在過去80年的時間里，直升機的性能發生了質的飛躍，在這些性能的背后，是技術實現方式和工作原理的變化。比如旋翼能夠適應更大轉速和空氣阻力，并不僅僅因為旋翼自身結構的優化設計，而是旋翼材料從木質變成了復合材料。復合材料槳葉的應用，不僅顯著改善了直升機的氣動性能，而且使直升機的適用性更佳，維護大為簡化，而最大的優勢是復合材料槳葉比木質材料槳葉表現出更好的疲勞性能，與壽命幾百小時的木質槳葉相比，復合材料槳葉的壽命能夠達到上萬小時甚至無限壽命。
早期直升機槳葉側面剖視結構：1.前緣包皮；2、3.Z形梁；4.大梁；5.蒙皮；6.泡沫塑料；7.蒙皮；8.后緣條
與槳葉依靠新技術提升性能的實現方式相同的還有機身設計制造、動力傳動等關鍵技術的更迭，根據這些新技術運用的不同時間和型號，從20世紀30年代以來的直升機大致可分為4代：
圖注：直5直升機是第一代直升機的代表型號之一
第一代直升機的發展時間一般為20世紀30年代至60年代，其主要技術特征是:安裝活塞式發動機，震動和噪聲比較大；金屬、木質混合式旋翼槳葉；機體為由鋼管焊接成的桁架式或鋁合金半硬殼式結構；裝有簡易的儀表和電子設備。第一代直升機最大平飛速度約200千米、小時，代表機型如蘇聯的米-4等直升機。
第二代直升機的發展時間為60年代以后，世界各主要航空技術強國發展了第二代直升機。主要技術特征是：動力系統由往復式活塞發動機更換為轉速更高、穩定性更好、壽命更長的渦輪軸式發動機；由于發動機轉速的提升，旋翼原有的木質槳葉難以承受更大的空氣阻力，所以木質槳葉被更換為全金屬槳葉。機體仍然采用支架配鋁合金蒙皮的制造工藝，這被稱之為半硬殼式結構；與第一代直升機不同的是，第二代直升機開始采用最初的集成微電子設備，對于一些飛行數據的顯示更加精確。代表機型有米-8、“超黃蜂”等直升機。
第三代直升機的發展時間從70年代開始，是第三代直升機發展時期。第三代直升機的主要技術特征是：由于固定翼戰斗機采用的渦扇發動機技術不斷成熟，渦軸發動機也得到了相應的改進，發動機熱效能得到進一步提高。由于第三代直升機中出現了專門用于攻擊地面的武裝直升機，所以第三代直升機的機動性能與第二代直升機相比，已經出現了質的飛躍。為了實現更高的機動性，復合材料制造的槳葉被要求具有更強的彈性，于是采用了全新的制造工藝。直升機的槳葉不再是車工或軋制的產品，而是像裱糊工藝，將巨大的復合材料薄膜一層一層地貼上去，與槳葉一樣，第三代直升機的很多制作工藝已經較第二代直升機發生了質的變化。代表型號有“海豚”、“山貓”、“黑鷹”、“阿帕奇”等直升機。
圖注：科曼奇項目雖然最后下馬，但為我們探索并提供了21世紀中葉前軍用直升機的發展思路。
第四代直升機于90年代誕生，其主要技術特征是采用了熱效比更高的渦軸發動機，發動機風扇的材料也得到了升級，機身復合材料的應用比例進一步加大，操縱系統從原來的連桿式液壓助力操控，變成了電傳動操控，飛行員只需對飛機發出各種目的性指令，而在完成動作時的各種細節動作處理，由計算機根據周圍環境感知數據自主判斷完成，這樣使飛行員的培養訓練變得越來越簡單，四代直升機的代表型號有“科曼奇”、NH-90、卡-52等直升機。
根據對于近年來技術發展趨勢的分析，未來20年內，新研制直升機的戰技指標與現有第四代直升機相差不大，主要變化是很多先進部件采用的技術逐漸從成長期向輻射期轉變，以前昂貴的材料和設備變得越來越成熟廉價，這也將導致先進直升機能夠被大量生產，運用在更多領域。
劉曉峰：裝備專家，長期從事武器裝備論證、預研制工作，主持軍工企業省部級重點項目1項，為國防裝備建設提供決策性重要參考1項，參與新一代裝備關重件試制工作2項，為裝備研制和使用部門提供重要建設性改進意見并得到采納2項，擁有行業內著作1部，在《坦克裝甲車輛理事會論文集》發表裝備發展規劃論文1篇。
出品：科普中國
作者：劉曉峰
策劃：金赫
監制：光明網科普事業部
來源： 科普中國-軍事科技前沿
