一、旋翼機的工作原理

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旋翼機和直升機簡直一(yi)(yi)模一(yi)(yi)樣(yang)：它們(men)頭頂都有一(yi)(yi)副大直徑的旋翼(yi)，在飛行中依(yi)靠(kao)旋翼(yi)的旋轉產生升力。但是除去這(zhe)些(xie)表面上的一(yi)(yi)致性，旋翼(yi)機(ji)和直升機(ji)卻是兩種完全不同的飛行器。

旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)實際上是一(yi)(yi)種介于直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)和(he)飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)之間的(de)(de)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)器，它除去旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)外，還帶(dai)有一(yi)(yi)副垂直(zhi)(zhi)放(fang)置(zhi)的(de)(de)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)以提供(gong)前進的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)，一(yi)(yi)般也(ye)裝(zhuang)有較小(xiao)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)在飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)中提供(gong)部分升(sheng)(sheng)力(li)(li)(li)(li)。旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)與直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)最(zui)大(da)區別是，旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)不與發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)傳動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)統相連，發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)不是以驅動(dong)(dong)(dong)(dong)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)為(wei)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)提供(gong)升(sheng)(sheng)力(li)(li)(li)(li)，而是在旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)的(de)(de)過程中，由(you)前方氣流吹動(dong)(dong)(dong)(dong)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)產(chan)生(sheng)升(sheng)(sheng)力(li)(li)(li)(li)，象(xiang)一(yi)(yi)只風車，旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)系(xi)(xi)統僅在起動(dong)(dong)(dong)(dong)時由(you)自(zi)身動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)驅動(dong)(dong)(dong)(dong)，稱之為(wei)預旋(xuan)(xuan)(xuan)，起飛(fei)(fei)(fei)之后靠空氣作用力(li)(li)(li)(li)驅動(dong)(dong)(dong)(dong);而直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)與發動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)傳動(dong)(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)統相連，既能產(chan)生(sheng)升(sheng)(sheng)力(li)(li)(li)(li)，又能提供(gong)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)，象(xiang)一(yi)(yi)臺(tai)電(dian)風扇。由(you)于旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)為(wei)自(zi)轉(zhuan)式，傳遞到機(ji)(ji)(ji)身上的(de)(de)扭矩很小(xiao)，因此旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)無需像(xiang)單旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)(yi)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)那樣(yang)的(de)(de)尾槳(jiang)，但(dan)是一(yi)(yi)般裝(zhuang)有尾翼(yi)(yi)(yi)(yi)，以控制飛(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)。

在飛行(xing)中，旋(xuan)翼機同直(zhi)(zhi)升機最(zui)明顯的分別為直(zhi)(zhi)升機的旋(xuan)翼面向前傾斜，而(er)旋(xuan)翼機的旋(xuan)翼則是向后傾斜的。

需要說明的(de)是，有的(de)旋(xuan)翼(yi)機在起飛時，旋(xuan)翼(yi)也(ye)可通過“離(li)合器”同(tong)發動(dong)(dong)機連(lian)系，靠發動(dong)(dong)機帶動(dong)(dong)旋(xuan)轉而產生舉力。這樣可以縮短起飛滑跑距(ju)離(li)，幾(ji)乎以陡直(zhi)地向上(shang)爬(pa)升，但還不能垂直(zhi)上(shang)升，也(ye)不能在空(kong)中不動(dong)(dong)(即“懸停”)。等升空(kong)后再松開離(li)合器隨(sui)旋(xuan)翼(yi)在空(kong)中自由(you)旋(xuan)轉。

旋翼機飛行時，升力主要(yao)由旋翼產(chan)生，固(gu)定機翼僅提供部分升力。有(you)的(de)旋翼機甚至沒有(you)固(gu)定機翼，全部升力都靠旋翼產(chan)生。

由于旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)動(dong)(dong)力是由旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)前(qian)(qian)進而獲得。萬一發動(dong)(dong)機(ji)在空中停車(che)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)不轉(zhuan)(zhuan)了(le)，此時旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)因為(wei)具有(you)(you)慣性(xing)繼續維持前(qian)(qian)飛的(de)(de)狀態，并由于重力和空氣(qi)阻力逐漸減低速度和高(gao)度，就(jiu)(jiu)在這高(gao)度下降(jiang)(jiang)的(de)(de)同時，也(ye)就(jiu)(jiu)有(you)(you)了(le)自(zi)下而上的(de)(de)相(xiang)對氣(qi)流(liu)，旋(xuan)(xuan)(xuan)翼就(jiu)(jiu)能(neng)可(ke)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)提供升(sheng)力。這樣，旋(xuan)(xuan)(xuan)冀機(ji)便可(ke)憑飛行員(yuan)(yuan)的(de)(de)操縱安全地(di)滑翔降(jiang)(jiang)落(luo)。即(ji)使在飛行員(yuan)(yuan)不能(neng)操縱，旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)失(shi)去(qu)控制的(de)(de)特殊情(qing)況下，也(ye)會像降(jiang)(jiang)落(luo)傘一樣的(de)(de)降(jiang)(jiang)落(luo)，雖(sui)然也(ye)是粗暴著陸，但不會出現類似秤陀落(luo)地(di)的(de)(de)情(qing)況。

