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應（這個東西誰都“知道”，但說清楚不容易。誰要是能把這個東西說清楚，鮮花奉上），就像花樣滑冰
運動員經常把雙臂張開、收攏，以控制旋轉速度。要是一個手臂張開，一個手臂收攏，就不可能在原地旋
轉，就要東倒西歪了。所以槳葉在水平方向也要前后搖擺，以補償槳葉上下揮舞所造成的科里奧利效應。
擺振鉸利用前行時阻力增加，使槳葉自然增加后掠角（即所謂“滯后”， 因為槳葉在旋轉方向上的角速度
低于圓心的旋轉速度），這也變相增加槳葉在氣流方向上剖面的長度，加強了減小迎角的作用；在后行時，
阻力減小，阻尼器（相當于彈簧）使槳葉恢復的正常位置（即所謂“領先”，因為槳葉在旋轉方向上的角
速度高于圓心的旋轉速度），當然也加強了增加迎角的作用，所以擺振鉸（drag hinge 也稱水平鉸）也稱
領先-滯后鉸（lead lag hinge）。揮舞鉸和擺振鉸是旋翼升力均勻的飛行平穩的關鍵。由于槳葉在旋轉中
容許上下揮動和前后擺動，這種槳葉稱為柔性槳葉（articulated rotor）。除了用機械鉸鏈容許槳葉在環
形過程中相對于其他槳葉有一定的揮舞外，材質也必須具有彈性，這就是為什么直升機停在地面時，槳葉
總是“耷拉”著的原因。但機械鉸鏈磨損大，可靠性不好，德國 MBB（戰時著名的梅塞斯米特就是 MBB 中
的 M）用彈性元件取代了揮舞鉸，研制成功無鉸槳葉，第一個應用無鉸槳葉的是 MBB Bo-105，中國曾進口
一批，用于支援海上采油平臺。%N6P7{1d(L Z!e"U(^
旋翼飛行原理
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揮舞鉸示意圖，前行槳葉可以在升力作用下向上有所揮舞，從而降低升力，達到平衡；后行槳葉則向下彎
曲，從而提高升力，達到平衡 / 采用揮舞鉸后的升力分布，要均勻得多
雙葉旋翼是一個特例，槳葉和圓心的槳轂剛性連接，但用一個單一的“蹺蹺板”鉸鏈同時代替揮舞鉸
和擺振鉸，所以也稱為半剛性槳葉（semi-rigid rotor）。蹺蹺板鉸鏈在一側槳葉上揚時，將另一側槳葉
自然下壓；在一側槳葉“領先”時，將另一側槳葉自然“滯后”，既簡化了機械設計，又完美地實現了更
復雜的機械設計才能實現的功能。貝爾直升機公司用雙葉用出了味道，越戰期間漫天蝗蟲似的 UH-1 就是
雙葉，后來的 AH-1 也是。不過“蹺蹺板”設計只能用于雙葉旋翼。雙葉旋翼有無可置疑的簡潔性和由此
而來的成本和可靠性上的優勢，但雙葉旋翼也只有兩片槳葉可以產生升力和推力，和多葉槳葉相比，就要
增加旋翼直徑，增加旋翼轉速，前者增加總體尺寸和阻力，后者增加噪聲。
第一個采用無鉸槳葉的 Bo-105 / Bo-105 的無鉸槳葉，用彈性元件代替了揮舞鉸和擺振鉸，但變距鉸依然
保留
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EC-135 更進一步，甚至取消了使槳葉改變槳距的變距鉸，也用彈性元件代替了 / EC-135 的先進技術槳葉
（Advanced Technology Rotor，簡稱ATR，屬hingeless bearingless），采用彈性元件代替所有機械鉸
鏈，避免機械磨損，減輕重量，改善飛行平穩性
單槳直升機的起飛重量終歸有限，要增大起飛重量，就要增加旋翼直徑，增加旋翼轉速，增加槳葉數
目，加強傳動軸，這些都增加了旋翼系統的機械復雜性和重量。旋翼直徑和轉速受到翼尖速度不能超過音
速的限制，否則音障帶來的阻力和振動將不可忍受，更大的旋翼直徑也迫使尾撐長度增加，增加結構重量。
較大的旋翼也對狹小場地的起落造成不便。大幅度提高起飛重量最有效的途徑，還是采用兩個甚至更多的
旋翼，分擔負擔。除了一些設想中的四旋翼方案，三旋翼沒有見到過，還是雙旋翼最常見。既然采用兩個
旋翼，如果旋轉方向相反，一個順時針旋轉，一個逆時針旋轉，就自然抵消相互的反扭力。反轉的雙旋翼
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不需要特別考慮尾槳和尾撐的結構，也沒有尾槳吃掉對推進和升力沒有作用的功率的問題，可以把所有功
率都用于升力和推進，這是雙旋翼額外的優點。雙旋翼（也稱雙槳）有多種方案，可以前后串列，可以左
右并列，可以上下共軸，還可以上下不共軸。串列雙槳的典型有美國的 CH-46、CH-47；并列雙槳的典型有
俄羅斯的米-12，直升機狀態的美國 V-22 也可以算作并列雙槳；共軸雙槳（co-axial 或 contra-rotating）
的典型當然非俄羅斯的 K-25、K-31 等卡莫夫直升機莫屬；異軸雙槳（更準確地說，是交替雙槳，也稱交
叉雙槳，intermeshing）的只有美國卡曼的 H-34 Husky 和 K-Max 等少數例子。
串列和并列雙槳布局示意圖
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串列雙槳的 CH-47 / 并列雙槳的米-12
共軸雙槳示意圖 / 共軸雙槳的卡-31
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交替雙槳示意圖 / 交替雙槳的 K-Max
串列雙槳對于最大限度地利用機身長度有利，CH-46、CH-47 機艙長但并不累贅，總長并不為此增加多
少，而單槳的米-6 就“橫闊豎大”了。串列雙槳中離發動機較遠的那副旋翼（一般是前旋翼）的功率要求
比驅動尾槳高得多，為了保證前后旋翼的同步，串列雙槳需要長長的沉重的同步傳動軸，而不能簡單地由
前發動機驅動前旋翼，后發動機驅動后旋翼。串列雙槳的前后旋翼一般上下錯開一點，這樣可以容許前后
旋翼之間在高度上有一定的重合，縮短全機長度。上下的高度差太少了，不能保證安全，尤其是大幅度機
動動作時，上下槳葉可能發生碰撞。高度差太大了，支撐后旋翼的“柱子”太過高大，阻力巨大。
并列雙槳通常是安裝在機翼翼尖的，翼展由旋翼半徑決定，沒有辦法靠上下重合而縮短翼展，在氣動
上難于優化。左右旋翼之間要設交叉的同步軸，以保證左右兩副旋翼永遠同步。還有一個問題是，左右旋
翼都在機身中段附近，僅靠周期距，俯仰控制力矩不足。但這都不是最大的問題，最大的問題是橫滾穩定
性，兩側旋翼升力不均勻時，飛機會發生橫滾，如果在急速下降過程中，飛機不幸進入自己的下洗氣流，
旋翼效率急劇降低，旋翼越用力，越使不上勁，好像汽車輪子打滑一樣，加劇橫滾的不穩定傾向，飛機在
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旋翼飛行原理(4)
