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直升飞机是根据什么发明

发布时间:2021-07-24 20:43:34

① 直升飞机是什么样发明

直升机的机体上方安有一副或几副类似于大直径螺旋桨的旋翼,动力装置驱动旋翼旋转产生升力使直升机升空。操纵旋翼倾斜又可产生向前、后或左、右的水平分力,使直升机既能垂直上升下降、空中悬停,又能向前后左右任一方向飞行。飞机是靠机翼产生的升力而飞行的飞行器;但直升机不靠机翼而靠旋翼产生升力,所以它不是飞机,“直升飞机”的提法是一种错误。直升机可在狭小场地上垂直起飞或降落而无需跑道。
中国公元前就广泛流传的玩具竹睛蜒是直升机旋翼的起源。直到2000多年后的 18世纪,竹错蜒传入欧美,启发了欧美人利用旋翼的升力使航空器升空的设想。
1754年,俄国的M?B?罗蒙诺索夫首次进行了直升机旋翼模型的试验。此后,英法等的科学家也进行多次直升机的研制试验。1877年5月14日,意大利工程师福拉尼尼研制的直升机模型首次实现飞离地面,升到 13米高度,滞空时间达20秒。福拉尼尼的模型内装有一台自制的蒸汽发表机,尽管它不到4公斤重,但与它所产生的动力相比还是太重了。这时期的主要问题是缺少重量轻、马力大的发动机。直到 1903年第一架飞机诞生后,有了较轻的发动机,直升机的正式研制工作才得以开始。
1907年 11月间日,法国机械师保罗?科尔尼的直升机完成了历史上首次载人飞离地面(约0.3米)。这架直升机有两副直径6米的旋翼,一前一后地安装在承力支架上,每到旋翼有2萍桨叶,动力装置为一台24马力汽油发动机。在科尔尼同时及之后,法、美等国也有多人研制和试验直升机。但由于平衡和操纵问题难以解决,大都未能升空,只有少数离地几米,留空几秒钟。直到1923年西班牙人J?西尔瓦发明铰接式旋翼,才为直升机的成功开辟了道路。
1936年,德国的H?福克成功地试飞了第一架得到承认的载人直升机FW61,这也是第一架真正可操纵的直升机。它有横列安装的两副旋翼,曾创下续航1小时20分、飞行高度3400米、时速12公里的纪录。
尽管FW61获得巨大成功,但现代直升机在外形、结构和原理上都是从叶戈尔?西科尔斯基的发明发展而来的。西科尔斯基是移居美国的俄国人,他设计的VS-300型直升机于1939年11月首次试飞。
VS-300与FW61最大不同在于前者装有一副水平主旋翼和一副装在机尾垂直旋转的小冀,小翼产生可抵消主旋翼转动时机身反向旋转的反作用力矩。而这正是今天大多数直升机所具有的特点。在后来的试验中,为了改善操纵性,VS-300曾左右又安装了两副水平旋翼。此后,西科尔斯基在VS-300的基础上设计了R-4型直升机,这是第一种投入实际使用的直升机,生产了数百架,在第二次世界大战及战后得到了广泛使用。因此人们将西科尔基称为“现代直升机之父”。

② 直升飞机是通过什么怎样发明的。

直升机最初的设计灵感是来源于中国的竹蜻蜓,中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图,为现代直升机的发明提供了启示,指出了正确的思维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。

竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”,这是我们祖先的奇特发明。有人认为,中国在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一种比较保守的估计是在明代(公元1400年左右)。这种叫竹蜻蜓的民间玩具,一直流传到如今。

现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍,但其飞行原理却与竹蜻蜓有相似之处。现代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片,旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿,带动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。竹蜻蜓的叶片前面圆钝,后面尖锐,上表面比较圆拱,下表面比较平直。当气流经过圆拱的上表面时,其流速快而压力小;当气流经过平直的下表面时,其流速慢而压力大。于是上下表面之间形成了一个压力差,便产生了向上的升力。当升力大于它本身的重量时,竹蜻蜓就会腾空而起。直升机旋翼产生升力的道理与竹蜻蜓是相同的。

《大英网络全书》记载道:这种称为“中国陀螺”的“直升机玩具”在15世纪中叶,也就是在达芬奇绘制带螺丝旋翼的直升机设计图之前,就已经传入了欧洲。

《简明不列颠网络全书》第9卷写道:“直升机是人类最早的飞行设想之一,多年来人们一直相信最早提出这一想法的是达·芬奇,但现在都知道,中国人比中世纪的欧洲人更早做出了直升机玩具。”

