直升機

直升機的突出特點是可以做低空（離地面數米）、低速（從懸停開始）和機頭方向不變的機動飛行，特別是可在小面積場地垂直起降。由於這些特點使其具有廣闊的用途及發展前景。在軍用方面已廣泛應用於對地攻擊、機降登陸、武器運送、後勤支援、戰場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用於短途運輸、醫療救護、救災救生、緊急營救、吊裝設備、地質勘探、護林滅火、空中攝影等。海上油井與基地間的人員及物資運輸是民用的一個重要方面。

當前直升機相對固定翼飛機而言，振動和雜訊較高、維護檢修工作量較大、使用成本較高，速度較低，航程較短。直升機今後的發展方向就是在這些方面加以改進。

短距-垂直起降飛機的作戰目標可不是常規作戰飛機，其作戰目標是超低空制空權控制和打擊空中低速目標，負責隨伴我直升機群，主要遂行反直升機和反無人機作戰，兼顧對地近距戰術支援的短距-垂直起降固定翼飛機尚無可替代。

魚鷹直升飛機可看做是短距-垂直起降固定翼飛機的變種或發展型，但目前尚待成熟還不能替代直升機和固定翼短距-垂直起降飛機。將來隨航空技術發展，當能夠用渦扇噴氣發動機替代現在渦槳發動機時，就可以全面替代現今的使用渦軸、渦槳發動機的直升機和直升飛機。這就又回到固定翼垂直起降飛機的路子上，這種飛機是人類夢寐以求的，無論是軍用還是民用需求巨大，特別是對我國多山地形而言用途廣泛。

由於傾轉旋翼機可以完全像固定翼飛機一樣作為升力體平飛，沒有S-97、“絕影”還要頭頂一對巨大的旋翼增加阻力，它的速度和續航距離要遠勝直升機——預計“藍鯨”未來的巡航時速達538公里，航程則可以超過3100公里。“藍鯨”未來的商載可以達到20噸，與早期的運-8運輸機相當。有如此給力的性能，無論軍用還是民用，都行。

“‘絕影’塊頭比較小，價格低廉，更機動靈活，適應突擊運輸、反潛搜救和偵察；而‘藍鯨’龐大、穩定，飛得快又遠，適合運輸。”這兩款科幻意味十足的新機型，有望成為我國未來高速垂直起降飛行器佼佼者。

直升機改進版的共享飛機是指德國創業企業E-volo公司日前披露了其雙座電動垂直起降（VTOL）“空中計程車”的生產版本——Volocopter2X。2X型是其正在進行飛行試驗的VC200原型機的改進版，改進包括能夠在幾分鐘內更換完畢的電池包。

E-volo計劃在2018年前對Volocopter2X按照德國創建的“多旋翼直升機”分類下的超輕型飛機進行型號取證。這將允許使用運動飛行員執照駕駛這種電傳飛機。一旦取證成功，該公司計劃針對德國航空運動市場開始生產。該型飛機還計劃作為未來城市空運系統的驗證機。E-volo公司稱，到2018年經過特殊批准的首架Volocopter2X飛機將作為“飛行計程車”進行試用。

Terrafugia

Kitty Hawk

Airbus Group

Moller International

Xplorair

PAL-V

Joby Aviation

EHang

Volocopter

Uber

Haynes Aero

Samson Motorworks

AeroMobil

Parajet

Lilium

直升機本質上是不同於飛機的另一種飛行器，其推力、升力和操縱的實現均和飛機有很大的差距。代表機型：美國：UH60、AH1、AH64、CH53、CH-54、CH46、CH-47、X-2、SB-1、AVX、V-22、V-280；歐洲：X-3；俄國：米26、米28、米171、卡52；中國：直10、直18、直19、直20。

1、世界上第一架直升機是西科斯基研製的vs300，真正具備了現代直升機的飛行特點。採用單旋翼帶尾槳結構，奠定了現代直升機最常用的的氣動布局。

2、世界上最小的直升機是日本研製的一種單人超小型直升機。直升機安裝有一台37千瓦的強製冷發動機，主旋翼直徑約6米，自重僅為115公斤。

3、世界上最大的直升機是蘇聯於20世紀60年代研製生產的米－12“信鴿”重型運輸直升機。該機最大起飛重量為105噸，主旋翼直徑為35米，機身長達37米，貨艙長28米，可運送中型坦克和火炮，安裝有4台4.78兆瓦的發動機，載重40噸。

4、目前世界各國所使用的巡航速度最快的直升機--X2直升機最高時速達到了463公里/小時。

5、飛得最高的直升機是法國的SA－3158型“美洲鴕”直升機。1972年6月21日，飛行員吉恩·鮑萊特駕駛“美洲鴕”，創造了飛行高度達1.2442萬米的世界紀錄。

6、飛得最遠的直升機是美國的OH－6直升機。1966年4月6～7日，該機由飛行員費瑞駕駛，創造了直線航程3561.55公里的世界紀錄。

7、最早的直升機機降作戰是1951年3月美軍在朝鮮戰場的旺方山戰鬥實施的。此次戰鬥中，美軍使用直升機將20餘人機降在陣地上，配合地面部隊奪占對方陣地。這也是直升機參加實戰的最早記載。

8、世界上第一架武裝直升機是由H－13直升機改裝而成。1953年美國在H－13直升機上安裝了無控火箭、榴彈發射器、機槍和反坦克炮進行試驗，從而提高了直升機的戰鬥性能，為以後武裝直升機的發展創造了條件。

