⑴ 直升機的發展簡史是怎樣的
直升機主要由機體和升力(含旋翼和尾槳)、動力、傳動3大系統以及機載飛行設備等組成。旋翼一般由渦輪軸發動機或活塞式發動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統來驅動,也可由槳尖噴氣產生的反作用力來驅動。目前實際應用的是機械驅動式的單旋翼直升機及雙旋翼直升機,其中又以單旋翼直升機數量最多。
直升機的最大速度可達300千米/時以上,俯沖極限速度近400千米/時,使用升限可達6000米(世界紀錄為12450米),一般航程可達600~800千米左右。攜帶機內、外副油箱轉場航程可達2000千米以上。根據不同的需要,直升機有不同的起飛重量。當前世界上投入使用的重型直升機最大的是俄羅斯的米-26(最大起飛重量達56噸,有效載荷20噸)。
直升機的突出特點是可以做低空(離地面數米)、低速(從懸停開始)和機頭方向不變的機動飛行,特別是可在小面積場地垂直起降。由於這些特點使其具有廣闊的用途及發展前景。在軍用方面已廣泛應用於對地攻擊、機降登陸、武器運送、後勤支援、戰場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用於短途運輸、醫療救護、救災救生、緊急營救、吊裝設備、地質勘探、護林滅火、空中攝影等。海上油井與基地間的人員及物資運輸是民用的一個重要方面。
目前直升機相對飛機而言,振動和雜訊水平較高、維護檢修工作量較大、使用成本較高,速度較低,航程較短。直升機今後的發展方向就是在這些方面加以改進。
中國的竹蜻蜓和義大利人達?芬奇的直升機草圖,為現代直升機的發明提供了啟示,指出了正確的思維方向,它們被公認是直升機發展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和「中國陀螺」,這是我們祖先的奇特發明。有人認為,中國在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具,一直流傳到現在。
現代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,後面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。於是上下表面之間形成了一個壓力差,便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英網路全書》記載道:這種稱為「中國陀螺」的「直升機玩具」在15世紀中葉,也就是在達?芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前,就已經傳入了歐洲。
《簡明不列顛網路全書》第9卷寫道:「直升機是人類最早的飛行設想之一,多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達?芬奇,但現在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。」
義大利人達?芬奇在1483年提出了直升機的設想並繪制了草圖。
19世紀末,在義大利的米蘭圖書館發現了達?芬奇在1475年畫的一張關於直升機的想像圖。這是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體,看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉,當達到一定轉速時,就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上,拉動鋼絲繩,以改變飛行方向。西方人都說,這是最早的直升機設計藍圖。
1907年8月,法國人保羅?科爾尼研製出一架全尺寸載人直升機,並在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為「人類第一架直升機」。這架名為「飛行自行車」的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米,完成了垂直升空,而且還連續飛行了20秒鍾,實現了自由飛行。
保羅?科爾尼研製的直升機帶兩副旋翼,主結構為1根V形鋼管,機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成,並採用鋼索加強,以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一台24馬力的Antainette發動機和操作員座椅。機身總長6.20米,重260千克。V形框架兩端各裝1副直徑為6米的旋翼,每副旋翼有2片槳葉。
1938年,年輕的德國姑娘漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認為是世界上第一種試飛成功的直升機。