直升機(ji)(ji)也是具(ju)備自轉(zhuan)下沿安全(quan)(quan)著陸能力的。但它的旋冀(ji)需要(yao)從(cong)有動(dong)力狀(zhuang)態(tai)過(guo)渡到自轉(zhuan)狀(zhuang)態(tai)，這(zhe)個過(guo)渡要(yao)損失一定高度。如(ru)果飛(fei)行(xing)高度不夠，那么直升機(ji)(ji)就(jiu)可能來不及過(guo)渡而觸地。旋翼(yi)機(ji)(ji)本身就(jiu)是在自轉(zhuan)狀(zhuang)態(tai)下飛(fei)行(xing)的，不需要(yao)進行(xing)過(guo)渡，所以也就(jiu)沒行(xing)這(zhe)種為安全(quan)(quan)轉(zhuan)換所需的高度約束。

二、旋翼機的起飛方式

一(yi)(yi)類(lei)是(shi)需要滑跑(pao)起(qi)(qi)飛的(de)(de)(de)(de)，這種(zhong)(zhong)比(bi)較簡(jian)單(dan)，大量的(de)(de)(de)(de)是(shi)這一(yi)(yi)類(lei)。另-類(lei)是(shi)可(ke)垂直(zhi)起(qi)(qi)飛的(de)(de)(de)(de)，其起(qi)(qi)飛方(fang)法有(you)三種(zhong)(zhong)：一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)是(shi)帶動力驅(qu)動它(ta)的(de)(de)(de)(de)旋(xuan)翼；第二(er)種(zhong)(zhong)是(shi)用(yong)預轉(zhuan)旋(xuan)翼并使其達到(dao)正常飛行(xing)轉(zhuan)速的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)定倍(bei)數(shu)，然(ran)后突(tu)然(ran)脫開離合器，同時使旋(xuan)翼槳葉變(bian)距而得到(dao)較大的(de)(de)(de)(de)升力跳躍起(qi)(qi)飛；第三種(zhong)(zhong)則是(shi)由旋(xuan)翼翼尖小火(huo)箭驅(qu)動旋(xuan)翼旋(xuan)轉(zhuan)而提(ti)供升力來(lai)實現(xian)垂直(zhi)起(qi)(qi)飛這種(zhong)(zhong)垂直(zhi)起(qi)(qi)飛的(de)(de)(de)(de)過(guo)程，一(yi)(yi)般都是(shi)由自(zi)動程序控(kong)制(zhi)來(lai)完(wan)成的(de)(de)(de)(de)，而且它(ta)有(you)較高的(de)(de)(de)(de)性能(neng)，但價格比(bi)較便宜。

由于(yu)旋翼(yi)機沒有(you)尾梁(liang)、沒有(you)尾傳動(dong)系統及減速器自動(dong)傾斜器，絕大(da)部分旋翼(yi)機也(ye)沒有(you)主(zhu)旋翼(yi)傳動(dong)系統、主(zhu)減速器等，結構簡(jian)(jian)單(dan)，所以不僅價格低(di)(di)，而且故(gu)障率也(ye)低(di)(di)。此(ci)外(wai)使用維護(hu)簡(jian)(jian)單(dan)方便。所需費用也(ye)低(di)(di)。

旋翼(yi)機(ji)雖然(ran)古(gu)老，但它也(ye)是一(yi)種(zhong)正在蓬(peng)勃發展(zhan)的年輕飛行器，其好用(yong)、安全、便利的特點，使(shi)其在未(wei)來(lai)的航空器家族中仍將占有(you)一(yi)席之地。

三、旋翼機的布局與部件

旋(xuan)翼(yi)機的最基(ji)本的部(bu)件是機身、發動(dong)機、旋(xuan)翼(yi)系(xi)統、螺(luo)旋(xuan)槳、尾(wei)面以(yi)及(ji)起落架。為了改善(shan)性(xing)能，如提高飛(fei)行(xing)速度等，還可(ke)以(yi)選擇(ze)機翼(yi)等部(bu)件。

機(ji)身(shen)是所(suo)有(you)其他部件的連接(jie)件，結構可以是焊接(jie)管(guan)、金屬片、復合材(cai)料、單管(guan)栓(shuan)接(jie)或(huo)混(hun)合結構方式，最大(da)強度重量(liang)比的機(ji)身(shen)是碳(tan)纖維材(cai)料或(huo)焊接(jie)管(guan)結構。發動機(ji)在(zai)飛行(xing)中提供(gong)獨立于(yu)旋(xuan)翼(yi)系統的前(qian)飛動力，在(zai)地面(mian)則(ze)可以提供(gong)旋(xuan)翼(yi)槳(jiang)葉預轉的動力。

