无人机飞行原理——直升机
2021年3月31日 15:18浏览：2266 评论：1
首先，我们先来看看什么是直升机，利用桨叶的旋转支承其空中飞行的升力完全依靠一具或多具绕垂直轴旋转的旋翼向下方排斥气流所产生的反作用力。
直升机的布局有很多种，在直升机发展初期，没有哪一种布局的直升机占有主导地位，不同的设计者根据自己的理解和喜好，设计出各种各样的垂直起降飞行器，比如：共轴、支奴干（串列式），单旋翼尾桨式等等。
但是经过多年的实践，其他布局的直升机大多失去了热衷者，唯独单旋翼尾桨式势头未见，一直占据主导地位，成为目前应用最广的一种直升机。下面我主要讲讲单旋翼尾桨式直升机的工作原理。
主要组成
主要由动力系统，变速箱，主旋翼，尾旋翼，主旋翼总成，尾旋翼总成，传动机构，执行机构，起落架等组成。
旋翼旋转方向
一般来说，美国的一些直升机喜欢采用俯视逆时针旋翼。法国俄罗斯等多说国家喜欢采用俯视顺时针的旋翼。我国直升机中“黑鹰”和直-8是俯视逆时针旋翼，其他机型都是俯视顺时针旋翼。从气动特性来说，两者都没有明显的区别。但是，作为有人机来讲，如果采用并列式驾驶舱，并指定左座为机长位置，那么还是采用俯视顺时针旋翼更好一些。这主要是在悬停和起降中，飞行员的视线方向与飞行员小臂移动方向一致，操作动作比较自然的缘故。
桨叶数量
一般来说，理想的翼型应该既有较好的低速性能，又有较好的高速性能，同时俯仰力矩也要符合要求，还要考虑防颤震等特殊要求，这些要求往往相互矛盾。目前来看，相对厚度比较薄的接近对称型方案占到上风。
至于旋翼的桨叶片数，目前多数单旋翼带尾桨无人直升机大多数采用两片桨叶。
尾桨作用
大桨在旋转的时候会有反扭力，这时需要一个力来平衡大桨的反扭力。
航向操纵是用方向舵操纵尾桨的推力的大小实现航向操纵。当尾旋翼的推力改变时，此力对直升机重心的力矩与旋翼的反作用力矩不再平衡，直升机绕立轴转动，使航向发生改变。
十字盘是用于传递操作指令实现总距操纵和周期变距操纵的机械机构。自动倾斜器发明于1911年，由于其出现使直升机的复杂操纵得以实现，现已在所有直升机上应用。其构造形式虽有多种，但工作原理基本相同。一般由与操纵线系相连的不旋转件和与桨叶变距拉杆相连的旋转件组成。不旋转件通过轴承与旋转件相连。
由操纵线系输入的操纵量，经过不旋转件转换成旋转件的上下移动和倾斜运动，再由旋转件通过与桨叶变距摇臂相连的桨叶变距拉杆去改变桨叶桨距，使旋翼拉力的大小和方向改变，从而实现直升机的飞行操纵。倾斜盘旋转件的转动由与旋翼桨毂相连的扭力臂带动。倾斜盘在结构上要保证纵向、横向和总距操纵的独立性。
如何实现上升下降
总距操纵（collective fitch):总距即直升机旋翼的相对水平面的攻角（迎角）。当需要控制直升机上升或者下降时，操作总距杆上移，此时十字盘总体上移，通过十字盘转动部分连杆的传递作用使桨叶的攻角加大，从而控制飞行器的上升（直升机的旋翼通常是以相对固定的转速工作的，它通过改变旋翼的攻角来改变飞行状态），反之则下降。
如何实现左右前后移动
周期距操纵（cyclic pitch 横滚和俯仰）：所谓周期距又称为循环螺距，是指在直升机旋翼作滚转或俯仰操作时，旋翼每旋转一周，旋翼总距的最大变化量。当操纵控制飞机前、后、左、右运动的操作杆时，通过一定的机械结构传动，最终使十字盘相应地前、后、左、右倾斜，达到控制直升机旋盘相应地前、后、左、右倾斜，从而实现控制飞行器的前后左右运动。
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