能飛到12450米的直升機，為啥卻很難飛上8848米高的珠穆朗瑪峰？

飛機在人類生活中已經是尋常之物，抬頭仰望天空就經常能看見飛行在高空的飛機。如果人們想要遠行出門，乘坐飛機是一個很不錯的選擇。不過一般情況下，這些飛機都是噴氣式。而今天所要講的並不是這類飛行器，而是

以螺旋槳和動力翼作為飛行動力的直升機

。

對於直升機來說，它的任務更多被用於軍事、救援、勘察等，如果不是從事相關行業，普通人很難接觸到直升機。但直升機是飛機裡非常重要的一種飛行器，

最高能夠攀升至12450米

。直升機的特性使其能夠完成一般飛機所不能完成的任務，

但即便如此，直升機也很難飛上8848米高的珠穆朗瑪峰，這是為什麼？

直升機歷程

說到飛機，人們自然會想到萊特兄弟。作為飛行界的兩個王牌人物，萊特兄弟的出現推動了人類飛行事業的發展。兩兄弟在改良了

李林達爾的飛行裝置

後，又將前人的理論進行實踐改進，

世界上第一架飛機在20世紀初出現

。

隨後在世界大戰期間，飛機的飛行技術，以及飛機的外形設計、空氣動力學的進步，飛機設計已經變得越來越成熟。但這一時期的飛機

並沒有表現出飛行載具的多樣性，基本都是從萊特兄弟的滑翔機上演變而來

。最先早於滑翔機模型的直升機理論能夠追溯到達芬奇時代，儘管許多人有嘗試著對直升機進行設計，但由於技術限制和理論不足，基本都以失敗告終。

從20世紀初開始，一直都有大量直升機的相關設計，雖然有不少實驗原型機能夠進行

短暫的垂直升空和短距離飛行

，但要投入實際使用還有很多工作要做。飛機工業的快速發展帶來了

自轉旋翼機

，這為直升機誕生提供了非常重要的條件。

時間來到

1907年

，法國的

保羅·科爾尼

研製出了一架

全尺寸載人直升機並且成功地進行了試飛

，這架飛機便是人類的第一架直升機。

1938年後

，德國福克公司在對漢納賴奇試飛的直升機進行改進後，直升機進入了

快速發展

的階段。

從30年代末期一直到二戰結束，直升機的設計生產

從試驗走向成熟

。20世紀後半葉，直升機正式進入航空實用期，這個時期的直升機開始

大量應用在越戰戰場

，此後應用領域不斷擴充套件，直升機數量迅速增加。

現代直升機在90年代已經發展至第四階段，並且還出現了大量高科技裝置。目視、聲學、紅外雷達，甚至隱身設計，同時在材料結構上使用了

更加輕型的複合材料

，整體機重佔比30%以上。而

整合化電路和計算機系統的更新

也大幅度

降低了飛行員的操作難度

，

系統部件得到最佳化

，直升機的

可靠性進一步被提升

。

作用原理

直升機相較於噴氣式飛機來說，飛行速度雖然略遜一籌，但是直升機

能夠從任意方向進行迴轉、掉頭、後撤等各種高難度飛行動作

。直升機能夠做到這樣的飛行姿態得歸功於它的

整體設計

，以及

空氣動力學的充分應用

。

從飛機的升力原理來講，直升機和固定翼飛機的機翼相似，機翼與空氣產生相對運動，從而產生

升力

，但這個升力是來自於

環繞固定軸旋轉的“旋翼”

。

直升機進入工作狀態時，機頂上方的旋翼不斷旋轉，

氣流經過槳葉上表面時，流管變細，氣體流速加快，壓力減小

。當空氣流過槳葉下表面時，

空氣狀態與之相反

，如此一來形成的壓力差便在槳葉上產生一個

向上的拉力

。拉力的大小很大程度上與空氣氣流狀態有關，

空氣的不同角度、不同密度、氣流相對速度，以及直升機設計本身都會對拉力產生影響。

直升機便是利用這種拉力變化來進行升降調整，此外，旋翼的槳葉還會形成一個

帶有一定錐度且底面朝上的大椎體

，這個椎體被稱作

旋翼錐體

。飛行員透過控制旋翼錐體的各個方向傾斜，就能夠實現直升機

不同方向的飛行

。

直升機想要保持穩定的飛行狀態，還必須要有

阻止自身旋轉的尾翼螺旋槳

。不過直升機的旋翼長度通常都在

2~5米

，為了旋翼不會與尾部螺旋槳發生撞擊，於是直升機的整體樣貌看起來很像一個蜻蜓。

尾部除了螺旋槳設計外還有

“垂直鉸”

的安裝，這個結構件主要是為了

防止直升機隨槳葉揮舞產生的週期性變化，導致直升機尾部槳葉結構受到損傷

。垂直鉸的存在能夠允許這種變化在小幅度的活動空間裡擺動，從而避免尾部槳葉結構變形或斷裂。

對於飛行員來說，操縱直升機飛行就是在對抗直升機因氣流擾動產生的拉力變化，以及對直升機旋翼椎體運動的控制。飛行員對操縱桿的控制透過“操縱線系統”或“液壓助力裝置”使自動傾斜器的旋轉環和非旋轉環進行同向傾斜。