而第一种设计用来载人的直升机,则是意大利人达芬奇在1483年提出了直升机的设想,并绘制了草图。

19世纪末,在意大利的米兰图书馆发现了达芬奇在1475年画的一张关于直升机的想象图。这是一个用上浆亚麻布制成的巨大螺旋体,看上去好像一个巨大的螺丝钉。这种飞机器由四个人操纵,在达·芬奇时代流行的旋转玩具可能引发了这位大发明家的设计灵感,他建议以旋转一绕垂直轴的螺旋面来达到垂直的飞行。它以弹簧为动力旋转,当达到一定转速时,就会把机体带到空中。驾驶员站在底盘上,拉动钢丝绳,以改变飞行方向。事实上,达·芬奇称自己的发明也只是提供一个直升动力,而不是真正能工作的飞机。西方人都说,这是最早的直升机设计蓝图。

这一时期的民用型直升机的空重/总重比约为0.37。高度集成化的电子设备。计算机技术、信息技术及智能技术在直升机上获得应用,直升机电子设备朝着高度集成化方向发展。这一时期的直升机,采用了先进的增稳增控装置,用电传、光传操纵取代了常规的操纵系统,采用先进的捷联惯导、卫星导航设备及组合导航技术,先进的通讯、识别及信息传输设备,先进的目标识别、瞄准、武器发射等火控设备及先进的电子对抗设备,采用了总线信息传输与数据融合技术,并正向传感器融合方向发展。机上的电子、火控及飞行控制系统等通过多余度数字数据总线交连,实现了信息共享。采用了多功能集成显示技术,用少量多功能显示器代替大量的单个仪表,通过键盘控制显示直升机的飞行信息,利用中央计算机对通讯、导航、飞行控制、敌我识别、电子对抗、系统监视、武器火控的信息进行集成处理从而进行集成控制。采用这类先进的集成电子设备,大大简化了直升机座舱布局和仪表板布置,系统部件得到简化,重量大大减轻。更主要的是极大地减轻了飞行员工作负担,改善了直升机的飞机品质和使用性能。直升机的全机升阻比达到6.6,振动水平降到0.05g,噪声水平小于90分贝,最大速度可达到350千米/小时。


第一架机型

1907年8月,法国人保罗·科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机,并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。这架名为“飞行自行车”的直升机不仅靠自身动力离开地面0.3米,完成了垂直升空,而且还连续飞行了20秒钟,实现了自由飞行。

保罗科尔尼研制的直升机带两副旋翼,主结构为一根V形钢管,机身由V形钢管和6个钢管构成的星形件组成,并采用钢索加强,以增加框架结构的刚度。V形框架中部安装一台24马力的 Antainette 发动机和操作员座椅。机身总长6.20米,重260千克。V形框架两端各装一副直径为6米的旋翼,每副旋翼有2片桨叶。

试飞成功

1938年,年轻的德国姑娘汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。

1936年,德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后,公开展示了自己制造的FW-61直升机,1年后该机创造了多项世界纪录。这是一架机身类似固定翼飞机,但没有固定机翼的大型双旋翼横列式直升机,它的两副旋翼用两组粗大的金属架分别向右上方和左上方支起,两副旋翼水平安装在支架顶部。桨叶平面形状是尖削的,用挥舞铰和摆振铰连接到桨毂上。用自动倾斜器使旋翼旋转平面倾斜进行纵向操纵,通过两副旋翼朝不同方向倾斜实现偏航操纵。旋翼桨叶总距是固定不变的,通过改变旋翼转速来改变旋翼拉力。利用方向舵和水平尾翼来增加稳定性。FW61旋翼毂上装有周期变距装置,在旋翼旋转过程中可改变桨叶桨距。还有一根可变动桨距的操纵杆来改变旋翼面的倾斜度,以实现飞行方向控制。FW61就是靠这套周期变距装置和操纵杆保证了它的机动飞行。该机旋翼直径7米。动力装置是一台功率140马力的活塞发动机。这是世界上第一架具有正常操纵性的直升机。该机时速100~120公里,航程200公里,起飞重量953千克。

实用机型

1939年春,美国的伊戈尔·西科斯基完成了VS-300直升机的全部设计工作,同年夏天制造出一架原型机。这是一架单旋翼带尾桨式直升机,装有三片桨叶的旋翼,旋翼直径8.5米,尾部装有两片桨叶的尾桨。其机身为钢管焊接结构,由V型皮带和齿轮组成传动装置。起落架为后三点式,驾驶员座舱为全开放式。动力装置是一台四气缸、75马力的气冷式发动机。这种单旋翼带尾桨直升机构型成为现在最常见的直升机构型。

自首次系留飞行以来,西科斯基不断对VS-300进行改进,逐步加大发动机的功率。1940年5月13日,VS-300进行了首次自由飞行,当时安装了90马力的富兰克林发动机。

投入批生产

R-4是美国沃特-西科斯基公司20世纪40年代研制的一种2座轻型直升机,是世界上第1种投入批量生产的直升机,也是美国陆军航空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升机。

该机的公司编号为VS-316,VS-316A。美国陆军航空兵的编号为R-4,美国海军和海岸警卫队的编号为HNS-1,英国空军将其命名为“食蚜虻”1(Hoverfly1),英国海军将其命名为“牛虻”(Gadfly)。

③ 直升飞机是谁发明的

伊戈尔.伊万诺维奇.西科斯基,世界著名飞机设计师及航空制造创始人之一,他一生为世界航空作出了相当多的功绩,而其中最著名的则是设计制造了世界上第一架四发大型轰炸机和世界上第一架实用直升机.

