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直升机是如何获得向前的动力的？

1939年9月14日，美国工程师西科斯基研制的VS－300直升机试飞成功，这是现代直升机的开山鼻祖。直升机具备几乎任意地形下起降的条件，空中悬停、快速升降等特性比固定翼飞机优势明显，所以在抗震救灾、巡逻补给等关键时刻发挥了不可替代的作用。直升机按螺旋桨划类大体上分为单旋翼式、双旋翼式。不管何种飞机垂直往上的上升拉力不难解释：依靠驱动螺旋桨旋翼的高速旋转产生巨大托举力。

而水平移动比垂直移动相对复杂，是直升机的主螺旋桨翼轴线向前面大幅倾斜，这时向上的托举力就被分成了向前的拉力和向上的托举力。说白了螺旋桨的旋翼和固定翼飞机的机翼原理一样，机翼上面有弧度下面较平滑，当螺旋桨高度旋转切割空气时，造成机翼上下的空气流速不一致，从而产生了巨大的气压差值。相对于主螺旋桨不倾斜外，不一样的地方只是一个斜着切割空气一个水平切割空气。

这就是为什么我们在影视剧中看到直升机向前飞行时会向前压着机身，斜着飞出去的原因。但螺旋桨在高速旋转下往往会产生一个和旋转方向相反的反扭力，为平衡该力使机身平稳不摇晃， 直升机还有增加了一个尾翼，利用其产生的拉推力对抗消除旋翼旋转时机体的旋转。螺旋桨的旋翼巨大，看上去像一个大号的风扇，但主旋翼绝不是像风扇叶一样固定一体的，每个旋翼都是独立的单位可以轻松调节角度，里面有一套机械检测控制系统，根据力学原理可以随意增大或缩小切旋翼的倾斜角度。

为什么直升机不能像固定翼飞机那样飞到2万米高度？

直升机其实相对固定翼飞机来说是效率比较低的飞行器，不仅飞行速度慢，而且能量消耗率相对要高很多，这是飞行器的工作原理所决定的。固定翼飞机是靠机身的空气动力学在达到一定速度时流过机翼上下空气密度差产生升力来进行升空飞行。对于一般的民航客机长途飞行巡航高度在1万米出头是飞行效率比较高的，一些战斗机或高空侦察机可以飞到2-3万米的高度。

而直升机是依靠螺旋桨的转动搅动空气产生升力飞行，它对空气密度的依赖比固定翼飞机更高，大部分民用直升机的升限都在4000米左右，一些军用或专门为高原设计的直升机也只能在6000多米的高度飞行，在这种高度直升机飞行的可靠性和稳定性相对固定翼飞机要更难控制。固定翼飞机能飞到万米高空的机舱内部都是可以进行增压密封的，否则成员就会有生命危险。

为什么飞机螺旋桨旋转时产生的是拉力，而电风扇旋转时产生的是风？

为什么飞机螺旋桨旋转时产生的是拉力，而电风扇旋转时产生的是风？电风扇可是夏天省不了的电器，仲夏夜，空调加上电风扇，再来一部《决战中途岛》，那绝对是一种享受，美军飞行员驾驶着“无畏”式俯冲轰炸机冒着密集的高射炮火，将炸弹了投向了赤城号航母甲板后方，炸弹穿过甲板在机库中爆炸，赤城号弹药殉爆，不就就沉入波光粼粼的太平洋。

但问题来了，这电风扇吹出的是丝丝凉风，而二战的战斗机前面也是个大风扇，却能将飞机拉到天上，两者之间的差距怎么会那么大呢？螺旋桨飞机是怎么飞上天的？早期的飞机都是螺旋桨作为动力的，现代飞机则大都是喷气式动力，所以两者起飞的时候有些许差别，因为螺旋桨飞机发动机在前方，重心也在前方，所以是后三点式起落架，起飞时先抬起尾翼。

