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双翼螺旋桨直升机原理
双翼螺旋桨直升机是一种以垂直方式起飞和着陆的飞行器，也是一种专门用于低空作业的交通工具。
它采用双旋转翼和一个主旋翼来飞行和悬停，通过控制旋翼和叶片的角度变化来实现飞行和操纵。
双翼螺旋桨直升机的主要结构分为机身、双旋翼和主旋翼。
机身包括了驾驶舱、动力系统、载荷舱和尾部结构等部分。
两个旋翼轴平行且相互交错，可以提供高稳定性和悬停能力。
主旋翼位于机身顶部并通过轴传动系统连接引擎，提供升力和前进推力。
机尾配备有尾桨和垂直稳定翼，可以控制方向和侧倾。
这些部件共同作用，让直升机可以直升、悬停、前行和转弯等。
双翼螺旋桨直升机的水平移动主要是由主旋翼的旋转和变角度控制，它的移动速度和方向与主旋翼的转速和转向有关。
同时，双旋翼的相互交错设计可以让直升机更加稳定，特别是在低空悬停时。
除此之外，双翼螺旋桨直升机还配备了自动驾驶、气动缓冲系统、冗余控制系统等先进技术，可以保证其安全性和可靠性。
总的来说，双翼螺旋桨直升机内部各部分之间的协作和控制系统是实现其垂直起降和水平移动的关键。
通过对各个控制部件进行科学、合理的设计和调试，直升机可以更好地适应低空作业需要，实现高效、安全和可靠的运行。
万博士的航空讲堂（9）作者：万志强来源：《航空模型》2012年第12期二十一、直升机工作原理、布局与分类前面主要介绍了固定翼航空器的一些最基础的知识，现在谈谈直升机和其它旋翼机相关的航空器的一些基础知识。
直升机是一种重要的旋翼航空器，它通过航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源，可以在大气中垂直起降、悬停并能进行前飞、后飞、侧飞、悬停回转等飞行科目。
相比于固定翼飞机，直升机能够依靠旋翼垂直起降，对起降场地的依赖性很小，可以沿任意方向飞行和在空中悬停；而通常意义上的固定翼飞机则只能水平起降，对起降场地的依赖性很大。
不过相对于固定翼飞机，直升机飞行速度慢、航程短、飞行高度低、振动和噪声较大，可靠性也逊于前者。
当前，直升机在民用和军用的各个领域都得到了广泛的应用，与固定翼飞机相互补充，成为一种不可缺少的航空器。
特别是在军用方面，武装直升机在现代战争中发挥的作用越来越大。
此外，吊运大型装备的起重直升机以及侦察、救护、森林防火、空中摄影、地质勘探等多用途直升机的应用也非常广泛。
1.直升机旋翼的工作原理旋翼是直升机的关键部件，在介绍直升机和其它旋翼机之前，有必要先简要介绍一下旋翼的工作原理，以便读者更好地理解直升机和其它旋翼机的相关知识。
旋翼由数片（至少两片）桨叶和桨毂构成，形状像细长机翼的桨叶连接在桨毂上（图1）。
桨毂安装在旋翼轴上，旋翼轴方向接近于铅垂方向，一般由发动机带动旋转。
旋翼旋转时，桨叶与周围空气相互作用，产生气动力。
直升机旋翼绕旋翼转轴旋转时，每个叶片的工作都与一个机翼类似。
如果沿旋翼旋转方向在半径r处切一刀，其剖面形状是一个翼型，如图1（a）所示。
翼型弦线与垂直于桨毂旋转轴的桨毂旋转平面之间的夹角称为桨叶的安装角（或桨距），以表示，见图1（b）。
相对气流V与翼弦之间的夹角为该剖面的迎角α。
因此，沿半径方向每段叶片上产生的空气动力R可分解为沿桨轴方向上的分量F1和在旋转平面上的分量D1。
F1提供直升机悬停时需要的拉力；D1产生的阻力力矩（绕旋转轴）由发动机所提供的扭距来克服。
共轴双旋翼直升机原理
共轴双旋翼直升机是一种特殊的直升机结构，其独特的设计原理使其在飞行性能和操纵特性上具有独特的优势。
本文将介绍共轴双旋翼直升机的原理，包括其结构特点、工作原理和飞行特性。
共轴双旋翼直升机采用了两个相互对称的旋翼，它们位于同一轴线上并且以相反的方向旋转。
这种设计可以有效地减小旋翼间的相互干扰，提高直升机的飞行效率和稳定性。
同时，共轴双旋翼直升机还可以减小机身长度，提高机动性和操纵性能。
在共轴双旋翼直升机中，两个旋翼的叶片通常采用交叉布置，这样可以减小旋翼间的干扰，降低噪音和振动。
此外，共轴双旋翼直升机通常采用复合材料等轻质材料制造，可以减小整机重量，提高飞行性能。
在工作原理上，共轴双旋翼直升机的两个旋翼可以分别提供升力和反扭矩，它们之间通过传动系统相互连接并同步工作。