在空氣動力的作用和直升機的結構設計下，操縱桿的變化控制決定著直升機總體飛行狀態。由於空氣氣流在不斷地實時變化，所以對於直升機飛行員來說必須要

時刻穩定控制飛行狀態

，這對飛行員的駕駛技術要求非常高。

飛不上的珠峰

說完這麼多關於直升機的知識要點後，讓我們回到標題上來，為什麼直升機上不去珠穆朗瑪峰？

首先，我們來看看珠穆朗瑪峰的地理位置。珠峰位於喜馬拉雅山中段，全年平均溫度為零下29攝氏度，山脈高達

8848米

，是

世界第一高峰

。

其次在氣候上，珠峰呈現季風氣候特徵，冬季乾燥風大

。南北兩坡的氣候因位處方向不同而產生了較為顯著的差別，

南坡降水充沛，具有海洋季風氣候特點；北坡降水少，大陸性高原氣候特徵明顯。

如今

飛行高度最高的直升機大約能飛到12450米，而珠峰只有8848米，為何上不去？

看到這裡，相信不少人心裡應該有了一個較為清晰的認知了，最主要的原因便是

氣流

。我們透過前文的介紹已經知道了直升機的飛行原理，而珠峰的高海拔環境

很明顯不適合直升機飛行

。

從地球的海拔高度與氣壓差異關係來看，海拔每升高1000米，相對大氣壓便會下降12%，另外空氣密度也會下降10%左右。雖然大氣層的空氣分佈不均，但總體表現為

海拔越高，空氣密度越低

。

如此的低密度的空氣自然

很難在旋翼之間產生強勁的拉力將直升機抬升

，所以當直升機飛行高度越高時，發動機所需要的

馬力、燃油的利用率就必須越大

。但這在高空飛行時是

難以實現

的，經過特殊改造後的“美洲鴕”直升機才得以實現12450米的飛行極限。

此外，珠峰上的氣候時常會有

降雨、降雪

等現象，這對直升機飛行狀態而言

非常危險

。直升機飛行員在飛行時往往都是透過

目視來進行路線規劃

，同時直升機的操縱難度非常高，需要飛行員時刻修正飛行方向和飛行姿態。

一旦視線被阻礙，對於飛行來說是致命的危險。

另外在低溫的影響下，

金屬的應力變化和物理性質也會發生改變

，如果沒有進行特殊改造，直升機的整體結構將會是

人類工程學與自然界的一次有力對抗

，結局不言而喻。

通常來講，

直升機最低飛行高度在600米左右，一般飛行高度被限制在1000米-2000米，

這不僅是為了出於安全考慮，同時這個高度也是

直升機飛行的最佳高度

。所以一般的直升機不可能飛行出這個高度，也更不會去嘗試進行高空飛行。

功能性飛機

除了不能登頂珠峰，直升機還有許多飛行限制。例如在

峽谷地區

或者

城市裡較近的高樓

，包括

部分特殊的地理環境

，可能會存在影響安全飛行的氣流。

高溫、高空、低溫

也都是直升機的

危險飛行要素

。

雖然風力和空氣對直升機飛行至關重要，但風太大也不行。風太大會嚴重影響直升機尾翼螺旋槳的工作，抗側風能力不足容易導致直升機

失去平衡

。如果想要進行

夜間飛行

，還必須安裝相關的

電子裝置

以此輔助飛行。

既然直升機這麼多缺點，那為何至今人們沒有放棄對直升機的使用？因為

目前除了直升機的應用外，沒有任何飛機能夠做到直升機這般穩定的空中懸停以及自由調向

。

直升機由於起降方便，操作較於其他大型噴氣式飛機

沒有那麼多繁瑣的操作

，直升機的機動性是其他飛機所沒有的。目前直升機廣泛應用在

醫療、救援、探測、戰鬥

等各個領域，根據不同的應用場景，直升機能夠設計成為

完全符合場景應用

的模式。

直升機的使用如今已經非常廣泛，上至國家軍防，下至民眾百姓。只要符合規定標準和飛行要求，一般人也能夠使用直升機進行一些活動。

如今直升機的市場使用範圍變得越來越廣，許多輕量化的民用直升機也在逐漸興起

。

以中國來說，未來我國將對直升機的軍民市場對標國際，

拓寬市場範圍，並積極參與國際競爭合作，加強相關企業的競爭力

。另外在救援方面，直升機的用途還會越來越強，

直升機無人化

還將是以後的一個重要趨勢。

結語

人類總是熱衷於挑戰，用直升機去挑戰不可能顯然只是個例，

穩定可靠才是直升機制勝的法寶

。直升機可謂是飛機家族中的另類獨特的存在，在噴氣式飛機盛行的今天，直升機憑藉自己優秀的實力在飛行界贏得了廣泛聲譽。這個曾經源起於竹蜻蜓的幻想，如今成為了現實，

你不得不感慨人類的創造力有多麼強大

。

如今直升機的場景應用越來越廣泛，特別是在民用方面。如果民用航空器材在今後得以規範，直升機製造

成本下降

，那麼相信便捷的直升機會完成越來越多人的

第一次飛行體驗

。