有关直升机改变运动原理的讨论

直升机种类多种多样，结构也有所不同，根据旋翼种类可大致分为两类：单旋翼式直升机和双旋翼式直升机，其中双旋翼式直升机又可分为纵列式双旋翼直升机、横列式双旋翼直升机、共轴式双旋翼直升机等类型。大部分直升机道理相似，为了解释叙述方便，本文以单旋翼式带尾桨直升机作为模型进行对直升机的上下，左右，前后等不同状态的飞行进行叙述。

首先我们要先对直升机的主要结构进行初步了解，并知道旋翼和尾翼主要作用。如图所示：

尾翼：包括水平尾翼和竖直，我们在课堂上讨论过关于尾翼的一个作用：产生反扭矩与旋翼产生的正扭矩抵消，使直升机达到平衡。另一个则是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。

旋翼：由于螺旋桨面是倾斜的，在旋转时能够与空气进行作用，从而产生动力使直升机上升或者改变倾斜器克服空气阻力使直升机前进，在旋翼下面有（自动）倾斜装置，可以使旋翼倾斜使其产生分力及力矩对直升机进行控制或机动飞行。

一，上升和下降

直升机在空中悬停时，如果要上升或下降，主要是通过调整浆距来实现的。浆距即直升机的旋翼或固定翼的螺旋桨旋转一周360度,向上或向前行走的距离。直升机飞行时，旋翼不断转，空气分流，流过桨叶上表面流管变细，流速加快，压力减小；流过桨叶下表面时流管旋变粗，流速变慢，压力增大。因此上下表面就形成了压力差，使桨叶形成了一个向上的升力，若增大浆距，使气流通过桨叶的路程变大，升机叶片与空气的相互作用力增大，从而使压力差增大，当竖直向上的分力大于直升机重力时飞机就上升了。但与此同时，由于与空气的作用增大，产生的力矩就比原来大，因此若使飞机的方向保持不变，应该增大尾翼产生的反扭矩，因此，尾翼也有辅助作用。

也许会有这样的想法：可以增大旋翼的转速来达到使直升机上升。但旋翼转速取决于发动机(通常用的是涡轮轴发动机或活塞式发动机)主轴转速;而发动机转速有一个最有利的值,在这个转速附近工作时,发动机效率高,寿命长。因此,拉力的改变主要靠调节桨叶桨距来实现。但是,桨距变化将引起阻力力矩变化,所以,在调节桨距的同时还要调节发动机油门,保持转速尽量靠近最有利转速工作。当直升机下降时也是改变浆距，在此不再赘述。 二，前进和后退

在直升机前后飞时，各片桨叶上的气流速度相对于旋翼中心不是对称的，以前飞为例，如图所示。

其中,V0为前进速度，V为圆周速度示者的叠加形成桨叶上的气流相对速度。V1，V2分别为左右桨叶上两对称剖面的气流相对速度，很明显V1

对于后飞，道理相似。根据空气动力学，由于相同原因使直升机桨片上方空气流速不平衡导致直升机受力不平衡，直升机向后倾斜，根据牛顿第三定律，水平方向有加速度，直升机向后飞行便达成了。

三，左右飞行

在直升机悬停或匀速运动时，此时已基本达到平衡，如果要转变方向，需要踩脚蹬来实现转向，具体原理如下：我们在上文提过，直升机主要通过尾桨来产生反扭矩与旋翼产生的正扭矩相抵消，这样才达到平衡。但如果改变尾桨的桨距，使尾桨的拉力改变而致使反扭矩与旋翼产生的扭矩不同，直升机便会旋转，从而改变直升机方向来实现向左右飞行。当然在这个过程中也需要其他装置来使直升机保持稳定。我们也会不由自主的想到：为什么不改变尾桨转速？现在你应该也知道了吧。

除此之外还有侧飞来达到转向的，其原理跟前飞原理亦相似，即旋翼上方空气流速不同而导致的直升机向一侧倾斜，同时改变尾桨的浆距来使直升机达到平衡。由于上文提及，此处不再赘述。

注：本文是我听了老师课后，查资料所写，内容和格式有很多不足，请老师原谅。 真心感谢陈教授谆谆教导，希望下次还能听到教授的课。