直升机能够垂直升降,它有着与其他飞机不同的结构,我们要知道直升机腾空的原理,就必须先从普通飞机讲起。
普通飞机,螺旋桨的拉力是为了对付阻力的,它的拉力只等于飞机重量的十几分之一,根本不能直接把飞机拉上空中,可是,同样功率的发动机,用在直升机上,却能把同样重量的直升机垂直拉到空中,这是为什么?
关键在于把发动机的轴功率变为拉力的那个螺旋桨的直径。直径越大,拉力越大。从物理学的角度来看,像螺旋桨这样的器械之所以能产生拉力,不外乎它会向后推空气,使空气加快向后的速度,这是物理上的动量定律。螺旋桨所得到的拉力既是推空气的那个力的作用力,当然它也就决定于这两项的乘积。要加大拉力,可以加大空气质量,也可加大空气的流速。但空气经过桨盘之后,到了远后方,它的流速较之远前方原来的气流速度是增大了,这说明气流带走了动能,这能量是发动机支出的。动能是和空气的质量成正比、和速度的平方成正比的。所以用增大空气量的办法以加大拉力,比用增大流速的办法合算。加大空气量的办法就是加大桨盘直径。
直升机旋翼的直径很大,如果转速还是那么高的话,叶尖处的速度势将变成超音速的,阻力就大得受不了。为此,直升机的旋翼所用的转速特别低,每分钟只有二三百转一般飞机的螺旋桨每分钟一千至二千转。
这样的转速,已经完全可以满足直升机的需要了。直升机就这样升上天空。