垂直起降飞机及直升机的现状和未来

详述垂直起降飞机及直升机的现状和未来。

答题要求包含以下内容：

1.垂直起降飞机及直升机的类型和基本起降原理；

2.目前垂直起降飞机及直升机的主要型号、起降原理和性能参数；

3.垂直起降飞机及直升机的发展趋势和遇到的困难；

4.您认为哪几种动力类型的垂直起降飞机及直升机最有可能在未来用于城市交通？要

实现这一点，还存在哪些困难？

答：莱特兄弟发明飞机以来，人们一直为能够飞翔蓝天而激动不已，同时又受起飞、着落所需的滑跑所困扰。为了摆脱这一困境，从航空先驱的时代开始，人们就在孜孜不倦地研制能够象鸟儿一样腾飞的具有垂直短距起落能力的飞机。

自从人们跳出模仿飞鸟拍翅飞行的谜思之后，依据贝努力原理的空气动力升力就成为除气球和火箭外所有动力飞行器的基本原理。机翼前行时，上下翼面之间的气流速度差造成上下翼面之间的压力差，这就是升力。所谓“机翼前行”就是机翼和空气形成相对速度。既然如此，和机身一起前行时，机翼可以造成升力，机身不动而机翼像风车叶一样打转转，和空气形成相对速度，也可以形成升力，这样旋转的“机翼”就成为旋翼，旋翼产生升力就是直升机可以垂直起落的基本原理。

目前,全世界大约有4万多架直升机用于各个领域。直升机也因技术与应用的不同,被划分成各种类型。

一、按用途划分直升机可以分成军用直升机和民用直升机。军用直升机又包括武装直升机、运输直升机和战斗勤务直升机三大类。

二、按结构形式进行分类，直升机可以分成单旋翼直升机、纵列式双旋翼直升机、横列式双旋翼直升机、共轴式、双旋翼直升机等类型。

三、直升机还可以按起飞质量进行分类。按最大起飞质量可将直升机分为:小型直升机、轻型直升机、中型直升机、大型直升机和重型直升机。最大起飞质量2吨以下的直升机为小型直升机最大起飞质量2吨 ~4吨的直升机为轻型直升机最大起飞质量4吨 ~10吨的直升机为中型直升机最大起飞质量10吨 ~20 吨的直升机为大型直升机最大起飞质量大于20吨的直升机为重型直升机。

以下是目前世界垂直起降飞机及直升机的主要型号、起降原理和性能参数：

1、美国阿帕奇武装直升机

AH-64武装直升机是由麦·道飞机公司制造、为美国陆军目前的主力双座武装直升机。1989年，美国入侵巴拿马时，AH-64首次投入实战。AH-64和AH-64D在数场重要的战争中充当了重要角色，包括海湾战争，在阿富汗的永久自由行动，和在伊拉克的持久自由行动。AH-64被证明是优秀的坦克猎人并且摧毁了数以百计主要来自伊拉克军队的装甲车。海湾战争后，美军开始着手进行AH-64的改进工作，最终研发出了AH-64D‘长弓阿帕奇’型武装直升机，该型机最大的改进是：在桨轴顶端安装了毫米波雷达，用于精确打击敌方目标。

2、俄罗斯卡-50武装直升机

和世界其它现役武装直升机相比，卡-50拥有以下世界记录：世界第一架采用单人座舱的武装直升机；第一架采用同轴反转旋翼的武装直升机；第一架装备弹射救生座椅的直升机。她的姐妹型卡-52不仅具有与卡-50相同的武器、低空飞行能力、装甲防护能力，而且具有优良的侦察、指挥与控制等功能，可为卡-50提供类似于空中预警指挥机的作用。

3、欧洲"虎"式武装直升机

“虎”（TIGER）式武装直升机由欧洲直升机公司研制，有两个主要型别：火力支援型

和反坦克型。细分为3个型号，即法国的火力支援型HAP、反坦克型EHAC和德国的反坦克型PAH-2。与阿帕奇相比具有外形尺寸小，广隐身性好；机动性高，作战灵活；全光电探测系统不易被察觉；在经济性高，维护费用少等优点。

