直升机发展史

中国的竹蜻蜓 中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图，为古代直升机的创造供给了启发，指出了切确的思想标的方针，它们被公认是直升机成长史的解缆点。 竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”，这是我们祖先的奇怪创造。有人感触，中国在公元前400年就有了竹蜻蜓，此外一种斗劲守旧的估计是在明朝(公元1400年摆布)。这类叫竹蜻蜓的民间玩具，一贯流传到此刻。 古代直升机当然比竹蜻蜓复杂万万倍，但其遨游事理却与竹蜻蜓有近似的处所。古代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片，旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿，带动旋翼的筹谋机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。竹蜻蜓的叶片前面圆钝，后面尖锐，上概况斗劲圆拱，下概况斗劲平直。当气流经过圆拱的上概况时，其流速快而压力小；当气流经过平直的下概况时，其流速慢而压力大。因而高低概况之间组成了一个压力差，便产生了向上的升力。当升力大于它本人的分量时，竹蜻蜓就会腾空而起。直升机旋翼产生升力的事理与竹蜻蜓是不异的。 大英百科全书记实道：这类称为“中国陀螺”的“直升机玩具”在15世纪中叶，也就是在达芬奇绘制带螺丝旋翼的直升机设计图之前，就已经传入了欧洲。扼要不列颠百科全书第9卷写道：“直升机是人类最早的遨游假想之一，多年来人们一贯信任最早提出这一想法的是达芬奇，但此刻都知道，中国人比中世纪的欧洲人更早做出了直升机玩具。”达芬奇的画 意大利人达芬奇在1483年提出了直升机的假想并绘制了草图19世纪末，在乎大利的米兰图书馆创造了达芬奇在1475年画的一张对于达芬奇的直升机的想象图。这是一个用上浆亚夏布制成的重大螺旋体，看上去好像一个重大的螺丝钉。这类飞机械由四小我独霸，在达芬奇时代风行的转变玩具可能激起了这位大创造家的设计灵感，他倡议以转变一绕垂直轴的螺旋面来达到垂直的遨游。它以弹簧为动力转变，当达到必定转速时，就会把机体带到高空。驾驶员站在底盘上，拉动钢丝绳，以转变遨游标的方针。事实上，达芬奇称本人的创造也只是供给一个直升动力，而不是真正能工作的飞机。西方人都说，这是最早的直升机设计蓝图。 当然古代科学家感触达芬奇设计的“直升机”可能永远不会腾飞，但这一设计摹拟还是是达芬奇最驰名的创造之一。直到今天，人们还将达芬奇视为双旋翼直升机概念的鼻祖。 初期 在20世纪40年月至50年月中期是合用型直升机成长的第一阶段，这一时代的范例机种有：美国的S-51、S-55/H-19、贝尔47；苏联的米-4、卡-18；英国的布里斯托尔-171；捷克的HC-2等。这一时代的直升机可称为第一代直升机。贝尔47是美国贝尔直升机公司研制的单发轻型直升机，研制工作初步于1941年，尝试机贝尔30于1943岁首步遨游，1945年更名为贝尔47，1946年3月8日获得美国民用航空署(CAA)的适航证，这是世界上第一架获得适航证的民用直升机。该机是单旋翼带尾桨式结构、两叶桨叶的跷跷板式旋翼。旋翼下面有不变杆，与桨叶呈直角。通俗的主动倾斜器可进行总距和周期变距独霸。尾梁后部有两个桨叶的全金属尾桨。卡-18是苏联卡莫夫设计局设计的单发双旋翼共轴式轻型多用处直升机，于1957年年中初度遨游，尔后不久投入批生产。采用两副转变标的方针相反的3桨叶共轴式旋翼，桨叶为木质结构。装1台275马力的九缸星形活塞式筹谋机。机身为钢管焊接结构，存在轻金属蒙皮和硬壳式尾梁。座舱内可包容1名驾驶员和3名乘客。采用四轮式升降架，前升降架机轮可以自由转向。这个阶段的直升机存在以下特点：动力源采用活塞式筹谋机，这类筹谋机功率小，比功率低(约为1.3千瓦/公斤)，比容积低(约247.5公斤/米3)。采用木质或钢木同化结构的旋翼桨叶，寿命短，约为600遨游小时。桨叶翼型为对称翼型，桨尖为矩形，气动效率低，旋翼升阻比为6.8摆布，旋翼效率凡是为0.6。机体结构采用全金属构架式，空重与总重之斗劲大，约为0.65。没有需要的导航设备，只有功效单一的目视遨游仪表，通信设备为电子管设备。动力学性能欠安，最大遨游速度低(约为200千米/小时)，振动程度在0.25g摆布，噪声程度约为110分贝，乘坐舒适性较差。中期 20世纪50年月中期至60年月末是合用型直升机成长的第二阶段。这个阶段的范例机种有：美国的S-61、贝尔209/AH-1、贝尔204/UH-1，苏联的米-6、米-8、米-24，法国的SA321“超黄蜂”等。这个时代初步闪现专用武装直升机，如AH-1和米-24。这些直升机称为称为第二代直升机。这个阶段的直升机存在以下特点：动力源初步采用第一代涡轮轴筹谋机。涡轮轴筹谋机产生的功率比活塞式筹谋机大很多，使直升机性能获得很猛前进。第一代涡轮轴筹谋机的比功率约为3.62千瓦/公斤，比容积为294.9千瓦/米3摆布。