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直升機(jī)
直升機(jī)的機(jī)體上方安有一副或幾副類似于大直徑螺旋槳的旋翼,動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力使直升機(jī)升空。操縱旋翼傾斜又可產(chǎn)生向前、后或左、右的水平分力,使直升機(jī)既能垂直上升下降、空中懸停,又能向前后左右任一方向飛行。飛機(jī)是靠機(jī)翼產(chǎn)生的升力而飛行的飛行器;但直升機(jī)不靠機(jī)翼而靠旋翼產(chǎn)生升力,所以它不是飛機(jī),“直升飛機(jī)”的提法是一種錯(cuò)誤。直升機(jī)可在狹小場(chǎng)地上垂直起飛或降落而無(wú)需跑道。
中國(guó)公元前就廣泛流傳的玩具竹睛蜒是直升機(jī)旋翼的起源。直到2000多年后的18世紀(jì),竹錯(cuò)蜒傳入歐美,啟發(fā)了歐美人利用旋翼的升力使航空器升空的設(shè)想。
1754年,俄國(guó)的M·B·羅蒙諾索夫首次進(jìn)行了直升機(jī)旋翼模型的試驗(yàn)。此后,英法等的科學(xué)家也進(jìn)行多次直升機(jī)的研制試驗(yàn)。1877年5月14日,意大利工程師福拉尼尼研制的直升機(jī)模型首次實(shí)現(xiàn)飛離地面,升到 13米高度,滯空時(shí)間達(dá)20秒。福拉尼尼的模型內(nèi)裝有一臺(tái)自制的蒸汽發(fā)表機(jī),盡管它不到4公斤重,但與它所產(chǎn)生的動(dòng)力相比還是太重了。這時(shí)期的主要問題是缺少重量輕、馬力大的發(fā)動(dòng)機(jī)。直到1903年第一架飛機(jī)誕生后,有了較輕的發(fā)動(dòng)機(jī),直升機(jī)的正式研制工作才得以開始。
1907年11月間日,法國(guó)機(jī)械師保羅·科爾尼的直升機(jī)完成了歷史上首次載人飛離地面(約0.3米)。這架直升機(jī)有兩副直徑6米的旋翼,一前一后地安裝在承力支架上,每到旋翼有2萍槳葉,動(dòng)力裝置為一臺(tái)24馬力汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。在科爾尼同時(shí)及之后,法、美等國(guó)也有多人研制和試驗(yàn)直升機(jī)。但由于平衡和操縱問題難以解決,大都未能升空,只有少數(shù)離地幾米,留空幾秒鐘。直到1923年西班牙人J·西爾瓦發(fā)明鉸接式旋翼,才為直升機(jī)的成功開辟了道路。
1936年,德國(guó)的H??顺晒Φ卦囷w了第一架得到承認(rèn)的載人直升機(jī)FW61,這也是第一架真正可操縱的直升機(jī)。它有橫列安裝的兩副旋翼,曾創(chuàng)下續(xù)航1小時(shí)20分、飛行高度3400米、時(shí)速12公里的紀(jì)錄。
盡管FW61獲得巨大成功,但現(xiàn)代直升機(jī)在外形、結(jié)構(gòu)和原理上都是從葉戈?duì)?西科爾斯基的發(fā)明發(fā)展而來(lái)的。西科爾斯基是移居美國(guó)的俄國(guó)人,他設(shè)計(jì)的VS-300型直升機(jī)于1939年11月首次試飛。
VS-300與FW61最大不同在于前者裝有一副水平主旋翼和一副裝在機(jī)尾垂直旋轉(zhuǎn)的小冀,小翼產(chǎn)生可抵消主旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)身反向旋轉(zhuǎn)的反作用力矩。而這正是今天大多數(shù)直升機(jī)所具有的特點(diǎn)。在后來(lái)的試驗(yàn)中,為了改善操縱性,VS-300曾左右又安裝了兩副水平旋翼。此后,西科爾斯基在VS-300的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了R-4型直升機(jī),這是第一種投入實(shí)際使用的直升機(jī),生產(chǎn)了數(shù)百架,在第二次世界大戰(zhàn)及戰(zhàn)后得到了廣泛使用。因此人們將西科爾基稱為“現(xiàn)代直升機(jī)之父”。