自转旋翼机是旋翼飞行器的一种，用途广泛，上世纪三四十年代是曾大量使用。它是直升机机与固定翼飞机的结合体，能够在很短的跑道上起降，它在美国国会大厦及白宫门前的草坪上完成过起降，也在美国第一艘航母上完成过起降实验，差一点就成了舰载机......

在经历过自己的巅峰时刻后，它逐渐能够垂直起降的直升机的光芒掩盖，近三十年来又获得新的发展，重新被许多人士注意并喜爱。笔者整理了多项资料，为大家详解自转旋翼机的历史、结构、机型、培训、职业、问题及前景。

首先来了解一下自转旋翼机（以下简称“自旋翼”）的历史，自旋翼在20世纪20年代问世，它是旋翼升力原理最先的实际应用。年，西班牙土木工程师、飞行员、航空工程师胡安·德·拉·席尔瓦提出了自旋翼的概念。

席尔瓦在飞行器顶部安装一个巨大横向如同风车般的旋翼，由发动机驱动的独立水平螺旋桨产生拉力使飞行器前进，旋翼被前进时的相对气流吹动而自旋，从而产生升力。

年席尔瓦成立了自己的自旋翼公司，在接下来的10年中该公司及其授权公司生产了近架自旋翼，在这其中最成功最知名的当属皮特凯恩这位合作者。

美国人皮特凯恩与席尔瓦达成合作，成立了Pitcain-Cierva（皮特凯恩席尔瓦）自旋翼机公司，研制生产了多种型号的自旋翼机，如PCA-1、PCA-2型，然后使轻型的PAA-1和PAA-2型，以及后来的PA型。

从PCA-1到PA39，皮特凯恩在重量、发动机与气动外形上进行了一系列改进，并实现了在美国国会大厦及白宫门前的草坪上完成过起降，也在美国第一艘航母上完成过起降实验的壮举，还获得了美国航空学会颁发的科利尔奖。

PCA-2

「

“罗伯特·科利尔奖”是世界航空航天领域的知名奖项，原为“美国航空俱乐部奖”，于年设立。该奖项由美国全国航空协会每年颁发一次，用以奖励那些在航空航天方面取得伟大成就的机构或项目

罗伯特·科利尔奖杯

创建寇蒂斯公司的寇蒂斯，莱特兄弟的弟弟，发明金属螺旋桨的里德，创建马丁公司的马丁，创建道格拉斯的道格拉斯，诺斯罗普格鲁曼，霍华德休斯，波音，国际空间站都拿过这个奖。

罗伯特·科利尔曾任美国航空俱乐部主席。据记载，他是首位为个人用途而从莱特兄弟那里购买飞机的人，他还使这种飞机第一次得到军用订单。为纪念他对航空业的贡献，美国全国航空协会将这一奖项命名为“罗伯特·科利尔奖”。

」

在40年代，自旋翼逐渐让位与可以悬停及垂直起降的直升机，但仍然有许多自旋翼机在飞行，他们坚信这种特性介于飞机与直升机之间的飞行器是有它的应用空间的。现在自旋翼机的外形有了很大的不同，继承了自旋翼机安全、可靠、经济、通用的特点，并找到了空中摩托、个人飞行的市场定位。

现在自旋翼机与传统自旋翼机有很大的不同，为了加以区分名称也用autogyro或gyroplane来替代之前gyrocopter的叫法。基本结构包括：机身、旋翼、尾翼、起落装置、动力装置、座舱仪表。

自旋翼的基本结构

机身的主要功能是为其他部件提供安装结构，常见的材料是金属材料和复合材料，可以是焊接或者螺栓链接，也可以采用搭配组合的方式来实现。

旋翼的主要功能是提供必须的升力及控制能力。常见的结构是带桨毂倾斜控制的翘翘板式旋翼，也就是两片桨叶刚性的连接在一起，当一片桨叶向上运动时，另一片桨叶向下运动。

尾翼由垂直和水平尾翼组成，主要功能是提供稳定性及偏转控制。

起落装置的功能是提供自旋翼机起飞、着陆和地面停放之用，可以吸收着陆冲击能量，减少冲击荷载，改善滑行性能。自旋翼一般由三个起落架，其中两个主起落架位于重心附近的机身两侧，起主要支撑作用，另一个起落架在机头或机尾。

