关于直升飞机是怎样飞行的？

Question

能否给我一个详细的答案？

Answer 1

直升机与普通飞机区别及飞行简单原理：
不可否认，直升机和飞机有些共同点。比如，都是飞行在大气层中，都重于空气，都是利用空气动力的飞行器，但直升机有诸多独有特性。
（1）直升机飞行原理和结构与飞机不同飞机靠它的固定机翼产生升力，而直升机是靠它头上的桨叶（螺旋桨）旋转产生升力。
（2）直升机的结构和飞机不同，主要由旋翼、机身、发动机、起落装置和操纵机构等部分组成。根据螺旋桨个数，分为单旋翼式、双旋翼式和多旋翼式。
（3）单旋翼式直升机尾部还装有尾翼，其主要作用：抗扭，用以平衡单旋翼产生的反作用力矩和控制直升机的转弯。
（4）直升机最显眼的地方是头上窄长的大刀式的旋翼，一般由2～5片桨叶组成一副，由1～2台发动机带动，其主要作用：通过高速的旋转对大气施加向下的巨大的力，然后利用大气的反作用力（相当与直升飞机受到大气向上的力）使飞机能够平稳的悬在空中。
三、平衡分析（对单旋翼式）：
（1）直升飞机的大螺旋桨旋转产生升力平衡重力。
直升飞机的桨叶大概有2—3米长，一般有5叶组成。普通飞机是靠翅膀产生升力起飞的，而直升飞机是靠螺旋桨转动，拨动空气产生升力的。直升飞机起飞时，螺旋桨越转越快，产生的升力也越来越大，当升力比飞机的重量还大时，飞机就起飞了。在飞行中飞行员调节高度时，就只要通过改变大螺旋桨旋转的速度就可以了。
（2）直升飞机的横向稳定。
因为直升飞机如果只有大螺旋桨旋，那么根据动量守衡，机身就也会旋转，因此直升飞机就必须要一个能够阻止机身旋转的装置。而飞机尾部侧面的小型螺旋桨就是起到这个作用，飞机的左转、右转或保持稳定航向都是靠它来完成的。同时为了不使尾桨碰到旋翼，就必须把直升飞机的机身加长，所以，直升飞机有一个像蜻蜓式的长尾巴。
四、能量方式分析。
根据能量守恒定律可知：能量既不会消失，也不会无中生有，它只能从一种形式转化成为另一种形式。在低速流动的空气中，参与转换的能量只有压力能和动能。一定质量的空气具有一定的压力，能推动物体做功；压力越大，压力能也越大；流动的空气具有动能，流速越大，动能也越大。
而空气的流速只有来自于发动机所带的螺旋桨对空气的作用，当然从这里分析能量也是守衡的。

Answer 2

直升飞机

人们总是梦能像鸟一样在天空中翱翔。很早以前发明家们就认识到，得到升力的途径之一是使用一种叫做“水平旋翼”的旋转器械。文艺复兴时期的画家兼发明家莱奥纳尔多·达·芬奇的笔记本里，就有一张这种飞行器的草图。
在19世纪的欧洲，人们对“旋翼飞行器”或称“直升飞机”（它们出名后的叫法）颇感兴趣。路易斯·布雷格特与雅克·布雷格特兄弟俩建造了一架精心设计的直升飞机。它有着4个聚集在飞行员周围的水平旋翼，飞行员坐在飞机的中部。

左图：尾翼是直升飞机的重要部件。没有它的话，一架单水平旋翼的直升飞机部是在空中旋转。尾翼还用于为航空器掌舵。

兄弟俩于1907年9月在法国杜埃试验了自己的航空器。他们没有去冒自由飞翔的危险，而是用绳子把飞机拴在地面上后再启动发动机。直升飞机上升了1·5米，然后又重新降落到地面。与此同时，法国人保罗·科尼也在制造一架直升飞机。1907年11月他在科西厄克斯进行了第一次飞行。这一回，直升飞机作了一次短暂的、无绳子拴着的低行。直升飞机终于离开了地面。