这种设计使得直升机可以实现更高的升力和更好的操纵性能，适用于复杂的飞行任务。
在飞行特性上，共轴双旋翼直升机具有良好的稳定性和操纵性能。
其双旋翼结构可以有效地抵消旋翼的扭矩，使得直升机在起飞、飞行和着陆过程中更加稳定。
同时，共轴双旋翼直升机的操纵性能也得到了提高，可以实现更快速、更灵活的机动飞行。
总的来说，共轴双旋翼直升机通过其独特的设计原理，在飞行性能和操纵特性上具有独特的优势。
它的结构特点、工作原理和飞行特性使得它成为一种理想的直升机结构，适用于各种复杂的飞行任务。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地了解共轴双旋翼直升机的原理和特点。
交叉双翼直升机原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊交叉双翼直升机这神奇的玩意儿！你说这交叉双翼直升机啊，就像是一只在空中灵活飞舞的大鸟。
它的两个翅膀交叉着，可别小看了这交叉的设计，这就好比是给它安上了一双特别厉害的翅膀呢！想象一下，普通的直升机就像是个努力工作的老实人，而交叉双翼直升机呢，那就是个身怀绝技的高手！它能在天空中做出各种让人惊叹的动作。
为啥它这么牛呢？这就得说说它的原理啦。
这交叉的双翼，让它有了更强的稳定性和操控性。
就好像骑自行车，一个轮子的肯定没有两个轮子的稳当呀！它可以在空中更稳当地飞行，遇到点小风小浪也不怕。
而且呀，它的动力也很关键呢！就像汽车要有强大的发动机一样，交叉双翼直升机的动力系统让它能够有力地飞起来。
这动力就像是给它注入了一股神奇的力量，让它能冲向蓝天。
你再想想，要是没有这巧妙的设计，那直升机得多普通啊！有了交叉双翼，它就变得与众不同啦。
就好比是一群羊里面突然出现了一只特别漂亮的花羊，一下子就吸引了大家的目光。
咱平时看到直升机飞过头顶，可能都不会多想一下，但要是知道了这交叉双翼直升机的厉害之处，是不是会对它多几分敬佩呢？它能在各种复杂的环境中发挥作用，为我们的生活带来很多便利呢。
比如说在救援工作中，它可以快速飞到需要帮助的地方，把人救出来。
这就像是一个超级英雄，在关键时刻出现，拯救大家于危难之中。
在一些特殊的任务里，它也能大显身手，发挥出它独特的优势。
总之呢，交叉双翼直升机可真是个了不起的发明！它让我们看到了人类的智慧和创造力。
我们应该为有这样的高科技而感到骄傲和自豪呀！它就像是天空中的一颗璀璨明珠，照亮了我们对未来的憧憬和希望。
难道不是吗？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
封面人物北京清航紫荆装备科技有限公司创始人李京阳：成为一颗改变世界的螺丝钉500公斤级交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机发动时巨大的轰鸣声，在空旷的北京六环外中关村科技园延庆园里，即便是工作日、相隔几公里，依然格外震撼。
与巨大轰鸣声成正比的，是无人直升机的强抗风、大运力、高速度。
这，是李京阳多年来致力于追求的梦想。
“更高、更快、更强”，无人直升机未来发展方向，与奥林匹克精神一脉相承、不约而同。
2014年筹划创业，2015年创办北京清航紫荆装备科技有限公司（简称“清航装备”），李京阳带领的团队看似顺风顺水，实则每一段路都是拓荒，伴随无尽艰辛。
这个喜欢哈哈大笑，像讲笑话一样分享自己思考和经历的青年，谈论梦想时却很严肃：既然我们出来干了，就要干改变世界的事，不拘泥于传统。
创业者李京阳——想够到“摆在橱窗里那块蛋糕”的孩子2014年，即将从清华大学航空航◎本刊记者 华南天学院博士毕业的李京阳，开始构建自己的未来。
已经10篇S I C论文在握，又是两次国家奖学金获得者，这个从小热爱航天器的年轻人决定不再把书斋当作归宿，而是在广阔天地中寻求更大梦想，把论文写在祖国的大地上。
他用了一年时间找方向，直到看见美国国防部批准开展的未来垂直起降计划（F V L ），目标产品为美军下一代直升机、旋翼机。
按照最初设想，F V L项目将推出一个联合系列设计，从轻型（CS1）到超重型（CS5）。
根据计划，F V L将由多军种联合开展研制，预计完成时间为2030年，最终将可能替换美军现役的H-60“黑鹰”、A H64“阿帕奇”、H-47“支奴干”以及O H-58“基奥瓦勇士”等多个直升机型号。