9、世界上第一種隱形直升機是美國研製生產的RAH－66“科曼奇”武裝直升機。該機是美國陸軍未來的主力機種，可執行武裝偵察、反坦克和空戰等多種作戰與保障任務。

10、第一種使用彈射救生系統的直升機是蘇聯研製生產的卡－50“噱頭”直升機。該機同時還奪得了第一種單座攻擊直升機和第一種共軸式攻擊直升機兩項世界第一。

直升機發動機驅動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中，單旋翼直升機的主發動機同時也輸出動力至尾部的小螺旋槳，機載陀螺儀能偵測直升機迴轉角度並反饋至尾槳，通過調整小螺旋槳的螺距可以抵消大螺旋槳產生的不同轉速下的反作用力。雙旋翼直升機通常採用旋翼相對反轉的方式來抵消旋翼產生的不平衡升力。

首先直升機要先起飛才能向前後左右移動，所以要使圖中的傾斜盤整體向上移動，兩個槳夾就有了一定角度那麼順時針旋轉就有了向下的力，飛機就起飛了，但這時左右旋翼產生的升力相同，所以直升機只能向上運動，如果把傾斜盤看成錶盤，如果它前傾，傾斜盤上半部分是轉動的，那麼兩個連桿只有在12點和6點方向差別最大（一個在上，一個在下）6點的拉杆把槳夾向上推那麼增大了原來旋翼的角度所以產生的向下的力變大了，12點的向下拉，減小了旋翼角度那麼向下的力減小，這時兩個旋翼受力不再平衡，右邊力大。左邊力小那麼直升機應該向左飛，但是旋轉的旋翼遵循陀螺效應，要順時針轉過90度產生效果，所以旋翼變成6點方向的力大於12點方向，所以直升機向前飛。其他方向同理。

雙旋翼直升機有兩種，一種是共軸雙旋翼，即兩個旋翼同一個軸心，如俄國生產的卡-27直升機等；另一種是分軸雙旋翼，即兩個旋翼分開比較遠，各有各自的軸，典型代表是美國的支奴干直升機。雙旋翼直升機還可以根據兩根旋翼軸的相對位置分為縱列雙旋翼直升機和橫列雙旋翼直升機以及橫列交叉雙旋翼直升機。

通過稱為“傾斜盤”的機構可以改變直升機的旋翼的槳葉角，從而實現旋翼周期變距，以此改變旋翼旋轉平面不同位置的升力來實現改變直升機的飛行姿態，再以升力方向變化改變飛行方向。同時，直升機升空后發動機是保持在一個相對穩定的轉速下，控制直升機的上升和下降是通過調整旋翼的總距來得到不同的總升力的，因此直升機實現了垂直起飛及降落。

直升機主要由機體和升力（含旋翼和尾槳）、動力、傳動三大系統以及機載飛行設備等組成。旋翼一般由渦輪軸發動機或活塞式發動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統來驅動，也可由槳尖噴氣產生的反作用力來驅動。按大小則分輕型直升機、中型直升機、重型直升機。

單旋翼帶尾槳（Ducted Fan）一個水平旋翼負責提供升力，尾部一個小型垂直旋翼（尾槳）負責抵消旋翼產生的反扭矩。例如，歐洲直升機公司製造的EC-135直升機。

單旋翼無尾槳（NOTAR）一個水平旋翼負責提供升力，機身尾部側面有空氣排出，與旋翼的下洗氣流相互作用產生側向力來抵消旋翼產生的反扭矩。例如，美國麥道直升機公司生產的MD520N直升機。

縱列式（Tandem）兩個旋翼前後縱向排列，旋轉方向相反。例如，美國波音公司製造的CH-47“支努干”運輸直升機。

橫列式（Transverse）兩個旋翼左右橫向排列，旋翼軸間隔較遠，旋轉方向相反。比如，蘇聯米里設計局研製的Mi-12直升機。

共軸式（Coaxial）兩個旋翼上下排列，在同一個軸線上反向旋轉。例如，蘇聯卡莫夫設計局研製的卡-50武裝直升機。

交叉式（Intermeshing）兩個旋翼左右橫向排列，旋翼軸間隔較小，並且不平行，旋轉方向相反。例如，卡曼宇航公司研製的K-MAX起重直升機。

新概念直升機是一種在短時間內完成四驅車和直升機間的互變的一種飛機，它是美國得克薩斯州的AVX飛機公司的最新設設計成果。

美國國防部正考慮將這一新概念武器推廣並應用于軍事，未來戰場上將能看到這種現實版的“變形金剛”。這一新概念直升機可以在短短一分鐘內完成四驅車和直升機間的轉變，可靈活地在前線陣地運送部隊，幫助士兵躲避地雷、路邊炸彈等的威脅。

儘管垂直起降技術在不斷進步，仍有一個關鍵目標難以實現：將最高時速提升至150-170節（海里/小時）以上。更快的垂直起降速度可縮短任務時間，提高任務成功的可能性，並且降低飛機受到敵人攻擊的概率。但遺憾的是，在不影響飛行範圍、效率、有效載荷或設計簡單性的前提下，目前的VTOL設計仍無法提高最高速度。

過去幾十年中，直升機的垂直起降能力（VTOL）一直是軍事行動必不可少的重要組成部分。它們能向任何方位機動飛行、懸停，並幾乎可在任何平面上降落。美國目前正研發高速直升機“VTOL X”,期能提高飛行速度和高效的工作能力。

美國國防部國防高級研究計劃局（DARPA）正在開發垂直起飛與著陸試驗機（VTOL X-Plane）項目，希望能克服這些挑戰。他們開創性地融合了固定翼飛機和旋轉翼飛機的技術優勢，以促進VTOL飛行的根本改善為目標。

