直升机飞行原理
直升飞机飞行原理
直升飞机飞行原理直升飞机是一种可以垂直起降的飞行器，由于其独特的飞行原理，使其具有广泛的应用领域，如军事、救援、消防、交通、旅游等。
下面将详细介绍直升飞机的飞行原理。
直升飞机的飞行原理可以归结为气动力学原理和机械原理两个方面。
一、气动力学原理直升飞机的飞行依靠主旋翼和尾旋翼的升力和推力来实现。
主旋翼是由几片具有空气动力学曲线形状的旋翼叶片组成，通过相对于机身的旋转产生升力和推力。
尾旋翼则用来抵消主旋翼产生的反作用力，以保持机身的平衡。
1.主旋翼：主旋翼通过其旋转产生升力和推力。
当旋翼叶片快速旋转时，叶片上的气流会形成高气压区和低气压区。
高气压区的气流通过叶片的压力面，而低气压区的气流则通过叶片的吸力面，从而产生了升力。
升力的大小与旋翼的转速、叶片的角度和速度、空气密度等参数有关。
2.尾旋翼：尾旋翼位于直升飞机的尾部，主要起到平衡作用。
当主旋翼转动时，会产生反作用力，导致直升飞机产生旋转力矩。
为了抵消这一旋转力矩，尾旋翼也开始旋转，通过尾旋翼产生的推力来抵消反作用力，以保持机身的平衡。
二、机械原理直升飞机的机械原理主要包括控制系统和动力系统两个方面。
1.控制系统：直升飞机的控制系统包括操纵杆、螺旋桨角度调整机构和尾翼控制装置等。
通过操纵杆的操作，飞行员可以改变螺旋桨叶片的角度和旋转的速度，从而调整和控制直升机的升力、推力和方向。
2.动力系统：直升飞机的动力系统通常由发动机、传动系统和转子系统组成。
发动机负责提供动力，通常采用喷气发动机或涡轮发动机。
传动系统将发动机产生的动力传递给旋翼和尾翼，以驱动它们的旋转。
转子系统包括主旋翼和尾旋翼，负责产生升力和推力。
总结起来，直升飞机的飞行原理主要基于气动力学和机械动力学原理。
气动力学原理是通过主旋翼和尾旋翼的旋转来产生升力和推力，而机械原理则是通过控制系统和动力系统来改变和调整直升飞机的姿态、升力和推力。
这种独特的飞行原理使得直升飞机在垂直起降和悬停等方面具有显著的优势，使其在各个领域的应用变得更加广泛。
直升飞机飞行原理
直升飞机飞行原理直升机是一种垂直起降的飞行器，它可以在空中悬停、向前、向后、向左、向右飞行，还可以进行定点停留、低高度飞行、复杂地形涂毒、运输货物等，是一种非常灵活多变的飞行器。
那么，直升机是如何实现这种“绕不过去”的飞行方式的呢？下面，我们来了解一下直升机的飞行原理。
一、空气动力学基础不论是飞机还是直升机，它们都要靠空气动力学来实现飞行。
空气动力学是研究空气对物体的作用的学科。
在空气中，物体移动时，空气会对其产生阻力、升力和推力等作用。
在直升机的飞行中，最主要的就是升力了。
升力是空气对直升机产生的向上的支持力，使其能够腾空而起。
而产生升力的关键，则是由于在直升机的旋转叶片上产生了一个向下的气流，这个气流将气体压缩，使其速度加快，压力降低，形成低压区。
而直升机上方的空气则形成高压区，从而产生了升力。
二、基本构造1.机身部分：直升机的主体部分，其中装置有驾驶室、乘客和货物舱、发动机等。
2.旋翼部分：直升机最重要的部分，由主旋翼和尾旋翼组成。
3.主旋翼：是直升机上的最重要的部分，主要产生升力和推进力。
它是一组大型的可旋转叶片，可以轮流地在上下、左右和前后方向调整。
4.尾旋翼：又称为方向舵，主要负责平衡和转向直升机。
5.起落架：支撑直升机在地面或者水面上的装置。
三、飞行原理我们知道，飞机在飞行中通过翼面产生升力和推力来维持飞行。
而直升机则是通过旋翼来产生升力和推力，从而可以实现垂直起降和各种方向的移动。
