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云之帆,波澜壮阔的直升机诞生记

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发表于 2020-5-20 09:00:01 | 显示全部楼层 |阅读模式

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作者:Armstrong
来自空军之翼

  直升机的概念可以追溯到几百年前,当20世纪初人类开始动力飞行时,航空先驱们都认为旋翼直升机的诞生已经指日可待。但事实上,在固定翼飞机迅速完善和不断改进时,直升机直到上世纪30年代中期才开始成为一种实用飞行器……

从竹蜻蜓说起
  直升机基本原理是依靠水平旋转的机翼或螺旋桨产生升力,这个概念可以追溯到1500年前的中国竹蜻蜓,这种简单的玩具今天仍到处可见,就是在一根细棍顶端固定上一片竹制旋翼,手搓细棍就能把竹蜻蜓放飞上天。
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竹蜻蜓
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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:02 | 显示全部楼层
  中国竹蜻蜓传到欧洲后在1463年首次出现在绘画作品中,1483年达芬奇在其著名手稿中画下了更复杂的旋翼玩具,但以当时的技术水平无法制造出一架超越玩具的旋翼飞行器,这种情况一直持续了几个世纪。
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达芬奇直升机

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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:03 | 显示全部楼层
  1784年,法国人博物学者洛努瓦和工匠卞福汝展示了一种改进自竹蜻蜓的旋翼玩具,在棍子两端各安装一副旋翼,棍子上增加了一副张力弓,弓弦就缠绕在棍子上,缠绕紧后,张力弓提供的动力就能使旋翼玩具升空。虽然这个装置仍属玩具,但洛努瓦和卞福汝的设计已经超越竹蜻蜓一大步,因为自带动力装置且考虑了扭矩效应,上方旋翼旋转时下方旋翼在扭矩作用下反向旋转,抵消了扭矩,可以说是现代共轴双旋翼直升机的雏形。
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洛努瓦和卞福汝的旋翼玩具

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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:04 | 显示全部楼层
  1809年,年轻的英国人乔治·凯利爵士公布了类似的玩具设计,特点是使用廉价普通的材料制作,如羽毛制作的旋翼叶片。19世纪40年代,凯利开始考虑设计更大的旋翼飞行器,在他绘制的图纸上,旋翼飞行器左右两侧都安装了一副共轴反转双旋翼,但是凯利始终没有开始制造该机,因为他根本找不到合适的发动机。
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乔治·凯利直升机
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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:05 | 显示全部楼层
  19世纪60年代,法国贵族古斯塔夫·德庞顿·德阿梅古试飞了几架小型共轴双旋翼飞行器模型,这些构思巧妙的模型使用弹簧作动力,他甚至制造了一架蒸汽机动力模型,但从来没有离开过地面。他把这些模型命名为“Helicopteres”,即希腊语“旋翼”之意。
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德阿梅古的蒸汽动力直升机模型

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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:06 | 显示全部楼层
  19世纪70年代,法国的阿尔方斯·佩诺设计出了橡筋动力的旋翼和固定翼飞机模型,但仍然属于玩具范畴。尽管佩诺的一些模型飞起来很优雅,但他无法找到足够强劲的发动机来制造一架更大型的飞行器,最后在人们的挖苦和嘲笑中开枪自杀,年仅30岁。
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佩诺发明的直升机玩具

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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:07 | 显示全部楼层
云之帆
  由于始终缺乏功率重量比足够高的发动机,载人直升机以及所有重于空气的动力载人飞行器的发展一直停滞不前。19世纪80年代初,美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生试图研制一种基于火棉燃料发动机的直升机,这种发动机的原理类似于内燃机,但依靠火棉爆炸推动活塞做工,非常危险。结果在一次测试中发动机爆炸,爱迪生被烧伤,一名工作人员也被烧成重伤。爱迪生放弃了这个想法,但他相信这种发动机一定能正常运转。
  1886年,法国作家儒勒·凡尔纳发表科幻小说《云之帆》(又名《征服者罗比尔》),小说主角拥有一艘名为“信天翁”的伟大飞船,通过安装甲板上的旋翼阵列飞行。罗比尔驾驶“信天翁”周游世界,对不同国家开战。尽管“信天翁”只是虚构的飞行器,但这本小说的确推动了载人旋翼机的研制热潮。
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“信天翁”号

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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:08 | 显示全部楼层
  1876年,德国尼古拉斯·奥托发明的实用化内燃机使重于空气的飞行器升空成为可能。1903年12月,莱特兄弟驾驶“飞行者”号在北卡罗莱纳州基蒂霍克进行了人类历史上重于空气的动力飞行器的首次飞行。在接下来的几年中,飞行先驱们同时推进着固定翼飞机和旋翼直升机的发展。当时的固定翼飞机仍然非常简陋,一些航空发明家认为从长远来看旋翼直升机是更好的选择。
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人类首次动力飞行

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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:09 | 显示全部楼层
  1907年9月29日,法国航空先驱路易斯·查尔斯·布雷盖驾驶自己设计“旋翼机1号”直升机离开了地面,该机基本就是个X形的钢管框架,4角安装了双旋翼,被形容为“拼在一起的4台风车”。这次飞行持续了约一分钟,最大高度不超过一米,因为有四名男子拉住旋翼直升机不让其脱离控制。布雷盖还没有解决直升机操纵问题,而航向控制问题也将成为持续困扰直升机设计几十年的难题。
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旋翼机1号
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 楼主| 发表于 2020-5-20 09:00:10 | 显示全部楼层
机械怪物
  直升机的首次不受限飞行发生在不久后的1907年11月13日,另一位法国人保罗·考纽驾驶一架前后纵列旋翼直升机在离地面约1米的高度飞行了几分钟。考纽也没能解决控制问题,现在人们看到那架直升机照片的话,都无法想象这么简陋的设计也能离开地面。1908年,固定翼飞机创造了一系列性能和续航力的纪录,并继续高速发展完善,在短期内直升机显然不是最好的选择,布雷盖也把精力完全转移到固定翼飞机的研制上。
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保罗·考纽的直升机

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