旋翼机（飞行器的类型）

旋翼机（飞行器的类型）

旋翼机 （飞行器的类型） 次浏览 | 2022.04.19 08:39:02 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 旋翼机飞行器的类型

自转旋翼机（英文：Autogyro或Gyroplane）常被简称为旋翼机或自旋翼机，是旋翼航空器的一种，介于飞机和直升机之间。旋翼机大多以尾桨提供动力前进，用尾舵控制方向。它的旋翼没有动力装置驱动，仅依靠前进时的相对气流吹动旋翼自转以产生升力。它除去旋翼外，还带有一副垂直放置的螺旋桨以提供前进的动力，一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力，旋翼机必须滑跑加速才能起飞。旋翼机的结构相对简单，安全性亦较好，一般用于旅游或体育活动。

中文名

旋冀机

外文名

Autogyro

国家

西班牙

首飞时间

1925年

发明人

谢巴

简介

旋翼机是一种利用前飞时的相对气流吹动旋翼自转以产生升力的旋翼航空器。 

旋翼机和直升机在外形上很相似，它们头顶都有一副大直径的旋翼。二者最大的区别在于产生升力的方式不同。直升机的旋翼与发动机传动系统相连，既能产生升力，又能提供飞行的动力。旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连，在旋翼机飞行的过程中，由前方气流吹动旋翼旋转产生升力，因此须具有前进的速度，才能使旋翼自转以产生升力，而前进的动力是由发动机提供的。在飞行中，旋翼机同直升机最明显的分别为直升机的旋翼面向前倾斜，而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。 

旋翼机的起飞方式有滑跑起飞和垂直起飞两种。其中，大部分旋翼机需要滑跑加速才能起飞。旋翼机着陆时，只需关掉发动机，靠旋翼自转下滑便可接近地面，最后通过飞行员的操纵安全地滑翔降落。

起源

20世纪飞机升降时常因故障而失速，导致多人丧生。西班牙工程师谢巴于是发明了自转旋翼机试图解决这一问题。旋翼靠旋翼机运动时激起气流转动，产生升力，使旋翼机失速时不会下坠，当时，他的这个发明被新闻界称之为“风车航空器”，1925年，谢巴在汉普郡芳白露皇家空军基地首次正式试飞。三年后，1928年，谢巴亲自驾驶旋翼机用37分钟的时间成功横越英伦海峡。此后，英美一些公司开始制造旋翼机，用于搜索和测量。1936年12月，谢巴搭乘的民航机在伦敦的克罗依登机场起飞时失速坠毁，他在这次空难中丧生。旋翼机虽然和直升机一样，都是依靠旋翼产生升力，但它不是直升机。

飞行原理

旋翼机通常由发动机驱动的独立水平螺旋桨产生推进力升空和前进。正常飞行时旋翼机的旋翼被前进时的相对气流吹动而自旋，从而产生将机身维持在空中的升力。由于原理上就像是一个横放的风车，所以最初发明时也被称为风车飞机。这种航空器飞行时通常阻力比较大，速度较慢。但飞行安全好，尺寸小。不会出现失速现象，出现空中发动机“停车”故障后可以自旋滑翔降落。这是旋翼航空器（包括直升机在内）独有的安全特性。

由于旋翼在飞行时无动力驱动，旋翼机无法像直升机一样垂直上升和悬停，而必须像固定翼飞机一样不断向前飞才能产生升力。虽然现在部分型号的旋翼机可以用离合器在起飞时供应动力给主旋翼（预旋）使其短暂变成直升机，但还是需要一小段起飞跑道，起飞之后依然靠空气作用力驱动。

制造历史“先驱 01”新概念旋翼机

1923年，西班牙工程师谢巴研制出第一架成功的旋翼机──“风车飞机”。

1928年，谢巴亲自驾驶旋翼机成功横越英吉利海峡。此后，英美一些公司开始制造旋翼机，用于搜索和测量。随着直升机的出现和普及，旋翼机逐渐被其所取代。

2012年11月，中航工业直升机公司在第九届中国航展上首次公开展出了“先驱01”新概念高速直升机模型。“先驱 01”新概念高速直升机采用共轴式刚性旋翼加尾推力桨布局，前三点式起落架，单台发动机布置。具备直升机的悬停、低速、机动以及固定翼飞机的大速度前飞能力。

结构旋翼机结构图

自旋翼机的设计各种各样，但是大多数设计的基本构成要素是相同的。一架具备基本功能的自旋翼机通常包括：机身，动力装置，旋翼系统，尾翼和起落架五个部分。另外，还有一些部分是可选的，如机翼。

