不断的探索
现代意义上的直升机，是指依靠发动机带动旋翼产生升力和推进力的航空器。直升机用于军事，就将这些直升机称为军用直升机。军用直升机与民用直升机是同一祖先，只是到了直升机定型以后，才根据人类活动的需要对它们进行了分工。今天，当我们回顾几百年前古人对直升机原理的探索，我们不仅可以了解直升机发展历程的艰难，而且可以寻访一下直升机的祖先，从而知道直升机从其祖先一步步演进的很多故事。
一、中国的竹蜻蜒
人类有史以来就向往能够自由飞行。古老的神话故事诉说着人类早年的飞行梦，而梦想的飞行方式都是原地腾空而起，像现代直升机那样既能自由飞翔又能悬停于空中，并且随意实现定点着陆。例如哪吒的风火轮，阿拉伯人的飞毯，希腊神的战车，都是垂直起落的飞行器。然而它们毕竟只是存在于神话故事中，因为那个时代的科学技术水平太低，不可能创造出载人的飞行器，因此可以说，那是人类飞行的幻想时期。
自公元前3世纪起，人类就开始研究旋转飞行原理，最早揭示这种原理，又最有价值、最具代表性的是中国古代的“竹蜻蜓”。应该说，中国的“竹蜻蜓”是人类直升机的鼻祖。虽然这种“竹蜻蜓”没有连续提供动力的装置，在与空气的摩擦过程中旋转速度会越来越慢，当它飞到一定高度后便会慢慢地下降到地面，但它却给了先人升天的梦幻。如果给这种“竹蜻蜓”装上一个适当的动力装置，连续不断地给它提供动力，那么它不就可以克服空气的摩擦力，在空中长时间地飞行了吗?但这又谈何容易。
“竹蜻蜒”是中国古代的儿童玩具，这种“竹蜻蜒”是由一个弯曲的竹片和细棍组成，细棍插在竹片中间，人们用手猛搓细棍，然后迅速撒手，竹片就会迅速旋转着飞向空中，最后回到地面。这很像空中飞行的蜻蜒，只是它是用竹片做的。
“竹蜻蜒”大约出现在4世纪，是我国劳动人民智慧的结晶，它利用螺旋桨的空气动力实现垂直升空，演示了现代直升机旋翼的基本工作原理，在直升机的发展过程中起到了重要的启蒙作用。据有可查的历史记载于晋朝公元(265~420年)葛洪所著的《抱朴子》一书中，描绘了通过旋转的“竹蜻蜒”垂直升空的情景，体现了可以通过螺旋桨产生垂直的向上拉力，实现垂直起降的直升机的基本原理。
“竹蜻蜒”于14世纪传到欧洲，被称为“中国的飞行陀螺”。西方人很会造字，他们根据中国陀螺的结构，把陀螺分成两大部分“螺旋”和“翼”，意为“旋转的翼”，用希腊文把两个词合在一起，就形成了heliGopter这个词，helicopte就是直升机，因此，人类所用的“直升机”这个词，实际上是根据中国古代的“竹蜻蜓”结构含义而合成的。
二、达芬奇的愿望
中国的“竹蜻蜓”在欧洲出现后，引起了欧洲人的兴趣。15世纪，欧洲人开始探索直升机的发展道路。最先设想直升机飞行器，并画出了草图的人是意大利的一位著名画家列奥纳多·达·芬奇。他既是一位杰出的画家、发明家、工程师和科学大师，又是航空创始人。1483年，这位艺术家与科学前辈，在前人关于飞行器预言的激励下，在他绘制《蒙娜丽莎》和《最后的晚餐》，设计碾轧机、挖河机，主持城市建筑和军事工程的同时，对直升机产生了浓厚的兴趣，居然对直升机的未来进行了丰富的想象和推理，以他惊人的想象力绘制了世界上第一幅直升机飞行器草图——空气螺旋图，又称列奥纳多螺旋。
这张直升机飞行器草图很有趣：有直升机螺旋桨，螺旋桨很像螺丝钉，用一个钟表发条装置驱动。7年后，即1490年，他便设计了一种以木料和上了浆的麻布为原料，以弹簧装置为动力的飞行器。达·芬奇将它称为螺旋体。在当时，他和许多设计者一样，都曾设想，所谓垂直升空的飞行器，应该像一枚螺丝钉那样钻到空中去，至于如何使它回到地面，达·芬奇也说不清楚。达·芬奇的画是世界上最早的直升机设计方案图，大概他想仿照当时的提水机械，以阿基米德螺旋形状的翼面在空中旋转，实现人垂直升到空中的构想。因为他毕竟是一位画家，在当时也不可能有那么深的研究。所以，达·芬奇的螺旋体(后人称为无尾飞机)，在后人看来，是螺旋与机翼“莫名其妙的组合”。可惜的是，达·芬奇这些研究一直未得以发表，他的科学思想和航空成果一直不为人所知。
直到200年后，即18世纪末，拿破仑军队入侵佛罗伦萨，将达·芬奇的遗物作为战利品带回法国，才使它的研究重见天日。达·芬奇绘制的螺旋图以及他设计的飞行器，虽然没有实现垂直升空、自由飞行的夙愿，但却开创了人类设计、制造垂直升空、自由飞行器的先河。