VTOL X機不是調整過去的設計和技術，而是挑戰行業和具有創新精神的工程師，建立一種混合動力飛機，在以下4個領域獲得進步：最高持續飛行速度達到300-400節﹔懸停效率從60%提高到至少75%﹔巡航升阻比從目前的5-6提高到至少10﹔飛機總重為1萬至1.2萬磅，有效載荷占飛機總重的至少40%,以此保證飛機高效的工作能力。

VTOL X機項目價值1.3億美元﹔項目時間為52個月，從 2013年10月至2018年2月﹔共包括3個階段，在項目啟動的42個月後進行第一次示範飛行。

DARPA已分配了4,700萬美元用於第一階段初步概念設計和技術成熟。目前西科斯基飛機公司（Sikorsky Aircraft Corporation）已獲得第一階段的合同。DARPA也有意選擇第一階段的主要運作者來完成第二階段（設計、開發和集成）與第三階段（試驗飛行示範）。

直升機的操縱系統有別於固定翼航空器，通常由以下部分組成：

簡稱總距桿，用來控制旋翼槳葉總距變化。總距操縱桿一般布置在駕駛員座位的左側，繞支座軸線上、下轉動。駕駛員左手上提桿時，使自動傾斜器整體上升而增大旋翼槳葉總距(即所有槳葉的槳距同時增大相同角度)使旋翼拉力增大，反之拉力減小，由此來控制直升機的升降運動。通常在總距操縱桿的手柄上設置旋轉式油門操縱機構，用來調節發動機油門的大小，以便使發動機輸出功率與旋翼槳葉總距變化后的旋翼需用功率相適應。因此，該操縱桿又被稱為總距油門桿。

簡稱駕駛桿。與固定翼航空器的駕駛桿作用相似，通過操縱線系與自動傾斜器相連接。一般位於駕駛員座椅的中央前方。駕駛員沿橫向和縱向操縱周期變距操縱桿時，自動傾斜器會出現相應方向的傾斜，從而導致旋翼拉力方向也發生相應方向的傾斜，由此得到需要的推進力以及橫向和縱向操縱力，進而改變直升機的運動狀態和自身姿態。

與固定翼航空器的方向舵腳蹬作用相似，都是控制航向工具。由於直升機的類型比較多，腳蹬起作用的方式也各不相同。對於單旋翼帶尾槳直升機，腳蹬經操縱線系與尾槳的槳距控制裝置相連，通過控制尾槳槳距的大小來調節尾槳產生的側向力，達到控制航向的目的。對於單旋翼無尾槳直升機，則是通過腳蹬控制機身尾部出氣量的大小來調節側向力。對於雙旋翼直升機，腳蹬控制的則是兩旋翼總槳距的差動，即一個增大一個減小，使得兩旋翼反扭矩不能平衡，從而使機身發生航向偏轉。

單旋翼帶尾槳直升機的操縱系統說明表

直升機有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優勢，受到廣泛應用，直升機由於可以垂直起飛降落不用大面積機場主要用於觀光旅遊、火災救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務運輸、醫療救助、通信以及噴灑農藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資源，等國民經濟的各個部門。世界直升機的隊伍逐漸壯大。

隨著直升機技術的不斷進步和人們對直升機應用的逐漸成熟，直升機的發展也越來越“專業化”，除了通用直升機，逐漸發展出了運輸直升機、救護直升機、武裝直升機、搜救直升機、反潛直升機、通信直升機、電子戰直升機等等專用直升機。

直升機在軍事上的用途有多種多樣，從物資運輸到人員輸送、戰場投放、敵後偵查與滲透、到移動迅速的飛行坦克、通訊、救護、戰場監視等等不一而足。

最早研製並生產的直升機，應該算作通用直升機-即大多數工作都能做，但做任何工作都不是非常專業。可運輸、可救援、可通信、可救護，加上武器也可攻擊，但除了運輸外、做其他工作都不十分“拿手”，於是在通用直升機的基礎上，逐漸的發展出了專用直升機。

以運輸為主，載運量較大。因載運方式不同，還可分為吊運直升機和倉運直升機。

以搜索、救援為主要工作方向而研製的直升機，機上通常載有搜索設備和救援吊索、救護設施等，通常在中型通用直升機的基礎上改裝而成。

主要用於海軍對潛搜索和攻擊的直升機，通常以通用直升機為原型、裝載對潛搜素設備（如磁探儀、投放式聲納浮漂）、軍用通訊數據鏈以及對潛攻擊武器（如深水炸彈、空射型反潛導彈等）等專用設備和武器裝備。

在通用直升機或運輸直升機的基礎上加裝預警雷達、數據鏈路、通信設備、指揮與控制終端等組成的空中戰場預警與指揮控制直升機。

也叫通信中繼直升機，是在運輸直升機或通用直升機上搭載無線通信中繼設備而成，隨著通信指揮機特別是預警機的發展，通信中繼直升機有沒落的趨勢。

早期的武裝直升機就是用通用直升機搭載武器如機槍、火箭等武器裝備改裝的，隨著技術進步和對武裝直升機要求的提高，現代的武裝直升機已經是專門研製設計的一個專用直升機機種。

