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來源：互聯(lián)網(wǎng)

直升機(jī)（英文名稱：Helicopter）通常是指依靠發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋翼產(chǎn)生升力和縱橫向拉力及操縱力矩，能垂直起降的航空器。其依靠旋翼產(chǎn)生升力，能夠向各個方向飛行、垂直起降及長時間空中懸停，其飛行包線左邊界性能優(yōu)于其它任何飛行器種類。

作為20世紀(jì)航空技術(shù)極具特色的創(chuàng)造之一，直升機(jī)極大的拓展了飛行器的應(yīng)用范圍。相對于固定翼而言，直升機(jī)的突出特點(diǎn)是可以做低空、低速和機(jī)頭方向不變的機(jī)動飛行，特別是可在小面積場地垂直起降，但飛行速度較低，航程相對較短。由于直升機(jī)相較于固定翼飛機(jī)的獨(dú)有特點(diǎn)，其在攻擊、偵察、救護(hù)、起重、森林防火、地質(zhì)勘探、空中攝影等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)展歷史

早期探索

中國的竹蜻蜓和意大利人列奧納多·達(dá)·芬奇的直升機(jī)草圖，為現(xiàn)代直升機(jī)的發(fā)明提供了啟示，指出了正確的思維方向，它們被公認(rèn)是直升機(jī)發(fā)展史的起點(diǎn)。竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”，有人認(rèn)為，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。意大利人達(dá)芬奇在1483年提出了直升機(jī)的設(shè)想并繪制了草圖。

1907年8月，法國人保羅·科爾尼爾研制出一架全尺寸載人直升機(jī)，并在同年11月13日試飛成功。這架直升機(jī)被稱為“人類第一架直升機(jī)”。這架名為“飛行自行車”的直升機(jī)不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續(xù)飛行了20秒鐘，實(shí)現(xiàn)了自由飛行。

俄國人尤里耶夫提出實(shí)用尾槳來平衡反扭距的方案，并于1911年制造出了原型機(jī)。同年，尤里耶夫還發(fā)明了可使旋翼槳矩發(fā)生周期性變化的自動傾斜器。這種單旋翼加尾槳布局的直升機(jī)成為現(xiàn)在最廣泛的直升機(jī)布局。由于早期直升機(jī)發(fā)動機(jī)效率不高，旋翼和控制技術(shù)原始，所以距離實(shí)用還有較大差距。

實(shí)用直升機(jī)

第一次世界大戰(zhàn)開始后，性能較好發(fā)動機(jī)的出現(xiàn)部分解決了直升機(jī)的動力問題，但直升機(jī)操縱問題越發(fā)突出，只要解決操縱問題，實(shí)用直升機(jī)的誕生就不遠(yuǎn)了。

1939年春，美國的伊戈?duì)枴ひ寥f諾維奇·西科爾斯基完成了VS-300直升機(jī)的全部設(shè)計工作，同年夏天制造出一架原型機(jī)。1939年9月14日，西科斯基親自駕駛VS-300進(jìn)行了首次自由飛行；自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進(jìn)行改進(jìn)，逐步加大發(fā)動機(jī)的功率；1940年5月13日，VS-300進(jìn)行了首次自由飛行；至1941年，VS-300逐漸成熟。VS-300是3槳葉單旋翼帶尾槳的直升機(jī)，通過旋翼的周期變距對直升機(jī)進(jìn)行橫向和縱向操縱，通過尾槳進(jìn)行航向操縱。

1942年，VS-300的改進(jìn)型R-4(VS-316)投產(chǎn)，第二次世界大戰(zhàn)期間，該型直升機(jī)投入批量生產(chǎn)并制造了數(shù)百架。R-4通常被認(rèn)為是第一架真正可供使用的直升機(jī)。至此，第一架實(shí)用的直升機(jī)正式誕生。

從第一代實(shí)用直升機(jī)問世至今，航空學(xué)家通常根據(jù)直升機(jī)出現(xiàn)的年代，動力裝置的先進(jìn)程度，升力系統(tǒng)的先進(jìn)程度，機(jī)體結(jié)構(gòu)材料的先進(jìn)性，電子系統(tǒng)的先進(jìn)程度，直升機(jī)的總體評價等六個重要指標(biāo)把直升機(jī)分成四代，這四代直升機(jī)都有各自的典型技術(shù)特征。

第一代直升機(jī)

從VS-300在1939年成功首飛至20世紀(jì)60年代初期，這一階段被稱為是第一代直升機(jī)的發(fā)展階段。

由伊戈?duì)枴ひ寥f諾維奇·西科爾斯基研制的VS-300是世界上第一架實(shí)用直升機(jī)。1939年9月14日，西科斯基飛機(jī)公司駕駛VS-300順利起飛，以約二三米的高度，平穩(wěn)地懸停了10秒鐘之久，然后輕巧地降落回地面。經(jīng)反復(fù)試飛，VS-300具有良好的操縱性能，具備了現(xiàn)代直升機(jī)的基本特點(diǎn)。1940年底，美國陸軍決定大量購買VS-300的改進(jìn)型VS-316，軍隊(duì)編號為R-4。R-4為雙座機(jī)，主族翼直徑11.58米，最大重量1152公斤，使用一臺185馬力活塞發(fā)動機(jī)，巡航速度為109公里／小時，航程為320公里，升限為1524米。它能垂直起降、懸停、前飛、后飛、側(cè)飛以及無動力自轉(zhuǎn)下降等，完全具備了現(xiàn)代直升機(jī)的飛行特點(diǎn)。

