祁延煦

直升機(jī)為什么能直升？

任何一種飛機(jī)要飛上天空，首先必須具備升力。升力可以克服飛機(jī)所受的地心吸力——重力——而使它升起。

具有一定的剖面形狀的物體，能產(chǎn)生很大的升力。我們就利用這種剖面形狀做成飛機(jī)的翅膀，這就是機(jī)翼。這種剖面就叫做翼剖面。翼剖面的形狀種類很多，可以采用于各種不同性能的飛機(jī)上。

翼剖面自己是不會(huì)產(chǎn)生升力的，必須有風(fēng)迎面吹過，到達(dá)翼剖面的前緣，分為上下兩路，上面一路流速大，壓力小，(物理學(xué)中的伯努利定理)下面一路流速小，壓力大，上下壓力的差異就產(chǎn)生了升力。

所以要產(chǎn)生升力的條件有兩個(gè)：一個(gè)是具有一定剖面型的機(jī)翼；一個(gè)是風(fēng)吹。

風(fēng)是怎樣產(chǎn)生的呢？自然界的風(fēng)是空氣流動(dòng)，人造的風(fēng)就是使物體在空氣中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生，譬如坐著汽車在馬路上行馳，就感到風(fēng)從迎面吹來。

一般飛機(jī)所需要的風(fēng)力很大，自然風(fēng)是靠不住的，所以都是利用人造風(fēng)，這就必須使機(jī)翼在空氣中運(yùn)動(dòng)。

這種運(yùn)動(dòng)可以采取兩種形式：一種是直線運(yùn)動(dòng)，如普通飛機(jī)的滑跑；一種是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這就須要使機(jī)翼圍繞著一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)。這種機(jī)翼就叫做旋翼，利用旋翼可制成不同的航空器，例如旋翼機(jī)和直升機(jī)。

直升機(jī)停在一個(gè)地方，不要滑跑，只須把旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)起來，就能產(chǎn)生很大的升力而騰空。這就是直升機(jī)能直升的道理。

旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過齒輪箱帶動(dòng)的。轉(zhuǎn)動(dòng)快，旋翼的轉(zhuǎn)速就大，風(fēng)力大，升力也大。再就是旋翼的迎風(fēng)角(攻角)大，升力也大。所以改變旋轉(zhuǎn)的快慢及迎風(fēng)角的大小，就能使升力變大變小而操縱直升機(jī)的起落升降。

直升機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)

直升機(jī)頂上有一副很大的旋翼，通常是由2～5片槳葉組成的。這是與固定機(jī)翼飛機(jī)主要的區(qū)別。這個(gè)旋翼除了有機(jī)翼的作用產(chǎn)生升力外，同時(shí)具有普通飛機(jī)的螺旋槳作用，即能產(chǎn)生前進(jìn)的拉力，而使直升機(jī)前進(jìn)。

在飛行中的直升機(jī)

前進(jìn)的拉力是靠旋翼的旋轉(zhuǎn)平面向前傾斜而取得的。直升機(jī)上有一套自動(dòng)轉(zhuǎn)換器，就是用來操縱旋翼傾斜的。這一套機(jī)構(gòu)制造的很巧妙。因?yàn)楫?dāng)直升機(jī)有了前進(jìn)的速度，而且旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)到與直升機(jī)左右對(duì)稱的位置時(shí)，一邊的速度是旋翼的轉(zhuǎn)速與前進(jìn)速度之和，另一邊的速度是兩個(gè)速度之差，這樣就造成左右兩個(gè)槳葉速度的不等，而使產(chǎn)生的升力不平衡。結(jié)果使直升機(jī)搖擺不穩(wěn)，厲害的甚至?xí)怪鄙龣C(jī)顛覆。克服這種升力不平衡的辦法，就是調(diào)整旋翼的攻角，速度大的一面使攻角減小，速度小的一面使攻角增大，這就會(huì)彌補(bǔ)因速度不等而產(chǎn)生的升力差異。自動(dòng)轉(zhuǎn)換器就是當(dāng)旋翼傾斜，直升機(jī)前進(jìn)時(shí)，自動(dòng)調(diào)整旋翼攻角的一套機(jī)構(gòu)。

另外還有一套變距操縱機(jī)構(gòu)。當(dāng)直升機(jī)需要上升或下降時(shí)，要改變旋翼升力的大小，這是靠改變旋翼的攻角來取得的。它經(jīng)常與發(fā)動(dòng)機(jī)的油門聯(lián)接著，攻角大，升力大，需要馬力大，油門也就開大；攻角小，升力小，需要馬力小，油門也就隨著減小。

旋翼在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有個(gè)反作用的扭矩作用在機(jī)身上，旋翼向左轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)身就向右轉(zhuǎn)動(dòng)。為了平衡這個(gè)反作用扭矩，在機(jī)尾上裝一個(gè)小螺旋槳，叫抗扭螺旋槳，使它產(chǎn)生一定的推力來平衡反作用扭矩，同時(shí)也可以使直升機(jī)得到方向操縱。抗扭螺旋槳的槳距是可以改變的，以便使推力可大可小。