正常飞行时，主旋翼的旋转速度越快，升力就越大。
主旋翼在旋转时还产生了空气流，对于尾旋翼而言，这种空气流就相当于一束强劲的风，从而也可以产生升力和推力，平衡直升机并控制飞行方向。
直升机的旋翼不仅可以产生升力和推力，还可以调整飞行方向。
当主旋翼向右旋转时，直升机就会向左飞行，反之亦然。
而尾旋翼则可以扭转调整直升机的飞行方向。
在直升机的飞行过程中，由于旋翼旋转的高速气流形成较大的后向力，所以需要加装平衡重量使其平衡。
直升机飞行原理
直升机飞行原理：直升机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。
旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。
目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。
直升机的最大速度可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000m（世界纪录为12450m）,一般航程可达600～800km左右。
携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。
根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。
当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26（最大起飞重量达56t，有效载荷20t）。
直升机的来历：中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图，为现代直升机的发明提供了启示，指出了正确的思维方向，它们被公认是直升机发展史的起点。
竹蜻蜓又叫飞螺旋和“中国陀螺”，这是我们祖先的奇特发明。
有人认为，中国在公元前400年就有了竹蜻蜓，另一种比较保守的估计是在明代(公元1400年左右)。
这种叫竹蜻蜓的民间玩具，一直流传到现在。
现代直升机尽管比竹蜻蜓复杂千万倍，但其飞行原理却与竹蜻蜓有相似之处。
现代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片，旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿，带动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。
竹蜻蜓的叶片前面圆钝，后面尖锐，上表面比较圆拱，下表面比较平直。
当气流经过圆拱的上表面时，其流速快而压力小；当气流经过平直的下表面时，其流速慢而压力大。
于是上下表面之间形成了一个压力差，便产生了向上的升力。
当升力大于它本身的重量时，竹蜻蜓就会腾空而起。
直升机旋翼产生升力的道理与竹蜻蜓是相同的。
直升机的特点：1、直升飞机可以向后飞行。
2、整个直升飞机可在空中旋转。
3、直升飞机可在空中静止盘旋。
直升机的突出特点是可以做低空（离地面数米）、低速（从悬停开始）和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。
直升机的升降与飞行原理
直升机的升降与飞行原理直升机是一种通过主旋翼产生升力并控制飞行方向和高度的特殊飞行器。
它具有垂直起降的能力，且具有较高的机动性和灵活性，可以在狭小的空间中起降，飞越各种复杂地形。