第一代直升機(jī)的主要技術(shù)特征是：安裝活塞式發(fā)動機(jī)；采用金屬/木質(zhì)混合式旋翼槳葉；機(jī)體為由鋼管焊接成的構(gòu)架式或鋁合金半硬殼式結(jié)構(gòu)；裝有簡易的儀表和電子設(shè)備；最大平飛速度在200千米/時以內(nèi)，全機(jī)振動水平（約0.20g）、噪聲水平（約110dB）均較高。典型的機(jī)型如米-4、貝爾-47等直升機(jī)。

典型機(jī)型

R-4直升機(jī)是蘇聯(lián)米里直升機(jī)設(shè)計局設(shè)計的單旋翼帶尾槳多用途武裝直升機(jī)。其采用四槳葉單旋翼帶尾槳式布局，裝有一臺活塞式發(fā)動機(jī)，尾槳末端裝有平尾，采用不可收放的四點(diǎn)式起落架。第一架米-4直升機(jī)于1952年8月首飛，幾個月后就通過了國家驗(yàn)收，隨后于1953年正式投入生產(chǎn)，1969年停產(chǎn)，共生產(chǎn)3500架。

第二代直升機(jī)

從20世紀(jì)60年代初期到70年代中期，發(fā)展了第二代直升機(jī)。

第二代直升機(jī)的主要技術(shù)特征是：安裝了第一代渦輪軸發(fā)動機(jī)；采用全金屬槳葉與金屬接式槳轂構(gòu)成的旋翼；機(jī)體主要仍為鋁合金半硬殼結(jié)構(gòu)；開始采用最初的集成微電子設(shè)備；最大平飛速度約達(dá)250千米/時；振動水平（約0.15g）、噪聲水平（約100dB）有所降低。典型的機(jī)型有米-8、“SA321直升機(jī)”等直升機(jī)。

典型機(jī)型

米-8直升機(jī)是蘇聯(lián)米里設(shè)計局研制的單旋翼帶尾槳式中型運(yùn)輸和多用途直升機(jī)，采用五葉單旋翼帶尾槳布局，2臺渦軸發(fā)動機(jī)并排安裝在機(jī)身頂棚上部，采用不可收放的前三點(diǎn)式起落架。北約代號為“河馬”。米-8“河馬”直升機(jī)用途廣泛，已經(jīng)生產(chǎn)了數(shù)十年，是一種長壽命直升機(jī)。迄今為止。投產(chǎn)的米-8共有50多個型號，9000多架。其中三分之一是由俄羅斯烏蘭烏德工廠生產(chǎn)的，三分之二是由俄羅斯喀山工廠生產(chǎn)的，大量裝備俄羅斯陸軍航空兵、空軍，也有一部分由民航使用，并有超過1000架已出口到歐洲、亞洲、非洲、拉丁美洲的數(shù)十個國家。多年來，該機(jī)也一直是世界上使用最廣泛的民用和軍用直升機(jī)之一。

第三代直升機(jī)

從20世紀(jì)70年代中期至80年代末，屬于第三代直升機(jī)發(fā)展時期。

第三代直升機(jī)的主要技術(shù)特征是：安裝第二代渦輪軸發(fā)動機(jī)；采用全復(fù)合材料槳葉及帶有彈性元件的槳轂構(gòu)成的旋翼；機(jī)體結(jié)構(gòu)部分使用復(fù)合材料；采用大規(guī)模集成電路的電子設(shè)備和較先進(jìn)的飛行控制系統(tǒng)；最大飛行速度約300千米/時；振動水平（約0.10g）、噪聲水平（約90dB）進(jìn)一步得到控制。典型的機(jī)型有“海豚”“黑鷹”“AH-64武裝直升機(jī)”等直升機(jī)。

典型機(jī)型

UH-60采用四葉單旋翼帶傾斜式尾槳布局，2臺渦軸發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)身上部、主減速器兩側(cè)。向左傾斜的尾槳安裝在尾斜梁右側(cè)，尾梁后側(cè)有寬大的平尾，平面迎角可調(diào)整。采用不可收放的后三點(diǎn)式起落架。全機(jī)設(shè)計時考慮了空運(yùn)要求，機(jī)身扁平，旋翼軸可降低，駕駛艙內(nèi)并排布置正副駕駛員座椅，座艙兩側(cè)各有一扇較大的滑動艙門，便于士兵迅速登機(jī)和立機(jī)。

第四代直升機(jī)

從20世紀(jì)90年代以來，直升機(jī)的發(fā)展進(jìn)入第四代，也是當(dāng)今最先進(jìn)的一代。

第四代直升機(jī)的主要技術(shù)特征包括：安裝第三代渦輪軸發(fā)動機(jī)；裝有進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計的翼型、槳尖和先進(jìn)的復(fù)合材料旋翼槳葉，無軸承或彈性鉸式等新型槳轂；機(jī)體結(jié)構(gòu)大部分或全部使用復(fù)合材料；操縱系統(tǒng)改為電傳操縱；采用先進(jìn)的飛行控制、通信導(dǎo)航、綜合顯示和任務(wù)管理系統(tǒng)；最大平飛速度已約達(dá)315千米/時；振動水平（約0.05g）、噪聲水平（約80dB）已得到良好控制。典型的機(jī)型有“科曼奇”、NH-90，以及中國研制生產(chǎn)的直-20戰(zhàn)術(shù)通用直升機(jī)等直升機(jī)。

