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旋翼飛行原理
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自從萊特兄弟發明飛機以來，人們一直為能夠飛翔藍天而激動不已，同時又受起飛、著落所需的滑跑
所困擾。在萊特兄弟時代，飛機只要一片草地或緩坡就可以起飛、著陸。不列顛之戰和巴巴羅薩作戰中，
當時最高性能的“噴火”戰斗機和 Me 109 戰斗機也只需要一片平整的草地就可以起飛，除了重轟炸機，
很少有必須用“正規”的混凝土跑道起飛、著陸的。今天的飛機的性能早已不能為這些飛機所比，但飛機
的滑跑速度、重量和對跑道的沖擊，使對起飛、著陸的跑道的要求有增無減，連簡易跑道也是高速公路等
級的。現代戰斗機和其他高性能軍用飛機對平整、堅固的長跑道的依賴，日益成為現代空軍的致命的軟肋。
為了擺脫這一困境，從航空先驅的時代開始，人們就在孜孜不倦地研制能夠象鳥兒一樣騰飛的具有垂直/
短距起落能力的飛機。
自從人們跳出模仿飛鳥拍翅飛行的謎思之后，依據貝努力原理的空氣動力升力就成為除氣球和火箭外
所有動力飛行器的基本原理。機翼前行時，上下翼面之間的氣流速度差造成上下翼面之間的壓力差，這就
是升力。所謂“機翼前行”，實際上就是機翼和空氣形成相對速度。既然如此，和機身一起前行時，機翼
可以造成升力，機身不動而機翼像風車葉一樣打轉轉，和空氣形成相對速度，也可以形成升力，這樣旋轉
的“機翼”就成為旋翼，旋翼產生升力就是直升機可以垂直起落的基本原理。
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中國小孩竹蜻蜓玩了有 2,000 年了，流傳到西方后，成為現代直升機的靈感 / 達·芬奇設計的直升機，
到底能不能飛起來，很是可疑
旋翼產生升力的概念并不新鮮，中國兒童玩竹蜻蜓已經有 2,000 多年了，西方也承認流傳到西方的中
國竹蜻蜓是直升機最初的啟示。多才多藝的達·芬奇在 15 世紀設計了一個垂直的螺桿一樣的直升機，不
過沒有超越紙上談兵的地步。1796 年，英國人 George Cayley 設計了第一架用發條作動力、能夠飛起來
的直升機，50 年后的 1842 年，英國人 W.H. Philips 用蒸氣機作動力，設計了一架只有 9 公斤重的模
型直升機。1878 年，意大利人 Enrico Forlanini 用蒸氣機制作了一架只有 3.5 公斤重的模型直升機。
1880 年，美國發明家托馬斯·愛迪生著手研制用電動機驅動的直升機，但最后放棄了。法國人 Paul Cornu
在 1907 年制成第一架載人的直升機，旋翼轉速每分鐘 90 轉，發動機是一臺 24 馬力的汽油機。Cornu 用
旋翼下的“舵面”控制飛行方向和產生前進的推力，但 Cornu 的直升機的速度和飛行控制能力很可憐。
1796 年，英國人 George Cayley 設計了這么一個直升機，最高升到 90 英尺（約 30 米）
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法國人 Paul Cornu 在 1907 年設計的第一架載人直升機
但是意大利人 Juan de la Cierva 在 1923 年設計旋翼機時，無意中解決了直升機的一個重大問題，
他發明的揮舞鉸解決了困擾直升機旋翼設計的一個重大問題。1930 年 10 月，意大利人 Corradino
D'Ascanio 的直升機是公認的第一架現代意義上的直升機，在 18 米高度上前飛了 800 多米的距離，
D'Ascanio 的直升機用共軸反轉雙槳。30 年代，德國人 Heinrich Focke 設計了 FA-61 直升機，不斷在
各種納粹集會中作公關表演，但德國人 Anton Flettner 設計的 FL282 可算是第一種量產直升機，在二戰
中為德國海軍生產了近 1,000 架，不過沒有在戰斗中起到什么作用。Igor Sikorsky 設計的 VS300（VS 代
表 Vought-Sikorsky，當時 Sikorsky 是 Vought 飛機公司的一部分）第一次采用尾槳，真正奠定了現代
直升機的雛形。
D'Ascanio 的直升機是第一個現代意義上的直升機，能完成前飛，具有基本的飛行控制能力
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30 年代德國的 FW61 直升機，被納粹用作宣傳納粹“優越性”的工具 / 德國 FL282 應該是第一架量產型
直升機，在二戰期間產量達到近 1,000 架，用于德國海軍，不過沒有對戰斗造成什么影響
這是 FL282 的近容
39-40 年 Sikorsky 的 VS300 直升機是現代直升機的“老母雞”，奠定了現代直升機最常用的尾槳布局 /
盡管貝爾飛機公司在 37 年才開張，45 年的貝爾 47 是第一種量產的實用型直升機，在朝鮮戰場就廣泛用
于傷員救護、偵察、炮兵指引等，從長津湖突圍的美國海軍陸戰隊 1 師如果不是貝爾 47 幫助在峽谷上架
輕便橋，就沒有今天吹牛的本錢了
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UH-1 使越南戰爭成為第一場直升機戰爭，直升機成為美軍士兵進入和撤離戰斗最常見的運輸工具 / UH-60
是現在美軍的主力戰術運輸直升機，中國在 89 年前進口過一小批，在西藏高原使用的效果十分好
直升機能夠垂直飛起來的基本道理簡單，但飛行控制就不簡單了。旋翼可以產生升力，但誰來產生前
進的推力呢？單獨安裝另外的推進發動機當然可以，但這樣增加重量和總體復雜性，能不能使旋翼同時擔
當升力和推進作用呢？升力-推進問題解決后，還有轉向、俯仰、滾轉控制問題。旋翼旋轉產生升力的同時，
對機身產生反扭力（初中物理：有作用力就一定有反作用力），所以直升機還有一個特有的反扭力控制問
題。
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直升機主旋翼反扭力的示意圖
沒有一定的反扭力措施，直升機就要打轉轉 / 尾槳是抵消反扭力的最常見的方法
直升機抵消反扭力的方案有很多，最常規的是采用尾槳。主旋翼順時針轉，對機身就產生逆時針方向
的反扭力，尾槳就必須或推或拉，產生順時針方向的推力，以抵消主旋翼的反扭力。 B)n)r:s&G:|.R(X#M:I#E3N
抵消反扭力的主旋翼-尾槳布局，也稱常規布局，因為這最常見 / 典型的貝爾 407 的尾槳
主旋翼當然也可以順時針旋轉，順時針還是逆時針，兩者之間沒有優劣之分。有意思的是，美、英、
德、意、日直升機的主旋翼都是逆時針旋轉，法、俄、中、印、波蘭直升機都是順時針旋轉，英、德、意、
　
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