直升機的誕生
1903年12月,固定機翼飛機飛療成功,人們的注意力就―越轉向更有前途且更為複雜的旋翼飛行。幻想家們早就預言了這類飛機的可能性,即它在轉為向前飛行前首先垂直地升入空中。這種預言的前景激勵了雷奧那多·達·文西的創造力,他於1490年設計了一種用木質和上漿亞麻布製成的飛機,以彈簧機構作其動力,他稱之為螺旋槳翼。大多數早期設計師的共同設想是這種飛機將直接旋轉其本身而垂直地升人空中,但怎樣返回地麵卻不清楚。雷奧那多螺旋,直升機詞彙的使用就來自這架機構。從該部件可以看出,這是螺旋(螺旋狀物)和機冀(無尾飛機)的一種莫名其妙的組合。
顯然,雷奧那多即使沒有看到也會聽到那些能實現垂直飛翔的巧妙玩具,但他卻不可能知道,417年之後,一架由飛行員駕駛的飛機垂直地升離了地麵。在這幾百年中,盡管不乏各種獨出心裁的構思,但缺少能產生足夠功率-重量比的、重量很輕的發動機成了主要障礙。飛機設計師多年的期望終於在1876年由奧托發明的四衝程內燃機上得到了較大的突破。
9雷奧那多蟝旋破。依靠一台應用奧托循環原理的45馬力(336千瓦)安托萬內特發動機,勃蘭葛特·理查德特自轉旋翼機1號於1907年9月實現了首—功垂真飛行。由背鋼製造的中央機架和四個支臂構成,機架承載飛行員和動力裝置,每個支臂上裝配一個直徑為8米的八葉回旋翼。直徑上相對的一對回旋翼順時針方向旋轉,而另一對則逆時針方向旋轉。飛機升到了15米的高度,但由於它在每個拐角必須由人來進行穩定,自身既無控製設備也無操縱裝置,因而不應獲得作為真正地進行了自由飛翔的首架直升機的榮譽。首次真正的垂直自由飛行於1907年11月在科克威廉斯。
勃蘭葛特·理查德特自轉旋翼機1號舉行。保羅·柯爾涅駕駛他的“飛行自行車”在63米高度飛行了20秒。保羅·柯—的飛機的構成是:四輪起落架上有一個“V”形大梁,駕&員和24馬力079千瓦,)安托萬內特活塞式發動機支撐在中央。“V”形大梁的端部是兩個自行車式的輪子,輪子上固定兩片蒙布費蓋的槳葉即回旋翼葉片,直徑為6米。兩個輪子通過皮帶由中央傳動軸驅動。用安裝在支撐大梁兩末端的固定航進行控製(僅此而已)。這架沒有價值的飛機隻有靠不住的傳動係統和幾乎談不上的控製。在作了它的曆史性飛行之後,不久就被拋棄了,證明了它是多麼地不實用。
合適的發動機已經獲得解決,但直升機設計師現在又麵臨著那種對於保羅“柯爾浬飛機已經強調的穩定性和控製問題。早些時候,人們已經公認,在一個方向上具有旋轉動量的回旋翼在相對方向上產生的反作用應符合牛頓第三定律:對於每一個作用力,都存在一個大小相等而方向相反的反作用力。於是,設想了各種方法以解決這個轉矩的反作用力。最為普通的方法是采用圍繞著同一傳動軸或在單獨的傳動軸。
直上於相反方向上轉動的共軸回旋翼,其上兩個轉矩的反作用升力完全互相抵消。1874年德國的阿欽伯奇製造機了一種新型號的飛機,它包括一個用於反轉矩控製的尾部回旋翼,這就是現代已被推薦采用的常用方法的首次使用。同時還發現,如果是在葉片的末稍對主回旋翼葉片提供動力,而不是由控製傳動軸驅動,那麼就不會碰到上述轉矩問題。因此,一些包括從蒸汽氣流或壓縮空氣到承型驅動螵旋槳的謝十方案,都采用安裝在主葉片端部的方法。雖然這些設想排除了對反轉矩裝置的需要,但對回旋翼末端連續提供能暈的方法卻複雜而又困難,因此不是一種可以推廣的方案。
定向控製和轉變到向前飛行成了特殊問題。早期采用的解決辦法是將主回旋翼傾轉至一定釣位置,以獲得垂直升力和水平運動(勃蘭葛特·理查德特2號)或者由駕駛員通過軟軸傾轉主傳動軸,最卓越的早期浙師之一,艘的愛爾哈姆製造了一架複合式直升機,該直升機躲很大的趣味性和新的性能。它配有液壓離合器和變速箱及36馬力星形活塞式發動機,由在末端帶有活動葉片的反旋回旋翼提供升力。通過改變葉片的角度,駕駛員就能改變飛行方向,這是飛行員在飛行中實現可靠控製的最早而又最成功的例於之一。