典型機(jī)型

1984年初，法國、意大利、西德、英國、荷蘭等五國國防部根據(jù)北約工業(yè)顧問團(tuán)的意見提出研制一種中型（8-9噸）通用戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸直升機(jī)初步設(shè)想，用于海上和陸地執(zhí)行各種軍事任務(wù)，并要求能在20世紀(jì)90年代中期交付部隊(duì)使用。1993年10月，法國馬里涅納直升機(jī)工廠裝配了第1架原型機(jī)，并于1995年12月18日完成了首飛。

NH90采用常規(guī)四葉單旋翼帶尾槳構(gòu)型，雙發(fā)渦軸發(fā)動機(jī)，可收放的三點(diǎn)式起落架。

工作原理

旋翼是直升機(jī)的關(guān)鍵部件，其由2片及以上的槳葉和槳轂組成，槳葉外形與機(jī)翼相似，并連接在槳轂上。槳轂安裝在旋翼軸上，旋翼軸方向接近于鉛錘方向，由發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。槳葉在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生空氣動力。

槳葉翼型的弦線與槳轂旋轉(zhuǎn)平面之間的夾角稱為槳葉的安裝角，又稱為槳矩。通過調(diào)整槳矩可以調(diào)節(jié)升力大小，實(shí)現(xiàn)直升機(jī)的上升下降和懸停。調(diào)節(jié)旋翼的轉(zhuǎn)速也可以調(diào)節(jié)升力大小，但旋翼轉(zhuǎn)速取決于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，而發(fā)動機(jī)由最佳工作范圍，故拉力的改變主要靠調(diào)節(jié)槳葉槳矩來變化。直升機(jī)槳葉旋轉(zhuǎn)時，通過周期性的改變各片槳葉的傾斜角度，使槳盤平面向各個方向傾斜，即可使直升機(jī)向前后左右任意方向飛行。

直升機(jī)分類

直升機(jī)的布局形式按旋翼數(shù)量和布局方式的不同可分為單旋翼直升機(jī)、共軸式雙旋翼交叉式直升機(jī)、縱列式雙旋翼直升機(jī)、橫列式雙旋翼直升機(jī)等類型。

單旋翼式

單旋翼帶尾槳直升機(jī)

單旋翼帶尾槳直升機(jī)常稱單旋翼直升機(jī)，這是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種構(gòu)型。它具備一個水平旋翼負(fù)責(zé)提供升力和推進(jìn)力。機(jī)身尾部安裝一個小型垂直旋翼，稱之為尾槳，負(fù)責(zé)抵消旋翼產(chǎn)生的反扭矩。這種構(gòu)型操縱系統(tǒng)簡單，制造費(fèi)用低，但尾槳的旋轉(zhuǎn)要消耗發(fā)動機(jī)7%~10%的功率，導(dǎo)致直升機(jī)的外形尺寸較大。例如，空中客車直升機(jī)公司制造的H-135直升機(jī)。

單旋翼無尾槳直升機(jī)

單旋翼無尾槳直升機(jī)同樣具備負(fù)責(zé)提供升力和推進(jìn)力的一個水平旋翼。但沒有尾槳，取而代之的是機(jī)身尾部側(cè)面的排氣裝置。排出的空氣與旋翼的下洗氣流相互作用產(chǎn)生側(cè)向力來抵消旋翼產(chǎn)生的反扭矩。例如，美國麥道直升機(jī)公司生產(chǎn)的MD520N直升機(jī)。

雙旋翼式

縱列式雙旋翼直升機(jī)

簡稱縱列式直升機(jī)。它是由兩副旋翼沿機(jī)體縱軸方向前后排列，反向旋轉(zhuǎn)，使兩副旋翼的反作用力矩相互抵消的直升機(jī)。

這種構(gòu)型的直升機(jī)縱向穩(wěn)定性好、載重效率高、機(jī)身寬敞、有效容積大、重心范圍大；其缺點(diǎn)是傳動系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)復(fù)雜、前飛時后旋翼氣動效率較差。這種構(gòu)型適用于大型直升機(jī)，例如，波音公司制造的CH-47“支努干”運(yùn)輸直升機(jī)。

橫列式雙旋翼直升機(jī)

簡稱橫列式直升機(jī)。這種直升機(jī)的兩個旋翼左右橫向排列，安裝在機(jī)身兩側(cè)的機(jī)翼翼梢，且在同一水平面內(nèi)，旋翼軸間隔較遠(yuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向相反。

橫列式直升機(jī)前飛性能好較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大，重量效率低。這種構(gòu)型的直升機(jī)在增大尺寸和載重量方面的發(fā)展不受限制。比如，蘇聯(lián)米里設(shè)計局研制的Mi-12直升機(jī)。

共軸式雙旋翼直升機(jī)

簡稱共軸式直升機(jī)。它在相互同心的套軸上安裝兩副轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反的旋翼。由于旋翼轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反，因此兩副旋翼產(chǎn)生的反作用力矩可以相互平衡，因此不需要用尾槳來平衡旋翼產(chǎn)生的反作用力矩。直升機(jī)航向的改變可以通過差動操縱兩副旋翼的總槳距，使兩副旋翼的反作用力矩不等而實(shí)現(xiàn)。