三、最初的尝试
“竹蜻蜓”的复杂原理，让人类久久难以弄清楚。好几百年过去了，西方人才明白螺旋桨曲面在进行剧烈摇动后可以产生神秘的升力，这种升力可以提起物体。
1784年，法国博物学家洛努瓦在一名工匠的帮助下，制作了一个直升机模型。这个模型有个很有意思的动力装置——一只用钢制作的桨，桨用线捆在轴的周围。这个直升机飞行器，让许多科学家吃惊，它证明直升机可以升空。但直升机模型本身太重，加之动力不足，无法把自己升起来。
然而，西方人对新生事物的追求十分“固执”，他们绞尽脑汁地去探索、思考。60年后，英国人菲利普斯为直升机研制了另一种动力装置。这种动力装置的原理类似于我们饭锅产生的蒸汽动力原理。应该说，人类喷气推进装置的发明，归功于菲利普斯。菲利普斯看着自己做的直升机模型很高兴，就拿着到自家门前的场地上进行试飞。这个模型比较重，有36千克左右，然而，在蒸汽的作用下，居然升了起来，最后掉在邻居家的地里。
英国的乔治·凯利爵士在对直升机进行一番思索之后，认为直升机要往前飞行，还需要前推装置。于是，他开始研究直升机。1843年，他做了一个绞索动力陀螺，带有很薄的叶片。他想到了“空中马车”式直升机，装有反转叶片和两个推进式螺旋桨，这样，直升机就可以升空，可以向前飞行。这种想法对直升机的形成是个很大的进步。可惜的是，乔治只停留在美好想象的空间，并没有落实到行动上。乔治继续为直升机的发展构思他的蓝图，他想到了直升机从垂直飞行转换到水平飞行，然而，他的梦想还没有成为现实，就过早地离开了人世，带着遗憾而去。
四、直升机的出现
1903年12月17日，莱特兄弟的固定飞机滑跑升空后，由于许多技术难题的困扰，直升机犹如一个难产的婴儿，迟迟不得降生。直到1933年，德国教授福克·沃尔夫研制成功了一架被称为FW-61的直升机，才有了新的突破，但它的成功飞行却比飞机迟了30多年。这架直升机的研制成功，不仅打破了直升机发展多年停滞不前的局面，而且汉卿·罗蒂西的试飞成功震动了整个航空界。
1936年，德国福克·沃尔夫公司在对早期直升机进行了多方面改进之后，进行了公开的飞行表演。1937年的一天，是德国人最难忘的一天。这一天，整个柏林体育场座无虚席，一架带前螺旋桨的双旋翼直升机静静地停在场馆中间，观众席上人群的目光同时投向了那个在他们看来十分新鲜的物件上。这是一架机身像固定翼飞机但却没有固定翼的大型直升机，它沿用了普通飞机的机身和方向舵，采用双桨横列式旋翼，安装有一台121千瓦（165马力）的发动机，发动机安装在机身的前部，起落架为三轮式，样子十分古怪。
面对这个造型古怪的庞然大物，很多人甚至怀疑如此大型的飞行器是否能在室内飞行，若真如此，那么几乎没有什么地方不能降直升机了。一声令下，这架当时最先进的直升机，在万众瞩目之下，随着隆隆的马达声升离地面。作为人类第一架定型的直升机FW-61的架驶员，汉卿·罗蒂西驾驶着这架蒙着麻布、结构异常简单的直升机，骄傲地在柏林的体育馆里拔地而起，垂直升空，巡航飞行，缓缓而降，接着他看到观众席上全是不可思议的表情。
然而，眼前的事实令数以万计的观众叹服了，更令观众难以想到的是，驾驶这架直升机的驾驶员汉卿·罗蒂西竟是一名年轻美貌的姑娘。她在一个只有76.2米长、30.48米宽的场馆内，驾机在空中悬停、前后移动，做360°转弯，动作是那样自如，在观众们看来真是不可思议。特别值得一提的是，这架直升机打破了垂真飞行器的全部飞行纪录。这个样子古怪的飞行器就是世界上第一架能够在空中盘旋的真正的直升机。汉卿·罗蒂西的成功表演，震惊了全场观众，场内沸腾了，掌声经久不息。消息不胫而走，很快传到了美国、西班牙、法国、英国等许许多多的国家，震惊了整个世界。
之后，汉卿·罗蒂西又驾驶这个样子古怪的直升机，从德国的柏林起飞，以68千米/小时的速度慢慢地飞到了英国伦敦。在当时，进行这种长距离的飞行，还是破天荒的第一次。