直升机旋翼桨叶由木质和钢木同化结组成长玉成金属桨叶，寿命达到1200遨游小时。桨叶翼型为非对称的，桨尖简略尖削与后掠，气动效率有所前进，旋翼升阻比达到7.3，旋翼效率前进到0.6。机体结构为全金属薄壁结构，空重与总重之比降落到0.5四周。已采用减振的吸能升降架和座椅。机体外形初步考虑流线化，以减吝啬动阻力。直升机座舱初步采用纵列式安插，使机身变窄。性能较着改良，最大遨游速度达到200250千米/小时，振动程度降落到0.15g摆布，噪声程度为100分贝，乘坐舒适性有所改良。20世纪70年月至80年月是直升机成长的第三阶段，范例机种有：美国的S-70/UH-60“黑鹰”、S-76、AH-64“阿帕奇”，苏联的卡-50、米-28，法国的SA365“海豚”，意大利的A129“猫鼬”等。在这一阶段，闪现了专门的民用直升机。为了深切研究直升机的气动力学和其它问题问题，这时辰也设计制作了专用的直升机研究机(如S-72和贝尔533)。列国竞相研制专用武装直升机，增进了直升机手艺的成长。这个阶段的直升机存在以下特点：涡轮轴筹谋机成长到第二代，改用了自由涡轴结构，是以存在较好的转速节制特点，改良了起动机能，但加速性能没有定轴结构的好。筹谋机的分量和体积有所减小，寿命和靠得住性均有前进。范例的筹谋机耗油率为0.36公斤/千瓦小时，与活塞式筹谋机差未几。旋翼桨叶采用复合材料，其寿命比金属桨叶有大幅度前进，可达到3600小时摆布。翼型不再借用固定翼飞机的翼型，而是为直升机专门研制的翼型，即二维曲线转变翼型。桨尖呈抛物线后掠。桨毂广泛操作弹性轴承，有的成无铰式。尾桨已初步采用效率高又安然的涵道尾桨。旋翼升阻比达8.5摆布，旋翼效率前进到0.7摆布。机体次结构也采用复合材料制作，复合材料占机体总重的比例凡是为10%摆布，直升机的空重/总重比凡是是0.5。对于军用直升机，出格是武装直升机来讲，提出了抗弹击和耐坠毁请求。美军方提出了军用直升机耐毁标准MIL-STD-1290，已成为军用直升机的设计标准。为满足这些标准，军用直升机采用了乘员装甲包庇，专门设计了耐坠毁升降架、座椅和燃油系统。电子系统已成长到半集成型。直升机采用大规模集成电路通信设备、集成的自立导航设备、集成仪表、电子式与机械式同化独霸机构等。机上的电子设备之间靠一条双向数字数据总线交连，经过过程这条总线可进行信息发射和领受。直升机采用同化安插的部分集成驾驶舱。第一代夜视系统的操作使直升机存在了夜间遨游能力。这类较为前进先辈的半集成电子设备使直升机通信间隔较着增大，导航间隔与精度较着前进，仪表数目有所削减，遨游员工作负荷获得减轻，也使直升机存在了天真/贴地遨游以及在晦气景象形象形象/夜间条件下的遨游能力，从而前进了直升机的整体性能。动力学性能较着前进。直升机的升阻比达到5.4，全机振动程度约为0.1g，噪声程度低于95分贝，最大遨游速度达到300千米/小时。古代20世纪90年月是直升机成长的第四阶段，闪现了目视、声学、红外及雷达综合隐身设计的武装窥测直升机。范例机种有：美国的RAH-66和S-92，国内单干的“虎”、NH90和EH101等，称为*直升机。这个阶段的直升机存在以下特点：采用第3代涡轴筹谋机，这类筹谋机当然仍采用自由涡轴结构，但采用了前进先辈的筹谋机全权数字节制系统及主动监控系统，并与机载计较机打点系统集成在一路，有了较着的手艺前进和综合特点。第3代涡轴筹谋机的耗油率仅为0.28公斤/千瓦小时，低于活塞式筹谋机的耗油率。其代表性的筹谋机有T800、RTM322和RTM390。桨叶采用碳纤维、凯芙拉等高级复合材料制成，桨叶寿命达到无穷。新型桨尖外形单一，较突出的有抛物线后掠形和先前掠再后掠的BERP桨尖。这些新桨尖的配合特点是可以削弱桨尖的缩短性效应，改良桨叶的气动载荷散布，降落旋翼的振动和噪声，前进旋翼的气动效率。球柔性和无轴承桨毂获得了广泛操作，桨毂壳体及桨叶的毗连件采用复合材料，使结构更放松凑，分量大为降落，阻力大大减小。旋翼升阻比达到10.5，旋翼效率为0.8。这个阶段操作了无尾桨反扭矩系统，其好处是存在精采的独霸响应特点、振动小、噪声低，不需要尾传动轴和尾减速，使零部件数目大大减小，是以前进了可包庇性。复合材料在直升机上获得了史无前例的广泛操作。直升机初步采用复合材料主结构，复合材料的操作比例大幅度上升，凡是占机体结构分量的3050%。这一时代的民用型直升机的空重/总重比约为0.37。高度集成化的电子设备。计较机手艺、信息手艺及智高手艺在直升机上获得操作，直升电机子设备朝着高度集成化标的方针成长。这一时代的直升机，采用了前进先辈的增稳增控拆卸，用电传、光传独霸庖代了惯例的独霸系统，采用前进先辈的捷联惯导、卫星导航设备及组合导航手艺，前进先辈的通信、辨认及信息传输设备，前进先辈的方针辨认、瞄准、刀兵发射等火控设备及前进先辈的电子匹敌设备，采用了总线信息传输与数据通顺贯通手艺，并正向传感器通顺贯通标的方针成长。机上的电子、火控及遨游节制系统等经过过程过剩度数字数据总线交连，实现了信息共享。采用了多功效集成显示手艺，用少量多功效显示器庖代大批的单个仪表，经过过程键盘节制显示