這種直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)身短、外形尺寸較小，適于艦載使用；缺點(diǎn)是升力系統(tǒng)較重操縱系統(tǒng)和傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜，為避免上下兩副旋翼槳葉相碰的危險而高度較大。例如，蘇聯(lián)卡莫夫設(shè)計局研制的卡-50武裝直升機(jī)。

交叉式雙旋翼直升機(jī)

簡稱交叉式直升機(jī)。兩副旋翼位于機(jī)身兩側(cè)，橫向左右排列，它們的主軸向外傾斜呈V字形，兩副旋翼交錯反向協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)。兩旋翼的反作用力矩只是使直升機(jī)的垂直軸達(dá)到平衡，對于橫軸的分量則是同向相加的，是直升機(jī)的俯仰力矩。

這種直升機(jī)機(jī)身短、外形小、穩(wěn)定好，但兩副旋翼的旋轉(zhuǎn)必須保持可靠的協(xié)調(diào)，傳動系統(tǒng)復(fù)雜。這種構(gòu)型適用于輕小型直升機(jī)。例如，卡曼宇航公司研制的K-MAX起重直升機(jī)。

主要結(jié)構(gòu)

目前使用最廣泛的直升機(jī)是單旋翼直升機(jī)，其主要由旋翼、尾槳、操縱系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、機(jī)身、起降裝置和動力裝置等組成。

機(jī)身

機(jī)身是直升機(jī)的重要部件，用來支持和固定直升機(jī)的部件和系統(tǒng)，并用來裝載人員、物資和設(shè)備。機(jī)體外形對直升機(jī)飛行性能、操縱性和穩(wěn)定性有重要影響。直升機(jī)機(jī)身一般從前至后分為駕駛艙、人員/貨物/設(shè)備艙、過渡段、尾梁和尾斜梁等。一般在機(jī)翼中段上方安裝旋翼，在尾梁后部或尾斜梁上安裝尾槳和水平安定面。

對直升機(jī)機(jī)身的主要要求是：便于安裝空勤人員的座位并有良好視界；容易安置乘客座椅并且舒適；內(nèi)部容積利用率高；各種附件應(yīng)容易接近并且便于安裝、拆卸和維護(hù)；要有足夠的強(qiáng)度和剛度；外形呈流線型；制造簡單并且重量輕。

按構(gòu)造來分，直升機(jī)機(jī)身分為構(gòu)架式、梁式和混合式。直升機(jī)的構(gòu)型對機(jī)身外形和受力方式有很大影響。

在使用過程中，機(jī)身除承受各種裝載的靜載荷之外，還需要承受動部件以及起落架傳來的動載荷，以及武器發(fā)射和貨物吊裝的動載荷。為了裝卸貨物和安裝設(shè)備，機(jī)身上要設(shè)置許多艙門和開口。為了提高直升機(jī)的生存性，武裝直升機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有抗彈擊損傷和耐墜毀能力。

旋翼

直升機(jī)最顯著的標(biāo)志是旋翼，顧名思義，旋翼就是旋轉(zhuǎn)的機(jī)翼。直升機(jī)和飛機(jī)都是重于空氣的航空器，它們都需要翼面與空氣發(fā)生相對運(yùn)動，以產(chǎn)生向上的升力。來克服地球引力，實(shí)現(xiàn)在空中的飛行，這是它們的相似之處。但是，飛機(jī)在空中飛行，升力主要是靠與飛機(jī)機(jī)身固定在一起的機(jī)翼產(chǎn)生，而前進(jìn)力則靠另外的螺旋槳或是噴氣式發(fā)動機(jī)產(chǎn)生。直升機(jī)在空中飛行，升力和前進(jìn)力都由旋翼產(chǎn)生。

對直升機(jī)來說，旋翼既起到飛機(jī)機(jī)翼的作用，又起到螺旋槳（或噴氣式發(fā)動機(jī)）的作用，此外還起到飛機(jī)副翼、升降舵和方向舵的作用。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，旋翼總的空氣動力學(xué)向量可以變化。槳葉的設(shè)計除了要考慮氣動方面的要求之外，還要考慮空氣動力學(xué)和疲勞方面的要求。所設(shè)計槳葉的固有頻率不能與氣動激振力發(fā)生共振，槳葉承力結(jié)構(gòu)要有較高的疲勞性能或采用破損安全設(shè)計。因此旋翼槳葉的工作環(huán)境比飛機(jī)機(jī)翼的工作環(huán)境復(fù)雜得多，這使得直升機(jī)旋翼比固定翼飛機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜。

旋翼系統(tǒng)由槳葉和槳轂組成。旋翼形式是由槳轂構(gòu)型決定的，它隨著使用材料、制造工藝和旋翼理論的發(fā)展而發(fā)展。到目前為止，已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用的旋翼構(gòu)型有鉸接式、蹺蹺板式、無鉸式和無軸承式。