1936年,德國福克公司在對早期直升機進行多方面改進之後,公開展示了自己製造的FW-61直升機,1年後該機創造了多項世界紀錄。這是一架機身類似固定翼飛機,但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機,它的2副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起,兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的,用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱,通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的,通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置,在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度,以實現飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一台功率103千瓦的活塞發動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120千米,航程200千米,起飛重量953千克。
1939年春,美國的伊戈爾?西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作,同年夏天製造出一架原型機。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機,裝有3片槳葉的旋翼,旋翼直徑8.5米,尾部裝有2片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結構,由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為後三點式,駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一台4氣缸、55千瓦的氣冷式發動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現在最常見的直升機構型。
西科斯基不斷對VS-300進行改進,逐步加大發動機的功率。1940年5月13日,VS-300進行了首次自由飛行,當時安裝了66千瓦的富蘭克林發動機。
R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研製的一種2座輕型直升機,是世界上第一種投入批量生產的直升機,也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。
在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發展的第一階段,這一時期的典型機種有:美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47;前蘇聯的米-4、卡-18;英國的布里斯托爾-171;捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。
貝爾47是美國貝爾直升機公司研製的單發輕型直升機,研製工作開始於1941年,試驗機貝爾30於1943年開始飛行,1945年改名為貝爾47,1946年3月8日獲得美國民用航空署的適航證,這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩定桿,與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁後部有2個槳葉的全金屬尾槳。
卡-18是蘇聯卡莫夫設計局設計的單發雙旋翼共軸式輕型多用途直升機,於1957年年中首次飛行,此後不久投入批生產。採用兩副旋轉方向相反的三槳葉共軸式旋翼,槳葉為木質結構。裝一台202千瓦的九缸星形活塞式發動機。機身為鋼管焊接結構,具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內可容納1名駕駛員和3名旅客。採用四輪式起落架,前起落架機輪可以自由轉向。
20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發展的第二階段。這個階段的典型機種有:美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1,蘇聯的米-6、米-8、米-24,法國的SA321「超黃蜂」等。這個時期開始出現專用武裝直升機,如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。
20世紀70年代至80年代是直升機發展的第三階段,典型機種有:美國的S-70/UH-60「黑鷹」、S-76、AH-64「阿帕奇」,前蘇聯的卡-50、米-28,法國的SA365「海豚」,義大利的A129「貓鼬」等。
在這一階段,出現了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題,這時也設計製造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研製專用武裝直升機,促進了直升機技術的發展。
20世紀90年代是直升機發展的第四階段,出現了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有:美國的RAH-66和S-92,國際合作的「虎」、NH90和EH101等,稱為第四代直升機。
⑵ 直升飛機的發展簡史
請先把問題問清楚,你問的到底是直升機還是直升飛機?四個扇葉的是直升機,能垂直起飛的才叫直升飛機。
⑶ 竹蜻蜓是誰發明的
傳說竹蜻蜓是東晉的的學者葛洪發明的,當時稱為「飛車」,後來稱為「竹蜻蜓」,如果照此推算起來,應該有1600多年的歷史了。
⑷ 直升機發展史!