动力装置为自旋翼机提供前进的动力，由发动机、燃料系统以及导管、附件仪表等组成。在地面，动力装置提供旋翼预旋的动力；飞行时，动力装置部位旋翼系统提供动力。

座舱仪表是提供给飞行员观察和判断飞行状态，以做出正确的操作控制。一般包括发动机仪表（如转速表、油压表等）、气动仪表（如空速表、升降速度表等）、电子仪表（如地坪仪、导航仪）等。不同的自旋翼机根据结构复杂程度不同选装不同配置的仪表。

自旋翼机因为安装了相比自己机身还要大的旋翼，外表看起来很像直升机，它与直升机相同的地方是都以旋翼作为主要的升力装置，但驱动旋翼转动的动力来源不同。

自转旋翼机在起飞时需要在地面上滑跑，所需拉力来自机身后部的螺旋桨的推理，由迎面吹来的风驱使旋翼转动，但不像风车那样旋转，而是逆转。起飞时，自旋翼的桨盘向后倾，而不像直升机那样向前倾。

自旋翼的核心部件是发动机与螺旋桨组及一副自转旋翼，旋翼无传动机构、无变矩机构，也没有反扭矩问题，所以它比直升机简单得多，因而空重比小，而且操纵也更简单。这些特点是的自旋翼再制造、维护和使用方面更为简易方便，可靠性也更高，同时也大大降低了造价和使用成本。

全球范围内生产制造自旋翼机的厂商有很多，其中尤以欧洲的三家最具代表性：

（1）Autogyro-德国

AutoGyro公司在十年的时间内发展成了世界上最大的自转旋翼机的生产厂家，并且在40多个国家拥有销售伙伴。Autogyro主要有MTO、Calidus、Cavalon三个系列的产品，MTOsport已经销售出了多架，是有史以来最成功的一款旋翼机。

三个系列的产品除了布局与机舱外使用的材料也有所不同。MTO使用的是钢架结构加整流罩的设计，MTOsport可以不用塑料材料就能飞行（这款新的机型系列叫做MTOfree）。Calidus的机舱在防火墙之前是用承力的塑料材料制作的，除此之外桅杆、发动机支架和起落架支点都是钢材结构。Cavalon则几乎全部是用复合材料制成的，余下的一些不多的金属构件，比如说尾翼托架，都是插在合成材料里面的。

MTOSport

Calidus

Cavalon

Autogyro公司宣传片

（2）ELA-西班牙

ELA航空公司是西班牙最重要的轻型航空器制造商，成立于年，一直专注设计、开发、制造自旋翼机。ELA自旋翼机的安全与舒适在世界范围内都得到了认可。

驾驶ELA非常的简单、轻巧、精准，它将带给你一种奇妙的自由感和巨大的快乐感!在埃拉斯你可以利用美妙的散步或一种极端的活动，给你一种不一样的肾上腺素!

ELAEclipse10

ELA07

ELA09

（3）Magni-意大利

“基本上今天所有的纵列双座型号都是从Tervanaiki和Magni发展而来的。”

-AutoGyro总裁OtmarBirkner先生

意大利Magni公司是世界着名旋翼机生产厂家，由全球大名鼎鼎的阿古斯塔（AGUSTA）直升机公司总工程师创建，因此Magni旋翼机吸收了AGUSTA直升机旋翼叶片的精髓。其旋翼片为全复合材料，在飞行中几乎感觉不到震动，预旋也极为出色，地面预旋可以轻松超过转/分。

亚洲首架MagniM16旋翼机在乌鲁木齐亚洲地理中心机场飞行测试，该机场海拔米，MagniM16旋翼机起、降、飞行各项性能均表现优异。

MagniM-22旋翼机是一款轻型家用飞行器，拥有独特的便利性和灵活性。M-22旋翼机使用顶部的大型旋翼产生升力，升空后则使用后部的螺旋桨提供前进动力，搭载这种动力系统的m-22最大飞行高度可达10英尺。