旋翼系統(tǒng)中，槳葉是提供升力的重要部件。按槳葉發(fā)展的先后順序，可分為木質(zhì)槳葉、鋼木混合式槳葉、金屬槳葉和復(fù)合材料槳葉。

尾槳

對于使用最廣泛的單旋翼帶尾槳直升機(jī)來說，尾槳是用來平衡旋翼反扭距和對直升機(jī)進(jìn)行航向操縱的部件。旋轉(zhuǎn)的尾槳也相當(dāng)于一個垂直安定面，能起到穩(wěn)定直升機(jī)航向的作用。雖然尾槳的功用與旋翼不同，但是它們都是由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生空氣動力學(xué)，在前飛時都處于在不對稱氣流中工作的狀態(tài)，因此尾槳結(jié)構(gòu)與旋翼結(jié)構(gòu)有很多相似之處，尾槳的結(jié)構(gòu)形式有蹺蹺板式、萬向接頭式、鉸接式、無軸承式以及涵道尾槳和“無尾槳”（NOTAR）式。

動力裝置及其附件

動力裝置是直升機(jī)動力的提供者，它把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)。直升機(jī)動力裝置主要有活塞式發(fā)動機(jī)和渦輪軸發(fā)動機(jī)。

早期直升機(jī)往往使用活塞式發(fā)動機(jī)作為動力。活塞發(fā)動機(jī)耗油量低且價格便宜，但其振動大、功率重量比和功率體積比小、控制復(fù)雜等。目前主要在輕小型直升機(jī)上使用。

后期直升機(jī)主要使用渦輪軸發(fā)動機(jī)。與活塞發(fā)動機(jī)相比，其最大的優(yōu)勢是功率重量比大，同時，渦輪軸發(fā)動機(jī)的使用、維護(hù)也簡單。因此，目前渦輪軸發(fā)動機(jī)是使用最廣泛的直升機(jī)動力。

傳動系統(tǒng)

直升機(jī)的傳動裝置是發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋翼和尾槳旋轉(zhuǎn)必不可缺的部件，它與發(fā)動機(jī)、旋翼系統(tǒng)共同構(gòu)成了一個完整的機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)。

對傳動系統(tǒng)的基本要求是：工作可靠、扭轉(zhuǎn)與彎曲振動小、傳動效率高、結(jié)構(gòu)與制造簡單、重量輕、容易安裝拆卸和維護(hù)、有起動離合器和自轉(zhuǎn)離合器、運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小。

現(xiàn)代直升機(jī)的傳動裝置是由各種附件組成的、用來傳遞機(jī)械能的系統(tǒng)。目前大多數(shù)直升機(jī)的傳動系統(tǒng)采用剛性構(gòu)件，利用齒輪嚙合傳動原理將發(fā)動機(jī)輸出的功率傳遞給旋翼、尾槳和其他部件。傳動系統(tǒng)的主要部件有：主減速器、中間減速器、尾減速器、傳動軸、旋翼剎車裝置、離合器和聯(lián)軸節(jié)等。

操縱系統(tǒng)

直升機(jī)操縱系統(tǒng)一般由周期變距操縱桿、腳蹬、油門總距變距桿、自動傾斜器、液壓助力器、加載機(jī)構(gòu)、卸載機(jī)構(gòu)、旋翼剎車以及連桿、搖臂等組成。整個操縱系統(tǒng)分為3大部分：油門總距變距系統(tǒng)、腳操縱系統(tǒng)和周期變距操縱桿操縱系統(tǒng)。操縱油門總距變距桿，可以使得直升機(jī)垂直升降；操縱腳蹬，可以使得直升機(jī)轉(zhuǎn)彎；操縱周期變距操縱桿，可以使直升機(jī)向任意方向飛行。

對直升機(jī)操縱系統(tǒng)的基本要求是：重量小、剛度大，由摩擦、活動間隙和變形引起的操縱系統(tǒng)滯后時間應(yīng)最短，駕駛桿和腳蹬上的反作用力要緩和，縱向操縱、橫向操縱、方向操縱和總距操縱應(yīng)互不干擾，在機(jī)體發(fā)生變形時操縱系統(tǒng)不應(yīng)出現(xiàn)卡死和夾住現(xiàn)象，附件應(yīng)便于檢查、安裝和拆卸。

起落架

直升機(jī)起落架的主要作用是在直升機(jī)著陸時吸收垂直下降速度產(chǎn)生的能量，減少觸地撞擊引起的過載，以及防止在起飛、著陸和地面開車的時候出現(xiàn)”地面共振“。此外，起落裝置還用于直升機(jī)在地面的移動，減少由于地面不平產(chǎn)生的撞擊與顛簸。

在陸地上使用的直升機(jī)起落架有輪式起落架和滑橇式起落架。在水上降落可以使用浮筒式起落架，也有同時裝有浮筒和機(jī)輪的兩用起落架（用于水陸兩棲直升機(jī)）。對于艦載直升機(jī)，還需要特殊的著艦裝置。

機(jī)載設(shè)備

直升機(jī)機(jī)載設(shè)備指的是直升機(jī)上保證直升機(jī)飛行和完成各種任務(wù)的設(shè)備。隨著現(xiàn)代直升機(jī)的發(fā)展，機(jī)載設(shè)備的重要性越來越突出。機(jī)載設(shè)備的先進(jìn)性已經(jīng)成為現(xiàn)代直升機(jī)是否先進(jìn)的重要標(biāo)志之一。

保證飛行的飛行設(shè)備有各種儀表、電氣、供氧、通信、導(dǎo)航、防冰、加溫、滅火等設(shè)備，這些設(shè)備與普通固定翼飛機(jī)上的設(shè)備差不多。