直升机的升降原理是通过主旋翼产生升力。
主旋翼是直升机的关键部件，由数根长而薄的旋翼桨叶组成，固定在旋翼桨毂上，通过发动机的动力带动旋转。
当旋翼快速旋转时，它会产生天线的空气动力学性能，形成向上的升力，将直升机抬起。
主旋翼产生升力的原因是空气的剪切力。
当旋翼运动时，上方的旋翼桨叶相对于下方的叶片的速度更快，所以在上方形成了低气压，而下方则形成了高气压。
这种气压差会随着旋翼旋转而扩大，形成一个向上的剪切力，从而产生升力。
旋翼桨叶的斜度和扭转角度可以调整，以控制升力的大小和方向。
直升机的飞行原理是通过改变主旋翼的控制角度和旋翼的旋转速度来调整飞行方向和高度。
控制角度的调整通过副翼、升降舵和尾翼实现，这些部件可以改变旋翼叶片的攻角和迎角，从而调整升力的大小和方向，使直升机可以向前飞行、后退、左右偏转、上升或下降。
直升机的操纵比较复杂，需要飞行员具备专业的技能和经验。
飞行员通过操纵棒和脚蹬来控制直升机的飞行，以保持平衡和稳定。
悬挂在机身尾部的尾旋翼则用来抵消主旋翼产生的扭矩，防止直升机自转。
直升机的飞行原理也有一些特殊的现象和特点。
例如，当直升机在低速飞行时，空气的动力学特性会发生变化，导致其操纵性和稳定性降低，称为蜗牛效应。
为了克服这个问题，直升机通常会搭配使用尾推力装置或使用复合材料制造旋翼桨叶，以提高飞行性能和安全性。
在飞行过程中，直升机还需要注意气流的影响，例如涡流、气流湍流等。
这些气流会对直升机的稳定性和操控性产生影响，飞行员需要及时调整飞行姿态和操纵。
另外，直升机还需要注意与其他飞机和物体的安全距离，避免发生碰撞事故。
总之，直升机的升降与飞行原理是通过主旋翼产生升力和调整旋翼角度来控制飞行方向和高度。
直升机的飞行是一项复杂的任务，需要飞行员具备专业的技能和经验，同时还需要注意气流和其他飞行物体的影响，以确保飞行的安全和稳定。
直升机飞行手册
直升机飞行手册一、介绍直升机作为一种独特的飞行器具有广泛的应用。
本文将详细介绍直升机飞行手册，包括基本原理、飞行操纵、安全操作等内容。
二、基本原理直升机的飞行原理有别于固定翼飞机。
直升机通过产生升力和推力来保持飞行平衡。
2.1 产生升力直升机通过旋转主旋翼产生升力。
主旋翼的叶片角度和旋转速度决定了产生的升力大小。
2.2 产生推力直升机通过尾旋翼产生推力，以抵消主旋翼反作用力和旋转桨叶产生的扭矩。
三、飞行操纵直升机的飞行操纵包括操纵杆、脚踏板和控制面等操作。
3.1 操纵杆操纵杆用于控制直升机的上下倾斜和左右转向。
向前推动操纵杆可以使直升机向前倾斜，增加前进速度。
3.2 脚踏板脚踏板用于控制直升机的转向，向左踏板可以使直升机向左转向，向右踏板则相反。
3.3 控制面直升机的控制面包括副翼、升降舵和方向舵等。
副翼用于横滚控制，升降舵用于上升和下降控制，方向舵用于方向控制。
四、安全操作直升机的安全操作对飞行员来说至关重要。
以下是一些安全操作的注意事项。
4.1 事前检查在飞行前必须进行彻底的事前检查，包括机身、旋翼、发动机、燃油系统等。
确保所有部件正常运作，不存在故障或损坏。
4.2 保持平衡直升机在飞行过程中需要保持平衡，飞行员需要不断调整操纵杆和脚踏板来控制飞行姿态。
保持飞行平衡可以提高飞行的安全性。
4.3 飞行规则遵守飞行规则是确保航空安全的重要措施。
飞行员应严格遵守空中交通管制规定，如保持适当距离、避免违规飞行等。
4.4 应急处置在紧急情况下，飞行员应能够迅速做出正确决策和应急处置。
训练良好的飞行员能够在危险情况下保持冷静，并及时采取必要的应对措施。
