99A坦克有驾照就会开，直升机驾驶有什么不同？

当一架直升机从头顶低空飞过的时候，很多人可能都会想，直升机是怎么驾驶的，和开汽车是不是差不多？媒体报道有驾照就会开99A坦克，那开直升机是什么体验呢？今天我们就探讨一下这个问题。
驾驶手动挡汽车相对复杂，行驶过程中，双手负责控制方向盘，右手还要负责换档，左脚控制离合器，右脚控制油门和刹车。驾驶直升机也需要手脚并用，下面就以单旋翼带尾桨直升机为例，分析如何操控直升机飞行。首先需要了解一下直升机结构，如图1所示。

图1 直升机结构示意图（图片来源：专家资料图）

简单讲，直升机的发动机产生动力，桨叶产生升力，桨毂控制旋翼，尾桨控制机头方向。驾驶直升机需要使用驾驶舱内的周期变距杆、总距油门杆和脚蹬等操纵机构。周期变距杆控制直升机在水平方向的运动，总距杆控制直升机起降，脚蹬则控制直升机的航向。为了便于理解，下面按照操纵机构分别进行分析。

图2 直升机简易控制示意图（图片来源：专家资料图）

问题一：如何控制直升机的飞行方向？

直升机前飞、后飞、左飞或右飞是通过周期变距杆进行控制的。周期变距杆，也被称为驾驶杆，前推变距杆，直升机则前飞，后推则后飞，左右也是一样。直升机的升力，来自于转动的旋翼。旋翼转动时会形成一个底面朝上的旋转锥体。在直升机低空悬停时，旋转锥体向上的拉力和直升机重力平衡。向前推杆，锥体前倾，旋翼拉力在垂直方向和水平方向产生两个分力，水平方向的分力就是直升机前飞的拉力。

图3 直升机前飞和悬停受力分析示意图（图片来源：专家资料图）

周期变距杆的动作将引起一连串非常复杂的机械链接互动。如图4、图5所示，变距杆通过液压筒，会带动自动倾斜器下 方不动环随着变距杆倾斜，进而带动自动倾斜器上方的动环同步倾斜。自动倾斜器动环通过变距杆带动桨叶产生强制挥舞，桨叶迎角产生周期性改变，最终整个旋翼发生倾斜，旋翼拉力方向同步随着周期变距杆发生改变，带动直升机飞行。

图4 与周期变距杆连接的旋翼部件（图片来源：专家资料图）

问题二：直升机如何控制起降？

直升机的高度变化是通过总距杆控制的，通过上提和下放总距杆，可以控制直升机飞行高度上升和下降。总距杆最终改变的是所有桨叶的总桨距，简称总距。上提总距杆时，通过液压筒带动自动倾斜器不动环整体上升，进而使动环跟随上升，推动变距杆增大所有桨叶迎角，桨叶升力增加，整个旋翼的拉力自然也增加，旋翼则带动直升机上升。上提总距杆时，还有一根钢索会同步控制燃油调节器，加大燃油喷射，从而使发动机输出功率与旋翼增加总距的动力需求相适应。

图5 操纵机构控制过程示意图（图片来源：专家资料图）

下放总距杆的工作过程和上提总距杆工作过程正好相反。在这里需要特别说明一个问题，当上提或下放总距杆同步控制油门增大或减小时，改变的是旋翼的总距，而不会大幅改变旋翼的转速，旋翼转速一直保持相对稳定，这和驾驶汽车是不同的。

问题三：直升机如何调整航向？

前面解释了直升机如何直线飞行和如何改变高度两个问题。下面分析直升机如何转弯的问题。直升机是通过两个脚蹬来改变航向的。蹬左侧脚蹬直升机向左转，蹬右侧脚蹬直升机向右转。如图5所示，脚蹬和尾桨相连，能够控制尾桨的桨距。
直升机尾桨主要是用来克服主旋翼旋转时产生的反作用力矩。千万别小看尾桨，一旦失效，机头就会向主旋翼旋转的反方向转动，极易造成飞行事故。踩下一侧脚蹬时，改变了尾桨桨叶的角度，带来尾桨桨距变化，主旋翼反作用力矩与尾桨力矩平衡被打破，直升机会向左或向右转动，机头方向也自然随着发生改变。

图6 尾桨拉力变化与直升机航向关系示意图（图片来源：专家资料图）

以上分别介绍了周期变距杆、总距杆、脚蹬等机构的操作，在实际飞行过程中，飞行员需要协调使用操纵机构，才能让直升机保持稳定的飞行状态。比如直升机前飞时，向前推周期变距杆，旋翼拉力倾斜后不仅让直升机加速，也会绕直升机重心产生下俯力矩，使机身向下倾斜。也就是说，直升机前飞加速是要低头的。飞行员必须在下俯角度达到要求时，及时往回拉杆使俯仰力矩平衡，否则直升机一直下俯，就会失去控制。另外，直升机前飞加速时，旋翼上的拉力是不对称的，会让机身产生倾斜，旋翼右旋直升机会向右倾，左旋直升机向左倾，加速度越大，倾角就越大。因此飞行员向前推杆时还要向左或向右压杆，以保持平衡状态。

如果在加上复杂气流的影响，保持直升机稳定难度会进一步增加，需要直升机飞行员通过操纵机构不断调整以保持动态平衡。可见，驾驶直升机比驾驶汽车要复杂得多，有没有想学直升机驾驶的冲动？

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出品：科普中国军事科技前沿

作者：陆鹰（军事专家）

策划：金赫

科学审核：梁春晖（军事专家）

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