傾(qing)斜(xie)的(de)(de)。

需要說(shuo)明的是，有的旋翼機在起飛(fei)時，旋翼也可(ke)通過(guo)“離(li)合器”同發(fa)動(dong)機連系，靠發(fa)動(dong)機帶動(dong)旋轉而產(chan)生舉力。這樣可(ke)以縮短起飛(fei)滑跑距離(li)，幾(ji)乎以陡直地向(xiang)上爬(pa)升，但還不能(neng)垂直上升，也不能(neng)在空(kong)中(zhong)不動(dong)(即“懸停”)。等升空(kong)后再松開離(li)合器隨旋翼在空(kong)中(zhong)自由旋轉。

旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)飛行時，升(sheng)力主要(yao)由旋(xuan)翼(yi)(yi)產生，固定機(ji)翼(yi)(yi)僅提供部分升(sheng)力。有的旋(xuan)翼(yi)(yi)機(ji)甚至沒(mei)有固定機(ji)翼(yi)(yi)，全(quan)部升(sheng)力都靠旋(xuan)翼(yi)(yi)產生。

由(you)于旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機的(de)旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)旋(xuan)轉的(de)動力是由(you)旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機前進而獲得。萬(wan)一(yi)發動機在空(kong)中停車(che)螺旋(xuan)槳(jiang)不轉了，此時旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機因為具(ju)有(you)慣性繼(ji)續維(wei)持(chi)前飛的(de)狀(zhuang)態，并由(you)于重(zhong)力和空(kong)氣阻力逐漸減低速度(du)和高度(du)，就(jiu)在這高度(du)下降(jiang)的(de)同時，也就(jiu)有(you)了自(zi)(zi)下而上的(de)相對氣流(liu)，旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)就(jiu)能可(ke)自(zi)(zi)轉提供升力。這樣，旋(xuan)冀機便可(ke)憑(ping)飛行員(yuan)的(de)操(cao)縱安全地(di)滑(hua)翔降(jiang)落(luo)。即使在飛行員(yuan)不能操(cao)縱，旋(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機失去(qu)控制(zhi)的(de)特殊情況(kuang)下，也會像降(jiang)落(luo)傘(san)一(yi)樣的(de)降(jiang)落(luo)，雖然也是粗暴著陸，但不會出現類似(si)秤陀落(luo)地(di)的(de)情況(kuang)。

直(zhi)升機也是具(ju)備自(zi)轉(zhuan)(zhuan)下沿安全著陸能力的。但它的旋(xuan)冀需(xu)要從有動力狀(zhuang)態過(guo)(guo)渡(du)(du)到自(zi)轉(zhuan)(zhuan)狀(zhuang)態，這(zhe)個過(guo)(guo)渡(du)(du)要損(sun)失一定高(gao)度。如(ru)果飛行(xing)(xing)(xing)(xing)高(gao)度不夠，那么直(zhi)升機就可能來不及過(guo)(guo)渡(du)(du)而觸(chu)地。旋(xuan)翼(yi)機本身就是在自(zi)轉(zhuan)(zhuan)狀(zhuang)態下飛行(xing)(xing)(xing)(xing)的，不需(xu)要進行(xing)(xing)(xing)(xing)過(guo)(guo)渡(du)(du)，所(suo)以也就沒行(xing)(xing)(xing)(xing)這(zhe)種為安全轉(zhuan)(zhuan)換所(suo)需(xu)的高(gao)度約(yue)束。

二、旋翼機的起飛方式

一類是需要滑跑起飛(fei)(fei)的(de)(de)(de)，這種比較(jiao)簡單，大量的(de)(de)(de)是這一類。另(ling)-類是可(ke)垂直(zhi)(zhi)起飛(fei)(fei)的(de)(de)(de)，其起飛(fei)(fei)方法有三(san)種：一種是帶動(dong)(dong)力驅動(dong)(dong)它(ta)的(de)(de)(de)旋翼(yi)(yi)；第(di)二種是用(yong)預轉旋翼(yi)(yi)并(bing)使其達(da)到(dao)正常飛(fei)(fei)行轉速的(de)(de)(de)一定倍數，然后突然脫(tuo)開離合(he)器，同時使旋翼(yi)(yi)槳葉變距而(er)得到(dao)較(jiao)大的(de)(de)(de)升(sheng)力跳躍起飛(fei)(fei)；第(di)三(san)種則是由旋翼(yi)(yi)翼(yi)(yi)尖小火箭驅動(dong)(dong)旋翼(yi)(yi)旋轉而(er)提供升(sheng)力來實現垂直(zhi)(zhi)起飛(fei)(fei)這種垂直(zhi)(zhi)起飛(fei)(fei)的(de)(de)(de)過程，一般都是由自動(dong)(dong)程序控制來完成的(de)(de)(de)，而(er)且它(ta)有較(jiao)高的(de)(de)(de)性能，但(dan)價格比較(jiao)便宜。

由(you)于旋翼(yi)機(ji)沒(mei)有(you)尾(wei)梁、沒(mei)有(you)尾(wei)傳動系(xi)統(tong)及減(jian)速(su)器(qi)自(zi)動傾斜器(qi)，絕大部分旋翼(yi)機(ji)也(ye)(ye)沒(mei)有(you)主(zhu)旋翼(yi)傳動系(xi)統(tong)、主(zhu)減(jian)速(su)器(qi)等，結構簡(jian)單，所以(yi)不僅價格低(di)(di)，而且故障(zhang)率也(ye)(ye)低(di)(di)。此外使用(yong)維(wei)護簡(jian)單方便。所需費用(yong)也(ye)(ye)低(di)(di)。