中國的竹蜻蜓和義大利人達芬奇的直升機草圖,為現代直升機的發明提供了啟示,指出了正確的思維方向,它們被公認是直升機發展史的起點。竹蜻蜓又叫飛螺旋和「中國陀螺」,這是我們祖先的奇特發明。有人認為,中國在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具,一直流傳到現在。竹蜻蜒有據可查的歷史記載於晉朝(公元265—420『年).葛洪所著的《抱朴子》一書中。它利用螺旋槳的空氣動力實現垂直升空,演示了現代直升機旋翼的基本工作原理。現代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,後面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。於是上下表面之間形成了一個壓力差,便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。這種玩具於14世紀傳到歐洲,帶去了中國人的創造。歐洲人將它作為航空器來研究和發展。「英國航空之父」喬治•凱利(1773一1857年)曾製造過幾個竹蜻蜓,用鍾表發條作為動力來驅動旋轉,飛行高度曾達27M。《大英網路全書》記載道:這種稱為「中國陀螺」的「直升機玩具」在15世紀中葉,也就是在達•芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前,就已經傳入了歐洲。《簡明不列顛網路全書》第9卷寫道:「直升機是人類最早的飛行設想之一,多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達•芬奇,但現在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。19世紀末,在義大利的米蘭圖書館發現了達•芬奇在1475年畫的一張關於直升機的想像圖。這是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體,看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉,當達到一定轉速時,就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上,拉動鋼絲繩,以改變飛行方向。西方人都說,這是最早的直升機設計藍圖。20世紀初為直升機發展的探索期,多種試驗性機型相繼問世。為直升機發展積累了可貴的經驗並取得顯著進展,有多架試驗機實現了短暫的垂直升空和短距飛行,但離實用還有很大距離 當時主要的障礙有兩個:直升機的孕育過程艱難,由於三大技術難關阻礙了其發展。直升機的孕育過程艱難,由於三大技術難關阻礙了其發展。 一是大功率,重量比的發動機,二是如何平衡旋翼旋轉時產生的扭矩,三是如何實現飛行控制。一是大功率,重量比的發動機,當時發動機的功率/重量之比太低,而直升機對此指標特別敏感;二是如何平衡旋翼旋轉時產生的扭矩, 配平旋翼旋轉所引起的反扭矩。三是如何實現飛行控制,當時旋翼技術過於原始,不能實現對直升機的有效控制,而且振動非常嚴重。 蒸汽機的出現曾為直升機帶來一線希望,但很快被否定,內燃機的出現才使發動機符合了直升機的要求。蒸汽機的出現曾為直升機帶來一線希望,但很快被否定, 內燃機的出現,特別是飛機工業的發展,使航空發動機的性能迅速提高,為直升機的成功提供了重要條件。才使發動機符合了直升機的要求。為克服扭矩問題,直升機早期的方案大多是多旋翼式,靠旋翼彼此反轉來解決配平問題,方案的多樣性表明了探索階段的技術不成熟性。經過多年實踐,只有縱列式和共軸雙旋翼式保留了下來,至今仍在應用。雙槳橫列式方案未在直升機家族中延續,但在傾轉旋翼/機翼式垂直起落飛行器中得到了繼承和發展。俄國人尤利耶夫另闢捷徑,提出了利用尾槳來配平旋翼反扭矩的設計方案並於1912年製造出了試驗機。這種單旋翼帶尾槳式直升機成為至今最流行的形式,佔到世界直升機總數的95%以上。最常見的方法是採用單旋翼+尾槳布局,有縱列雙旋翼、橫列雙旋翼和共軸雙旋翼的布局形式。克服扭矩問題,最常見的方法是採用單旋翼+尾槳布局,有縱列雙旋翼、橫列雙旋翼和共軸雙旋翼的布局形式。 至於飛行控制問題,通常的做法是在旋翼槳轂上設置揮舞鉸,以及旋翼槳葉變距機構。至於飛行控制問題,通常的做法是在旋翼槳轂上設置揮舞鉸,以及旋翼槳葉變距機構。 在這個過程中, 旋翼技術的第一次突破,西班牙人胡安•切爾瓦(Ciervao)功不可沒,他最早他為了創造「不失速」的飛機以解決固定翼飛機的安全問題,採用自轉旋翼代替機翼,發明了旋翼機。在其發明的「自轉旋翼機」上安裝揮舞鉸和周期變距,從而使旋翼能在垂直飛行和前進飛行中產生穩定的升力,又能產生俯仰和滾轉操縱力矩。對直升機技術的成熟和發展,產生了重要的影響,為直升機的誕生提供了另一個重要條件。1907年8月,法國人保羅•科爾尼研製出一架全尺寸載人直升機,並在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為「人類第一架直升機」。這架名為「飛行自行車」的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米,完成了垂直升空,而且還連續飛行了20秒鍾,實現了自由飛行。保羅科爾尼研製的直升機帶兩副旋翼,主結構為一根V形鋼管,機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成,並採用鋼索加強,以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一台24馬力的 Antainette 發動機和操作員座椅。