直升機到底是(shi)(shi)什么(me)？有人會(hui)說：不就是(shi)(shi)能夠直升直降的機器嗎？
從字面(mian)來看，這個說(shuo)法還挺像(xiang)那么回事，既然如此的(de)話，我們就(jiu)把可(ke)垂(chui)直(zhi)起降的(de)F-35型(xing)號直(zhi)接叫(jiao)作“F-35直(zhi)升(sheng)機”吧。
航空界的事情當然不會是這(zhe)么簡單(dan)直白的。
先讓我(wo)們來看(kan)看(kan)中(zhong)國直升(sheng)機(ji)之父(fu)，王適存先生，在其著作《直升(sheng)機(ji)空氣動力學》這本書中(zhong)對直升(sheng)機(ji)所下的(de)定義：
“直(zhi)(zhi)升機(ji)是(shi)飛(fei)(fei)機(ji)（或(huo)(huo)者(zhe)航(hang)空飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)）大家庭中的(de)一員，在(zai)功(gong)能(neng)上(shang)屬(shu)于垂直(zhi)(zhi)起(qi)(qi)落機(ji)，在(zai)構造型式上(shang)屬(shu)于旋(xuan)翼(yi)(yi)飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)。這就(jiu)是(shi)說(shuo)，直(zhi)(zhi)升機(ji)就(jiu)是(shi)以旋(xuan)翼(yi)(yi)作(zuo)為其主(zhu)要(yao)升力來源的(de)垂直(zhi)(zhi)起(qi)(qi)落機(ji)。雖有旋(xuan)翼(yi)(yi)但不能(neng)垂直(zhi)(zhi)起(qi)(qi)落的(de)飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)，或(huo)(huo)雖能(neng)垂直(zhi)(zhi)起(qi)(qi)落但不是(shi)以旋(xuan)翼(yi)(yi)作(zuo)為其升力來源的(de)飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)，都(dou)不包括在(zai)本(ben)書所指的(de)直(zhi)(zhi)升機(ji)范(fan)疇(chou)之內。”
接下來，再(zai)讓我(wo)們(men)來看看NASA會針(zhen)對(dui)這個問題(ti)給(gei)出怎(zen)么樣的解釋(shi)，聊作(zuo)對(dui)比吧。
NASA：總的(de)(de)來(lai)說，直(zhi)升(sheng)機(ji)就是一種(zhong)使(shi)用旋轉的(de)(de)機(ji)翼(yi)（在直(zhi)升(sheng)機(ji)上稱之為槳葉）來(lai)進行(xing)飛(fei)行(xing)的(de)(de)飛(fei)行(xing)器(qi)。與飛(fei)機(ji)或者(zhe)滑(hua)翔(xiang)機(ji)不(bu)一樣，直(zhi)升(sheng)機(ji)的(de)(de)“翅膀”是處于不(bu)停的(de)(de)轉動過程中；與氣球(qiu)之類的(de)(de)飛(fei)行(xing)器(qi)也(ye)不(bu)一樣，直(zhi)升(sheng)機(ji)是比空氣更重的(de)(de)，必須依靠發動機(ji)輸出功率(lv)才(cai)能飛(fei)行(xing)。
直升機(ji)的旋轉葉片，一般被稱為旋翼(yi)，可(ke)以讓它做到固定翼(yi)飛機(ji)做不到的許(xu)多事(shi)情。
直(zhi)升機是(shi)如何實現飛行的？
直升(sheng)(sheng)機的(de)(de)工作原理是(shi)什么？首先，飛行器造出來就(jiu)(jiu)是(shi)要飛的(de)(de)（廢話），為(wei)了(le)飛行，這種機器必須要能夠(gou)產生“升(sheng)(sheng)力”，也就(jiu)(jiu)是(shi)一個讓它向上移動(dong)的(de)(de)力。在航空器中，升(sheng)(sheng)力一般都(dou)是(shi)由機翼產生的(de)(de)，而(er)機翼之所(suo)以(yi)能產生升(sheng)(sheng)力，其本(ben)質原理就(jiu)(jiu)是(shi)眾所(suo)周知(zhi)的(de)(de)“伯(bo)(bo)努利原理”（如果(guo)對這個不太(tai)清楚，可以(yi)去(qu)翻閱我很早以(yi)前寫的(de)(de)一篇文章）。伯(bo)(bo)努利原理主要描述了(le)空氣中的(de)(de)速度(du)和壓力之間(jian)的(de)(de)關系(xi)，簡單(dan)來說就(jiu)(jiu)是(shi)速度(du)增(zeng)大，壓力減小(xiao)，反之亦然。