現代武裝直升機是裝有導彈、火箭彈、機炮/機槍，多種主、被動雷達（搜索雷達、火控雷達、導航雷達等）光電感測器、軍用數據鏈、具有較強的抗攻擊防護能力（裝有多處裝甲和反雷達、反紅外誘餌彈等多種主、被動防護設備和裝備）可執行多種作戰任務的直升機。亦稱攻擊直升機或強擊直升機。主要用於攻擊地面、水面目標，攻擊敵方直升機，為運輸直升機護航，也可與敵武裝直升機進行空戰。具有機動靈活，反應迅速，適於低空、超低空抵近攻擊，能在運動和懸停狀態開火等特點，多配屬陸軍航空兵，是航空兵實施直接火力支援的新型機種。武裝直升機是專為進行攻擊任務而設計的，其機身窄長，機體相對較小（雷達反射面和受彈面小）機艙內只有前後或並列乘坐的2名乘員（甚至1名乘員），關鍵部位裝有輕型裝甲，抗毀傷能力強，作戰能力強；。反坦克作戰是武裝直升機的主要用途之一，因此武裝直升機又被稱為“坦克殺手”,它與坦克對抗時，在視野、速度、機動性及武器射程等諸多方面明顯處於優勢地位。艦載武裝直升機還可擴大艦艇或艦隊的作戰範圍，增強作戰能力。武裝直升機一般攜帶機槍、航炮、炸彈、火箭和導彈等多種武器，最大平飛時速300千米以上，續航時間2－3小時。武裝直升機廣泛用於現代局部戰爭，在戰爭中發揮了重要作用，受到世界各國軍隊的廣泛關注和重視。

現代直升機的最早概念其實是來自於畫家兼工程師的萊昂納多·達芬奇，他在公元16世紀描繪了一台以螺旋槳驅動的飛行器。不過一直等到公元1939年時，第一架實用型的直升機才被設計出來。

直升機比起固定翼飛行器來說有個獨特的優點，就是它可以垂直起降和空中懸停，這使得直升機可以在狹窄地區和複雜的車輛、飛機以及其它機械無法到達的區域執行任務。

在今日，直升機在民間運用得到了長足的發展，作為一種特殊的用運輸工具，被廣泛的應用於搜救救援救護、物資運輸、人員輸送、空中觀光與遊覽、吊運吊裝、航拍、探礦與物探、防火與救火，警用警戒、巡邏與控制等等各個領域。

中國的竹蜻蜓

中國的竹蜻蜓和義大利人達芬奇的直升機草圖，為現代直升機的發明提供了啟示，指出了正確的思維方向，它們被公認是直升機發展史的起點。

竹蜻蜓又叫飛螺旋和“中國陀螺”，這是我們祖先的奇特發明。有人認為，中國在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一種比較保守的估計是在明代(公元1400年左右)。這種叫竹蜻蜓的民間玩具，一直流傳到如今。

現代直升機儘管比竹蜻蜓複雜千萬倍，但其飛行原理卻與竹蜻蜓有相似之處。現代直升機的旋翼就好像竹蜻蜓的葉片，旋翼軸就像竹蜻蜓的那根細竹棍兒，帶動旋翼的發動機就好像我們用力搓竹棍兒的雙手。竹蜻蜓的葉片前面圓鈍，後面尖銳，上表面比較圓拱，下表面比較平直。當氣流經過圓拱的上表面時，其流速快而壓力小；當氣流經過平直的下表面時，其流速慢而壓力大。於是上下表面之間形成了一個壓力差，便產生了向上的升力。當升力大於它本身的重量時，竹蜻蜓就會騰空而起。直升機旋翼產生升力的道理與竹蜻蜓是相同的。

《大英百科全書》記載道：這種稱為“中國陀螺”的“直升機玩具”在15世紀中葉，也就是在達芬奇繪製帶螺絲旋翼的直升機設計圖之前，就已經傳入了歐洲。

《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道：“直升機是人類最早的飛行設想之一，多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達·芬奇，但現在都知道，中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。”

義大利人達芬奇在1483年提出了直升機的設想並繪製了草圖。

19世紀末，在義大利的米蘭圖書館發現了達芬奇在1475年畫的一張關於直升機的想象圖。這是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體，看上去好像一個巨大的螺絲釘。這種飛機器由四個人操縱，在達·芬奇時代流行的旋轉玩具可能引發了這位大發明家的設計靈感，他建議以旋轉一繞垂直軸的螺旋面來達到垂直的飛行。它以彈簧為動力旋轉，當達到一定轉速時，就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上，拉動鋼絲繩，以改變飛行方向。事實上，達·芬奇稱自己的發明也只是提供一個直升動力，而不是真正能工作的飛機。西方人都說，這是最早的直升機設計藍圖。

儘管現代科學家認為達·芬奇設計的“直升機”可能永遠不會起飛，但這一設計仍舊是達·芬奇最著名的發明之一。直到今天，人們還將達·芬奇視為雙旋翼直升機概念的鼻祖。

在20世紀40年代至50年代中期是實用型直升機發展的第一階段，這一時期的典型機種有：美國的S-51、S-55/H-19、貝爾47；蘇聯的米-4、卡-18；英國的布里斯托爾-171；捷克的HC-2等。這一時期的直升機可稱為第一代直升機。貝爾47是美國貝爾直升機公司研製的單發輕型直升機，研製工作開始於1941年，試驗機貝爾30於1943年開始飛行，1945年改名為貝爾47，1946年3月8日獲得美國民用航空署(CAA)的適航證，這是世界上第一架取得適航證的民用直升機。該機是單旋翼帶尾槳式布局、兩葉槳葉的蹺蹺板式旋翼。旋翼下面有穩定桿，與槳葉呈直角。普通的自動傾斜器可進行總距和周期變距操縱。尾梁後部有兩個槳葉的全金屬尾槳。卡-18是蘇聯卡莫夫設計局設計的單發雙旋翼共軸式輕型多用途直升機，於1957年年中首次飛行，此後不久投入批生產。採用兩副旋轉方向相反的3槳葉共軸式旋翼，槳葉為木質結構。裝1台275馬力的九缸星形活塞式發動機。機身為鋼管焊接結構，具有輕金屬蒙皮和硬殼式尾梁。座艙內可容納1名駕駛員和3名旅客。採用四輪式起落架，前起落架機輪可以自由轉向。這個階段的直升機具有以下特點：動力源採用活塞式發動機，這種發動機功率小，比功率低(約為1.3千瓦/千克)，比容積低(約247.5千瓦/立方米)。採用木質或鋼木混合結構的旋翼槳葉，壽命短，約為600飛行小時。槳葉翼型為對稱翼型，槳尖為矩形，氣動效率低，旋翼升阻比為6.8左右，旋翼效率通常為0.6。機體結構採用全金屬構架式，空重與總重之比較大，約為0.65。沒有必要的導航設備，只有功能單一的目視飛行儀錶，通信設備為電子管設備。動力學性能不佳，最大飛行速度低(約為200千米/小時)，振動水平在0.25g左右，雜訊水平約為110分貝，乘坐舒適性較差。