结论直升机飞行手册包括基本原理、飞行操纵和安全操作等内容。
了解和掌握这些知识对于成为一名合格的直升机飞行员至关重要。
飞行员需要在训练中不断学习和提升自己的技能，以确保飞行的安全和顺利。
直升机反回旋飞行原理
直升机反回旋飞行原理一、引言直升机是一种垂直起降的飞行器，它通过旋转的主旋翼产生升力，从而实现飞行。
然而，在直升机飞行过程中，存在一个很重要的问题，即回旋现象。
回旋是指直升机在飞行中产生的旋转力矩，使其身体产生旋转。
为了解决这个问题，直升机需要采取一系列措施来抵消回旋力矩，从而保持稳定的飞行姿态。
本文将深入探讨直升机反回旋飞行的原理。
二、直升机回旋力矩的来源直升机回旋力矩的产生主要源于两个方面：旋转主旋翼产生的反作用力和尾桨的作用。
2.1 旋转主旋翼产生的反作用力当直升机的主旋翼旋转时，它产生的升力反作用力会使直升机产生一个相反的力矩，即回旋力矩。
这是由牛顿第三定律所决定的，即作用力与反作用力大小相等、方向相反。
为了抵消这个回旋力矩，直升机需要采取一些措施。
2.2 尾桨的作用为了抵消旋转主旋翼产生的回旋力矩，直升机通常会配备一个尾桨。
尾桨的作用是通过产生一个与主旋翼反方向旋转的推力，来抵消回旋力矩。
尾桨的旋转由一个尾桨传动系统驱动，它可以通过调整尾桨叶片的角度和旋转速度来达到准确的抵消效果。
三、直升机反回旋飞行的原理为了实现直升机的反回旋飞行，需要采取一系列的技术手段来控制和平衡飞行姿态。
3.1 主旋翼与尾桨的配合直升机的主旋翼和尾桨需要良好的配合才能实现反回旋飞行。
主旋翼产生的升力和回旋力矩需要通过尾桨来抵消，而尾桨的控制需要通过飞行员的操作来实现。
飞行员通过操纵飞行控制杆和脚蹬，调整主旋翼和尾桨的角度和旋转速度，从而实现反回旋飞行。
3.2 尾桨传动系统的设计尾桨传动系统是直升机反回旋飞行的关键部分。
它通过传动装置将动力源传递给尾桨，从而产生推力。
尾桨传动系统需要具备高效、可靠的特点，以确保尾桨能够准确地抵消主旋翼产生的回旋力矩。
同时，传动系统的设计也需要考虑减小能量损耗和噪音产生，提高整个系统的效率。
3.3 飞行控制系统的作用飞行控制系统是直升机反回旋飞行的核心。
它通过传感器和计算机控制系统来感知和分析直升机的飞行状态，并根据需要进行调整和控制。
无人机飞行原理—无人直升机飞行原理
4.操纵性
1、操纵方式
直升机的操纵都是通过主旋翼及尾桨来实现的，由于直升机的纵向移动与俯仰转动、横侧移动与滚转是 不能独立分开的，因此直升机的操纵主要有以下4种方式：
（1）垂直运动操纵。通过总距杆改变旋翼桨叶角而改变旋翼拉力，操纵直升机升降改变升力的大小来 实现。
（2）纵向运动操纵。通过改变旋翼纵向倾斜角而改变拉力方向，产生附加纵向力来操纵直升机前进或 后退。
（3）横侧运动操纵，通过改变旋翼横向倾斜角而改变拉力方向，产生附加横侧力来实现。 （4）航向运动操纵，通过改变尾桨拉力大小，改变尾桨桨距而改变尾桨拉力来保证原定航向或进行左 右转弯。
三、无人直升机飞行原理
4.操纵性
2、操纵方法
直升机的操纵系统，是指传递操纵指令、进行总操纵、变距操纵和航向操纵的操纵机构和操纵线路。 1）总距操纵 总距操纵，是通过操纵自动倾斜器调节变距铰，使各片桨叶的安装角同时增大或减小，进而使主旋翼的 总桨距改变，从向改变旋翼拉力F的大小。当拉力F大于直升机重力G时，直开机就上升，反之，直升机则 下降。
直升机在垂直飞行状态（轴流状态）时，每片桨叶受到的作用力，除桨叶自身重力外，还有桨叶的拉力 和惯性离心力。由于旋翼周向气流是对称的，每片桨叶在旋转一周中，拉力和惯性离心力不变，所以，桨 叶在各个方向上扬起的角度均相同，主旋翼上的拉力如图。