M-16TandemTrainer

M-22Voyager

M-24Orion

我国也有多家企业及院校从事自旋翼机的组装、研发与制造，其中已经进入适航认证程序的有如下几家：

（1）三和航空

河南三和航空工业有限公司自主研发的“太阳之鹰”自旋翼机，设计上借鉴了国外理念，是我国第一款真正的国产自旋翼机。首次在旋翼顶部加装了整机降落伞，旋翼在高速旋转时降落伞系统不会跟着旋转头旋转，并能保持自身系统的独立和稳定性，在紧急情况下飞行员可以迅速打开设在座舱内的降落伞紧急触发手柄启动弹射装置开伞安全降落。三和航空拿到特许飞行表演证，尚未拿到适航证和产品生产许可证。

太阳之鹰

（2）天启通宇

河北天启通宇航空器材料科技发展有限公司，坐落于河北省高碑店市，主要从事以自旋翼机和无人机为主的航空器研发生产。工厂装备又多种大型先进设备，包括热压罐、工业CT、3D打印机、关节臂、机加设备、探伤等。天启通宇全资收购了法国DTA，获取了其全部的知识产权，经过两年的落地消化，于今年推出国内全部自主知识产权自转旋翼机“瑞欧（J-RO）”，并开始了国内的适航工作。

瑞欧（J-RO）

（3）湘晨飞机

湖南湘晨飞机工业有限公司是民营私人飞机制造商，位于湖南郴州出口加工区。该公司从国内外聘请了20多名专业人才，开展对旋翼机、轻型运动类飞机的研发设计、适航认证，规划投资过亿元筹建通用飞机制造工厂、建设年产销架轻型飞机标准化装配制造基地，抢占国内国际市场。公司目前自主研发的XY-和XY-两款两座的自转旋翼机已获得民航局受理，有望获得全国首款自转旋翼机型号合格证。

XY-

除此之外，（4）陕西宝鸡通航研发制造的猎鹰旋翼机专为军方、警方提供，其不需要专业机组人员、机场、跑道；可在乡间小路、草地、山坡等只要有一小块空地，都可以起飞；还能在雪地上、沙漠中起降，尤其适宜在地形地貌复杂的高原、林区、边境、山区、海域上空巡逻。在突发事件处理、灾情勘察、抗震救灾、森林防火、医疗救护、空中巡视交通流量观察疏导等许多方面猎鹰旋翼机大有用武之地。由于属于国家航空器，其机型尚未适航认证，培训的飞行员业务民航执照。

猎鹰

主机厂很多，但发动机供应商却很少，最有名气的当属奥地利的轻型航空器发动机制造商－Rotax，全世界80%的超轻型航空Rotax的航空发动机。年，Rotax成立于德国德累斯顿，年搬到奥地利维尔斯，年被庞巴迪收购，3年总公司更名为BRP（BombardierRecreationalProductsInc.）。现在Rotax的总部位于奥地利Gunskirchen。

轻型航空器使用是活塞发动机，其基本结构与汽车、摩托车发动机没有区别。但地面工况和空中有很大区别，而且航空器在天上飞可靠性非常重要，所以航空活塞发动机的自重比、体积、可靠性是设计之重。其他的发动机牌子还有嘉宝、limbach、hirth等，在国内同样是使用Rotax的较多，主机和配件也都好采购。Rotax应用在自旋翼机上的发动机主要有如下几款：