20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發展的第二階段。這個階段的典型機種有：美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1，蘇聯的米-6、米-8、米-24，法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現專用武裝直升機，如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。這個階段的直升機具有以下特點：動力源開始採用第一代渦輪軸發動機。渦輪軸發動機產生的功率比活塞式發動機大得多，使直升機性能得到很大提高。第一代渦輪軸發動機的比功率約為3.62千瓦/千克，比容積為294.9千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質和鋼木混合結構發展成全金屬槳葉，壽命達到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的，槳尖簡單尖削與后掠，氣動效率有所提高，旋翼升阻比達到7.3，旋翼效率提高到0.6。機體結構為全金屬薄壁結構，空重與總重之比降低到0.5附近。已採用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化，以減小氣動阻力。直升機座艙開始採用縱列式布置，使機身變窄。性能明顯改善，最大飛行速度達到200~250千米/小時，振動水平降低到0.15g左右，雜訊水平為100分貝，乘坐舒適性有所改善。

20世紀70年代至80年代是直升機發展的第三階段，典型機種有：美國的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”，蘇聯的卡-50、米-28，法國的SA365“海豚”，義大利的A129“貓鼬”等。在這一階段，出現了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題，這時也設計製造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研製專用武裝直升機，促進了直升機技術的發展。這個階段的直升機具有以下特點：渦輪軸發動機發展到第二代，改用了自由渦軸結構，因此具有較好的轉速控制特徵，改善了起動性能，但加速性能沒有定軸結構的好。發動機的重量和體積有所減小，壽命和可靠性均有提高。典型的發動機耗油率為0.36千克/千瓦小時，與活塞式發動機差不多。旋翼槳葉採用複合材料，其壽命比金屬槳葉有大幅度提高，可達到3600小時左右。翼型不再借用固定翼飛機的翼型，而是為直升機專門研製的翼型，即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線后掠。槳轂廣泛使用彈性軸承，有的成無鉸式。尾槳已開始採用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達8.5左右，旋翼效率提高到0.7左右。機體次結構也採用複合材料製造，複合材料占機體總重的比例通常為10%左右，直升機的空重/總重比一般為0.5。對於軍用直升機，特別是武裝直升機來說，提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標準MIL-STD-1290，已成為軍用直升機的設計標準。為滿足這些標準，軍用直升機採用了乘員裝甲保護，專門設計了耐墜毀起落架、座椅和燃油系統。電子系統已發展到半集成型。

直升機採用大規模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀錶、電子式與機械式混合操縱機構等。機上的電子設備之間靠一條雙向數字數據匯流排交連，通過這條匯流排可進行信息發射和接收。直升機採用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視系統的使用使直升機具備了夜間飛行能力。這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大，導航距離與精度明顯提高，儀錶數量有所減少，飛行員工作負荷得到減輕，也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力，從而提高了直升機的整體性能。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到5.4，全機振動水平約為0.1g，雜訊水平低於95分貝，最大飛行速度達到300千米/小時。

20世紀90年代是直升機發展的第四階段，出現了目視、聲學、紅外及雷達綜合隱身設計的武裝偵察直升機。典型機種有：美國的RAH-66和S-92，國際合作的“虎”、NH90和EH101等，稱為第四代直升機。這個階段的直升機具有以下特點：採用第3代渦軸發動機，這種發動機雖然仍採用自由渦軸結構，但採用了先進的發動機全權數字控制系統及自動監控系統，並與機載計算機管理系統集成在一起，有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時，低於活塞式發動機的耗油率。其代表性的發動機有T800、RTM322和RTM390。槳葉採用碳纖維、凱芙拉等高級複合材料製成，槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多，較突出的有拋物線后掠形和先前掠再后掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應，改善槳葉的氣動載荷分佈，降低旋翼的振動和雜訊，提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應用，槳轂殼體及槳葉的連接件採用複合材料，使結構更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應用了無尾槳反扭矩系統，其優點是具有良好的操縱響應特性、振動小、雜訊低，不需要尾傳動軸和尾減速，使零部件數量大大減小，因而提高了可維護性。複合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始採用複合材料主結構，複合材料的應用比例大幅度上升，通常占機體結構重量的30~50%。

這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設備朝著高度集成化方向發展。這一時期的直升機，採用了先進的增穩增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規的操縱系統，採用先進的捷聯慣導、衛星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發射等火控設備及先進的電子對抗設備，採用了匯流排信息傳輸與數據融合技術，並正向感測器融合方向發展。機上的電子、火控及飛行控制系統等通過多餘度數字數據匯流排交連，實現了信息共享。採用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀錶，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統監視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。採用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙布局和儀錶板布置，系統部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6，振動水平降到0.05g，雜訊水平小於90分貝，最大速度可達到350千米/小時。

1907年8月，法國人保羅·科爾尼研製出一架全尺寸載人直升機，並在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為“人類第一架直升機”。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米，完成了垂直升空，而且還連續飛行了20秒鐘，實現了自由飛行。

