[科普中國]-直升機為什么可以垂直升降？

竹蜻蜓是我國民間的一種古老玩具，距今已有2000多年的歷史。當我們快速轉(zhuǎn)動竹蜻蜓的竹竿，并松手時，竹蜻蜓會自行旋轉(zhuǎn)，飛向天空。隨后這種玩具被傳入歐洲，一些科學家從竹蜻蜓飛行原理中大受啟發(fā)，最終由美國人伊戈爾·西科斯基研制出了第一架真正實用的直升機。

直升機的優(yōu)點很多，其中一個最主要的特點就是垂直起飛。直升機垂直起飛的奧秘在于它的旋翼。當直升機在地面處于停放狀態(tài)時，旋翼槳葉因重力的作用會呈自然下垂狀態(tài)。當直升機引擎啟動，帶動旋翼不斷旋轉(zhuǎn)，槳葉上方的空氣流過其表面，流速變快，形成較小的壓力；槳葉下方的空氣流過其表面時，流速變慢，形成較大的壓力。這樣一來，槳葉的上下就形成了一個比較明顯的壓力差，壓力差致使槳葉上方產(chǎn)生一個向上的拉力，當拉力大于直升機自重，直升機就上升，小于直升機自重，直升機就下降，剛好相等，直升機就懸停。

但是，牛頓第三定律告訴我們：相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。所以當直升機的旋翼旋轉(zhuǎn)時，勢必會對直升機產(chǎn)生一個反作用力矩，直升機機體會“不由自主”地旋轉(zhuǎn)。

為此，設計者絞盡腦汁，想出了很多控制反作用力矩的方法，比如在直升機上安裝兩個大小相等，而旋轉(zhuǎn)方向相反的旋翼來抵消相互之間的反作用力矩?；蛘撸ㄟ^在機尾安裝一個垂直旋轉(zhuǎn)的小旋翼，專業(yè)術(shù)語稱之為尾槳，通過尾槳產(chǎn)生“拉”或“推”的方式來抵消反作用力矩，同時，通過控制尾槳產(chǎn)生的“拉力”或“推力”的大小，能夠達到讓直升機偏轉(zhuǎn)的目的，從而實現(xiàn)控制直升機的轉(zhuǎn)向。

隨著科技的進步，未來的直升機用途會越來越廣泛，如緊急救援、快速搜捕、處置突發(fā)事件等，這將為社會發(fā)展提供更為便利、快捷的服務。

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