三、无人直升机飞行原理源自3.稳定性稳定性，是直升机的一种运动属性，通常指直升机保持固有运动状态或抵制外界扰动的能力。 直升机的静稳定性是指平衡状态被破坏瞬间的直升机运动趋势，包括3种形式：静稳定的、静不稳定的和 中性稳定的。 影响直升机稳定性的影响因素很多，主要有如下两点： （1）飞行速度。在低速前飞时平尾提供静不稳定力矩，但随着前飞速度增加，当旋翼尾流不影响到平尾 时，平尾能改善直升机的速度稳定性；同时在较大速度下，平尾也能改善直升机的迎角稳定性。 （2）重心位置。直升机重心对迎角稳定性有明显的影响，后重心时的迎角不稳定性要比正常重心时严重， 这是由于旋翼拉力增量对重心产生的力矩是不稳定的抬头力矩。为了使旋冀对迎角的不稳定程度不是太严 重，要严格限制直升机的后重心。
直升机和飞机的原理
直升机和飞机的原理直升机和飞机是现代航空领域中常见的飞行器，它们在飞行原理和工作原理上存在一些不同。
我们来了解一下直升机的原理。
直升机是一种能够垂直起降和悬停在空中的飞行器。
它的主要特点是具有旋翼，通过旋转旋翼产生升力来维持飞行。
直升机的旋翼由多个桨叶组成，通过发动机提供的动力使其旋转。
旋翼的旋转产生了气流，通过改变桨叶的角度来控制气流的方向和大小，从而实现飞行器的悬停、上升、下降、前进、后退、左移、右移等动作。
直升机的升力产生原理是由旋翼上方的气流产生的。
当旋翼旋转时，桨叶的前缘受到空气的冲击，产生升力。
同时，由于桨叶的扭转和变化的空气流动，也会产生一定的侧向力和推力。
通过调整桨叶的角度和旋转速度，直升机可以实现在空中的各种动作。
与直升机相比，飞机的飞行原理则有所不同。
飞机是一种能够在大气中飞行的飞行器，其主要特点是具有机翼和发动机。
飞机的机翼通过产生升力来维持飞行，而发动机则提供了飞行所需的动力。
飞机的机翼通过空气动力学原理产生升力。
当飞机飞行时，机翼上的气流会产生上升的力量，使飞机能够克服重力并保持在空中飞行。
机翼的形状、面积和攻角等因素都会影响升力的大小。
通过调整发动机的推力和飞机的姿态，飞机可以实现前进、上升、下降等动作。
与直升机不同的是，飞机的飞行速度通常较快，而且无法垂直起降或悬停在空中。
飞机需要一定的起飞距离和降落距离，并且通常需要在专门的机场或跑道上进行起降操作。
总结来说，直升机和飞机虽然都是飞行器，但其飞行原理和工作原理存在一些区别。
直升机通过旋转的旋翼产生升力，能够垂直起降和悬停在空中；而飞机则通过机翼产生升力并依靠发动机提供的推力来维持飞行，速度较快但无法垂直起降。
这些不同的原理使得直升机和飞机在不同的领域和任务中发挥着重要的作用。
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直升机与旋翼机的飞行原理直升机的飞行原理1. 概况与普通飞机相比，直升机不仅在外形上，而且在飞行原理上都有所不同。
一般来讲它没有固定的机翼和尾翼，主要靠旋翼来产生气动力。
这里所说的气动力既包括使机体悬停和举升的升力，也包括使机体向前后左右各个方向运动的驱动力。
直升机旋翼的桨叶剖面由翼型构成，叶片平面形状细长，相当于一个大展弦比的梯形机翼，当它以一定迎角和速度相对于空气运动时，就产生了气动力。
桨叶片的数量随着直升机的起飞重量而有所不同。
重型直升机的起飞重量在20t以上，桨叶的数目通常为六片左右；而轻、小型直升机，起飞重量在以下，一般只有两片桨叶。
