旋翼航空器基础/直升机简介
直升机有各种尺寸和形状，但大多数直升机都具有相同的几个主要部件。这些部件包括一个承载有效载荷和机组人员的机舱；一个容纳各种部件或部件附着的机身；一个动力装置或发动机；以及一个变速箱，变速箱除了其他功能外，还可以将发动机输出的动力传递到主旋翼，主旋翼提供让直升机飞行的空气动力。然后，为了防止直升机由于扭矩而旋转，必须存在某种类型的反扭矩系统。最后，还有起落架，起落架可以是滑橇、轮子、滑雪板或浮筒。本章是对这些部件的介绍。[图 1-1]
直升机上的旋翼系统可以包含一个主旋翼或两个旋翼。对于大多数双旋翼直升机，旋翼以相反的方向旋转，因此一个旋翼的扭矩被另一个旋翼的扭矩抵消。这抵消了旋转趋势。[图 1-2]
一般来说，旋翼系统可以分为全铰接、半刚性和刚性三种。这些系统的变体和组合将在第 5 章——直升机系统中详细讨论。
全铰接旋翼系统通常包含三个或更多旋翼叶片。这些叶片可以独立地上下摆动、改变桨距和前移或后移。每个旋翼叶片通过一个称为摆动铰链的水平铰链连接到旋翼毂，该铰链允许叶片上下摆动。每个叶片可以独立地上下移动。摆动铰链的位置可能与旋翼毂的距离不同，并且可能不止一个铰链。每个制造商根据稳定性和控制的要求选择铰链位置。每个旋翼叶片还通过一个称为阻力铰链或滞后铰链的垂直铰链连接到旋翼毂，该铰链允许每个叶片独立于其他叶片在旋翼盘平面内前后移动。阻力铰链和阻尼器通常被包含在该类型旋翼系统的设计中，以防止围绕阻力铰链的过度运动。阻力铰链和阻尼器的目的是吸收旋翼叶片的加速和减速。全铰接旋翼的叶片也可以改变桨距，或者围绕其翼展轴旋转。简而言之，改变桨距是指改变旋翼叶片的桨距角。
半刚性旋翼系统允许两种不同的运动，即摆动和改变桨距。该系统通常包含两个叶片，它们刚性地连接到旋翼毂。然后，旋翼毂通过一个枢轴轴承或跷跷板铰链连接到旋翼杆。这使得叶片可以像跷跷板一样一起摆动。当一个叶片向下摆动时，另一个叶片向上摆动。改变桨距通过改变桨距铰链来完成，改变桨距铰链改变叶片的桨距角。
刚性旋翼系统在机械上比较简单，但在结构上比较复杂，因为运行负荷必须通过弯曲而不是铰链来吸收。在这个系统中，叶片不能摆动或前移和后移，但它们可以改变桨距。
大多数具有单个主旋翼系统的直升机都需要一个独立的旋翼来克服扭矩。这是通过一个可变桨距反扭矩旋翼或尾旋翼来实现的。[图 1-3]。当主旋翼扭矩发生变化时，或在悬停时进行航向改变时，需要改变反扭矩系统的推力来保持方向控制。
另一种形式的反扭矩旋翼是尾桨或“尾部风扇”设计。该系统使用一系列旋转叶片，这些叶片被封闭在一个垂直的尾部中。由于叶片位于圆形管道内，因此它们不太可能与人和物体接触。[图 1-4]
NOTAR® 系统是反扭矩旋翼的替代方案。该系统使用低压空气，低压空气由安装在直升机内的风机强制进入尾梁。然后，空气被送入位于尾梁右侧的水平槽以及可控旋转喷嘴，以提供反扭矩和方向控制。从水平槽出来的低压空气与来自主旋翼的下洗气流一起产生了被称为“科安达效应”的现象，该现象在尾梁右侧产生了升力。[图 1-5]
最常见的起落架是滑橇式起落架，这种起落架适用于在各种类型的表面上着陆。某些类型的滑橇式起落架配备了阻尼器，因此着陆冲击或颠簸不会传递到主旋翼系统。其他类型通过弯曲滑橇连接臂来吸收冲击。着陆滑橇可能配备可更换的重型滑橇鞋，以防止过度磨损。
直升机也可以配备浮筒，用于水上作业，或者配备滑雪板，用于在雪地或松软地面上着陆。轮子是另一种类型的起落架。它们可以采用三轮式或四点式配置。通常，当直升机在地面滑行时，机头或尾部起落架可以自由旋转。
典型的轻型直升机装有往复式发动机，该发动机安装在机身上。发动机可以水平或垂直安装，变速箱为垂直主旋翼轴提供动力。[图 1-6]
另一种发动机类型是燃气轮机。这种发动机因其较大的马力输出，被用于大多数中型至重型直升机。发动机驱动主传动系统，主传动系统将动力直接传递给主旋翼系统以及尾旋翼。
当你开始驾驶直升机时，你将使用四种基本的飞行控制。分别是循环桨距控制；总桨距控制；油门，通常位于总桨距操纵杆末端的扭转式手柄控制；以及反扭矩踏板。总桨距和循环控制主旋翼叶片的桨距。这些控制的功能将在第 4 章——飞行控制中详细解释。[图 1-7]