直升机工作原理

直升机飞行原理涉及空气动力学、飞行力学、机械结构等多方面的知识。本文仅供感兴趣的朋友“走马观花” ，初步了解直升机飞行的一些基本原理。
拉力的产生
当直升机停在地面上时，旋翼的叶片会因自身重量而自然下垂。直升机飞行时，旋翼不断转动，空气流过桨叶上表面，流管变窄，流速加快，压力降低；当空气流过叶片的下表面时，流管变得更厚，流速减慢，压力增加。这样，在叶片的上表面和下表面之间形成压力差，并且在叶片上产生向上的拉力。张力的大小受许多方面的影响，如叶片和气流之间的角度、空气密度、机翼的大小和形状以及叶片和气流之间的相对速度。叶片拉力之和即为转子拉力。
直升机飞行时，旋翼的叶片会形成一个有一定锥度、底部朝上的大锥体，称为旋翼锥体。转子的拉力垂直于转子锥体的底部。向上拉力大于直升机自重时，直升机上升，小于直升机自重时，直升机下降，刚好相等，直升机悬停。
通过控制旋翼锥体向前、后、左、右方向的倾斜，可以改变旋翼拉力的方向，使直升机可以朝不同的方向飞行。
“恼人”的反作用力
牛顿第三定律告诉我们“两个相互作用的物体之间的作用力和反作用力总是大小相等方向相反，作用在同一条直线上” 。因此，当直升机驱动旋翼旋转时，旋翼必然会对直升机产生反作用力矩。如果只有一个旋翼，不采取其他措施，直升机机身会不由自主地旋转。
为此，设计者想了很多办法来控制反力矩，比如按照并排、前后柱、上下同轴、相交的布局，安装两个大小相同、旋转方向相反的转子来抵消彼此的反力矩。比如利用射流引射器与主旋翼下洗气流的良好相互作用来抵消反作用力矩，但比较简单的方法是在尾部安装一个垂直旋转的小旋翼，称为尾旋翼，通过或“拉”或。本文指的是这种单旋翼、尾桨直升机，除了特别说明。
通过控制尾桨的“拉力”或“推力” ，可以使直升机偏转，从而实现直升机的转弯。
桨叶挥舞
当转子旋转时，它做圆周运动。由于半径的原因，叶尖的线速度很高，而靠近叶片中心的根部线速度很小，甚至几乎为零。因此，单个叶片上产生的升力在地方都不相同。比较大升力产生在叶尖附近，而根部附近只产生很小的升力。
【直升机工作原理】此外，当直升机向前运动时，旋翼内前桨叶(桨叶向机头旋转)的相对气流速度高于后桨叶(桨叶向机尾旋转) ，其产生的升力也大于后桨叶，导致两侧升力不均匀。
如果叶片与轮毂刚性连接，一方面，叶片上不均匀的升力会使叶片强烈扭转，不仅会加速叶片材料的疲劳，还容易引起振动；另一方面，旋翼两侧不均匀的升力会使机身向一侧滚动失去平衡。为了解决这些问题，设计者设计了一个铰链装置来连接叶片和轮毂，即“挥舞铰”.
“拍动铰链” ，又称“水平对比法” ，是在叶片根部设置一个水平轴孔，通过螺栓与轮毂连接。这种连接方式允许刀片在一定范围内摆动。这样，叶片向前运动时，由于升力的增加，自然向上摆动，实际运动方向不是水平，而是斜向上。由于这种运动，叶片的实际迎角也减小，升力减小。铲刀后退时，升力不足，自然下降。这种旋转和下落的运动使得叶片的实际迎角增加，升力增加。同时，由于离心力的存在，叶片会自然拉直，所以在升力的作用下不会无限上升或下降，也就是说叶片的挥舞幅度不是无限的。同时，设计师也在机械结构上采取了相应的措施，保证叶片不会因无限挥舞而与机身发生碰撞。