“这意味着，从当年讲是未来十五年，从现在讲是未来九年，我们现在看到的直升机机型将全部被替代”，李京阳说。
那一刻他确定，自己的未来已来。
现代军事要求快机动、全疆域、智能化，在功率、载重、突防性能方面有迫切需求，常规无人直升机飞行高度低，速度慢，载重能量小，性能一直难以突破，这些都成为产品和用户的痛点。
直升机及其操纵系统简介直升机是以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源，能在大气中垂直起落及悬停并能进行前、后飞、定点回转等可控飞行的重于空气的航空器。
直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾桨)、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。
旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。
目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。
直升机的最大速度可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000m(世界纪录为12450m),一般航程可达600～800km左右。
携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。
根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。
当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26(最大起飞重量达56t，有效载荷20t)。
直升机的突出特点是可以做低空(离地面数米)、低速(从悬停开始)和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。
由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。
在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。
在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。
海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。
目前直升机相对飞机而言，振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短。
直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。
2. 直升机的结构类型按直升机的结构类型，直升机可分为单旋翼直升机、双旋翼直升机两种2.1 单旋翼直升机仅由一副旋翼产生升力的直升机。
旋翼分机械驱动式和桨尖喷气驱动式两种。
机械驱动式单旋翼直升机由于构造简单和传动效率高，而应用最为广泛。
这种型式的直升机为了平衡旋翼反扭矩及进行航向操纵往往在尾梁末端安装有一副尾桨，产生侧向力，称为带尾桨单旋翼直升机。
直升飞机原理旋翼的空气动力特点(1)产生向上的升力用来克服直升机的重力。
即使直升机的发动机空中停车时，驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升力，减缓直升机下降趋势。
(2)产生向前的水平分力克服空气阻力使直升机前进，类似于飞机上推进器的作用(例如螺旋桨或喷气发动机)。
(3)产生其他分力及力矩对直升机；进行控制或机动飞行，类似于飞机上各操纵面的作用。
旋翼由数片桨叶及一个桨毂组成。
工作时，桨叶与空气作相对运动，产生空气动力；桨毂则是用来连接桨叶和旋翼轴，以转动旋翼。
桨叶一般通过铰接方式与桨毂连接(如下图所示)。
旋翼的运动与固定翼飞机机翼的不，因为旋翼的桨叶除了随直升机一同作直线或曲线动外，还要绕旋翼轴旋转，因此桨叶空气动力现象要比机翼的复杂得多。
先来考察一下旋翼的轴向直线运动这就是直升机垂直飞行时旋翼工作的情况，它相当于飞机上螺旋桨的情况。
由于两者技术要求不同，旋翼的直径大且转速小；螺旋桨的直径小而转速大。