RotaxUL／A／F

RotaxULS／S

RotaxiS／iSCSport

RotaxUL／F

RotaxIS／ISC

功率

80hp

hp

hp

hp

hp

特点

1、四缸四冲程缸头水冷缸体风冷水平对置

1、四缸四冲程缸头水冷缸体风冷水平对置

1、四缸四冲程缸头水冷缸体风冷水平对置

1、四缸四冲程缸头水冷缸体风冷水平对置

1、四缸四冲程缸头水冷缸体风冷水平对置

2、干槽式压力润滑，配有独立滑油箱

2、干槽式压力润滑，配有独立滑油箱

2、干槽式压力润滑，配有独立滑油箱

2、干槽式压力润滑，配有独立滑油箱

2、干槽式压力润滑，配有独立滑油箱

3、液压挺住自动调整气门间隙

3、液压挺住自动调整气门间隙

3、液压挺住自动调整气门间隙

3、液压挺住自动调整气门间隙

3、液压挺住自动调整气门间隙

4、双化油器

4、双化油器

4、双回路电子燃油喷射

4、双回路电子燃油喷射

4、双回路电子燃油喷射

5、机械燃油泵

5、机械燃油泵

5、发动机管理系统

5、发动机管理系统

5、发动机管理系统

6、双电子点火系统

6、双电子点火系统

6、电启动

6、电启动

6、电启动

7、电启动

7、电启动

7、螺旋桨减速齿轮

7、螺旋桨减速齿轮

7、螺旋桨减速齿轮

8、螺旋桨减速齿轮

8、螺旋桨减速齿轮

8、空气进气系统

8、空气进排气系统

8、空气进气系统

9、空气进气系统

9、发动机安装架组件

9、涡轮增压和中冷器

10、涡轮增压

10、TBO：0小时

11、废气活门自动控制

11、最大使用高度：米

iS

在我国企业中，重庆宗申航空发动机制造有限公司正在与中国航天空气动力技术研究院、北京航空航天大学、中航工业成都飞机设计研究所、中航工业直升机设计研究所及西北大学展开深度合作，研发轻型航空器发动机，现在产品尚不成熟，未来会推出能够满足中国通航市场需求的产品。

自旋翼的用途由很多，如传统的空中巡查、空中拍摄、空中观光、农药喷洒等，在民用用途外增装武器还可以成为一种空对地的打击武器，或敌后渗透的特战工具。可以说除了悬停外，自旋翼可以做到直升机所能做到的所有事情，具有很大的发展潜力。

其最大的魅力就在于能够让更多数人实现自驾遨游天际的梦想。对于普通人来说并不需要过剩的性能，只要能够自己控制飞翔与天空之中就已经能够体验到飞行的美妙与无限的自由。

自旋翼机问世已近年，在我国发展的历史不长，到年时，中国民航相关法规规定轻型自转旋翼机定为运动类航空器，由中国民航、国家体育总局航管中心共同管理，明确了自转旋翼机驾驶员、机务人员培训单位由国家体育总局航管中心负责审定管理。根据CCAR-61部《民用航空器驾驶员合格审定规则》规定，自旋翼机属于运动驾驶原执照，申请人需满足如下要求即可获取执照：