由上可知，直升機(jī)上的操縱是很復(fù)雜的。這是直升機(jī)的首要特點(diǎn)。

其次，旋翼的轉(zhuǎn)速大致是每分鐘200～400轉(zhuǎn)，而發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般是每分鐘2000多轉(zhuǎn)。所以要使發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)，就必須通過一套減速齒輪。由于下降的傳動(dòng)比很大，受力很大，所以減速齒輪構(gòu)造很復(fù)雜，精度要求很高。再加上冷卻器，離合器等機(jī)械裝置很多，同時(shí)抗扭螺旋槳也要發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速齒輪，長(zhǎng)軸等來帶動(dòng)，這樣就形成了一個(gè)很復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)。這是直升機(jī)構(gòu)造上的第二個(gè)特點(diǎn)。

直升機(jī)上的機(jī)件有曲線運(yùn)動(dòng)也有直線運(yùn)動(dòng)，受力的情況很復(fù)雜，特別是往復(fù)應(yīng)力及振動(dòng)常會(huì)使直升機(jī)受到疲勞破壞。所以在機(jī)件的設(shè)計(jì)制造上要特別注意。在直升機(jī)上，對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件都裝有減振器，這是它構(gòu)造的第三個(gè)特點(diǎn)。

直升機(jī)的性能

現(xiàn)在直升機(jī)的一般性能，大致如下：

最大前進(jìn)速度：150－200公里/小時(shí)

巡航速度：100－150公里/小時(shí)

上升速度：1－2公尺/秒

上升限度：2000－5000公尺

持久時(shí)間：2－3小時(shí)

最大航程：300－500公里

當(dāng)然也有某些直升機(jī)的性能是大大超過上述數(shù)據(jù)，如蘇聯(lián)米－6型直升機(jī)就是一個(gè)出色的例子。

直升機(jī)的載重要看機(jī)型的大小及馬力多少。小的直升機(jī)馬力100多，載重幾百公斤。大的馬力有幾千，載重能到幾噸或十多噸。

目前直升機(jī)性能最大的障礙是前進(jìn)速度不能太快。原因如前所述，有了前進(jìn)速度就會(huì)產(chǎn)生升力不平衡，現(xiàn)在所采用的補(bǔ)救辦法有一定的限度，所以最大前進(jìn)速度也就有一定限度。

現(xiàn)在大家都在研究變翼機(jī)(或垂直起落飛機(jī))就是想解決這個(gè)問題。這種飛機(jī)在起落時(shí)有直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，可以垂直起落；而在平飛時(shí)又具有固定機(jī)翼飛機(jī)的較高的速度。這種新機(jī)型有著廣闊的發(fā)展前途！

直升機(jī)用途

直升機(jī)的廣泛應(yīng)用才是近十多年的事。它是一種比較新的航空器。因?yàn)橹鄙龣C(jī)的起源雖然很早，但在發(fā)展過程中卻遇到一系列的技術(shù)困難如操縱問題，振動(dòng)問題，穩(wěn)定性問題等。

現(xiàn)在這些問題基本上都解決了，在直升機(jī)的面前展開了一幅燦爛多彩的景象。

交通運(yùn)輸上：它可以深入山區(qū)僻野，叢林草原，其他工具都不能達(dá)到的地方。在城市內(nèi)可做為空中出租汽車，往來于郊區(qū)及市中心。此外用作省內(nèi)或縣內(nèi)的短途民航用機(jī)也很合宜。

農(nóng)業(yè)上：可以施肥殺蟲護(hù)林，使用方便，可以任意起落于林旁田間。

地質(zhì)勘探：除了做為勘探人員器材的運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)外，若在直升機(jī)上裝置勘探儀器，就可以在空中進(jìn)行勘探，并能降落在湖泊泥沼地帶人所不易到達(dá)的處所。

水利上：視察堤防水汛，在建筑壩堤時(shí)可以做為空中吊車運(yùn)輸器材設(shè)備。

漁業(yè)上：偵探魚群，海洋聯(lián)絡(luò)。

軍事上：可以做為炮兵指揮機(jī)，陸軍聯(lián)絡(luò)機(jī)，以及運(yùn)載武器兵員至敵人后方。現(xiàn)在大型的直升機(jī)更用來發(fā)射空對(duì)地的火箭導(dǎo)彈。海軍上多用來做軍艦聯(lián)絡(luò)機(jī)或地面聯(lián)絡(luò)機(jī)。

其他還有許多特殊的用途如：裝設(shè)野外電話線，視察高壓電纜、輸油管等。

總之直升機(jī)的用途確是多種多樣，隨著他的性能改進(jìn)，在國民經(jīng)濟(jì)的各部門中都將廣泛的采用，特別在我們現(xiàn)在社會(huì)主義建設(shè)大躍進(jìn)中，若能采用直升機(jī)，將使我們的建設(shè)事業(yè)能更多，更快，更好，更省的完成！

希望不久的一天，五彩繽紛的直升機(jī)，如像花圃上的蝴蝶，飛滿了祖國的天空！