簡述飛機(jī)升力的產(chǎn)生原理_簡述飛機(jī)升力的產(chǎn)生原理及應(yīng)用

　　旋翼機(jī)實(shí)際上是一種介于直升機(jī)和飛機(jī)之間的飛行器簡述飛機(jī)升力的產(chǎn)生原理，它除去旋翼外簡述飛機(jī)升力的產(chǎn)生原理，還帶有一副螺旋槳以提供前進(jìn)的動力，一般也裝有較小的機(jī)翼在飛行中提供部分升力。旋翼機(jī)與直升機(jī)的最大區(qū)別是，旋翼機(jī)的旋翼不與發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)相連，發(fā)動機(jī)不是以驅(qū)動旋翼為飛機(jī)提供升力，而是在旋翼機(jī)飛行的過程中，由前方氣流吹動旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力，象一只風(fēng)車；而直升機(jī)的旋翼與發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)相連，既能產(chǎn)生升力，又能提供飛行的動力，象一臺電風(fēng)扇。由于旋翼為自轉(zhuǎn)式，傳遞到機(jī)身上的扭矩很小，因此旋翼機(jī)無需單旋翼直升機(jī)那樣的尾槳，但是一般裝有尾翼，以控制飛行。

　　20世代飛機(jī)起降時(shí)常因故障而失速，導(dǎo)致很多惡性事故。西班牙工程師謝爾瓦于是發(fā)明了自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，試圖解決這一問題。旋翼靠飛機(jī)運(yùn)動時(shí)激起氣流轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生升力，使飛機(jī)失速時(shí)不會下墜，當(dāng)時(shí)，他的這個(gè)發(fā)明被新聞界稱之為“風(fēng)車飛機(jī)”。

　　旋翼機(jī)之父簡述飛機(jī)升力的產(chǎn)生原理：胡安·德·拉·謝爾瓦

　　胡安·德·拉·謝爾瓦于1895年9月21日出生，他是西班牙穆爾西亞當(dāng)?shù)匾粋€(gè)富裕家庭的兒子。在年輕時(shí)，謝爾瓦就已經(jīng)熱衷于航空實(shí)驗(yàn)，并且攻讀了土木工程學(xué)位。在1912年，謝爾瓦開始自行建造飛機(jī)。經(jīng)過幾年的經(jīng)驗(yàn)積累，他決心要解決飛機(jī)在低速條件下的失速問題。在設(shè)想過多個(gè)方案之后，謝爾瓦最終做出了一個(gè)驚人的選擇：使用旋翼在低速情況條件下產(chǎn)生升力，徹底消除失速的風(fēng)險(xiǎn)。

　　年輕時(shí)的謝爾瓦

　　謝爾瓦設(shè)計(jì)了一種特別的旋翼，只要有向前的牽引力，旋翼就會不斷地自轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生升力。。隨后，謝爾瓦為了研究可以投入實(shí)用的旋翼機(jī)，開展了大量的實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)中，他把數(shù)架飛機(jī)改造成實(shí)驗(yàn)飛機(jī)，并且大部分都在試飛中損毀了。不過謝爾瓦并不氣餒，不斷地改進(jìn)它的旋翼機(jī)設(shè)計(jì)，最終催生出謝爾瓦C4型旋翼機(jī)。

　　1923年1月9日，謝爾瓦的C4型旋翼機(jī)在赫塔菲機(jī)場上進(jìn)行了首次試飛。該機(jī)成功地爬升到180米的高度飛行，隨后安全降落在機(jī)場上。而在1月20日，C4號旋翼機(jī)就迎來了它的第一次挑戰(zhàn)：在試飛中，旋翼機(jī)的引擎在空中停車。如果是一般飛機(jī)，很有可能就會因此失速墜落。不過，謝爾瓦的旋翼機(jī)本身的設(shè)計(jì)理念，就是為了杜絕這種悲劇簡述飛機(jī)升力的產(chǎn)生原理！最終，失去動力的C4型旋翼機(jī)完好無損地降落在地面上，謝爾瓦的設(shè)計(jì)得到了完美的驗(yàn)證。