旋(xuan)翼機雖然(ran)古老，但它也是一(yi)種正在蓬勃發展(zhan)的(de)年(nian)輕(qing)飛行器，其(qi)好用(yong)、安全、便利的(de)特點(dian)，使其(qi)在未(wei)來(lai)的(de)航空器家族中仍將占有一(yi)席之地。

三、旋翼機的布局與部件

旋(xuan)翼機的(de)最基本(ben)的(de)部件(jian)是機身(shen)、發動機、旋(xuan)翼系統、螺旋(xuan)槳、尾面以及起落架。為了改善性(xing)能，如提高飛行速度等，還可(ke)以選擇機翼等部件(jian)。

機(ji)(ji)身(shen)是所有其他部件的(de)連接(jie)(jie)件，結構可(ke)以(yi)是焊接(jie)(jie)管、金屬(shu)片、復合(he)材料、單管栓接(jie)(jie)或混合(he)結構方式，最(zui)大強度重量比的(de)機(ji)(ji)身(shen)是碳纖維材料或焊接(jie)(jie)管結構。發(fa)動(dong)機(ji)(ji)在飛(fei)行中提(ti)供獨立于旋翼系(xi)統(tong)的(de)前飛(fei)動(dong)力(li)，在地面則(ze)可(ke)以(yi)提(ti)供旋翼槳(jiang)葉(xie)預轉的(de)動(dong)力(li)。

隨著旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)展(zhan)，可(ke)用于(yu)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)種類(lei)也越來越多。車(che)用、船用、航(hang)空發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)都(dou)可(ke)以用于(yu)以娛樂、體育(yu)愛好為目的(de)(de)研制的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)，而需(xu)要取(qu)得(de)適航(hang)證的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)必須(xu)安裝權威管(guan)理(li)機(ji)(ji)(ji)(ji)構認證的(de)(de)發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)。發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)以是(shi)(shi)活塞式(shi)(shi)也可(ke)以是(shi)(shi)渦輪(lun)式(shi)(shi)。旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)系統主要給旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)提供升力和(he)操縱，常用的(de)(de)是(shi)(shi)全鉸接式(shi)(shi)、半剛性蹺蹺板式(shi)(shi)。因不需(xu)反扭矩裝置，現(xian)代旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)主要型(xing)式(shi)(shi)是(shi)(shi)單一(yi)的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)。

目前旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)慣(guan)用(yong)(yong)2片(pian)或3片(pian)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)，廣泛應用(yong)(yong)于直升機(ji)(ji)的(de)負扭(niu)度槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)對(dui)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)來(lai)講，并(bing)沒有(you)多大優勢，所(suo)以(yi)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)上(shang)常用(yong)(yong)無扭(niu)轉或正扭(niu)轉槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)。個人自制的(de)小型旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)常常使用(yong)(yong)可(ke)以(yi)連(lian)同槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)轂槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)一起扳動傾轉的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)系(xi)統(tong)(tong)，也可(ke)以(yi)使用(yong)(yong)帶總距操縱來(lai)改變旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)俯仰角的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)系(xi)統(tong)(tong)。如果(guo)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)(xie)帶總距操縱且具有(you)足夠的(de)慣(guan)量，旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)跳飛就(jiu)有(you)可(ke)能實現。旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)的(de)螺(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)可(ke)以(yi)是(shi)拉進(jin)式也可(ke)以(yi)是(shi)推進(jin)式，也就(jiu)是(shi)說，螺(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)可(ke)以(yi)安裝(zhuang)在(zai)機(ji)(ji)身(shen)頭(tou)部，也可(ke)以(yi)安裝(zhuang)在(zai)尾部。早期(qi)的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)是(shi)由(you)(you)螺(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)拉進(jin)式固(gu)定(ding)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)飛機(ji)(ji)改裝(zhuang)而成，用(yong)(yong)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)替代固(gu)定(ding)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。機(ji)(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)或者固(gu)定(ding)機(ji)(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)與旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)復(fu)合使用(yong)(yong)。推進(jin)式布局避免了方(fang)向舵和平尾位于螺(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)滑流(liu)中，具有(you)更好(hao)的(de)操縱性，飛行員也有(you)更好(hao)的(de)視(shi)野(ye)。但是(shi)在(zai)總體設計中應該充(chong)分考(kao)慮推進(jin)式布局中，由(you)(you)于受機(ji)(ji)身(shen)影響，螺(luo)(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)的(de)工作(zuo)效率有(you)所(suo)降低(di)。

和定翼飛機一樣，旋翼機尾平(ping)(ping)面(mian)包(bao)括垂(chui)尾和平(ping)(ping)尾，提供(gong)俯仰和偏(pian)航(hang)軸向的(de)穩定和操縱。有一些旋翼機，特(te)別是封閉式駕駛艙的(de)旋翼機，航(hang)向穩定性很低，為了(le)補償航(hang)向穩定性，安裝(zhuang)垂(chui)尾是必要的(de)。由于(yu)垂(chui)尾面(mian)積受旋翼槳(jiang)葉傾轉(zhuan)邊界(jie)和著陸(lu)俯仰角度(du)的(de)限制，所以許多(duo)旋翼機設(she)計安裝(zhuang)了(le)多(duo)片(pian)垂(chui)直安定面(mian)和方向舵。如果(guo)采用(yong)推進式螺旋槳(jiang)布局，處于(yu)螺旋槳(jiang)滑流中(zhong)的(de)平(ping)(ping)尾和垂(chui)尾利用(yong)效(xiao)率會更高，特(te)別是在旋翼機起飛和著陸(lu)飛行速度(du)比較低的(de)時候。