1938年，年輕的德國姑娘漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演。這架直升機被稱為是世界上第一種試飛成功的直升機。

1936年，德國福克公司在對早期直升機進行多方面改進之後，公開展示了自己製造的FW-61直升機。動力裝置是一台功率140馬力的活塞發動機。該機時速100~120公里，航程200公里，起飛重量953千克。

法國人和德國人研製的直升機雖然成功，但卻很不實際，沒有步入現代直升機的行列。

1939年春，美國的伊戈爾·西科斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作，同年夏天製造出一架原型機。他成功地讓世界上第一架真正的直升機——VS—300升空了。這是一架單旋翼帶尾槳式直升機，裝有三片槳葉的旋翼，旋翼直徑8.5米，尾部裝有兩片槳葉的尾槳。其機身為鋼管焊接結構，由V型皮帶和齒輪組成傳動裝置。起落架為後三點式，駕駛員座艙為全開放式。動力裝置是一台四氣缸、75馬力的氣冷式發動機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現在最常見的直升機構型。

自首次系留飛行以來，西科斯基不斷對VS-300進行改進，逐步加大發動機的功率。1940年5月13日，VS-300進行了首次自由飛行，當時安裝了90馬力的富蘭克林發動機。

R-4是美國沃特-西科斯基公司20世紀40年代研製的一種2座輕型直升機，是世界上第1種投入批量生產的直升機，也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。

該機的公司編號為VS-316，VS-316A。美國陸軍航空兵的編號為R-4，美國海軍和海岸警衛隊的編號為HNS-1，英國空軍將其命名為“食蚜虻”1(Hoverfly1)，英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。

中國在抗戰時由中央航空研究院開展過有限的直升機理論研究。1944年，清華航空研究所曾在大後方的昆明從事過直升機的研究，並有論文發表。更令人震驚的是，幾乎於美國的R-4同時，中國開始設計製造直升機。1944年，中國飛機製造業的先驅朱家仁先生設計了中國第一架直升機。1945年秋，“蜂鳥式甲型單座直升機”研製成功，一架居然有共軸雙旋翼直升機誕生了！這是中國自己研製的第一架直升機，朱家仁也被稱為“中國的直升機之父”。1948年7月“蜂鳥”乙型直升機研製成功，這架直升機發動機功率91.7千瓦，旋翼直徑7.62米，機高2.63米，總重725.5千克，最大飛行速度每小時136千米，航程219千米。採用封閉式坐艙，甚至超過了國際上同類直升機。但由於內戰，蜂鳥直升機下落不明。

在這裡我們不能不提一下中國航空事業的先驅朱家仁，他畢業麻省理工學院航空工程系，回國后一直致力於中國航空事業。朱家仁是一位精幹的實業家，一生埋頭工作，不圖名利，一生都獻給了中國的航空事業，即使退休之後仍然進行研究設計。他先後研製有“蜂鳥”甲、“蜂鳥”乙、縱列雙旋翼直升機，綽號“飛行香蕉”的CJC一3和CJC一3A等多種不同型號的直升機。他所取得的成果，比起歐美人一點也不遜色。這位航空先驅者由於內戰去了台灣，始終未能再回到自己的故土和奮鬥過的那片土地，最後在美國逝世，長眠於異國。除此朱家仁外，還有很多航空人才值得我們銘記。他們中的很多人選擇了留在大陸。這也許是舊中國在航空事業留給中國的最大一筆財富。

直-5（Z-5）是中國製造的第一種多用途直升機，也是新中國直升機科研應用的開端。

研製初期代號“旋風25”，原型為蘇聯米-4直升機。

1958年2月，哈爾濱飛機工業公司按照蘇聯提供的全套圖紙資料開始仿製米-4，1958年12月14日首次試飛，1959年初由國家鑒定委員會正式驗收，投入批生產。63年9月21日航定委同意直5直升機優質過關，批準定型投產；其動力裝置活塞-7於同年12月25日優質過關，投入批生產。共生產了545架。

直-5可用於物資、人員輸送、救生、邊境巡邏。1980年停產。

60年代中期，中國在研製輕型和中型直升機產品的同時，也開始考慮自個研製能裝載一個加強排兵力的重型直升機產品。根據部隊提出的需求，1969年，中國航空研究院決定由新組建的直升機設計研究所承擔重型直升機的設計任務，直升機的編號為直7（Z-7）。1970年3月，直7研製工作開始，承擔研製的有直升機設計研究所等5個研究所、2個工廠。直7的研製方案是：裝兩台渦軸5甲發動機，採用6片旋翼；除重新設計槳轂和減速器外，其它盡量採用直5和直6的零部件。直7設計為最大起飛重14400千克，有效商載3500千克，最大速度240千米/小時，最大航程350千米，實用升限6000米。

1971年直7開始進行機體和部件的靜力試驗及調試。其間，領導機關曾決定將直7作為艦載直升機的試驗機，到1971年9 月，直7改艦載的工作停止，繼續作為普通直升機研製。

1975年5月，直7零部件加工完成了97%，並已裝配成兩架機體，配套生產的成品已到貨90%。1979年，直7重型直升機完成了全機靜力試驗。

然而，1979年6月28日，國家決定直7重型直升機研製工作停止．其原因是由於國家財力有限，不可能同時投資研製兩種重型直升機，為了全力確保由江西景德鎮直升機廠承擔研製直8型直升機項目，直7直升機只得為直8讓路，從而宣告了直7重型直升機的夭折。儘管直7項目下馬了，但直7研製的許多成果為後來成功研製出最大起飛重量達13000千克的直8重型直升機打下了堅實的基礎。