机身提供其他部件的安装结构。基本的要求是具有很高的比强度(strength-to-weight ratios)。机身的常见材料是铝合金管材和复合材料。

动力装置提供自旋翼机向前飞行的推力，在飞行时和旋翼系统独立无关。

旋翼系统提供自旋翼机飞行所必须的升力和控制能力。常见的是带桨毂倾斜控制的跷跷板式旋翼，也可以采用全铰式旋翼。

尾翼提供稳定性和俯仰，偏航控制,和固定翼飞机的尾翼类似。

起落架提供在地面上的移动能力，类似于固定翼飞机的起落架。常见为前三点式（tricycle）的或者是后三点式（conventional）。

机翼不是自旋翼机必须的组成部分，但是增加机翼可以提供额外的稳定性和升力，提高巡航速度。例如美国新研制的“卡特旋翼机”(CarterCopter)”由于增加了附加的固定机翼，从而在性能上有较大的改进，可以达到较高的巡航速度和短距起降的能力。

特点旋翼机

由于旋翼机的旋翼是没有动力的，因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音，也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用寿命缩短或增加乘员的疲劳。旋翼机动力驱动螺旋桨所造成的影响，显然小得多。

另外，旋翼机还有一个很可贵的特点，就是它的着陆滑跑距离大大地短于起飞沿跑距离，甚至操纵得好可以不滑跑就地着陆，只要-块比旋翼直径大一些的地方就可降落，即使不怎么平也不要紧，甚至可在旅游船顶篷或甲板上降落。美国的旋翼机飞行训练手册说：“旋翼机的稳定性在所有航空器中最高”。它可自动调节，使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。旋转起来的旋转桨盘恰似个大惯性轮，且旋翼没有周期变距等变化。又由于旋翼视的旋翼安装角比直升机的要大些，所以具有较好的陀螺效应，稳定性较高。旋翼机的抗风能力较高，而且在起飞时，它还喜欢有风。对常规的旋翼机来说，风有利于旋翼的起动和加速旋转，可以缩短滑跑的跃离，当达到足够大的风速时，一般的旋翼机也可以垂直起飞。

优势安全

由于旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了，此时旋翼机据惯性继续维持前飞，并逐渐减低速度和高度，就在这高度下降的同时，也就 有了自下而上的相对气流，旋翼就能可自转提供升力。这样，旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在飞行员不能操纵，旋翼机失去控制的特殊情况下，也会像降落伞-样的降落，虽然也是粗暴着陆，但不会出现类似秤陀落地的情况。

环保

由于旋翼机的旋翼是没有动力的，因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音，也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用落命缩短或增加乘员的疲劳。

易降落

另外，旋翼机还有个很可贵的特点，就是它的着陆滑跑距离大大地短于起飞沿跑距离，甚至操纵得好可以不滑跑就地着陆，只要一块比旋翼直径大一些的地方就可降落，即使不怎么平也不要紧，甚至可在旅游船顶篷或甲板上降落。

稳定性高

美国的旋翼机飞行训练手册说：“旋翼机的稳定性在所有航空器中最高”。它可自动调节，使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。旋转起来的旋转桨盘恰似个大惯性轮，且旋翼没有周期变距等变化。又由于旋翼视的旋翼安装角比直升机的要大些，所以具有较好的陀螺效应，稳定性较高。

旋翼机的抗风能力较高，而且在起飞时，它还喜欢有风。对常规的旋翼机来说，风有利于旋翼的起动和加速旋转，可以缩短赵-它滑跑的跃离，当达到足够大的风速时，一般的旋翼机也可以垂直起飞。一般来说，旋翼机的抗风能力强于同量级的固定翼飞机，而大体与直升机的抗风能力相当，甚至“在湍流和大风中的飞行能力超出直升机的使用极限”。

性价比高

旋翼机的性能价格比是很高的，它有许多宝贵性能，价格却比较便宜，约为同量级直升机的五分之一到十分之一，相当子-辆中等偏上的小汽车的价钱。前面所提到的那种由小火筋驱动旋翼而垂直起飞，由汽油发动机和螺旋桨使其前-迄的“直升旋翼机”，其每磅有效载荷的价格也只有普通直升机中最便宜的三分之一。

由于旋翼机没有尾梁、没有尾传动系统及减速器自动倾斜器，绝大部分旋翼机也没有主旋翼传动系统、主减速器等，结构简单，所以不仅价格低，而且故障率也低。此外使用维护简单方便。所需费用也低。

类型

旋冀机可分为两类，一类是需要滑跑起飞的，这种比较简单，大量的是这一类。另-类是可垂直起飞的，其起飞方法有三种：第一种是带动力驱动它的旋翼；第二种是用预转旋翼并使其达到正常飞行转速的-定倍数，然后突然脱开离合器，同时使旋翼奖叶变距而得到较大的升力跳跃起飞；第三种则是由旋翼翼尖小火箭驱动旋翼旋转而提供升力来实现垂直起非这种垂直起飞的过程，一般都是由自动程序控制来完成的。[2]

参考资料