4、法国SA341"小羚羊"轻型直升机

“小羚羊”研制计划最初由法国提出，用于取代“云雀”II直升机。其飞行性能非常优秀，因此很快被大量各国军民客户订购，用于从反坦克到交通监视的广泛领域。“小羚羊”有丰富的实战经历，英国“小羚羊”参加了马岛战争，法国型伴随AMX-10RC轮式装甲侦察车参加了海湾战争，伊拉克的参加了两伊战争等。

另外，我觉得未来垂直起降飞机及直升机的发展趋势及其前景依然乐观：民用直升机除了传统的应用领域将得到进一步拓展外，随着世界经济特别是一些发展中国家经济的强劲增长，必将形成新的高消费阶层，这将导致私人与公务直升机的需求不断增长;在许多社会公益事业领域，如城市环境监测保护、自然灾害预报、预防等方面，民用直升机将获得更为广泛的应用。

随着世界各国新军事变革和军队转型的不断深入，特别是新军事理论和战略战术的不断发展，预计世界军用直升机的未来应用将呈现两大特点。

首先，军用直升机型号种类将大幅度减少，以减轻后勤保障、补给和维护压力，保证在役军用直升机的战备完好率。例如，美国陆军航空兵根据航空现代化计划，在未来几十年内，将把其主战机种减到只有AH-64、CH-47、UH-60和新型侦察直升机这4种，而俄罗斯陆军航空兵希望最终实现由卡-50、米-28、卡-52武装直升机和卡-60多用途直升机组成主战直升机机群，以大幅度提高陆军航空兵的作战能力。

其次，有人或无人直升机将联合编队执行作战任务，特别是未来的信息化战争，更加突出无人直升机平台的作用，充分发挥无人直升机的作战零伤亡优势，有效保障作战人员的生命，降低战争成本。美军已经开始进行这方面的战术探讨和模拟。

但这其中也蕴含着不少困难：例如政府应如何建立一套机制防止一些别有用心的人或组织利用民用直升机进行武装用途，和防止活跃于世界各主要战场的军火商贩卖武装过后的民用直升机。

而在军用方面，同样存在困难：使用垂直起降技术的飞机机动灵活，具有常规飞机无可比拟的优点，但同时也有许多重大的缺点。首先是航程短，由于要实现垂直起降，飞机的起飞重量只能是发动机推力的83%-85%，这就使飞机的有效载荷大大受到限制，影响了飞机的载油量和航程。同时，飞机垂直起飞时发动机工作在最大状态，耗油量极大，也限制了飞机的作战半径。例如“鹞”式飞机的载重量为1060千克时，作战半径只有92公里。所以在实际使用中，“鹞”式飞机尽量使用短距起飞的方式，以延长飞机的航程。因此，垂直起落飞机又称为垂直/短距起落飞机。另外，由于垂直起落飞机在实战中，经常需要分散在野外，所以它的维护也非常的困难。

垂直起降技术虽然不是一个新技术，而且存在一些重大弱点，但是它的优点的确使人无法割舍。尽管存在各种各样的困难，但随着航空科技的发展，我相信垂直起降技术必将进入一个新的发展高峰！

最后我想畅谈一下我对垂直起降飞机及直升机在未来用于城市交通的一些个人想法，我个人觉得以太阳能为动力来源的垂直起降飞机及直升机最有可能在未来用于城市交通。因为太阳能是绿色能源，具有普遍，无害，巨大，长久的特点，一旦将成熟的太阳能设备安装入用于城市交通交通的直升机中，可以说是如虎添翼，而且不需要像以汽油为能源的直升机一样时不时要去加油站补充能源。但太阳能动力类型的垂直起降飞机及直升机依旧存在很多困难，最大的困难便是垂直飞行器是一种很耗能源的及其，这是众所周知的，但目前的太阳能转化装置的转化率太低，目前产业化的太阳能电池分单晶硅、多晶硅和非晶硅三大类，产业