FW-61直升机诞生不久，就赶上了第二次世界大战。虽然法西斯德国于1940年将其作为FA-223型战机投入了生产，但却因为官方的意见分歧和战时的生产困难，预定计划没有实现，直到1945年仅生产出3架样机。就在德国人生产直升机样机的同时，在太平洋彼岸的美国有一位名叫伊戈尔·西科斯基的设计师，于1939年研制成功了世界上第一架实用型直升机，代号为VS-300，并成功地进行了试飞，从而圆了人类发展直升机的梦想。
早在20世纪初，西科斯基就曾在俄国从事过直升机的设计制造工作，后转向固定翼飞机的研制。第一次世界大战前，他设计的“格兰德”、“俄罗斯勇士”和“伊里亚·穆罗梅茨”三种飞机均以航程远而著称，并为多发动机飞机的研制奠定了基础。俄国十月革命后，西科斯基因持不同政见而于1919年移居美国。在美国定居后，一切都得从头开始。直到20世纪30年代后期，他才重新开始研究直升机，但他的天赋很快就显示出来，他设计了一种新型的直升机，该机有一个提升力的旋翼和一个更小的机尾垂真旋翼。经过一段时间的研究，1939年12月14日，西科斯基的代号为VS-300的直升机终于升空。
西科斯基设计的VS-300是一种比较成功的直升机，它最初采用一副主旋翼和三副尾桨，经过试验后，他发现只要有一副尾桨就足以产生所需的偏转力矩，便将三副尾桨拆掉了两副。这样，西科斯基不仅解决了升空的问题，还解决了空中控制的大难题，并为实用型直升机制定了完美的外形，为后来直升机的发展指明了方向。
这样，人类自公元前3世纪开始研究旋转飞行原理，到20世纪上半叶研制成功直升机，历经了两千多年的追求探索，伴随着无数次的成功与失败，一架真正实用的直升机才得以降生，这足以说明科学技术发展的曲折与艰难。
直升机飞行原理
直升机是一种独特的飞行器，它能够垂直飞行，特别是能紧贴地面，活动在各种飞行物的中间，就像天子骄子。具有固定翼飞机和其他飞行设备所没有的飞行特点，它又多才多艺，可以出色地完成各种特有的使命，直升机从诞生之日起就受到人们的青睐。
一、直升机悬停原理
“竹蜻蜓”的旋转升空原理产生了直升机的基本设想，揭示了直升机的原理，被认为是直升机发展的起点。然而，人类梦想的实现仍十分艰难，只是到了近代，产业带来了机械化工业的崛起，动力（发动机）、材料、制造技术，这些严重制约人类飞行事业发展的因素才被一一突破。经过航空先驱们勇敢而艰苦的创造和试验，人类历史上第一架有动力的飞机才于1903年12月17日飞向天空。
直升机由类似于飞机的机身、动力装置、起落架和不同于飞机的旋翼系统等部分组成。直升机动力装置多采用涡轮轴发动机，起飞时靠发动机驱动旋翼产生升力和纵、横向拉力以及操纵力矩。直升机和飞机一样都是重于空气发生相对运动，以产生向上的力，地心引力在空中飞行，这是它们的相似之处。但是，飞机在空中飞行，升力主要靠与飞机机身固定在一起的机翼产生，而前进力靠另外的螺旋桨（或喷气发动机）产生。直升机在空中飞行，升力和前进力均由旋翼产生。在驾驶舱里有驾驶杆、总距杆和脚蹬等操纵装置，分别用来进行直升机的纵向-横向-方向操纵。当驾驶员上提或下压总距杆时，自动倾斜使旋翼各片桨叶的桨距同时增大或减小，从而改变旋翼拉力的大小，实现垂直升降操纵。当驾驶员前推、后拉、左压、右压驾驶杆时，自动倾斜器使旋翼各片桨叶的桨距发生某种周期变化，从而改变旋翼拉力的方向，产生向前、向后、向左、向右的分力，分力作用于直升机，使其在纵向-横向-方向上改变，从而达到改变直升机姿态的操纵目的。
二、旋翼的作用
直升机的旋翼就像一个旋转的“竹蜻蜓”，旋转产生升力，向上飞行，而升力减弱时就会下降。
如果我们不断地给它一个力，并加以必要的控制，“竹蜻蜓”就会随升力的大小而升降自如。生活中电风扇的扇叶一转动起来就形成一个圆盘，产生的风不仅给我们带来夏日的凉爽，而且使我们明显地感到一股推力。直升机的旋翼长度是电扇叶片的许多倍，动力是电扇的几千至几万倍。当它高速旋转时，产生的推力是巨大的，使得几十吨重的直升机都可以随意地悬停、升降。旋翼升力的产生与机翼一样，是旋翼旋转时的空气压力差形成升力，桨叶角越大，上下压力差越大。同时，不能超过临界迎角，否则升力会下降。
三、尾桨的作用
直升机机动飞行可分为：水平机动、垂直机动和立体机动等。直升机机动飞行有基本固有的特性，充分利用尾桨和旋翼的密切配合，使直升机既可以前飞、后飞，也可以盘旋、跃升、府冲和做蛇形机动，还可以进行复杂特技的筋斗、横滚特技等。