機身總長6.20米,重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼,每副旋翼有2片槳葉。1933年, 德國福克公司的福克•沃爾夫設計了一種採用飛機機身、橫列雙旋翼布局的直升機FW-61,這是世界上第一種技術成熟的直升機。1936年,福克公司在對早期直升機進行多方面改進之後,公開展示了FW-61直升機,1年後該機創造了多項世界紀錄。這是一架機身類似固定翼飛機,但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機,它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起,兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的,用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱,通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的,通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置,在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度,以實現飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一台功率140馬力的活塞發動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里,航程200公里,起飛重量953千克。1938年,年輕的德國姑娘漢納•賴奇駕駛一架FW-61在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演,前飛、後飛、懸停、轉彎,第一次向人們展示了直升機特有的魅力。這架直升機被直升機界認為是世界上第一種試飛成功的直升機。1919年,西科爾斯基移居美國, 1928年他加入了美國國籍,並於次年組建了西科斯基飛機公司,西科斯基回到了直升機的研製中。不到3年功夫,他解決了直升機最大的難題——直升機在空中打轉兒的毛病。他巧妙地在機尾裝了一副垂直旋轉的抗反作用力的小型旋翼――尾槳,終於使直升機能飛上了天空。1939年9月14日,西科爾斯基把一架直升機升到空中,高約二三米,平穩地懸停了10秒鍾之久,然後輕巧地降落回地面。這在航空史上是嶄新的一章,他成功地讓世界上第一架真正的直升機——VS-300升空了。經反復試飛,VS-300具有良好的操縱性能,具備了現代直升機的基本特點。1940年底,美國陸軍決定大量購買VS-300的改進型VS-316,軍隊編號為R-4。R-4為雙座機,主族翼直徑11.58米,最大重量1152公斤,使用一台185馬力活塞發動機,巡航速度為109公里/小時,航程為320公里,升限為1524米。它能垂直起降、懸停、前飛、後飛、側飛以及無動力自轉下降等,完全具備了現代直升機的飛行特點。第一架R-4於1942年5月交付美國陸軍使用,以後,西科爾斯基在R-4的基礎上,又發展了R-5和R-6型直升機,使性能更為完善。到30年代末期,在法國、德國、美國和蘇聯都有直升機試飛成功,並迅速改進達到了能夠實用的程度。第二次世界大戰的軍事需要,加速了這一進程,促使直升機發展由探索期進入實用期,直升機開始投入生產線生產。到二戰結束時,德國工廠已生產了30多架直升機,美國交付的以、 R5、 R6直升機已達400多架。R-4嶄露頭角後不久,1946年3月,美國貝爾47直升機獲得第一張商用直升機適航許可證。50年代中期以前,直升機的動力裝置處在活塞式發動機時期,此後就進入了噴氣渦輪軸時期。旋翼材料結構技術也經歷了幾個階段;40年代至50年代為金屬木翼混合結構,50年代中期至60年代中期為金屬結構,60年代中期至70年代中期為玻璃纖維結構,70年代中期以後發展成為新型復合材料結構。在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發展的第一階段,這一時期的典型機種有:美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47;蘇聯的米-4、卡-18;英國的布里斯托爾-171;捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。 貝爾47是美國貝爾直升機公司研製的單發輕型直升機,研製工作開始於1941年,試驗機貝爾30於1943年開始飛行,1945年改名為貝爾47,1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證,這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩定桿,與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁後部有兩個槳葉的全金屬尾槳。卡-18是蘇聯卡莫夫設計局設計的單發雙旋翼共軸式輕型多用途直升機,於1957年年中首次飛行,此後不久投入批生產。採用兩副旋轉方向相反的3槳葉共軸式旋翼,槳葉為木質結構。裝1台275馬力的九缸星形活塞式發動機。機身為鋼管焊接結構,具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內可容納1名駕駛員和3名旅客。