飛行小知識:直升機和固定翼的區別及優缺點

飛行小知識:直升機和固定翼的區別及優缺點

很多人都知道飛機,不過嚴格來說,我們尋常所說的飛機是飛行器的一個統稱。飛機指的是具有機翼、一個或多個發動機的靠自身動力驅動前進,能在太空或者大氣中自身的密度大於空氣的航空器,也就是固定翼飛機。而飛行器還有旋翼機(直升機)、三角翼等。

近期,各大衛視陸續播出飛行真人秀節目,也許大家對飛行有了一定的瞭解。也許也瞭解過學習飛機駕駛執照的,很多人可能對固定翼和直升機有了一些模糊的認識。那麼今天,我們來聊一聊固定翼飛機和直升機的一些區別。

飛行小知識:直升機和固定翼的區別及優缺點

一、【構造不同】

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直升機

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裝置等組成。直升機發動機驅動旋翼提供升力,把直升機舉託在空中。

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固定翼飛機

飛機的機體結構通常包括機翼、機身、尾翼和起落架組成。由動力裝置給予飛機推力,空氣流過機翼上表面和下邊面的流速不同,產生的氣壓差來產生升力起飛。

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直升機旋翼一般由渦輪軸發動機或活塞式發動機透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。

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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、通訊聯絡、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、吊裝裝置、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。

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直升機的突出特點是可以做

低空、低速和機頭方向不變的機動飛行

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二、【原理】

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直升機

直升機發動機驅動旋翼提供升力,把直升機舉託在空中,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槳,透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。透過稱為“傾斜盤”的機構可以改變直升飛機的旋翼的槳葉角,從而實現旋翼週期變距,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。

同時直升機升空後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透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。

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固定翼飛機

固定翼飛機是指飛機的機翼位置、後掠角角等引數固定不變的飛機;相對現代一些超音速飛機,在以低速飛行時,為了得到較大的升力,機翼伸展較大(後掠角較小),在飛行中隨飛機速度增大,後掠角可以改變加大,這就不再是固定翼飛機了,典型的是直升機,它也叫旋翼機,沒有固定的機翼;艦載飛機為了減少停放時佔地面積,將機翼摺疊;但飛行中機翼不能出現摺疊動作的,或改變角度的,仍屬於固定翼飛機。目前民航客機都屬於固定翼飛機。

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目前民航客機都屬於固定翼飛機

當今世界的飛機,主是固定翼飛機:機翼平伸機體兩側,主要產生升力,機翼相對固定。 另有一種變後掠翼飛機,即機翼後掠角在飛行中可以改變的飛機,也屬於固定翼飛機。現代超音速飛機廣泛採用的小展弦比大後掠機翼,超音速阻力較小,但低速時氣動效率低,升力特性不好。用低速效能好的小後掠角的大展弦比機翼又會使超音速效能變壞。變後掠翼飛機透過機翼後掠角的變化可以解決高、低速效能要求的矛盾。

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飛機在起飛著陸和低速飛行時用較小的後掠角,這時機翼展弦比最大,因而具有較高的低速巡航效率和較大的起飛著陸升力。在超音速飛行時用較大的後掠角,機翼展弦比和相對厚度隨之減小,對於減小超音速飛行的阻力很有利。此外,超音速轟炸機和強擊機作超低空高速飛行時,為了減少不平穩氣流引起的顛簸,也要求機翼後掠角大,展弦比小。

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現代變後掠翼飛機常用於多用途戰鬥機、殲擊轟炸機和戰略轟炸機,例如蘇聯的米格-23戰鬥機、圖-160戰略轟炸機,以及西歐的“狂風”和美國的F-14戰鬥機、B-1戰略轟炸機都是變後掠翼飛機。

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三、【飛行動力不同】

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直升機

直升機與固定翼飛機結構的不同決定了兩者飛行動力的不同。直升機的上升動力由旋翼產生,前飛動力則要依靠螺旋槳盤前傾產生。螺旋槳盤向前後左右各個方向的傾斜使直升機可以實現俯仰和翻滾等各種動作。許多直升機尾部還裝有尾槳,其主要作用是抗扭,用以平衡主旋翼產生的反作用力矩和控制直升機的轉彎。

另外,直升機特有的懸停能力也依賴於螺旋槳,螺旋槳透過高速的旋轉對大氣施加向下的巨大壓力,然後利用大氣的反作用力(相當於直升飛機受到大氣向上的力)使飛機能夠平穩的懸在空中。

可見,直升機的飛行動力主要來自旋翼。

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固定翼飛機

固定翼飛機的動力主要來自於發動機和各個機翼的配合,其中發動機提供前進的動力,機翼提供上升力,俯仰和翻滾等動作則是藉助尾翼、副翼等實現。

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四、【操縱裝置不同】

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直升機與固定翼飛機

直升機和固定翼飛機的主要操縱裝置包括駕駛杆、油門杆和腳蹬,但在直升機和固定翼飛機上它們的作用是不同的。

直升機的駕駛杆可以操縱旋翼槳盤的傾斜方向,進而控制直升機的飛行方向,固定翼飛機上的駕駛杆則是用來控制固定翼飛機的副翼和尾翼。

直升機的油門杆比較複雜,透過油門杆的提升和下拉可以操縱直升機槳葉的角度,進而改變旋翼的上升力。固定翼的油門杆要簡單的多,與汽車油門相似,是用來改變發動機功率的。直升機上其實也有這種油門,但直升機的動力方式決定了這種油門只會在啟動直升機的時候使用一下。

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直升機和固定翼飛機的腳蹬作用非常類似。直升機腳蹬用來控制尾部旋翼的拉力,操縱直升機偏轉。固定翼飛機的腳蹬可以控制尾翼的舵面角度,同樣也是為了控制飛機偏轉。

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五、【飛行員職業發展】

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職業發展規劃

【直升機】

直升機飛行員,可從事通用航空業,可在通用航空業內從事副駕駛機長。

【固定翼】

固定翼飛行員可在通用航空業發展,也可以進入民航運輸航空業發展,職業發展空間巨大。

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直升機優缺點

優點:

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。

缺點:

理論上來說,直升機當然是可以全球範圍內飛行,但實際上,直升機不適合用於遠端交通。

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固定翼優缺點

優點:

1、速度快,目前噴射客機的巡航時速在900千米/小時左右。

2、機動性高,固定翼機飛行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根據客、貨源數量隨時增加班次。

3、安全、舒適,固定翼飛機通常飛的為中高空,受天氣影響相對較小,安全係數高。據國際民航組織統計,民航平均每億客公里的死亡人數為0。04人,是公路交通事故死亡人數的幾十分之一到幾百分之一,和鐵路運輸並列為最安全的交通運輸方式。

缺點:

固定翼機作為交通工具也有自身的侷限性,最大的缺點是固定翼飛機對起降場地的要求。大部分固定翼飛機都需要有機場,需要有跑道供起降,對起降場地要求相對比較苛刻。

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六、【總結】

相比一般的固定翼飛機而言,直升機的結構更加複雜。直升機的動力傳動系統在現有的載人航空器裡是最複雜的一套了。由渦輪軸發動機透過變速箱帶動主旋翼,而且還要透過漫長複雜的傳動軸帶動後方翹在尾巴上的尾槳運動。

固定翼飛機相對結構沒有這麼複雜,尤其在動力系統上,都是直接帶動動力源轉動的,不需要過於複雜的傳動結構。

有一點很能夠說明問題:現在世界上許多國家都能設計出固定翼飛機,但是具備獨立研發直升機能力的國家寥寥無幾。

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