直升机的工作原理

现代直升机，就像任何复杂的机器一样，是无数发明家创新的积累工程师．其中一些修改在不改变飞机整体外观的情况下显著提高了性能。例如，亚瑟·杨的稳定杆看起来很小，与直升机的大体结构相比微不足道，但它彻底改变了垂直升力飞行。其他的创新则不那么微妙，似乎给直升机带来了彻底的改造。让我们来看看一些变化。

一个重要的进步是无尾转子，或NOTAR，直升机．如你所知，垂直上升飞行是不可能没有尾桨来抵消转矩由主转子产生。不幸的是，小得多的尾桨会产生很多噪音，而且经常很容易损坏。NOTAR直升机解决了这两个问题。它的工作原理是这样的:机身后部的一个大风扇将主旋翼的废气吹向尾臂。沿着尾臂一侧和尾臂末端的槽允许空气逸出。这就产生了一个侧向力，抵消了主转子的扭矩。改变从后插槽排出的空气量提供额外的方向控制。

一些直升机开始接收第二个发动机，如果主机故障，它可以操作主旋翼。例如，UH-60黑鹰美国陆军的主力直升机采用了这种设计改进。任何一个引擎都可以保持飞机它可以独立运行，使飞行员能够在紧急情况下安全着陆。

科学家们还摆弄了主旋翼组件，试图简化直升机最复杂的部件之一。在20世纪90年代末，研究人员开发了一种固态自适应转子系统结合压电片。一个压电材料是一种分子在电场作用下弯曲和扭转的分子。在转子组件中，压电片-而不是机械连杆-扭曲叶片根部的部分，从而在叶片旋转时改变叶片的节距。这消除了转子轮毂中的部件，减少了机械故障的机会。

小型无人驾驶四轴飞行器无人机(俗称无人机)的受欢迎程度也大幅上升。与典型的双旋翼设计不同，四轴飞行器使用四个或更多相同大小的电动旋翼，既提供推力又提供稳定性。飞机的操作是通过地面远程控制完成的，一些先进的系统也将具有一定程度的自动化控制。由于其小巧的尺寸，无人机可以比全尺寸飞机更便宜、更安全地飞行，特别是在狭小的空间里。四轴飞行器已广泛应用于监视、搜索和救援，以及电影。很有可能，你今年看过的电影中至少有一个航拍镜头通过无人机捕获．

最后，值得一提的是那些奇怪的机器，被称为tiltrotors，它集直升机和飞机的优点于一身。倾转旋翼机像直升机一样起飞，它的两个主旋翼是直立的。但当它在空中飞行时，飞行员可以将旋翼前倾90度，使机器像传统的涡轮螺旋桨飞机一样飞行。V-22鱼鹰就是这样操作的。能像直升机一样盘旋和起飞的有翼飞机，统称为垂直起降(垂直起落)飞机。

这些创新都没有让直升机看起来不那么荒谬。有些，比如倾转旋翼，只会增加飞机尴尬的视觉外观。所有这些都让我们回到哈里·里森纳1971年的评论直升机:

里森纳先生可能是对的，但直升机独特的设计和配置并没有减少它的影响。它已经成为当今世界上用途最广泛的飞机之一。

最初发表于2011年4月1日

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