　　1925年，謝爾瓦建立了自己的自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)公司。1934年底開始交付皇家空軍所屬的“陸軍直接支援作戰(zhàn)學(xué)?！笔褂?，共計(jì)12架，取名為“旋翼Ⅰ”。有一架C·30和另一架C·19還首次參加了在西班牙內(nèi)戰(zhàn)的實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。

　　世界上首架成功升空的旋翼機(jī)：謝爾瓦C4型

　　1928年，謝爾瓦親自駕駛旋翼機(jī)用1小時(shí)時(shí)間成功橫越英倫海峽。此后，英美一些公司開始制造旋翼機(jī)，用于搜索和測量。由于得不到政府支持，謝爾瓦的公司關(guān)閉于1940年。后因美國直升機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，才使英國人有所醒悟。此后，謝爾瓦才得以重操舊業(yè)。

　　1937年，令整個(gè)航空界震驚的是，Heinrich Focke駕駛著他設(shè)計(jì)的Fw61直升機(jī)升空，這立即刷新了世界直升機(jī)的所有飛行記錄，飛行速度，飛行高度飛行距離和飛行時(shí)間。得益于Focke及其設(shè)計(jì)伙伴Anton Flettner，德國成為二戰(zhàn)期間旋翼飛機(jī)的領(lǐng)先者。1942年，德國海軍開始測試Fl 282，海軍希望能用它來偵察敵軍潛艇和護(hù)航。

　　在第一次世界大戰(zhàn)期間，一些國家就開始嘗試在潛艇上搭載飛機(jī)，但隨著戰(zhàn)爭的結(jié)束，興趣消退了。二戰(zhàn)的爆發(fā)，使得德國和日本對這個(gè)方案的興趣大增。德國海軍最初看上了Arado Ar 231，但這種水上飛機(jī)并不適合潛艇搭載。它需要從水面滑跑起飛，組合和分解需要太多時(shí)間，這使得潛艇暴露在水面的時(shí)間太長，于是海軍中止了該項(xiàng)目。

　　二戰(zhàn)期間，潛艇迫切需要遠(yuǎn)程空中偵察來提供情報(bào)，由于潛艇本身的局限性，使得了望員很難辨認(rèn)9.6－12.8 km (6-8 miles)以外的船只。隨艇搭載一架小型飛機(jī)為解決這個(gè)問題提供了一個(gè)新思路。但是這就需要潛艇浮上水面來起飛和回收偵察機(jī)，在其間，潛艇將很容易遭到敵軍反潛飛機(jī)和戰(zhàn)艦的攻擊，而一旦遭到攻擊，除了盡快下潛別無選擇。一旦出現(xiàn)這種情況，偵察機(jī)及其飛行員就被視為可犧牲的對象了。

　　旋翼機(jī)