在分析、设计上就有所区别设一旋冀，桨叶片数为k，以恒定角速度Ω绕轴旋转，并以速度Vo沿旋转轴作直线运动。
如果在想象中用一中心轴线与旋翼轴重合，而半径为r的圆柱面把桨叶裁开(参阅图2，1—3)，并将这圆柱面展开成平面，就得到桨叶剖面。
既然这时桨叶包括旋转运动和直线运动，对于叶剖面来说，应有用向速度(等于Ωr)和垂直于旋转平面的速度(等于Vo)，而合速度是两者的矢量和。
显然可以看出(如图2．1—3)，用不同半径的圆柱面所截出来的各个桨叶剖面，他们的合速度是不同的：大小不同，方向也不相同。
如果再考虑到由于桨叶运动所激起的附加气流速度(诱导速度))，那么桨叶各个剖面与空气之间的相对速度就更加不同。
与机翼相比较，这就是桨叶工作条件复杂，对它的分析比较麻烦的原因所在。
旋翼拉力产生的滑流理论现以直升机处于垂直上升状态为例，应用滑流理论说明旋翼拉力产生的原因。
此时，将流过旋翼的空气，或正确地说，受到旋翼作用的气流，整个地看做一根光滑流管加以单独处理。
直升机最早的蓝图（下）1908年，美国人利克曼试飞了一种多瓣单向活门翼条式伞形布局直升机。
它是通过伞形“圆翼”快速地上下往复运动，让活门交替打开和关闭，以达到向下“压气”产生升力的目的。
但这种结构的直升机根本无法离开地面。
1909年，“俄罗斯航空之父”、航空理论的奠基人茹可夫斯基的得意门生尤里耶夫精心设计了一种直升机。
它基本拥有近代直升机的大部分结构和部件。
该机装有两副旋翼，直径分别是3米和9米。
动力是一台52千瓦的格隆牌活塞式发动机。
最有意义的是：该机首次采用了由尤里耶夫自己设计的自动倾斜器。
这种自动倾斜器实际上是一套可作万向倾斜的同心圆环，安装在旋翼中心的桨毂位置上。
它能使旋转中的桨叶发生周期性的攻角变化，以达到稳定飞行和可控飞行的目的，后来几乎成为任何直升机都不可或缺的关键部件！1912年，尤里耶夫研制出他的又一架单旋翼布局的直升机，但为了让它飞上天去，不得不忍痛卸下了精致的自动倾斜器以及配套的变（桨）距操纵机构。
可是试飞刚开始，主轴就折断了，整个试验毁于一旦，十分可惜。
后来也是因为资金的困扰，尤里耶夫只好中止了进一步的研究。
但这架很像样的直升机还是为尤里耶夫赢得了荣誉：他在1912年的第二届国际航展上获得了一枚金质奖章。
尤里耶夫后来成为前苏联近代直升机的主要创始人之一。
随后几年中，在俄国还先后出现过其他几位直升机的早期研究者——安东诺夫、索罗金、加索夫斯基、斯塔洛沃、伊托夫和奥西波夫。
航空史证明，直升机发展的步伐要比飞机落后二三十年。
尽管科尔尼曾在这方面取得了初步成功，但大多数先驱者均以失败和部分失败宣告试验的终结。
因此，在一段时间里，有人对这种飞行器究竟能否真的实现载人飞行提出了疑问。
有位学者甚至武断地提出：“飞行不安定是直升机无法治愈的通病。
”还有人散布了更可笑的悲观论点：“空气实在太稀薄，根本不可能支撑起直升机这样重的载人机器！”旋翼机在西班牙就在直升机研制工作暂时滑入低谷的20年代，在西班牙却出现了两位名不见经传的杰出人物。
双旋翼纵列式直升机双旋翼纵列式直升机提起直升机，⼤多数⼈所能想到的就是单旋翼带尾桨构型的直升机，这也确实是⽬前世界上应⽤最⼴，技术最成熟的⼀种直升机构型。
但是这种构型的直升机并不能满⾜直升机所需⾯对的种种任务需求。
因⽽，直升机⾏业发展⾄今，业内也⽆法判定哪种构型是直升机的最佳构型。
多年来，业内已经对多种直升机构型进⾏⼴泛的测试和研制，包括带尾桨单旋翼直升机、共轴双旋翼直升机、纵列双旋翼直升机、横列双旋翼直升机、交叉双旋翼直升机、多旋翼直升机（三个以上旋翼）和喷⽓式直升机等7类。
综合所有的试验和试飞数据，纵列式直升机是最有可能直接和单旋翼带尾桨构型⼀争长短的直升机构型。
纵列式直升机的构型/布局双旋翼前后纵列，由同⼀组发动机驱动（以保证转速相同，免得击打到对⽅），反向旋转（抵消反扭矩）通过总距杆操纵双旋翼的升⼒变化。
通过纵向周期变距的配平来抵消纵向挥舞⾓，使得纵向挥舞的旋翼不⾄于打到机⾝（保持合适的桨盘平⾯和机⾝间距），同时也可以尽量减⼩桨毂振动传递到机⾝上。
CH-47直升机通过三组减速机将两个涡轴发动机产⽣的动能平均的分配到了两个旋翼上。
纵列式直升机的优势单旋翼带尾桨的构型中，尾桨不提供升⼒却需要消耗⼤约10%~20%的发动机功率，现在这部分功率完全变为提供双旋翼的拉⼒。