直升機(jī)根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的不同將安裝不同的任務(wù)設(shè)備。救護(hù)直升機(jī)可安裝救援吊車、擔(dān)架、醫(yī)療設(shè)備等；農(nóng)用直升機(jī)可以安裝農(nóng)藥箱、噴霧桿等；武裝直升機(jī)可以攜帶火控系統(tǒng)、導(dǎo)彈、火箭彈和航空機(jī)炮等武器；反潛直升機(jī)裝載吊放聲納和反潛魚雷。

應(yīng)用

救援

直升機(jī)是航空救援體系中最關(guān)鍵的裝備。其可以不受地面、水面和各種復(fù)雜環(huán)境的限制，充分發(fā)揮直升機(jī)導(dǎo)航定位、探測搜索和現(xiàn)場救援設(shè)備的特點(diǎn)，快速到達(dá)高原、沿海、山區(qū)等復(fù)雜災(zāi)害現(xiàn)場，實(shí)施搜索、醫(yī)療、物資運(yùn)輸、起吊及空中指揮等工作，在自然災(zāi)害、消防救援、重大突發(fā)事件等方面發(fā)揮核心作用。

作戰(zhàn)

武裝直升機(jī)是裝有武器、為執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)而研制的直升機(jī) 。武裝直升機(jī)可廣泛應(yīng)用于各種軍事行動，執(zhí)行各種戰(zhàn)術(shù)任務(wù)，包括軍用物資／兵員運(yùn)輸、戰(zhàn)斗搜索與救援、傷病員后送、通信聯(lián)絡(luò)、戰(zhàn)斗指揮／控制、偵察、目標(biāo)指引、反艦／反潛、布雷／掃雷、護(hù)航、對地火力支援／攻擊、電子戰(zhàn)、戰(zhàn)斗損傷評估等。從實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用來看，在海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、車臣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭、乃至近期的2022俄烏沖突中，武裝直升機(jī)都得到了廣泛應(yīng)用。

森林消防

直升機(jī)滅火不受地面道路和交通情況的限制，能在較短時間內(nèi)飛抵指定地點(diǎn)，具有機(jī)動性強(qiáng)、使用靈活的特點(diǎn)，可以最大限度地減少森林火災(zāi)的危害。直升機(jī)可以利用外掛吊桶載水，從空中直接將水噴灑在火頭和火線上，進(jìn)而撲滅森林火災(zāi)。大型直升機(jī)載水量大，有效水帶長，滅火效果明顯。

在水源比較豐富的地區(qū)開展吊桶灑水滅火，可以節(jié)約大量的人力、物力、財力；通過吊桶灑水，小面積火災(zāi)可以被直接撲滅，大面積火災(zāi)可以得到一定控制，減輕地面撲火人員與森林火災(zāi)直接對抗的強(qiáng)度，避免發(fā)生人員傷亡事故；在撲救強(qiáng)度較高、蔓延速度快的森林火災(zāi)時，可以直接撲滅火頭、火線、樹冠火，減少森林資源的損失。

農(nóng)林噴灑作業(yè)

普通機(jī)械農(nóng)林藥物噴灑作業(yè)往往一天需要工作十幾個小時、作業(yè)面積僅300-400畝、工作人員配備需5-8人，工作負(fù)荷大而效率低下，還會出現(xiàn)軋苗多、藥物霧化差、藥物大量浪費(fèi)等缺陷。直升機(jī)航化作業(yè)屬超低量、高濃度的作業(yè)方式，霧化效果好，藥物浪費(fèi)少，工作效率高，人力需求少，且不會對作物造成碾壓，具有較大的優(yōu)勢。

發(fā)展趨勢

總體氣動設(shè)計技術(shù)

近年來，基于模型的復(fù)雜系統(tǒng)工程管理思想為直升機(jī)總體設(shè)計注入新的理念；與直升機(jī)相關(guān)的各學(xué)科專業(yè)的理論和分析模型發(fā)展也很快，為直升機(jī)總體設(shè)計提供了更好的基礎(chǔ)。下一代直升機(jī)總體設(shè)計技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

(1)充分利用多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化、全過程設(shè)計綜合、分階段分層次進(jìn)行總體方案設(shè)計和評估，充分采用各種理論模型與設(shè)計技術(shù)、以及各種成熟商用軟件作為設(shè)計工具和手段，完善直升機(jī)總體設(shè)計手段，提高總體設(shè)計效率。

(2)為適應(yīng)新構(gòu)型直升機(jī)發(fā)展的需要，直升機(jī)總體設(shè)計必須不斷擴(kuò)大分析模型，拓展考慮因素的范圍。

(3)總體設(shè)計將持續(xù)不斷地吸收直升機(jī)各學(xué)科技術(shù)的最新成果，使直升機(jī)總體設(shè)計模型能更準(zhǔn)確地描述和反映直升機(jī)的特性。

旋翼氣動特性分析

旋翼氣動特性分析是進(jìn)行直升機(jī)旋翼及全機(jī)布局設(shè)計的基礎(chǔ)和前提。今后共軸雙旋翼技術(shù)的發(fā)展方向仍是不斷探索新的翼型、槳葉平面形狀以及槳尖構(gòu)型，并采用優(yōu)化方法使得旋翼氣動效果最佳。槳轂的發(fā)展將出現(xiàn)以無軸承、球柔性先進(jìn)槳轂為主、其他槳轂并存的局面。球柔性和無軸槳轂獲得應(yīng)用，槳轂殼體及槳葉的連接件采用復(fù)合材料，將使得結(jié)構(gòu)更緊湊，重量更低，阻力更小。