右图：直升飞机现在军事上广泛使用。它们在有限的空间里盘旋和降落的能力极为重要，无论是作战时，还是在其他难以接近的地方营救困境的人们时，都是如此。

尽管布雷格特兄弟俩和科尼进行了试验，第一架实用的直升飞机直到20世纪30年代才制造出来。伊戈尔·西科尔斯基在1939年建造了第一架真正成功的直升飞机VS—300。

直升机能飞上天的原理是什么呢？要想理解它必须先理解1600年伯努利发现的"伯努利原理"。如果知道了这个原理就能知道直升机升天的原理了。所谓"伯努利原理"就是类似空气或水的流体流速快，流体产生的压力就会变弱。所以水流动时如果一边的水势强，另一边弱那么水势弱的一边压力就大，水势强的一边压力就小。如果在它们之间放入树叶，树叶就会顺着水势强的一边。因为水势弱的一边压力大，水势强的一边就把树叶推向弱的一边。

半圆模样的木板经过大气时同样如此。把半圆圆的一面朝上放置以后，如果把半圆向前移动就把空气分成了上下两股气流。向上的空气就会沿着半圆圆的一边流动，向下的空气就会沿直线流动。因为半圆的长度更长，向上的空气流动更快。下面流动较慢的空气就被流动快的空气－压力较弱的－上方推动做半圆运动。这种力被称为"举力"。飞机能飞上天也是有了这种力的缘故。因为飞机的机翼上部旋转出的是流线型，所以就能很容易的上升。

直升机上升的原理稍微复杂一些。因为它虽然利用了举力但是和流线型的机翼产生的举力是不同的。直升机的旋转机翼上部和下部是一样的。那么是如何产生举力的呢？直升机改变旋转机翼的角度就产生了举力。

这可以坐在车上体会到。汽车行驶时把旁边的车窗放下后把手略微伸出窗外。如果把水平伸开的手稍微向前倾斜就能感到手在上升。在水平面上倾斜后接受风的上下面积不同就产生了举力。利用这个原理直升机把中央螺旋桨的机翼角度倾斜后使之旋转就产生了举力。

想要改变直升机方向时只要改变机翼面的角度就行了。这可以从陀螺上得到验证。轻轻拨动沿反时针方向急速旋转的陀螺的右边就会发现陀螺会向前旋转。陀螺旋转时同时进行两边的旋转运动。一种是自己沿着轴旋转的运动，另一种是沿着轴周围旋转的运动。一般旋转式这两个运动会保持均衡，如果拨动旋转的陀螺的一边，破坏了这种平衡，那么为了保持平衡陀螺就会反射似地向前旋转。物理学家们把这种作用称为"旋进性(Gyroscopic Precession)"（陀螺进动）。直升机向前飞行就是依据这个原理。

直升飞机原理（1）

2006-01-30 17:54:03

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当直升飞机的螺旋桨快速旋转时，螺旋桨上方的空气流速远远大于其下方的空气流速，由伯努利方程可知，流体的运动速度越小，压强越大。因此螺旋桨的下表面受到的压强远大于上表面的压强，这个巨大的压强差使螺旋桨受到一个垂直于桨面向上的力。当螺旋桨转速足够快，以至于这个力大于或等于飞机重力时，直升飞机便腾空而起了。
仔细观察会发现，当直升飞机在空中转弯时，机身不动，（或仅仅侧过一个很小的角度，）而螺旋桨发生了倾斜（如图四）。此时压力差F的方向不再竖直向上，而是与竖直方向存在一定的角度。我们可将力F按水平、竖直方向正交分解。到此，显而易见，竖直方向的分力F1与重力平衡，而水平方向的分力F2就提供了飞机转弯时所需要的向心力。