与产⽣同样拉⼒的单旋翼直升机相⽐，纵列式直升机的桨叶半径更⼩，转速会更⼤，旋翼转速更接近发动机转速，这有利于减轻传动系统的重量。
对于单旋翼带尾桨直升机⽽⾔，其重⼼范围往往就只能在主旋翼轴附近很⼩的范围内变化，⽽纵列式直升机则有着相对来说极⼤的重⼼变化范围（通过改变双旋翼拉⼒来实现⼒矩平衡即可）。
直升机旋翼提供的不仅仅是升⼒，在旋翼稍微倾转⼀定⾓度后，还可以提供向不同⽅向的推⼒。
这样，直升机就可以沿着⼀定的路线进⾏飞⾏了。
纵列式直升机有两个主桨叶，⾃⾝的陀螺效应等于0。
并且可以通过将桨叶向不同⽅向倾斜完成更多类型的空中机动动作。
通过横向变距实现同向横向挥舞来使得直升机滚转，实现反向的横向挥舞来使得直升机偏航。
交叉式双旋翼直升机
旋翼布局对直升机的影响很大，不同的布局形式，结构也不同，会使直升机的性能发生很大变化。
直升机的旋翼布局主要有单旋翼尾桨式、双旋翼纵列式、双旋翼横列式、双旋翼共轴式、双旋翼交叉式等
双旋翼交叉式又称“交叉式”。
“交叉式”与“横列式”一样，两副旋翼完全相同，沿机体横向左、右排列，但其轴线呈“v”型交叉，反向旋转。
其明鲜的特点是两旋翼不平行，分别向外倾斜。
这种结构的最大优点是稳定性好，适宜执行起重、吊挂作业。
研制“交叉式”直升机的公司主要是美国的卡曼公司。
其最广为人知的作品就是在20世纪50年代，卡曼公司研制的“交叉式”直升机H-43 Huskie “爱斯基摩”，在美国空军和海军陆战队都有使用，越战时主要执行搜救任务。
它也就是很多人认为的唯一一种交叉式双旋翼直升机。
美国空军的HH-43 Huskie
美国海军陆战队的OH-43 Huskie
美国海军陆战队的UH-43 Huskie
在以后漫长的40年中，“交叉式双旋翼”直升机似乎销声匿迹。
直到20世纪90年代初，卡曼公司瞧准了民用直升机缺少专门用于吊挂作业的直升机，于是又研制了一种“交叉式双旋翼”直升机：K－1200 K-MAX“空中卡车”。
可能有些人不知道它的出现的主要原因是K-1200“空中卡车”基本上是在民间使用，但也有一个国家的军队有装备，那就是-哥伦比亚陆军（Colombia - Army）
哥伦比亚陆军的K-1200 K-MAX
Kaman K-1200 K-MAX“空中卡车”
1．单旋翼带尾桨布局。
空气对旋翼形成的反作用力矩，由尾桨产生的拉力(或推力) 相对于直升机机体重心形成的偏转力矩予以平衡如上图的a.这种方式
目前应用较广泛，虽然层桨工作需要消耗一部分功率，但构造上比较简单。
2．双旋翼式布局。
由于在直升机上装有两副旋翼，可以是共轴式双旋翼，也可以是纵列式双旋翼或者横列式双旋冀(含交叉双旋翼)，通过传动装置使两副旋翼彼此向相反方向转动，那么，空气对其中一副旋冀的反作用力矩，正好为另一副旋翼的反作用力矩所平衡，见图中的b、c、d、 e
美国40年代的旋翼机
美国研究旋翼机的历史非常悠久，其中横列双旋翼（含交叉式双旋翼）机型的最大优点是稳定性比较好，适宜执行起重、吊挂作业。
最大缺点是因双旋翼横向布置气动阻力较大（当然速度也就快不起来了），所以并不适合做成超大尺寸的载重直升机。
因此美军在五六十年代最终选择了情况稍微好一些的纵列式双旋翼直升机H—47“支努干”。
其实“支努干”也存在有相同的问题：主要是自身尺寸较大，加上两个旋转翼展达20米的旋翼，整架飞机起降时影响到的范围达100米。
而最大的缺点在于由于旋翼重叠，产生的气流相互干扰，导致较大幅度的功率损失，因此至今也只有少数直升机采用了这一布局。
H—47“支努干”
横列双旋翼的优点是稳定性较好载重力较大，而缺点是气动阻力较大功率损失严重飞行速度慢，所以不适合做超大的载重直升机。
而美国最终找到了折中方案，那就是V-22“鱼鹰”横列倾转式双旋翼机，它的两个旋翼可以改变方向，该机在12秒内便可从直升机悬停模式转变为固定翼飞机模式，飞行速度最快可超过640公里／小时，高度可达7500米。
它一次可搭载24名士兵，或运送6.8吨的货物，不间断飞行距离为3200公里。
V-22“鱼鹰”
V-22“鱼鹰”的后续机型V－44更是拥有4个旋翼，具有超强的运输能力，可一次运载90名全副武装的士兵。
它还将装备更先进的武器系统，可对目标飞机以及机场和海港拥有超强的摧毁打击能力。
不知大家玩过“战争行为”这个游戏没用，里面的倾转式四旋翼机估计就和真实V-44差不太多。
美军未来的V-44倾转式四旋翼机。