飛行動力學(xué)與控制技術(shù)

目前，研究機(jī)構(gòu)已形成以模型飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的CIFER建模方法、CONDUIT控制優(yōu)化和飛行品質(zhì)評估方法，建立了綜合的軟件使能控制和開放控制平臺，設(shè)計下一代直升機(jī)時在此基礎(chǔ)上考慮電傳操縱系統(tǒng)特點(diǎn)，應(yīng)用新的建模理論和控制方法綜合分析和研究直升機(jī)機(jī)動飛行能力。

復(fù)合材料大量使用

復(fù)合材料在直升機(jī)上應(yīng)用研究迅速、廣泛，幾乎直升機(jī)所有的結(jié)構(gòu)件都開展了應(yīng)用復(fù)合材料的研究，并取得了巨大成功。但復(fù)合材料在直升機(jī)應(yīng)用方面還需要進(jìn)行更進(jìn)一步的研究，尤其是低成本復(fù)合材料，具有可靠材料性能數(shù)據(jù)的先進(jìn)原材料，復(fù)合材料損傷容限準(zhǔn)則、鋪層設(shè)計方法、成形工藝、可靠性分析等都還沒有完全掌握。

機(jī)載系統(tǒng)綜合一體化設(shè)計技術(shù)

伴隨電子信息技術(shù)的發(fā)展，下一代直升機(jī)會注重研究、發(fā)展直升機(jī)平臺與機(jī)載系統(tǒng)設(shè)備(包括電子、武器、飛行控制等)的綜合一體化和集成化。下一代直升機(jī)設(shè)計中發(fā)展了機(jī)載電子綜合系統(tǒng)，做到系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化,并采用先進(jìn)數(shù)據(jù)總線控制運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)集成，解決好戰(zhàn)術(shù)、任務(wù)、管理一體化信息集成管理技術(shù)。下一代直升機(jī)需要采用先進(jìn)的綜顯系統(tǒng)、聲控技術(shù)和集成技術(shù)，開發(fā)集成化的人機(jī)工效型駕駛艙，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識別和任務(wù)/系統(tǒng)管理的高度自動化，使任務(wù)功能增加1~2倍，并減少飛行員的操控負(fù)荷，使機(jī)組人員的工作量減少1/2以上。

直升機(jī)動力學(xué)減振降噪技術(shù)

直升機(jī)振動和噪聲控制是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)研究工作，涉及多個相關(guān)學(xué)科。目前，結(jié)構(gòu)響應(yīng)主動控制(ACSR)技術(shù)已投入實(shí)踐并不斷發(fā)展完善。隨著智能驅(qū)動材料性能的提高，智能旋翼控制技術(shù)成為直升機(jī)減振降噪的新發(fā)展趨勢。

常見事故原因

惡劣天氣

惡劣天氣對于直升機(jī)的飛行安全的影響是致命性的。特別是有作戰(zhàn)任務(wù)需求的軍機(jī)，經(jīng)常需要在惡劣天氣條件下飛行訓(xùn)練，因此惡劣天氣是導(dǎo)致軍機(jī)事故的主要原因之一。

惡劣天氣包括暴風(fēng)雨雪、冰凍、大霧、強(qiáng)氣流、沙塵、能見度低等不良?xì)庀蟓h(huán)境。低溫雨雪天氣下，直升機(jī)蓄電池容量下降，啟動困難；電氣系統(tǒng)在低溫低壓情況下可能無法有效觸發(fā)，故障率升高；低溫環(huán)境下，滑油黏度加大，啟動難度大。強(qiáng)氣流和沙塵環(huán)境下，直升機(jī)軸承和槳葉易受大風(fēng)影響而損壞；沙粒易導(dǎo)致活動部件磨損；沙粒中腐蝕性物質(zhì)易導(dǎo)致機(jī)件腐蝕加快，尤其是發(fā)動機(jī)葉片磨損，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)性能下降。

夜間飛行

夜間飛行由于視線條件差，雖然有多種輔助設(shè)備，但仍易發(fā)生飛行事故。夜間飛行是軍機(jī)的常規(guī)訓(xùn)練科目，且軍機(jī)往往需要同時面對夜間飛行和不利地形，所以夜間飛行也是導(dǎo)致軍機(jī)事故的主要原因之一。

近地飛行(觸地或觸碰地面障礙物，撞線及撞樹)

近地飛行時非常容易發(fā)生直升機(jī)事故。觸地或觸碰地面障礙物這類事故一般發(fā)生在起降過程及地面開車階段，此時直升機(jī)飛行不穩(wěn)定，如果突然出現(xiàn)氣流，極易造成旋翼或尾梁觸地及觸碰地面障礙物。如果在高大建筑群中起降，如醫(yī)療救護(hù)作業(yè)，尤其容易觸碰高樓或其他大的障礙物。

撞線和撞樹容易發(fā)生在低空飛行時。細(xì)小的線纜分布密集且不易發(fā)現(xiàn)。直升機(jī)安裝的線纜探測器和線纜切割器并不能完全保護(hù)直升機(jī)。經(jīng)常進(jìn)行農(nóng)業(yè)噴灑、搜索救援和醫(yī)療救護(hù)等作業(yè)的直升機(jī)，不僅需要低空飛行，而且飛行時間長、飛行范圍廣，如果對飛行區(qū)域不夠了解，易發(fā)生此類事故。