直升机飞行的特点是：(1) 它能垂直起降，对起降场地要求较低；(2) 能够在空中悬停。
即使直升机的发动机空中停车时，驾驶员可通过操纵旋翼使其自转，仍可产生一定升力，减缓下降趋势；(3) 可以沿任意方向飞行，但飞行速度较低，航程相对来说也较短。
2. 直升机旋翼的工作原理直升机旋翼绕旋翼转轴旋转时，每个叶片的工作类同于一个机翼。
旋翼的截面形状是一个翼型，如图所示。
翼型弦线与垂直于桨毂旋转轴平面(称为桨毂旋转平面)之间的夹角称为桨叶的安装角，以表示，有时简称安装角或桨距。
各片桨叶的桨距的平均值称为旋翼的总距。
驾驶员通过直升机的操纵系统可以改变旋翼的总距和各片桨叶的桨距，根据不同的飞行状态，总距的变化范围约为2º~14º。
气流V 与翼弦之间的夹角即为该剖面的迎角。
显然，沿半径方向每段叶片上产生的空气动力在桨轴方向上的分量将提供悬停时需要的升力；在旋转平面上的分量产生的阻力将由发动机所提供的功率来克服。
旋翼旋转时将产生一个反作用力矩，使直升机机身向旋翼旋转的反方向旋转。
前面提到过，为了克服飞行力矩，产生了多种不同的结构形式，如单桨式、共轴式、横列式、纵列式、多桨式等。
对于最常见的单桨式，需要靠尾桨旋转产生的拉力来平衡反作用力矩，维持机头的方向。
使用脚蹬来调节尾桨的桨距，使尾桨拉力变大或变小，从而改变平衡力矩的大小，实现直升机机头转向(转弯)操纵。
3. 直升机旋翼的操纵直升机的飞行控制与飞机的飞行控制不同，直升机的飞行控制是通过直升机旋翼的倾斜实现的。
直升机的控制可分为垂直控制、方向控制、横向控制和纵向控制等，而控制的方式都是通过旋翼实现的，具体来说就是通过旋翼桨毂朝相应的方向倾斜，从而产生该方向上的升力的水平分量达到控制飞行方向的目的。
直升机体放在地面时，旋翼受其本身重力作用而下垂。
发动机开车后，旋翼开始旋转，桨叶向上抬，直观地看，形成一个倒立的锥体，称为旋翼锥体，同时在桨叶上产生向上的升力。
随着旋翼转速的增加，升力逐渐增大。
当升力超过重力时，直升机即铅垂上升(图；若升力与重力平衡，则悬停于空中；若升力小于重力，则向下降落。
旋转旋翼桨叶所产生的拉力和需要克服阻力产生的阻力力矩的大小，不仅取决于旋翼的转速，而且取决于桨叶的桨距。
从原理上讲，调节转速和桨距都可以调节拉力的大小。
但是桨毂旋转面 桨毂旋转轴线前缘后缘bϕαV 图 直升机的旋翼 (a)(b)旋翼转速取决于发动机(通常用的是涡轮轴发动机或活塞式发动机)主轴转速；而发动机转速有一个最有利的值，在这个转速附近工作时，发动机效率高，寿命长。
因此，拉力的改变主要靠调节桨叶桨距来实现。
但是，桨距变化将引起阻力力矩变化，所以，在调节桨距的同时还要调节发动机油门，保持转速尽量靠近最有利转速工作。
直升机的平飞依靠升力倾斜所产生的水平分量来实现。
例如，欲向前飞，需将驾驶杆向前推，经过操纵系统，自动倾斜器使旋翼各桨叶的桨距作周期性变化，从而改变旋翼的拉力方向，使旋翼锥体前倾，产生向前的拉力(图)，将直升机拉向前进。
直升机的方向是靠尾桨控制的。
欲使直升机改变方向，则需踩脚蹬，改变尾桨的桨距，图直升机的飞行使尾桨拉力变大或变小，从而改变平衡力矩的大小，实现机头指向的操纵。
通过与操纵系统的连接，旋翼叶片的桨距调节变化可以按两种方式进行。
第一种方式是各叶片同时增大或减小桨距(简称总距操纵，驾驶员通过总距操纵杆来操纵控制)，从而产生直升机起飞、悬停、垂直上升或下降飞行所需要的拉力。
第二种方式是周期性调节各个叶片的桨距(简称周期性桨距操纵)。
比如打算前飞，就将驾驶杆向前推，推动旋转斜盘(也称自动斜倾器)倾斜，使各个叶片的桨距作周期变化。