對于機(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)來說，一(yi)(yi)般會存(cun)在一(yi)(yi)側(ce)橢(tuo)圓形(xing)的(de)(de)鈍頭(tou)(tou)(tou)，另一(yi)(yi)側(ce)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)楔形(xing)的(de)(de)尖頭(tou)(tou)(tou)，這(zhe)種獨(du)特(te)的(de)(de)機(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)剖面形(xing)狀就(jiu)(jiu)被稱為翼(yi)(yi)(yi)(yi)型(xing)，鈍頭(tou)(tou)(tou)一(yi)(yi)側(ce)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)翼(yi)(yi)(yi)(yi)型(xing)前緣(yuan)，尖頭(tou)(tou)(tou)一(yi)(yi)側(ce)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)翼(yi)(yi)(yi)(yi)型(xing)后(hou)緣(yuan)，這(zhe)種翼(yi)(yi)(yi)(yi)型(xing)的(de)(de)設計使得機(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)能夠產生更大的(de)(de)升力。直升機(ji)的(de)(de)旋翼(yi)(yi)(yi)(yi)槳(jiang)葉也是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)具有(you)一(yi)(yi)定(ding)翼(yi)(yi)(yi)(yi)型(xing)的(de)(de)，也就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)說，除了(le)會旋轉之后(hou)，直升機(ji)旋翼(yi)(yi)(yi)(yi)槳(jiang)葉本質和(he)固定(ding)翼(yi)(yi)(yi)(yi)飛機(ji)的(de)(de)機(ji)翼(yi)(yi)(yi)(yi)沒有(you)差別。
直(zhi)升機能做什么？
直(zhi)(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)的(de)(de)旋翼設計使得它能夠(gou)做(zuo)(zuo)到飛(fei)(fei)機(ji)(ji)做(zuo)(zuo)不(bu)到的(de)(de)事情(qing)。與飛(fei)(fei)機(ji)(ji)不(bu)同，直(zhi)(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)不(bu)需要(yao)快速移動(dong)才能夠(gou)升(sheng)空(kong)。這就(jiu)意味著它可以直(zhi)(zhi)(zhi)接垂直(zhi)(zhi)(zhi)上(shang)(shang)下移動(dong)，絕大多數飛(fei)(fei)機(ji)(ji)無法(fa)做(zuo)(zuo)到這一點。直(zhi)(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)可以在(zai)沒有跑道的(de)(de)情(qing)況下起飛(fei)(fei)或者降落(luo)。它可以以飛(fei)(fei)機(ji)(ji)所不(bu)能做(zuo)(zuo)到的(de)(de)方式在(zai)空(kong)中飛(fei)(fei)行——比(bi)如(ru)說(shuo)向后或者側滑飛(fei)(fei)行。它也可以靜止(zhi)在(zai)空(kong)中的(de)(de)一個點上(shang)(shang)一動(dong)不(bu)動(dong)——也就(jiu)是懸停。這使得直(zhi)(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)成為(wei)飛(fei)(fei)機(ji)(ji)無法(fa)完(wan)成的(de)(de)任(ren)務的(de)(de)理想選擇。
其中(zhong)最直觀的就是——直升(sheng)機(ji)可以降(jiang)落在一(yi)個沒有(you)跑道的地方，拯救一(yi)條(tiao)垂危的生命，然后迅速(su)將(jiang)其送到附近(jin)的醫院。
直(zhi)升機有什么用(yong)？
直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機可(ke)(ke)以用(yong)(yong)來做很多事(shi)情(qing)(qing)，比如說(shuo)可(ke)(ke)以用(yong)(yong)作(zuo)運送(song)病人的(de)(de)(de)飛行(xing)救護(hu)車(che)，也可(ke)(ke)以用(yong)(yong)作(zuo)撲滅(mie)大火的(de)(de)(de)空中消防車(che)。武裝部隊則會(hui)使用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機攻擊(ji)地面目標和(he)(he)調動(dong)部隊，也會(hui)使用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機來給艦船(chuan)運送(song)補給。