直升機到底是什么?有人會(huì )說(shuō):不就是能夠直升直降的機器嗎?
從字面來(lái)看,這個(gè)說(shuō)法還挺像那么回事,既然如此的話(huà),我們就把可垂直起降的F-35型號直接叫作“F-35直升機”吧。
航空界的事情當然不會(huì )是這么簡(jiǎn)單直白的。
先讓我們來(lái)看看中國直升機之父,王適存先生,在其著(zhù)作《直升機空氣動(dòng)力學(xué)》這本書(shū)中對直升機所下的定義:
“直升機是飛機(或者航空飛行器)大家庭中的一員,在功能上屬于垂直起落機,在構造型式上屬于旋翼飛行器。這就是說(shuō),直升機就是以旋翼作為其主要升力來(lái)源的垂直起落機。雖有旋翼但不能垂直起落的飛行器,或雖能垂直起落但不是以旋翼作為其升力來(lái)源的飛行器,都不包括在本書(shū)所指的直升機范疇之內?!?
接下來(lái),再讓我們來(lái)看看NASA會(huì )針對這個(gè)問(wèn)題給出怎么樣的解釋?zhuān)淖鲗Ρ劝伞?
NASA:總的來(lái)說(shuō),直升機就是一種使用旋轉的機翼(在直升機上稱(chēng)之為槳葉)來(lái)進(jìn)行飛行的飛行器。與飛機或者滑翔機不一樣,直升機的“翅膀”是處于不停的轉動(dòng)過(guò)程中;與氣球之類(lèi)的飛行器也不一樣,直升機是比空氣更重的,必須依靠發(fā)動(dòng)機輸出功率才能飛行。
直升機的旋轉葉片,一般被稱(chēng)為旋翼,可以讓它做到固定翼飛機做不到的許多事情。
直升機是如何實(shí)現飛行的?
直升機的工作原理是什么?首先,飛行器造出來(lái)就是要飛的(廢話(huà)),為了飛行,這種機器必須要能夠產(chǎn)生“升力”,也就是一個(gè)讓它向上移動(dòng)的力。在航空器中,升力一般都是由機翼產(chǎn)生的,而機翼之所以能產(chǎn)生升力,其本質(zhì)原理就是眾所周知的“伯努利原理”(如果對這個(gè)不太清楚,可以去翻閱我很早以前寫(xiě)的一篇文章)。伯努利原理主要描述了空氣中的速度和壓力之間的關(guān)系,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是速度增大,壓力減小,反之亦然。
對于機翼來(lái)說(shuō),一般會(huì )存在一側橢圓形的鈍頭,另一側就是楔形的尖頭,這種獨特的機翼剖面形狀就被稱(chēng)為翼型,鈍頭一側就是翼型前緣,尖頭一側就是翼型后緣,這種翼型的設計使得機翼能夠產(chǎn)生更大的升力。直升機的旋翼槳葉也是具有一定翼型的,也就是說(shuō),除了會(huì )旋轉之后,直升機旋翼槳葉本質(zhì)和固定翼飛機的機翼沒(méi)有差別。
直升機能做什么?
直升機的旋翼設計使得它能夠做到飛機做不到的事情。與飛機不同,直升機不需要快速移動(dòng)才能夠升空。這就意味著(zhù)它可以直接垂直上下移動(dòng),絕大多數飛機無(wú)法做到這一點(diǎn)。直升機可以在沒(méi)有跑道的情況下起飛或者降落。它可以以飛機所不能做到的方式在空中飛行——比如說(shuō)向后或者側滑飛行。它也可以靜止在空中的一個(gè)點(diǎn)上一動(dòng)不動(dòng)——也就是懸停。這使得直升機成為飛機無(wú)法完成的任務(wù)的理想選擇。
其中最直觀(guān)的就是——直升機可以降落在一個(gè)沒(méi)有跑道的地方,拯救一條垂危的生命,然后迅速將其送到附近的醫院。
直升機有什么用?
直升機可以用來(lái)做很多事情,比如說(shuō)可以用作運送病人的飛行救護車(chē),也可以用作撲滅大火的空中消防車(chē)。武裝部隊則會(huì )使用直升機攻擊地面目標和調動(dòng)部隊,也會(huì )使用直升機來(lái)給艦船運送補給。直升機也可以用來(lái)將大型物體從一個(gè)地方運往另一個(gè)地方。直升機還可以抵達常規交通工具無(wú)法抵達的地區,比如說(shuō)地形復雜的山區和波濤洶涌的海面。電視臺和廣播電臺會(huì )使用直升機在城市上空飛行并報道交通情況和突發(fā)事件。警察也會(huì )使用直升機巡邏和執勤。當然上述所有的應用領(lǐng)域都只是直升機所能做到的許多事情中的一部分。
NASA會(huì )對直升機干些什么?
NASA長(cháng)時(shí)間都在研究如何使直升機擁有更強的性能:碰撞測試有助于使直升機更安全、新材料測試有助于讓直升機在墜毀時(shí)候保證乘客活下來(lái)、風(fēng)洞試驗決定如何使直升機更安靜和更省油、新的設計技術(shù)幫助工程師們制造更大、更好、更快的直升機。NASA的現階段夢(mèng)想是有朝一日,直升機可以承載100人,航程超過(guò)500公里。NASA甚至還研究了如何讓直升機在火星上飛行。
對比之下,我覺(jué)得還是王適存先生的解釋更直白、更明了,不過(guò)王適存先生可能還忽視了一種飛行器——自轉旋翼機——現在的自轉旋翼機通過(guò)跳飛等設計,可以實(shí)現垂直起落,同時(shí)還具有巨大的主旋翼,所以不應該就是直升機了?
所以我覺(jué)得或者表述為:“直升機就是以旋翼作為其主要升力來(lái)源和主要操縱面,且具備垂直起降和懸停能力的航空飛行器。雖有旋翼但不能垂直起降或懸停,或雖能垂直起降或懸停,但不是以旋翼作為其主要升力來(lái)源和主要操縱面的飛行器,都不能籠統稱(chēng)為直升機?!被蛘吒鼮楹线m。