隨著旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機的(de)發(fa)展，可用(yong)(yong)于旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機的(de)發(fa)動(dong)(dong)機種類也越(yue)來越(yue)多。車用(yong)(yong)、船用(yong)(yong)、航空發(fa)動(dong)(dong)機都可以用(yong)(yong)于以娛樂、體育(yu)愛好為(wei)目的(de)研制的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機，而(er)需(xu)要取得適航證的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機必(bi)須安(an)裝權威(wei)管理機構認證的(de)發(fa)動(dong)(dong)機。發(fa)動(dong)(dong)機可以是(shi)(shi)活塞式(shi)(shi)(shi)也可以是(shi)(shi)渦輪式(shi)(shi)(shi)。旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)系(xi)統(tong)主(zhu)要給(gei)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機提供升力和操(cao)縱，常(chang)用(yong)(yong)的(de)是(shi)(shi)全鉸接式(shi)(shi)(shi)、半剛性蹺蹺板式(shi)(shi)(shi)。因不需(xu)反扭矩裝置(zhi)，現代旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)機的(de)主(zhu)要型式(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)單一的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)。

目前(qian)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)慣(guan)用(yong)2片或3片槳(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)，廣泛應用(yong)于直升機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)負扭(niu)度槳(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)對(dui)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)來講，并沒有(you)(you)多大(da)優勢，所以(yi)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)上常用(yong)無扭(niu)轉或正扭(niu)轉槳(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)。個人(ren)自制的(de)(de)小型旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)常常使用(yong)可(ke)以(yi)連(lian)同槳(jiang)(jiang)(jiang)轂槳(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)一(yi)起扳動傾轉的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)系(xi)(xi)統，也(ye)可(ke)以(yi)使用(yong)帶總距操縱來改(gai)變旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)槳(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)俯仰角的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)系(xi)(xi)統。如果槳(jiang)(jiang)(jiang)葉(xie)帶總距操縱且具有(you)(you)足夠的(de)(de)慣(guan)量，旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)跳(tiao)飛就(jiu)有(you)(you)可(ke)能實現。旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)可(ke)以(yi)是拉(la)進(jin)(jin)式也(ye)可(ke)以(yi)是推(tui)進(jin)(jin)式，也(ye)就(jiu)是說，螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)可(ke)以(yi)安裝在機(ji)(ji)(ji)身頭部，也(ye)可(ke)以(yi)安裝在尾部。早期的(de)(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)機(ji)(ji)(ji)是由螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)拉(la)進(jin)(jin)式固(gu)定翼(yi)(yi)(yi)飛機(ji)(ji)(ji)改(gai)裝而(er)成，用(yong)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)替代固(gu)定翼(yi)(yi)(yi)。機(ji)(ji)(ji)翼(yi)(yi)(yi)或者固(gu)定機(ji)(ji)(ji)翼(yi)(yi)(yi)與旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)翼(yi)(yi)(yi)復合(he)使用(yong)。推(tui)進(jin)(jin)式布局(ju)避免了方向舵和平(ping)尾位于螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)滑流中(zhong)(zhong)(zhong)，具有(you)(you)更好的(de)(de)操縱性，飛行員也(ye)有(you)(you)更好的(de)(de)視(shi)野。但是在總體(ti)設計中(zhong)(zhong)(zhong)應該(gai)充分(fen)考慮推(tui)進(jin)(jin)式布局(ju)中(zhong)(zhong)(zhong)，由于受機(ji)(ji)(ji)身影響，螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)槳(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)工作(zuo)效(xiao)率(lv)有(you)(you)所降低。

和(he)定翼飛機(ji)(ji)(ji)一(yi)樣，旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)(ji)(ji)尾平面(mian)包(bao)括垂尾和(he)平尾，提(ti)供俯(fu)仰和(he)偏(pian)航(hang)(hang)軸(zhou)向的(de)穩(wen)定和(he)操縱。有一(yi)些旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)(ji)(ji)，特別(bie)是封閉式(shi)駕駛(shi)艙的(de)旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)(ji)(ji)，航(hang)(hang)向穩(wen)定性很低(di)，為了補償航(hang)(hang)向穩(wen)定性，安裝垂尾是必要的(de)。由于垂尾面(mian)積(ji)受旋(xuan)(xuan)(xuan)翼槳葉(xie)傾(qing)轉邊界和(he)著陸俯(fu)仰角(jiao)度的(de)限制，所以(yi)許多旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)(ji)(ji)設計(ji)安裝了多片垂直(zhi)安定面(mian)和(he)方向舵。如果采用推(tui)進(jin)式(shi)螺旋(xuan)(xuan)(xuan)槳布(bu)局，處于螺旋(xuan)(xuan)(xuan)槳滑流(liu)中(zhong)的(de)平尾和(he)垂尾利用效率會更高(gao)，特別(bie)是在旋(xuan)(xuan)(xuan)翼機(ji)(ji)(ji)起飛和(he)著陸飛行速度比較低(di)的(de)時(shi)候。