中國於70年代末購進了14架法國航宇工業公司研製的SA321“超黃蜂”大型多用途直升機，交由海軍航空兵部隊使用。該機型在法國於1966年開始交付使用，裝備后成為中國第一代艦載機。隨後，中國開始在“超黃蜂”的基礎上仿製直-8。

直-8（Z-8）的研究工作由中國直升機設計研究所與昌河飛機工業公司共同執行。總體的規劃是以直-8艦載反潛型為突破口，進行引進仿製，隨後進而改進研製直-8陸軍型，從而逐步提高中國大中型直升機科研、生產和裝備的水平。1976年研製工作開始，首架原型機於1985年12月首飛，1989年11月通過國家技術鑒定，1994年12月設計定型。1989年，首架生產型直-8於交付海軍航空兵使用。(文字：加特林)

武直10（WZ-10）計劃主要由哈爾濱飛機製造總公司(HAMC)負責，於1992年責成全國四十餘家相關院所立項開發，為陸軍「9.5」計劃重點攻關項目，得到軍方總裝部領導的重視。總裝部副部長徐懷中中將數度到該公司視察項目進度。

WZ-10為發展自Z-9B的中型專職武裝直升機，全機凈重約5，543公斤。其主要任務為樹梢高度戰場遮斷，消滅包括敵地面固定和機動的有生力量，併兼具一定的空戰能力。WZ- 10未來配合設有頂置瞄具的WZ-11輕型直升機取得目標，可完全在接敵隱蔽處發動進攻，故戰場生存能力極強。該機除部份光電瞄準系統可見於WZ-9外，更配有FLIR，因此具有有限複雜天氣和夜間作戰的能力。

直升機全長約14.15米(旋葉轉動時)，高約3.84米，最寬處(註：包括短機翼)約4.35 米，采國際流行的縱列式座艙布局，窄機身，后3點式防衝撞起落架；基本繼承了Z-9式的 涵道式尾槳和飛行傳動系統。主槳由4片全複合材料槳葉構成，直徑約為12米，尾槳為11 片彈性玻璃纖維寬葉。采傳統布局的WZ-10同美製RAH-66相比，不具備雷達隱身的氣動結構，而是通過大量採用吸收雷達波長的複合材料和塗裝來縮短被敵人發現的距離，同時也達到減輕飛機重量的目的。動力裝置採用兩台歐洲MTR出品的MTR390渦軸發動機(turboshaft)，具體數據不詳，估計大致與義大利A129同級。航電設備採用國產和法制數字化系統。導航系統為3軸gyrolaser+RadioAltimeter+ Doppler　Radar+GPS。座艙內前後都有平顯(HUD)和3具多功能低頭數顯(MFD)，(外加一些主要飛航儀錶的指針式backup)結合HOTAS的模式切換控制系統，大大減輕了飛行員的負荷，也使的飛行員得以花更多時間觀察周圍地理，戰術環境而不是眼花繚亂的各式儀錶。這正是當代戰場戰術運用的最大特點之一，事態意識也是一代和二代武直技術上的分水嶺！

武直-19直升機是中國自主開發研製的第一款輕型武裝偵查直升機，以偵查為主要任務，具有優異的作戰性能，技術含量高，火力強大，航電系統先進，其總體性能能夠達到國際一流水平。武直-19直升機全長約15.65米，高約4.84米，最寬處(包括短機翼)約5.35米，采國際流行的縱列式座艙布局，窄機身，后三點式防衝撞起落架；主槳由4片全複合材料槳葉構成塗抹雷達吸波材料，直徑約為12米，尾槳為4片彈性玻璃纖維寬葉。

武直-19最大武器外掛約1600公斤，機身兩側的短翼約長4.32米，可掛載包括57，90,120毫米多管火箭，23毫米機炮夾艙，紅箭-8反裝甲導彈等武器。火控系統為數字一體化設計。後座武控官可利用國產頭盔顯示成像系統，結合機鼻球形FLIR，為機頭下方的23毫米機炮和外掛武器標定目標。

AC313直升機最大起飛重量13.8噸，是中國第一個完全按照適航條例規定的要求和程序進行研製的大型民用運輸直升機，也是中國自行研製生產的唯一一種大型直升機，整機性能達到國際一流的第三代直升機水平，實現了中國大型運輸直升機整體技術水平的跨越。它不僅是一個迄今為止的先進直升機，更是一個包含了先進技術和現代理念的直升機發展平台。

中國幅員遼闊，是一個地質災害頻發的國家，特別是城市化進程不斷加速，AC313民用直升機平台具有極大的市場潛力。

AC313直升機七大技術優勢

此前，在中國直升機科研生產體系中，擁有自主研製的直-8、直-9、直-11三個平台、30多種直升機型號。直-8型機從上個世紀70年代中期開始研製，歷時近10年，直到80年代中期才首飛成功。直-11型機於1989年開始研製，歷時5年實現首飛成功。由中航工業昌飛公司和直升機所聯合研製的大型民用直升機AC313，借鑒已有型號研製平台，依靠國內技術創新，採用數字化協同設計和製造手段，從詳細設計開始，歷經零部件製造、部裝、總裝，直至完成地面運轉試驗，並經適航全程跟蹤目擊和審查，僅用了不到1年的時間，就完成了樣機試製，達到首飛狀態，創造了中國民用直升機研發過程的奇迹。

AC313直升機以複合材料球柔性旋翼系統、發動機全許可權數字化電子調節控制、大面積複合材料結構、綜合化航電系統、數字化設計製造和最新適航安全性標準等為標誌，實現了中國大型運輸直升機整體技術水平由第二代向第三代的跨越。