每个叶片转到前进方向时，它的桨距减小，产生的拉力也跟着下降，该桨叶向上挥舞的高度也减小；反之，当叶片转到后方时，它的桨距增大，产生的拉力也跟着增加，该桨叶向上挥舞的高度也增大。
结果，各个叶片梢(叶端)运动轨迹构成的叶端轨迹平面或旋翼锥体，将向飞行前进方向倾斜，旋翼产生的总拉力也跟着向前倾斜，旋翼总拉力的一个分量就成为向前飞行的拉力，从而实现了向前飞行。
图旋翼操纵机构图周期变距图解直升机的构型变化直升机旋翼的旋转产生了升力的同时，空气对旋翼的反作用也形成了一个与旋翼旋转方向相反的作用力矩，驱使直升机的机体反向旋转，这就是所谓的直升机力矩及力矩平衡问题。
较早致力于力矩和力矩平衡方面研究的是德国人贝纳恩(B．R．Beenal)和阿赫班奇(Achenbach)。
他们两人分别于1897年和1874年提出安装一个尾桨来平衡直升机旋翼产生的反向力矩的方案。
通过安装尾桨，可产生一个平衡力矩，以抵消旋翼力矩，保证直升机的平衡飞行。
实际上这就是后期发展成熟的单桨式直升机的萌芽。
此后，许多直升机事业的先驱者都试图研究并解决飞行力矩问题，运用两个或更多的旋翼来克服飞行力矩，其原理是使这些旋翼以相反的方向旋转，使各自的飞行力矩彼此抵消保证平衡。
探索的结果导致了直升机几种不同的结构形式：单桨式、共轴式、横列式、纵列式、多桨式等的问世。
单桨式成为后来实用直升机的主要形式。
这种形式最早出现于1874年，是阿赫班奇设计的。
这架水蒸气机驱动的直升机包含一个举力旋翼和一个推进式螺旋桨，一个方向舵和一个尾桨。
这是用尾桨平衡直升机力矩的第一架直升机。
共轴式结构是在同一个轴上安装两个旋转方向相反的旋翼，这样两旋翼所产生的力矩就彼此抵消了。
早期直升机多采用这种结构形式，其最早的设计是布莱特于1859年作出的。
由于动力的缘故，这架直升机没有进行过试验。
早期取得一定成功的共轴式直升机是美国人埃米尔·贝林纳(E．Beliner)于1909年设计的。
他的直升机安装了两台发动机，与共轴的旋翼相连。
旋翼采用坚硬的木质桨叶，通过倾斜整个族翼及部分机身来达到控制。
这架直升机成功地飞行了三次。
图直升机的构型(a) 单旋翼直升机(b) 共轴双旋翼直升机纵列式结构是通过沿身体前后排列的两个旋向相反的旋翼，来克服直升机的力矩的。
1907年，法国人泡特·科努(P．Comu)制造了一个外形结构与纵列式结构非常相似的直升机，并成功地进行了—它行试验，但这种结构在早期发展的直升机中较多采用，主要原因是机身长，重心变化范围大，稳定性差。
横列式结构是通过沿机体横向左右排列的两个旋转方向相反的旋翼来克服直升机力矩的。
这种结构的直升机最早出现在1908年与1909年间，是由美国人贝林纳设计制造的。
它将两个旋翼并排安装在机翼两端，通过倾斜整个旋翼及部分机身实现飞行控制。
同样，这种结构形式后来也较少采用。
多桨式结构一般用于大型直升机上，它运用三个或更多的旋翼。
在早期的研究中，这种型式运用较多。
法国的孔萨斯于1845年设计的直升机就是这种直升机最早的代表。
它以蒸气机为动力，有一个主旋翼和两个分别用于控制和推进的副旋翼。
由于这种结构形式比较复杂，所以后来没有得到采用。
旋翼机的飞行原理从外形看，旋翼机和直升机几乎一模一样：机身上方安装有大直径的旋翼，在飞行中靠旋翼的旋转产生升力。
但是除去这些表面上的一致性，旋翼机和直升机却是两种完全不同的飞行器。
旋翼机实际上是一种介于直升机和飞机之间的飞行器，它除去旋翼外，还带有推进螺旋桨以提供前进的动力，有时也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。
旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连，在旋翼机飞行的过程中，由前方气流吹动旋翼旋转产生升力，是被动旋转；而直升机的旋翼与发动机传动系统相连，既能产生升力，又能提供飞行的动力，是主动旋转。
在飞行中，旋翼机同直升机最明显的分别为：直升机的旋翼面向前倾斜，而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。
由于旋翼机的旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，因此旋翼机无需单旋翼直升机那样的尾桨，但是一般装有尾翼，以控制飞行。
有的旋翼机在起飞时，旋翼也可通过“离合器”同发动机连接，靠发动机带动旋转而产生升力，这样可以缩短起飞滑跑距离。
等升空后再松开离合器随旋翼在空中自由旋转。
旋翼机飞行时，升力主要由旋翼产生，固定机翼仅提供部分升力。
有的旋翼机甚至没有固定机翼，全部升力都靠旋翼产生。
旋翼机的飞行原理和构造特点决定了它的速度慢、升限低、机动性能较差，但它也有着一些优点：(1)安全性较好；(2)振动和噪音小；(3)抗风能力较强。
由于旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞行器前进而获得，如果发动机在空中停车，旋翼机仍会靠惯性继续维持前飞，并逐渐减低速度和高度，高度下降的同时，自下而上的相对气流可以为维持旋翼的自转，从而提供升力。
这样，旋翼机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降落。
即使在飞行员不能操纵，旋翼机失去控制的特殊情况下，也可以较慢速度降落，因而是比较安全性的。
当然，直升机也是具备自转下降安全着陆能力的。
但它的旋翼需要从有动力状态过渡到自转状态，这个过渡要损失一定高度。
如果飞行高度不够，那么直升机就可能来不及过渡而触地。
旋翼机本身就是在自转状态下飞行的，不需要进行过渡，所以也就没有这种安全转换所需的高度约束。
由于旋翼机的旋翼是没有动力的，因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音，也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用寿命缩短或增加乘员的疲劳。
旋翼机动力驱动螺旋桨对结构和乘员所造成的影响显然比直升机动力驱动旋翼要小得多。
另外，旋翼机还有一个很可贵的特点，就是它的着陆滑跑距离大大短于起飞滑跑距离，甚至可以不需滑跑，就地着陆。
旋翼机的抗风能力较高，而且在起飞时，风有利于旋翼的起动和加速旋转，可以缩短起飞滑跑的距离，当达到足够大的风速时，一般的旋翼机也可以垂直起飞。
一般来说，旋翼机的抗风能力强于同量级的固定翼飞机，而大体与直升机的抗风能力相当，甚至“在湍流和大风中的飞行能力超出直升机的使用极限”。
旋翼机可分为两类，一类是需要滑跑起飞的，这种比较简单，大多数旋翼机属于这一类。
另一类是可垂直起飞的，其起飞方法有三种：一种是带动力驱动它的旋翼；第二种是用预转旋翼并使其达到正常飞行转速的一定倍数，然后突然脱开离合器，同时使旋翼奖叶变距而得到较大的升力跳跃起飞；第三种则是由旋翼翼尖小火箭驱动旋翼旋转而提供升力来实现垂直起飞，这种垂直起飞的过程，一般是由自动程序控制来完成的。