云之帆,波澜壮阔的直升机诞生记(一)

2020-05-13    作者:Armstrong

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  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。

竹蜻蜓
竹蜻蜓

  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。

达芬奇直升机
达芬奇直升机

  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。

洛努瓦和卞福汝的旋翼玩具
洛努瓦和卞福汝的旋翼玩具

  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。

乔治·凯利直升机
乔治·凯利直升机

  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。

德阿梅古的蒸汽动力直升机模型
德阿梅古的蒸汽动力直升机模型

  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。

佩诺发明的直升机玩具
佩诺发明的直升机玩具

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