採用四輪式起落架,前起落架機輪可以自由轉向。這個階段的直升機具有以下特點:動力源採用活塞式發動機,這種發動機功率小,比功率低(約為1.3千瓦/千克),比容積低(約247.5千克/米3)。採用木質或鋼木混合結構的旋翼槳葉,壽命短,約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型,槳尖為矩形,氣動效率低,旋翼升阻比為6.8左右,旋翼效率通常為0.6。機體結構採用全金屬構架式,空重與總重之比較大,約為0.65。沒有必要的導航設備,只有功能單一的目視飛行儀表,通信設備為電子管設備。動力學性能不佳,最大飛行速度低(約為200千米/小時),振動水平在0.25g左右,雜訊水平約為110分貝,乘坐舒適性差。20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發展的第二階段。這個階段的典型機種有:美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1,蘇聯的米-6、米-8、米-24,法國的SA321「超黃蜂」等。這個時期開始出現專用武裝直升機,如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。這個階段的直升機具有以下特點:動力源開始採用第一代渦輪軸發動機。渦輪軸發動機產生的功率比活塞式發動機大得多,使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發動機的比功率約為3.62千瓦/千克,比容積為294.9千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質和鋼木混合結構發展成全金屬槳葉,壽命達到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的,槳尖簡單尖削與後掠,氣動效率有所提高,旋翼升阻比達到7.3,旋翼效率提高到0.6。機體結構為全金屬薄壁結構,空重與總重之比降低到0.5附近。已採用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化,以減小氣動阻力。直升機座艙開始採用縱列式布置,使機身變窄。性能明顯改善,最大飛行速度達到200~250千米/小時,振動水平降低到0.15g左右,雜訊水平為100分貝,乘坐舒適性有所改善。 20世紀70年代至80年代是直升機發展的第三階段,典型機種有:美國的S-70/UH-60「黑鷹」、S-76、AH-64「阿帕奇」,蘇聯的卡-50、米-28,法國的SA365「海豚」,義大利的A129「貓鼬」等。在這一階段,出現了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題,這時也設計製造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研製專用武裝直升機,促進了直升機技術的發展。這個階段的直升機具有以下特點:渦輪軸發動機發展到第二代,改用了自由渦軸結構,因此具有較好的轉速控制特徵,改善了起動性能,但加速性能沒有定軸結構的好。發動機的重量和體積有所減小,壽命和可靠性均有提高。典型的發動機耗油率為0.36千克/千瓦小時,與活塞式發動機差不多。旋翼槳葉採用復合材料,其壽命比金屬槳葉有大幅度提高,達到3600小時左右。翼型不再借用固定翼飛機的翼型,而是為直升機專門研製的翼型,即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線後掠。槳轂廣泛使用彈性軸承,有的成無鉸式。尾槳已開始採用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達8.5左右,旋翼效率提高到0.7左右。機體次結構也採用復合材料製造,復合材料占機體總重的比例通常為10%左右,直升機的空重/總重比一般為0.5。對於軍用直升機,特別是武裝直升機來說,提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標准MIL-STD-1290,已成為軍用直升機的設計標准。為滿足這些標准,軍用直升機採用了乘員裝甲保護,專門設計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統。電子系統已發展到半集成型。直升機採用大規模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構等。機上的電子設備之間靠一條雙向數字數據匯流排交連,通過這條匯流排可進行信息發射和接收。直升機採用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視系統的使用使直升機具備了夜間飛行能力。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大,導航距離與精度明顯提高,儀表數量有所減少,飛行員工作負荷得到減輕,也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力,從而提高了直升機的整體性能。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4,全機振動水平約為0.1g,雜訊水平低於95分貝,最大飛行速度達到300千米/小時。 