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为弥补上述现象，应增大旋翼有效力使合力方向成水平，从实际操纵上来说，
应提总距杆增加发动机的功率输出，这样可以使直升机保持水平飞行。我们也可以
理解为在过渡飞行阶段，直升机旋翼旋转平面应向所需飞行的方向倾斜，同时提总
距杆增加发动机功率，使得旋翼有效力偏转且增大，它的一个垂直分量是升力，且
与重力平衡，另一个水平分量可以使直升机进入水平飞行状态。
推力推力
旋翼有效力旋翼有效力旋翼有效力
重力
重力重力
图1-19
图1-20 图1-21
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1.5.2 转换飞行状态
转换飞行状态是指除垂直飞行以外的其它飞行状态。要进入转换飞行状态，应
将旋翼旋转平面向着所需方向倾斜，旋翼有效力的水平分量将使直升机向着所需方
向运动。
如果桨叶的桨叶角增大，攻角增大，桨叶产生的升力增大，桨叶向上挥舞；反
之，桨叶的桨叶角减小，攻角减小，桨叶产生的升力减小，桨叶向下挥舞。
因此如果桨叶在其转动的圆周中的前半周过程中桨叶角逐步增大，后半周过程
中桨叶角逐步减小，则桨叶将在转动的圆周中前半周是向上挥舞，后半周是向下挥
舞，最终的结果是旋翼旋转平面得到了倾斜，旋翼有效力得到了偏转。
图1-22 中的（a）指悬停状态，（b）指转换飞行状态。
（a）悬停状态(b)转换飞行状态
图1-22 旋翼有效力在不同飞行状态时的方向
实现转换飞行状态的操纵装置叫做周期变距杆（俗称-操纵杆），它在驾驶舱中
的位置与固定翼飞机上的操纵杆的位置相同。操纵周期变距杆将使所有主桨叶的桨
叶角沿着圆周交替变化，桨叶随之向上或向下挥舞。
周期变距杆的操纵同样符合人的习惯，即前推周期变距杆，旋翼旋转平面向前
倾斜，直升机向前飞行；如果想向左飞行，周期变距杆左推即可，依此类推。
不同的直升机采用了不同的操纵机构将周期变距杆的操纵传递到主旋翼上，最
常见的是倾斜盘机构。倾斜盘机构通常由两个倾斜盘组成，一个是固定倾斜盘，一
个是转动倾斜盘。当移动周期变距杆时，固定倾斜盘将向同方向倾斜，这个动作将
传递到转动倾斜盘上使之同样倾斜，转动倾斜盘与变距机构直接连接，因此倾斜动
作将逐渐反馈到桨叶上引起桨叶角的逐步变化，桨叶将在其转动圆周的一半中增加
桨距，另一半中减小桨距，从而实现桨距的周期操纵。
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第1.6 节升力不对称和桨尖失速
1.6.1 升力的不对称
这种现象发生在水平飞行状态中，由于前进桨叶和后退桨叶的相对气流速度的
变化，造成整个旋翼旋转平面上的升力的不对称。
从升力计算公式中可以看出，如果升力系数、空气密度和桨叶面积保持不变，
升力的变化将与相对气流的速度的平方成正比。
如图1-23，直升机的前飞速度假设为100 节，旋翼桨叶叶尖的转动速度为500
节，则前进桨叶叶尖的相对气流的合成速度为500+100=600 节，后退桨叶叶尖的相
对气流的合成速度为500-100=400 节，由于两边的气流相对速度不同，而升力与速
度的平方成正比，因此前进桨叶将比后退桨叶产生更大的升力。
图1-23 升力的不对称
升力的变化量将引起前进桨叶向上挥舞，而后退桨叶将向下挥舞，桨叶的向上
挥舞则会引起减小前进桨叶的攻角，桨叶的向下挥舞增大后退桨叶的攻角，从而最
终达到使旋翼旋转平面的升力平衡。
但是，上述桨叶的上下挥舞平衡升力的不对称将引起另一个重要问题，桨叶在
前进时向上挥舞和在后退时向下挥舞会使得整个旋翼旋转平面向后倾斜，而直升机
前飞时旋翼旋转平面的向后倾斜显然不是我们所希望的。
因此，我们必须通过别的办法来平衡升力的不对称，那就是使用周期变距操纵
法。为使直升机前飞，周期操纵杆将向前推，当直升机从过渡飞行状态转入到水平
飞行方向
飞行速度
桨叶叶尖转速
后退桨叶
前进桨叶
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飞行状态时，直升机开始获得前进速度，旋翼旋转平面两端会产生升力的不对称而
引起旋转平面有向后倾斜的趋势，这时将周期操纵杆向前稍微推一定量，将使前进
桨叶的攻角减小，桨叶产生的升力减小，后退桨叶的攻角增大，产生的升力增大以
达到升力的平衡，这种方法叫做人工周期变距法。
图1-24 描述了周期变距法的过程。
（a） 悬停(b) 过渡飞状态(c) 水平飞行状态
图1-24 周期变距法
在实际操作飞行中，飞行员通常是将周期杆的前推量一次推到位，使旋转平面
前倾，这样既获得前飞速度，同时又有足够的量克服旋转平面的后倾趋势。
在现代直升机的结构中，桨叶与变距机构之间安装有变距摇臂，摇臂置于桨叶
之前，这种安装方式使得当桨叶要向上挥舞时桨叶角自动减小，向下挥舞时桨叶角
自动增大，以平衡升力的不对称，如图1-25 所示。这样避免了驾驶员必须操纵周期
杆来克服升力的不对称，这种方法叫做自动周期变距法（△铰接效应）（DELTA HINGE
EFFECT）。
图1-25 自动周期变距法
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1.6.2 速度限制和桨尖失速
速度限制主要是指旋翼转速和直升机飞行速度的限制。
旋翼转速限制必须考虑以下几个方面：
1） 离心载荷：
转速越大，作用到桨叶上的离心载荷越大，对桨叶能够承受离心载荷的强度
要求越高，设计时必须在桨叶的强度和良好的翼型之间找到平衡点。
2） 升力要求：
如果旋翼转速太低，桨叶不能产生足够的升力克服飞机的重力
3） 桨叶惯性：
由于桨叶的惯性作用，桨叶在飞行中转速的变化将受到阻碍，实际上主桨叶
的转速在所有飞行状态中基本保持在一个很小的范围内变化。
直升机飞行速度限制考虑的一个重要因素是后退桨叶的失速。在较大的飞行速
度下，气流流过后退桨叶叶根处的方向将变成从后缘至前缘，因为此时叶根处的转
速远远小于飞行速度
当出现这种情况时，这部分区域将不产生任何升力，这块区域处于后退桨叶的
叶根处，形状近似为三角形，飞行速度越大，三角形的面积越大，从而引起升力的
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