喷气式发动机重心比较靠后，起飞时先抬起机头，其余的飞行原理就差别不大了！让飞机起飞的真是伯努利原理吗？说起飞机飞行的原理，即使上网查询告诉你的也是伯努利原理，道理很简单，机翼上方气流速度大于下方，所以上方气压低，下方气压高，所以产生了升力！而且书本上夹张纸条吹口气就知道原理了一目了然，简直好有道理！但其实飞机如果真的只靠伯努利原理的话，那估计机翼要增加数倍，因为飞机的升力，我们不排除有一部分来自伯努利原理，但更多的是迎角以及涡流和襟翼，还有附面层下洗气流，90%以上的升力都来自这些区域！飞机的迎角非常关键，它是飞行器升力的主要来源，它必须在一定的迎角内飞行，比如起飞时推力最大，尾翼向下偏转，给一个抬头力矩，迎角比较大，然后襟翼放下，增加升力，起飞爬升后，襟翼渐渐收起，等爬到一定高度后飞机改平，其实此时仍然有一定的迎角，这个是机翼设计时就有一定的迎角，巡航时保持飞行器的升力！以前的飞机都是液压或者线控式，都是静安定设计，没有所谓的飞控系统，所以人力都必须要随时控制飞机，不能离开驾驶舱，但现代飞机为了节省油料以及获得更好的飞行性能，大都采用静不安定设计，连客机都开始放宽静稳定设计，因为可以带来更高的升阻比，降低油耗等！但却有一个缺点，放宽静稳定设计后，所有的操纵面大大小小几十个，用人力来控制显然不人道，所以就会有一套飞控系统来控制，但飞控一旦故障，事情就严重了，去年波音737的事故就是迎角传感器故障，导致飞控认为飞机迎角过大而开始自动调整飞机飞行姿态！攻角传感器（迎角）然后就反复调整飞机进入俯冲，以增加速度，获得升力，但结果此时飞机并没有迎角偏大，结果飞机在飞行员控制下强行拉起，然后飞控又进入俯冲，最后飞机失去高度坠毁！飞机迎角是不是很重要？当然飞机动力更重要！其实飞机采用什么动力根本就没啥关系，足够的推重比即可，一般喷气式战斗机至少也得0.6左右，大部分三代机都是0.8到1.0，而现代高性能战斗机则是1.1-1.2！客机和早期的螺旋桨飞机，推重比就很低了，只需要0.1-0.2即可，当然两者机翼形状不一样，早起螺旋桨飞机都是矩形翼，或者椭圆翼，升力比较大，但阻力也大，而且不适合高速飞行！现代飞机的梯形翼或者三角翼，或者两者结合，甚至前掠翼等，都是高性能机翼！只要有合适的发动机，连板砖都飞起来，英雄不问出处，螺旋桨也能提供动力，它转动把空气向后推，反作用力飞机取得飞行的动力，这个向后推出的空气量产生的拉力和飞机重量相比，就是推重比了，但有几个非常关键的参数就是，螺旋桨形状、桨距和转速。

桨型很关键，如果装个电风扇那样宽大的螺旋桨上去，尽管它排出的空气量确实不小，但还有一个螺旋桨的面积产生的阻力，绝对得不偿失！还有一个则是桨距，这个很好理解，桨距就是螺旋桨偏转的角度，当然角度越大，风量也越大，但它总有个极限，比如变成90度就没戏了，所以它和转速以及桨型之间有一个关系，最大化利用动力当然是极好的！不同桨距模式最后则是转速，螺旋桨尖很容易在高速下突破音速，所以此时螺旋桨尖就气流就分离了，失去了螺旋桨的作用，因此避免超音速气流分离也是高速空气桨的可以课题，这个其实简单，控制转速不就好了么？但同样存在一个效率问题。

电风扇怎么就没飞上天呢？准确的说电风扇没有上天是因为它的功率太低了，比如直升机全都是螺旋桨产生的升力来来悬停，当然还有部分地效作用，所以直升机悬停分有地效悬停和无地效悬停，相对有地效悬停海拔可以高一些，无地效悬停海拔就比较低了！差别可不是一般的大道理很简单，螺旋桨产生的拉力和飞行器重量相等时，即可悬停，有地效悬停就是螺旋桨和地面之间产生类似一个气垫效应托住飞机（当直升机距离地面比较近时，其旋翼下洗气流会受到地面的影响，地面阻碍造成的流场变化使旋翼消耗的诱导功率（用于加速流经旋翼的空气）减小），而无地效悬停就是没有这个气垫效应！所以两者是有比较大差异的！当电风扇吹风面朝下时，它也产生了气垫效应和推力，但这个力不足以和它自身的重力抗衡，因此它无法起飞，但此时你如果将其放在弹簧秤上称一下，那么就可以明白，此时它的重量降低了，而减少的重量就是电风扇转动时产生的升力，当然电风扇的质量是不会变的。

如果你使用一个大功率的无刷高速电机，装上螺旋桨，然后调节转速，它是会飞起来的，但有一个作用你不可忽视，就是反向扭矩导致的扭转，这就是直升机要尾桨来平衡的原因或者用俄罗斯卡-52类似的串列正反转螺旋桨！无刷电机 双螺旋浆或者用麦道著名的MD600N无尾桨直升机，其实在那粗大的尾梁内，有一个从主旋翼下方导入气流经过一个风扇到尾部的开孔，它的好处时候没有尾桨不会不小心打到障碍物！MD600N直升机尾梁结构MD600N直升机。