系統(tǒng)故障

在飛行作業(yè)中發(fā)生的事故有很大一部分緣于直升機(jī)自身的系統(tǒng)故障。系統(tǒng)故障主要包括發(fā)動機(jī)故障、發(fā)動機(jī)故障之外的因素引起旋翼轉(zhuǎn)速下降、直升機(jī)失控和其他系統(tǒng)故障。其中最主要的是動力（傳動）系統(tǒng)故障和操縱系統(tǒng)故障，包括傳動軸連接螺栓失效、尾傳動軸滑脫、發(fā)動機(jī)油門操縱無響應(yīng)、電機(jī)故障以及發(fā)動機(jī)失效等。

起降環(huán)境

起降環(huán)境是影響直升機(jī)飛行的一個重要因素。直升機(jī)的一個重要特點(diǎn)是野外飛行，野外環(huán)境沙塵大，雜草和小石子多，且經(jīng)常需要在雪地、沙地、河床等不平或松軟的地面進(jìn)行著陸。沙石容易損傷槳葉和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道，降低環(huán)境能見度；軟地面容易造成直升機(jī)下陷、傾斜，導(dǎo)致尾梁觸地或旋翼打地等事故。

直升機(jī)之最

第一架試飛成功的直升機(jī)

1936年6月26日，福克公司的資深試飛員艾瓦德·洛夫斯駕駛著FW-61的首架原型機(jī)V1開始了第一次試飛，試飛時間據(jù)福克博士記載為45秒，這是世界上第一架試飛成功的直升機(jī)，在這不到一分鐘的時間里，無論起飛、降落、盤旋還是全速飛行，F(xiàn)w-61都表現(xiàn)出了很好的穩(wěn)定性。

最大的直升機(jī)

1969年2月12日，由前蘇聯(lián)米里直升機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計局（現(xiàn)稱米里莫斯科直升機(jī)制造廠）設(shè)計，綽號“信鴿”的V-12重型運(yùn)輸直升機(jī)首次試飛，飛行中有效載重31030公斤，以180米/分鐘的爬升速度爬升列2951米高度，這一高度打破了最大載重下爬升到2000米高度的紀(jì)錄，而且也打破了20000公斤，25000公斤和30000公斤有效載重的高度紀(jì)錄。

最小的軍用直升機(jī)

PD-100黑黃蜂，是挪威Prox Dynamics公司研制的迄今為止世界上最微小的“直升機(jī)”。這款“直升機(jī)”的體積只有一個香煙盒大小，發(fā)動機(jī)葉片只有4英寸大小，可以攜帶一架微型數(shù)碼照相機(jī)。

該直升機(jī)是充電式直升機(jī)，在飛行過程中基本沒有聲音，可以在1分鐘內(nèi)完成升空，最高速度為580米/分鐘，可以在空中懸停，最遠(yuǎn)操作距離為1000米，充滿電后該直升機(jī)可持續(xù)飛行25分鐘，期間可通過機(jī)身的攝像頭向監(jiān)控器提供圖片或視頻。主要用于對作戰(zhàn)地區(qū)或密閉空間的偵查、監(jiān)視敵軍動向、檢查危險區(qū)域等等。

速度最快的直升機(jī)

2010年9月6日，空中客車直升機(jī)公司在伊斯特爾飛行試驗(yàn)中心，試飛了其最新技術(shù)研制的X3型高速直升機(jī)原型機(jī)。該直升機(jī)配備有兩臺渦輪軸發(fā)動機(jī)，可為一個五葉主旋翼和兩個安裝在機(jī)身兩側(cè)的螺旋槳提供足夠動力，其最高設(shè)計巡航速度為220節(jié)(約合每小時407千米)。在2013年6月7日，X3的新一次試飛中，水平飛行速度已達(dá)到255節(jié)（472千米/時），并在此次試飛前幾天的一次試驗(yàn)中，下降時最高飛行速度已達(dá)到263節(jié)（487千米/時）。

飛得最高的直升機(jī)

1972年6月21日，飛行員吉恩·鮑萊特駕駛SA315B“美洲駝”創(chuàng)造了飛行高度達(dá)12442米的世界紀(jì)錄。

SA315B直升機(jī)，是法國宇航研制、在“云雀”Ⅱ基礎(chǔ)上改進(jìn)的多用途直升機(jī)，其設(shè)計始于1968年末，最初是為了滿足印度武裝力量的需求，原型機(jī)于1969年3月17日首飛，次年開始服役。

飛得最遠(yuǎn)的直升機(jī)

1962年，為了贏得為美國陸軍生產(chǎn)新型輕型偵察直升機(jī)(LOH)的合同，休斯直升機(jī)公司制造了5架OH-6A原型機(jī)（美國陸軍將其命名為“卡尤塞”（Cayuse），綽號“印第安種小馬”）。

1966年4月6日，休斯公司的試飛員、退役陸軍中校Robert Ferry駕駛OH-6A從加利福尼亞州卡爾福城的休斯公司起飛，到佛羅里達(dá)州的奧蒙德降落，耗時15小時8分鐘，航程達(dá)3562千米。這是迄今為止中途不加油的直升機(jī)最大航程紀(jì)錄。此外，在1966年3—4月間該直升機(jī)還創(chuàng)造了其余22項(xiàng)世界紀(jì)錄。