　　到了1942年春天，大西洋潛艇戰(zhàn)變得對德軍不利，美國海軍配備了越來越多的反潛兵力以保衛(wèi)其東海岸，這塊曾經(jīng)一度是U艇舒適的狩獵場。U艇艇長們被迫向公海轉(zhuǎn)移尋找攻擊目標(biāo)，以避開盟軍的岸基反潛巡邏機(jī)和驅(qū)逐艦，但公海的高海情影響了U艇的了望偵察。在靠近海岸的海區(qū), U艇可以游曳于一些較為固定的區(qū)域，白天潛伏在水下,晚上浮出水面觀察和尋找目標(biāo)，但在廣闊的公海上，U艇就不得不花費(fèi)更多的時(shí)間和燃料去搜索更廣大的區(qū)域以尋找目標(biāo)，這也增大了被盟軍反潛力量發(fā)現(xiàn)的概率。隨著盟軍雷達(dá)和聲納技術(shù)的發(fā)展，反潛巡邏機(jī)和驅(qū)逐艦可以相比以前更早的發(fā)現(xiàn)U艇。U艇本身的局限性決定其在海面觀察的距離是有限的，那時(shí)還是主要依靠了望員來觀察和發(fā)現(xiàn)船隊(duì)，為此盡其可能地將瞭望高度提高。海軍要求Focke-Achgelis GmbH設(shè)計(jì)一種旋翼飛機(jī)，讓U艇能夠拖曳升空以搜索目標(biāo)，這種飛機(jī)必須能飛得足夠高以供搜索，但同時(shí)還必須體積夠小，存放簡單，易于維護(hù)。Focke-Achgelis提出了一種聰明的簡單設(shè)計(jì)來滿足這個(gè)要求。Fa330生產(chǎn)簡單，能在U艇甲板上快速組裝，重量輕，兩個(gè)人就可以輕松地搬起。Fa330沒有發(fā)動機(jī)，依靠潛艇拖帶升空，如同動力旋翼機(jī)一樣，依靠自身旋翼的旋轉(zhuǎn)升空。需要使用時(shí)，潛艇浮上水面，水兵們把 Fa-330從兩個(gè)儲存Fa-330的長3.75 meters (12 ft 4in)的金屬管里取出來，在潛艇指揮塔組裝起來。一個(gè)管內(nèi)存放旋翼片和飛行控制面，另一個(gè)是機(jī)身。如果海面平靜的話，十三分鐘內(nèi)，四個(gè)人就可以組裝完畢。開始由人力推動旋翼旋轉(zhuǎn)來獲得初始速度，但這在需要迅速起飛的情況下就顯得太過緩慢，后來轉(zhuǎn)為依靠船員轉(zhuǎn)動一個(gè)鼓形絞盤來為旋翼提供初始速度。Fa 330起飛后，通過一根鋼纜帶著通訊電話線把它系留在潛艇上。

　　不幸的是，F(xiàn)a 330在盟軍雷達(dá)上的反射面積很大。自從盟軍護(hù)航船的護(hù)航艦越來越精于反潛作戰(zhàn)以后，浮上水面展開Fa 330升空觀察就變得不切實(shí)際了。

　　旋翼機(jī)

　　在旋翼機(jī)的發(fā)展方面，美國凱烈特公司在30～40年代中發(fā)展出KD—1和YO—60等若干種雙座小型型號。有幾架還在戰(zhàn)場上充當(dāng)過觀察機(jī)的角色。但在這方面的成就，與直升機(jī)是不能同日而語的。

　　英國在大戰(zhàn)前夕組建的皇家空軍最早的旋翼機(jī)部隊(duì)——第529中隊(duì)的裝備，專用于雷達(dá)校準(zhǔn)。據(jù)說還模擬過戰(zhàn)時(shí)德軍主力戰(zhàn)斗機(jī)Bf109的超低空飛行的空中目標(biāo)特征，并一直服役到戰(zhàn)爭結(jié)束。另一部分C.30A還充當(dāng)過陸軍的前線觀測機(jī)。

　　1941年，因戰(zhàn)爭需要，英軍曾向民間征用過一批C·30和C ·40，它們在空軍中累計(jì)飛行達(dá)1448小時(shí)?；始液＼妱t在1937年6月購入過5架雙座C.40，用于海上作戰(zhàn)試驗(yàn)。

　　1938年6月7日，經(jīng)W.3之后，英國威爾公司自行研制的W.5試飛成功，它成為英國第一種直升機(jī)。它的氣動布局和德國的Fa61相似：機(jī)身兩側(cè)各有一具上舉的用以支撐旋翼系統(tǒng)的支架。后來又出現(xiàn)了W.6直升機(jī)，后者試飛過100次，是一種尺寸放大的雙座機(jī)，于1940多中止試驗(yàn)。

　　1943年，按E10／42技術(shù)規(guī)范要求，麥康姆公司發(fā)明了一種能往吉普車等裝備物資上直接安裝無動力旋翼及雙立尾尾撐的Mk.3系統(tǒng)。能使商載在地面車輛或飛機(jī)牽引下，靠旋翼自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力升空滑翔，并準(zhǔn)確機(jī)降。該系統(tǒng)使用后可從“商載”（如吉普）上卸下以備再用。它的昵稱是“飛行吉普”。后因“哈米爾卡”和“霍爾薩Ⅱ”大型運(yùn)輸滑翔機(jī)相繼服役，Mk.3系列終于沒能真正進(jìn)入現(xiàn)役。