直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機也可(ke)(ke)以用(yong)(yong)來將大型物體從一個地方(fang)運往另一個地方(fang)。直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機還可(ke)(ke)以抵達(da)常規交(jiao)通工(gong)具(ju)無法抵達(da)的(de)(de)(de)地區，比如說(shuo)地形復雜的(de)(de)(de)山區和(he)(he)波濤洶涌的(de)(de)(de)海面。電(dian)視(shi)臺(tai)和(he)(he)廣播電(dian)臺(tai)會(hui)使用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機在城市上(shang)空飛行(xing)并(bing)報道交(jiao)通情(qing)(qing)況和(he)(he)突發事(shi)件。警(jing)察也會(hui)使用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機巡邏(luo)和(he)(he)執勤。當然(ran)上(shang)述所有的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)領域都只(zhi)是直(zhi)(zhi)升(sheng)(sheng)機所能做到的(de)(de)(de)許多事(shi)情(qing)(qing)中的(de)(de)(de)一部分。
NASA會對直升機干些什么？
NASA長時間都在(zai)研(yan)究(jiu)如何使直(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)擁(yong)有更(geng)(geng)強的性能：碰撞測試有助于(yu)使直(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)更(geng)(geng)安全、新材料測試有助于(yu)讓(rang)直(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)在(zai)墜毀時候(hou)保證乘客(ke)活下來(lai)、風洞試驗決(jue)定如何使直(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)更(geng)(geng)安靜和更(geng)(geng)省(sheng)油、新的設計技(ji)術(shu)幫(bang)助工程師們制造(zao)更(geng)(geng)大、更(geng)(geng)好、更(geng)(geng)快的直(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)。NASA的現階段夢想是(shi)有朝一日，直(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)可以承載100人，航程超(chao)過500公(gong)里。NASA甚至(zhi)還研(yan)究(jiu)了(le)如何讓(rang)直(zhi)(zhi)升(sheng)機(ji)(ji)在(zai)火星上(shang)飛行。
對比之下，我覺得(de)還是王(wang)(wang)適存先(xian)生的(de)(de)(de)解釋(shi)更(geng)直白、更(geng)明(ming)了(le)，不(bu)過(guo)王(wang)(wang)適存先(xian)生可能(neng)還忽視了(le)一種飛(fei)行器——自轉(zhuan)旋翼(yi)機(ji)(ji)(ji)——現在(zai)的(de)(de)(de)自轉(zhuan)旋翼(yi)機(ji)(ji)(ji)通過(guo)跳飛(fei)等設(she)計，可以(yi)實現垂直起落，同時還具(ju)有巨大的(de)(de)(de)主旋翼(yi)，所以(yi)不(bu)應該就是直升機(ji)(ji)(ji)了(le)？
所以我覺得或(huo)者表述為：“直(zhi)升(sheng)機(ji)就(jiu)是以旋(xuan)翼(yi)作(zuo)(zuo)為其(qi)(qi)主(zhu)要(yao)升(sheng)力來源和主(zhu)要(yao)操縱面(mian)(mian)，且具備垂直(zhi)起降(jiang)(jiang)和懸(xuan)(xuan)停(ting)能(neng)(neng)力的航(hang)空飛(fei)行器。雖有旋(xuan)翼(yi)但不(bu)(bu)能(neng)(neng)垂直(zhi)起降(jiang)(jiang)或(huo)懸(xuan)(xuan)停(ting)，或(huo)雖能(neng)(neng)垂直(zhi)起降(jiang)(jiang)或(huo)懸(xuan)(xuan)停(ting)，但不(bu)(bu)是以旋(xuan)翼(yi)作(zuo)(zuo)為其(qi)(qi)主(zhu)要(yao)升(sheng)力來源和主(zhu)要(yao)操縱面(mian)(mian)的飛(fei)行器，都不(bu)(bu)能(neng)(neng)籠統稱(cheng)為直(zhi)升(sheng)機(ji)。”或(huo)者更為合(he)適。