直升机的问世,实现了人们垂直起飞、垂直降落的千年梦想。由于它具有其它飞行器所不能替代的独特性能而被广泛应用。从第一架直升机VS-300于1939年问世以来,直升机已经走过了八十多年的发展历程。直升机无论从有效载荷、用途多样性,还是从安全性和舒适性来讲,都有极大的提高。但是直升机的固有问题,如飞行速度低、飞行高度低,振动、噪声较大,舒适性不如飞机,操纵复杂,驾驶员易疲劳,耗油率高,航程短等不足,没有得到根本的改善。钟爱直升机的人往往这样原谅直升机:认为每种飞行器都有其自己的适用范围,就像“熊掌和鱼不能同时兼得”一样,只能有得有失。

XV-15的结构布局

美国海军的MV-22

AW609
直升机的最大速度主要受三方面的限制:发动机功率、前行桨叶激波、后行桨叶气流分离限制。对于早期装有活塞发动机的直升机,由于活塞发动机的功率小,所以最大速度往往受功率限制,而现代直升机主要受后两项限制。

桨叶速度分布
从上述分析可发现,为推迟激波出现,希望前行桨叶速度小,采用薄翼型;而希望后行桨叶速度大,有较高的升力系数,采用厚翼型。前行和后行桨叶的要求总是相互矛盾,使得直升机的速度提升很困难。为大幅度提高直升机前飞速度,曾出现多种新型设计方案,主要有:
1. 直升机+机翼+螺旋桨
2. 共轴双旋翼+推力螺旋桨
3. 油/电(eVTOL)垂直起降飞机
4.倾转旋翼机。