20世紀90年代是直升機發展的第四階段,出現了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有:美國的RAH-66和S-92,國際合作的「虎」、NH90和EH101等,稱為第四代直升機。 這個階段的直升機具有以下特點:採用第3代渦軸發動機,這種發動機雖然仍採用自由渦軸結構,但採用了先進的發動機全權數字控制系統及自動監控系統,並與機載計算機管理系統集成在一起,有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時,低於活塞式發動機的耗油率。其代表性的發動機有T800、RTM322和RTM390。槳葉採用碳纖維、凱芙拉等高級復合材料製成,槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多,較突出的有拋物線後掠形和先前掠再後掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應,改善槳葉的氣動載荷分布,降低旋翼的振動和雜訊,提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應用,槳轂殼體及槳葉的連接件採用復合材料,使結構更為緊湊,重量大為降低,阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5,旋翼效率為0.8。這個階段應用了無尾槳反扭矩系統,其優點是具有良好的操縱響應特性、振動小、雜訊低,不需要尾傳動軸和尾減速,使零部件數量大大減小,因而提高了可維護性。復合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始採用復合材料主結構,復合材料的應用比例大幅度上升,通常占機體結構重量的30~50%。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用,直升機電子設備朝著高度集成化方向發展。這一時期的直升機,採用了先進的增穩增控裝置,用電傳、光傳操縱取代了常規的操縱系統,採用先進的捷聯慣導、衛星導航設備及組合導航技術,先進的通訊、識別及信息傳輸設備,先進的目標識別、瞄準、武器發射等火控設備及先進的電子對抗設備,採用了匯流排信息傳輸與數據融合技術,並正向感測器融合方向發展。機上的電子、火控及飛行控制系統等通過多餘度數字數據匯流排交連,實現了信息共享。採用了多功能集成顯示技術,用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表,通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息,利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統監視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。採用這類先進的集成電子設備,大大簡化了直升機座艙布局和儀錶板布置,系統部件得到簡化,重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔,改善了直升機的飛機品質和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6,振動水平降到0.05g,雜訊水平小於90分貝,最大速度可達到350千米/小時。 作為運輸工具,直升機是唯一能夠抵達任何地形區域的飛行平台;作為作業工具,被廣泛用於工業、農業、商業活動中,並在醫療救護、搶險救災、重物起吊、森林滅火、治安巡邏等領域發揮著不可替代的作用。作為運輸工具,直升機是唯一能夠抵達任何地形區域的飛行平台;作為作業工具,被廣泛用於工業、農業、商業活動中,並在醫療救護、搶險救災、重物起吊、森林滅火、治安巡邏等領域發揮著不可替代的作用。 據統計,目前世界上有2萬多架私人,民用直升飛機,擁有和使用直升機的數量多少已經成為衡量一個國家科技、經濟水平的重要標志之一。據統計,目前世界上有2萬多架私人,民用直升飛機,擁有和使用直升機的數量多少已經成為衡量一個國家科技、經濟水平的重要標志之一。
⑸ 直升機的發明者
中國的竹蜻蜓
中國的竹蜻蜓和義大利人達芬奇的直升機草圖,為現代直升機的發明提供了啟示,指出了正確的思維方向,它們被公認是直升機發展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和「中國陀螺」,這是我們祖先的奇特發明。有人認為,中國在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具,一直流傳到現在。
現代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,後面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。於是上下表面之間形成了一個壓力差,便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英網路全書》記載道:這種稱為「中國陀螺」的「直升機玩具」在15世紀中葉,也就是在達芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前,就已經傳入了歐洲。
《簡明不列顛網路全書》第9卷寫道:「直升機是人類最早的飛行設想之一,多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達?芬奇,但現在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。」
