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直升機旋翼提供升力的原理與固定翼飛機類似,只不過將平飛的固定翼化換成了旋轉的旋翼。直升機在地面停放時,槳葉會由於自身重量的作用呈自然下垂狀態。直升機飛行時,旋翼的槳葉會形成一個帶有一定錐度底面朝上的大錐體,即“漿盤平面”。
而旋翼上產生的總拉力垂直於槳盤平面,當向上的拉力大於直升機自重,直飛機就上升;小於自重,直升機就下降;剛好相等,直接就懸停。透過控制槳盤平面,向前、後、左、右、等各方向傾斜,就可以改變旋翼的拉力指向,從而實現直升機向前、後、左、右、不同方向飛行。
由牛老人家的反作用力原理可知,直升機驅動旋翼旋轉,旋翼也必然會對機體產生一個反作用力矩。如果只有一個旋翼,直升機會進入不受控的機體自旋。如果裝有兩個大小一樣,轉速相反的旋翼。不管是左右並排還是前後縱列,亦或是同軸上下,更或是交叉互切,都可以抵消相互的反作用力矩,令直升機保持平穩。不過現在大多數直升機用的是另一種更簡單的方法。即在機尾裝一個向側面吹的小螺旋槳,這樣就可以平衡掉主旋翼的反向力矩了。隨著直升機聲控前行,人們發現,前行槳葉相對氣流速度較後行槳葉更大。其產生的拉力也大於後行槳葉,因此造成直升機兩側升力不均。如果槳葉與漿轂剛性連線,直接後果就是造成機體失去平衡向一邊翻轉。
為了解決這個問題,人們發明了一系列鉸接機構來連線槳葉與漿轂。首先是“揮舞鉸”即在槳葉的根部橫向設定一個軸孔,透過插銷與漿轂相連,這種連線方式允許槳葉做一定幅度的上下揮舞,從而使機身不致大的偏斜。
但是槳葉揮舞也帶來了新的問題,解決這個問題的通常方法就是安裝“擺振鉸”。允許槳葉前後做小幅度擺動,從而避免槳葉根部變彎或疲勞斷裂。
旋翼根部的另外一個鉸鏈稱為“變距鉸”,其作用在於使每一片槳葉繞其軸線在一定範圍內偏轉,改變其安裝角的大小,從而調整槳葉產生的升力。
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直升機與固定翼飛機是完全不一樣的,固定翼飛機在空中改變方向,主要是依靠氣動舵面的動作來進行。所以可以看到固定翼飛機上很多可以活動的部件,其實那些都用來改變氣流方向的。
直升機與固定翼飛機最大的區別是在於其運動全部依靠旋翼和尾槳來實現。通常直升機都會有旋翼和尾槳,但是有部分直升機只有旋翼,這就是卡莫夫直升機通常採用的同軸雙旋翼結構,另外類似CH-47直升機的縱列雙旋翼也是沒有尾槳的。
直升機的運動是依靠旋翼來實現的,透過傾斜的一定角度來獲得升力和前進的動力。這個與固定翼飛機有很大的區別,固定翼升力來自於機翼。
當直升機要實現轉彎的時候,可以透過兩種方式,第一就是透過傾斜旋翼的運動平面,第二就是透過尾槳將來實現扭轉力矩。在懸停狀態,只要直接使用尾槳就能實現轉彎了。但是在其他運動過程中是需要旋翼和尾槳共同作用的。