就功能優勢而言，AC313直升機主要有七個特點：

——安全性高。裝有三台發動機，在一台發動機失效的情況下可以繼續飛行，在兩台發動機失效的情況下可以就近著陸，大大提高了機上人員的生存概率。

——三防性能佳。嚴格按照防鹽霧、防濕熱、防黴菌標準設計，適合在海洋氣候條件和其他惡劣環境下使用。

——空間大。客艙內有效容積23.5立方米，高1.83米，普通的中國人能在其中直立行走。裝配了舒適的航空座椅和內飾，根據需要可改裝成VIP公務機。

——運載能力強。用於貨物運輸時，艙內最多可載貨4噸，或外部吊運5噸。用於人員運輸時，最多可載乘員27名，或運送15副擔架和一名醫務人員座椅及工作台。艙內可選裝手動或電動絞車，地板上留有系留裝置，可方便裝卸和固定貨物。

——航程長。機內油箱滿油最大航程900公里，攜帶三個轉場油箱時，轉場航程可增加到1400公里以上。

——操縱性能優。操縱系統設計巧妙，總距及縱橫向操縱聯動，輔以四軸自動駕駛儀，操作負荷小，飛行品質佳。

——適用範圍廣。可在-40℃～+50℃溫度範圍內正常使用，最大飛行高度可達6000米，能在海拔4500米的機場起降。

AC313優化的機體氣動外形、先進的旋翼槳葉翼型和配置，旋翼懸停效率高、尾槳抗側風能力強，突破了中國大型運輸直升機飛行性能限制瓶頸技術，具備了高原飛行能力，能更好地滿足山區等複雜地區對直升機飛行性能的苛刻要求。

尤其值得關注的是，最大飛行高度可達6000米和最大航程900公里的技術指標，意味著中國終於擁有了滿足各種機動運輸任務的全疆域性旋翼運輸航空器。

中國直升機設計研究所位於江西省景德鎮市，創建於1969年12月，隸屬於中國航空工業第二集團公司，是中國唯一的以直升機型號研製和直升機技術預先研究為使命的大型綜合性科研單位。研究所現有職工2000餘人，其中各類專業技術人員1400餘人，高級工程師300多人，國家級、部級專家8人，入選國家“百千萬人才”2人、“511人才”14人，研究員90餘人。

研究所擁有總體氣動、結構強度、旋翼設計、航電火控、飛行控制、液壓傳動、環境控制、信息技術等40多個專業和系統設計試驗研究室16個；具有覆蓋13噸級以下軍、民用直升機常規設計、試驗的手段和設施，設計研究手段先進，技術開發力量雄厚。其中，直升機旋翼試驗塔、工程模擬器、地面聯合試驗台等設施填補了國內行業空白，達到國際先進水平，直升機旋翼試驗能力躋身世界先進行列。能夠進行并行工程設計以及總體、系統模擬以及靜強度、振動、疲勞、航電系統、非航電系統、電氣系統、燃滑油系統、武器系統、飛機地面動力等多種試驗。2002年通過了GJB9001A-2001質量體系認證。

直升機旋翼動力學國家級重點實驗室直升機旋翼動力學國家級重點實驗室是國家重點投資興建的重點實驗室，於1995年底建成並通過國家驗收。主要從事直升機科技領域的基礎性研究以及高層次人才的培養。實驗室實行主任負責制。由國內高水平的同行專家組成的學術委員會保證本實驗室的開放性，並為科研工作的高水平、提高學術活動的權威性創造良好條件。

本實驗室主要研究方向有三：旋翼渦系、流場及高性能旋翼探索；旋翼非定常氣動及直升機機動飛行力學；旋翼氣動彈性耦合動力學。本實驗室堅持"開放、聯合、流動"的方針，以創新為己任，鼓勵開展交叉型研究。本實驗室具有旋翼試驗台、旋臂機、反扭矩試驗系統、立式水洞、結構振動試驗系統共五套大型試驗，並配備有計算機模擬工作站以及先進的測力、測速、測壓設備。試驗廠房、計算機房及研究人員工作室合計建築面積2815M2，具有良好的研究條件和學術環境。本實驗室已形成一支穩定的、梯隊配置合理的研究隊伍，承擔著多項國家科研任務，並建立了廣泛的國內外學術聯繫與合作關係。作為中國直升機行業的一個基礎性研究基地，本實驗室熱忱歡迎同行專家學者，特別是青年科技人員前來進行合作研究。

直升機在人類的生產和生活中得到越來越多的應用，全球市場表現出對於直升機的持續需求。尤其是新興市場，隨著經濟的發展，對於直升機有著大數量、高增長的需求。世界上43%的直升機服役年齡在25年以上，更新換代的需要進一步增加了對於直升機生產的訴求。據智研數據研究中心統計對2011到2020年的全球直升機市場做出預測，10年間將需要交付至少16970架直升機，總價值1400億美元。其中民用直升機10900架，價值340億美元，軍用直升機6070架，價值1060億美元。

我國直升機裝備情況與國外相比差距很大，軍用直升機每萬名軍人的直升機保有量僅為2.1架，不到發達國家水平的十分之一；而民用直升機的百萬人口保有量僅為0.06架，更是遠低於發達國家水平，中國直升機產業有待提高。

直升機的未來發展趨勢是結合固定翼與直升機優點為一體的地空一體化飛行器。首先要解決機翼設計和動力設計，來實現垂直升降、穩定性和安全性極高的摺疊固定翼或者無外露的螺旋翼。其次就是航電包括自動飛行系統，來滿足高安全性的障礙物和空中交通預警、碰撞迴避系統、高安全性的全天候無人自動起飛著陸系統，最後就是白菜價格了。