義大利達芬奇的畫
義大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想並繪制了草圖。
19世紀末,在義大利的米蘭圖書館發現了達芬奇在1475年畫的一張關於直升機的想像圖。這是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體,看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉,當達到一定轉速時,就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上,拉動鋼絲繩,以改變飛行方向。西方人都說,這是最早的直升機設計藍圖。
人類第一架直升機
1907年8月,法國人保羅?科爾尼研製出一架全尺寸載人直升機,並在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為「人類第一架直升機」。這架名為「飛行自行車」的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米,完成了垂直升空,而且還連續飛行了20秒鍾,實現了自由飛行。
保羅科爾尼研製的直升機帶兩副旋翼,主結構為一根V形鋼管,機身由V形鋼管和6個鋼管構成的星形件組成,並採用鋼索加強,以增加框架結構的剛度。V形框架中部安裝一台24馬力的 Antainette 發動機和操作員座椅。機身總長6.20米,重260千克。V形框架兩端各裝一副直徑為6米的旋翼,每副旋翼有2片槳葉。
[編輯本段]世界上第一種試飛成功的直升機
1938年,年輕的德國姑娘漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認為是世界上第一種試飛成功的直升機。
1936年,德國福克公司在對早期直升機進行多方面改進之後,公開展示了自己製造的FW-61直升機,1年後該機創造了多項世界紀錄。這是一架機身類似固定翼飛機,但沒有固定機翼的大型雙旋翼橫列式直升機,它的兩副旋翼用兩組粗大的金屬架分別向右上方和左上方支起,兩副旋翼水平安裝在支架頂部。槳葉平面形狀是尖削的,用揮舞鉸和擺振鉸連接到槳轂上。用自動傾斜器使旋翼旋轉平面傾斜進行縱向操縱,通過兩副旋翼朝不同方向傾斜實現偏航操縱。旋翼槳葉總距是固定不變的,通過改變旋翼轉速來改變旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼來增加穩定性。FW61旋翼轂上裝有周期變距裝置,在旋翼旋轉過程中可改變槳葉槳距。還有一根可變動槳距的操縱桿來改變旋翼面的傾斜度,以實現飛行方向控制。FW61就是靠這套周期變距裝置和操縱桿保證了它的機動飛行。該機旋翼直徑7米。動力裝置是一台功率140馬力的活塞發動機。這是世界上第一架具有正常操縱性的直升機。該機時速100~120公里,航程200公里,起飛重量953千克。
⑹ 直升機的發展起源於什麼
直升機的發展起源於中國的竹蜻蜓:兩片削成厚薄不勻的竹片裝在一根木棍上,雙手一搓,竹片利用慣性和氣壓作動力便可飛上天空去。我們是把竹蜻蜓當玩具,並沒有再往前跨一步。歐洲卻在「竹蜻蜓原理」上摸索,造出了直升機。
德國人在1936年造出了用發動機驅動的直升機,可以持續航行2小時20分鍾,高度可達三四百米,還能作懸停、360度轉彎、前飛、後飛、側飛等復雜動作。
1936年,美籍俄羅斯人研製成功了第一架軍用直升機。3年後,成批在美國陸軍中服役。
還是德國人首先在直升機上安裝機槍,在1944年用於戰斗。這就有了武裝直升機。
現在軍用直升機已經自成一個家族,它們有反坦克直升機、火力支援直升機、殲擊直升機、反艦直升機、反潛直升機、海陸兩用直升機等等,這是專用類型的。還有多用類型的,除去攻擊,還可以作運輸、空降、救護等用途。
⑺ 直升機的發展歷程是什麼
中國的竹蜻蜓和義大利人達?芬奇的直升機草圖,為現代直升機的發明提供了啟示,指出了正確的思維方向,它們被公認是直升機發展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和「中國陀螺」,這是我們祖先的奇特發明。有人認為,中國在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具,一直流傳到現在。
現代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。
竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,後面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。於是上下表面之間形成了一個壓力差,便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
《大英網路全書》記載道:這種稱為「中國陀螺」的「直升機玩具」在15世紀中葉,也就是在達芬奇繪制帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前,就已經傳入了歐洲。
《簡明不列顛網路全書》第9卷寫道:「直升機是人類最早的飛行設想之一,多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達?芬奇,但現在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。」