④ 直升机是从什么动物发明的

直升机是受到鸟儿的启发而发明的,直升机的原理是上方螺旋桨旋转带动空气流动,使得空气流速加快,大气压强减小,产生向上的升力。与鸟儿滑翔时翅膀上方与下方空气流速不同,从而产生升力的道理相同。

直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,单旋翼直升机的主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨,机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨。

通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。双旋翼直升机通常采用旋翼相对反转的方式来抵消旋翼产生的不平衡升力。



(4)直升飞机是根据什么发明扩展阅读:

相关原理

双旋翼直升机有两种,一种是共轴双旋翼,即两个旋翼同一个轴心,如俄国生产的卡-27直升机等;另一种是分轴双旋翼,即两个旋翼分开比较远,各有各自的轴,典型代表是美国的支奴干直升机。

双旋翼直升机还可以根据两根旋翼轴的相对位置分为纵列双旋翼直升机和横列双旋翼直升机以及横列交叉双旋翼直升机。

通过称为“倾斜盘”的机构可以改变直升机的旋翼的桨叶角,从而实现旋翼周期变距,以此改变旋翼旋转平面不同位置的升力来实现改变直升机的飞行姿态,再以升力方向变化改变飞行方向。

同时,直升机升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下,控制直升机的上升和下降是通过调整旋翼的总距来得到不同的总升力的,因此直升机实现了垂直起飞及降落。



⑤ 发明直升机的起源是什么

直升机的发展起源于中国的竹蜻蜓:两片削成厚薄不匀的竹片装在一根木棍上版,双手一搓,竹片利用惯权性和气压作动力便可飞上天空去。我们是把竹蜻蜓当玩具,并没有再往前跨一步。欧洲却在“竹蜻蜓原理”上摸索,造出了直升机。

德国人在1936年造出了用发动机驱动的直升机,可以持续航行2小时20分钟,高度可达三四百米,还能作悬停、360度转弯、前飞、后飞、侧飞等复杂动作。

1936年,美籍俄罗斯人研制成功了第一架军用直升机。3年后,成批在美国陆军中服役。

还是德国人首先在直升机上安装机枪,在1944年用于战斗。这就有了武装直升机。

现在军用直升机已经自成一个家族,它们有反坦克直升机、火力支援直升机、歼击直升机、反舰直升机、反潜直升机、海陆两用直升机等等,这是专用类型的。还有多用类型的,除去攻击,还可以作运输、空降、救护等用途。

⑥ 直升机是根据什么发明的

竹蜻蜓为现代来直升机的发明源提供了启示,指出了正确的思维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。
现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍,但其飞行原理却与竹蜻蜓有相似之处。现代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片,旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿,带动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。竹蜻蜓的叶片前面圆钝,后面尖锐,上表面比较圆拱,下表面比较平直。当气流经过圆拱的上表面时,其流速快而压力小;当气流经过平直的下表面时,其流速慢而压力大。于是上下表面之间形成了一个压力差,便产生了向上的升力。当升力大于它本身的重量时,竹蜻蜓就会腾空而起。直升机旋翼产生升力的道理与竹蜻蜓是相同的。

⑦ 直升机是按仿生学原理发明出来的吗

不是。 直升机旋翼的桨叶剖面由翼型构成,叶片平面形状细长,相当于一个大展弦内比的梯形机翼,当它以容一定迎角和速度相对于空气运动时,就产生了气动力。直升机的外形和其他飞机有区别,但是就空气动力学原理来说是一样的。 最早的人直升机由德国科学家福克·沃尔夫1937年设计,被称为FW-61(下图)。跟仿生学并没有联系。

⑧ 直升机是根据蜻蜓发明的

中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图,为现代直升机的回发明提供了启示,答指出了正确的思维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。
竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”,这是我们祖先的奇特发明。有人认为,中国在公元前400年就有了竹蜻蜓,另一种比较保守的估计是在明代(公元1400年左右)。这种叫竹蜻蜓的民间玩具,一直流传到如今。
现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍,但其飞行原理却与竹蜻蜓有相似之处。现代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片,旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿,带动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。竹蜻蜓的叶片前面圆钝,后面尖锐,上表面比较圆拱,下表面比较平直。当气流经过圆拱的上表面时,其流速快而压力小;当气流经过平直的下表面时,其流速慢而压力大。于是上下表面之间形成了一个压力差,便产生了向上的升力。当升力大于它本身的重量时,竹蜻蜓就会腾空而起。直升机旋翼产生升力的道理与竹蜻蜓是相同的。

⑨ 直升飞机是根据什么生物发明的

中国古代的“竹蜻蜓”,不是生物。

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