義大利達芬奇的畫
義大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想並繪制了草圖。
19世紀末,在義大利的米蘭圖書館發現了達芬奇在1475年畫的一張關於直升機的想像圖。這是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體,看上去好像一個巨大的螺絲釘。
它以彈簧為動力旋轉,當達到一定轉速時,就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上,拉動鋼絲繩,以改變飛行方向。西方人都說,這是最早的直升機設計藍圖。早期的直升機
在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發展的第一階段,這一時期的典型機種有:美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47;蘇聯的米-4、卡-18;英國的布里斯托爾-171;捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。
貝爾47是美國貝爾直升機公司研製的單發輕型直升機,研製工作開始於1941年,試驗機貝爾30於1943年開始飛行,1945年改名為貝爾47,1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證,這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。
該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩定桿,與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁後部有兩個槳葉的全金屬尾槳。
卡-18是蘇聯卡莫夫設計局設計的單發雙旋翼共軸式輕型多用途直升機,於1957年年中首次飛行,此後不久投入批生產。採用兩副旋轉方向相反的3槳葉共軸式旋翼,槳葉為木質結構。
裝一台275馬力的九缸星形活塞式發動機。機身為鋼管焊接結構,具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內可容納1名駕駛員和3名旅客。採用四輪式起落架,前起落架機輪可以自由轉向。
這個階段的直升機具有以下特點:動力源採用活塞式發動機,這種發動機功率小,比功率低(約為1.3千瓦/千克),比容積低(約247.5千克/米3)。採用木質或鋼木混合結構的旋翼槳葉,壽命短,約為600飛行小時。
槳葉翼型為對稱翼型,槳尖為矩形,氣動效率低,旋翼升阻比為6.8左右,旋翼效率通常為0.6。機體結構採用全金屬構架式,空重與總重之比較大,約為0.65。
沒有必要的導航設備,只有功能單一的目視飛行儀表,通信設備為電子管設備。動力學性能不佳,最大飛行速度低(約為200千米/小時),振動水平在0.25g左右,雜訊水平約為110分貝,乘坐舒適性差。
⑻ 直升機是根據蜻蜓發明的
中國的竹蜻蜓和義大利人達芬奇的直升機草圖,為現代直升機的回發明提供了啟示,答指出了正確的思維方向,它們被公認是直升機發展史的起點。
竹蜻蜓又叫飛螺旋和「中國陀螺」,這是我們祖先的奇特發明。有人認為,中國在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具,一直流傳到如今。
現代直升機盡管比竹蜻蜓復雜千萬倍,但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒,帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍,後面尖銳,上表面比較圓拱,下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時,其流速快而壓力小;當氣流經過平直的下表面時,其流速慢而壓力大。於是上下表面之間形成了一個壓力差,便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時,竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。
⑼ 直升機是誰發明的
晴蜓是昆蟲類的動物中,可說是飛行冠軍。受它的啟示,人們開始幻想造出一種不需跑道,直接從地面升起的飛機。
萊特兄弟第一個造出一種直升飛機模型。1907 年,世界上第一架像晴蜓一樣的直升飛機由法國工種師伯雷格和黎歇才研製成功。這架直升飛機沒有翅膀,機身兩旁各有一條長長的機臂,每一機臂頭上有兩副能在水平方向上旋轉的四葉螺旋槳;當四副螺旋槳轉時,直升機就可從地面上垂直升起。在試飛時發現飛機振動厲害,安全性能差。人們通過試驗後發現,直升機的關鍵是要設計出一種最理想的旋翼傳動機構。
對此,發明家們用了幾十年的時間,直到1930年,德國的福克教授經過反復試驗,終於設計出了一種理想的旋翼和機械傳動裝置,試飛時駕駛員不用為自己的安全擔心了,飛機平衡地在天空進行了飛行。2年後,美國工程師西柯斯基設計出一種更為實用的直升機,西柯斯基駕駛著它作了成功的表演。又過了不到一年的時間,前蘇聯工程師布拉圖欣也獨自設計製造出一架名為「歐米加號」的直升機。從此,直升機成為空中交通的重要工具。它被廣泛運用於軍事、大地測量、森林防火,農業上施肥撒葯、海上救援等許多領域。隨著科學技術的不斷發展,直升飛機也在不斷改進,性能更好。