年满17周岁

5年内无犯罪记录

能正确听说读写汉语，无影响交流的口音或口吃

具有初中及以上文化程度

通过局方要求的体检

完成了理论学习，并得到理论教员的考试许可

通过理论考试

完成不少于40小时的飞行训练

通过飞行考试

自旋翼机、单发飞机、直升机的理论课程与飞行课程

自转旋翼机

单发飞机

直升机

执照类别

运动执照

私用执照

私用执照

理论学习科目

航空法规

自转旋翼一般知识

飞机的一般知识

直升机的一般知识

飞行性能、计划和装载

人的行为能力

气象学

领航

操作程序

飞行原理

无线电通话

飞行技能科目

1、威胁和差错的识别和管理

1、威胁和差错的识别和管理

1、飞行前操作

2、飞行前操作

2、飞行前操作

2、机场和起落航线的运行，包括防撞措施、空中交通管制程序和无线电通信程序

3、机场和起落航线的运行，包括在管制机场操作、无线电通信、防撞措施及避免尾流颠簸

3、机场和起落航线的运行，包括无线电通信、防撞措施及避免尾流颠簸

3、参照外部目视参考的机动飞行

4、参照外部目视参考的机动飞行

4、悬停、空中飞移和参照外部目视参考的机动飞行

4、临界小速度飞行，对小速度大下降率状态的判断和改出

5、临界小速度飞行，判断并改出从直线飞行和从转弯中进入的临界失速及失速

5、从涡环的初始阶段中改出，在发动机转速正常范围捏从低旋翼转速改出的技术

6、临界大速度飞行，急盘旋下降的识别和改出

7、正常及侧风起飞、着陆和复飞

6、起飞、着陆和复飞，包括正常、有风和倾斜地面的起飞和着陆

8、最大性能起飞，短跑道着陆

7、以所需最小动力起飞和着陆，最大性能起飞和着陆，受限制区域内的运行，快速减速

9、仅参照仪表飞行，包括完成度水平转弯

5、使用地标领航、推测领航和无线电导航设备的专场飞行

10、使用地标领航、推测领航和无线电导航设备的转场飞行

8、使用地标领航、推测领航和无线电导航设备的转场飞行

11、夜间飞行，包括起飞、着陆和目视飞行规则航行

9、夜间飞行，包括起飞、着陆和目视飞行规则航行

6、应急程序，包括最大性能起飞和着陆

12、应急操作，包括模拟的航空器系统和设备故障

10、模拟的应急程序，包括航空和设备故障

13、按照空中交通管制程序、无线电通信程序和用语飞往管制机场着陆、飞越管制机场和从管制机场起飞

11、按照空中交通管制程序、无线电通信程序和用语飞往管制机场着陆、飞越管制机场和从管制机场起飞

自旋翼机的飞行科目相比单发飞机、直升机要少很多，培训难度与汽车相近，理论应是既简单又便宜，但实际情况是在国内学习自旋翼机的驾驶既不简单也不便宜。

目前国内有资质的培训机构只有两家：

1、山东齐翔通用航空公司，在年具备自旋翼驾照培训资质，主运行基地；山东莱芜雪野湖机场。教学自转旋翼机MTOsport5架，飞行教员2人。

2、山西大同云之翼航空俱乐部有限公司，在年具备自旋翼驾照培训资质，主运行基地；大同东王庄机场。教学自转旋翼机Calidus两架，飞行教员1人。

自年至今培训办理证照自转旋翼机飞行员共计68人，申请待批准的单位还有几家。

以MTOsport为例，裸机价格70万起，办理证照后落地价超过90万。使用95号汽油，小时油耗17L，再加上教员成本、机务成本、大修储备金、托管费、折旧费等诸多成本，理论上每小时运营成本不到元。

但是自旋翼执照的培训的市场报价高达15万元。已经接近飞机与直升机私照培训在16万～25万之间的费用（注：机型不同地域不同产生的价格差异）。

致使培训费用如此高昂的原因主要有四点：

首先，培训机型太少，通过中国民航局适航认证只有MTOsport与Calidus，都是前后座舱布局，采购成本昂贵，并不适合作为培训机型。

其次，两家航校所处的城市位置太偏，不是经济最发达的地区，导致培训的连续性不够，航空器闲置期长，费用必然也转嫁到学员头上。

第三，自旋翼机开展较晚，我国现在能够胜任培训工作的教员数量非常的少。

最后，能够花一个月时间在外学习的人员大多是作为职业发展的，而非自娱飞行，由于自旋翼飞行监管难度大，很多自娱飞行者选择无照黑飞。

机型少、教员少、学员少是现在的现状，行业发展初期面对诸多问题也很正常。相信只要解决适航机型少这个大难题，能有多种档次、适合不同任务类型的自旋翼机供选择，以我国企业的灵活创新力必定能够快速发展起来。

驾驶自旋翼不仅可以满足自娱飞行，还可以走向职业路线。按照CCAR-61部的规定，获取自旋翼执照后，只要驾驶员具有不少于35小时的飞行经历，其中20小时作为本类别和级别航空器的飞行经历时间，就可以从事以取酬为目的经营性飞行并担任机长，但不得从事商业航空运输运行。

以直升机及固定翼为主的空中观光产品价格昂贵，使得空中游览看上去很美，却只有少数客户买单，难以成为大众消费品。自转旋翼机飞行成本低、场地要求低、噪音小执飞空中体验，可以将多数人带上蓝天俯瞰大好河山。

直升机与固定翼空中观光价格

拥有小时的飞行经历并满足其他条件后，还可以申请成为驾驶教员。当然还是需要经过一系列的课程培训，通过考试后即拥有培训新手的资格。此时的教员等级为基础教员，完成教学飞行小时以上，又可获得申请成为授权教员的资格，即培训教员的教员。

自旋翼机水上起飞观光应用

自旋翼机雪上起飞娱乐应用

自旋翼机农喷应用

最后，我们可以想象一下未来。

众所周知，我国社会的主要矛盾发生变化，已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。作为基础产业的农业与工业，在现有基础上还会进一步发展。农业为了实现现代化，会进入土地大规模集中经营；工业正处于自动化与半信息化之间，未来会实现两化融合。这样第一产业第二产业同时升级会导致大量劳动者会迁徙到第三产业，甚至会催生第四产业（信息产业）等，旅游业作为第三产业的一部分也会迎来暴涨期。

随着汽车终端的进程，交通工具驾驶的娱乐逐渐丧失，而对空间探索的又是人类的本能，未来越野穿越、娱乐竞速、水面水下运动、空中休闲定会成为城市中必然热门的娱乐项目。

自转旋翼机介于飞机和直升机之间，具有独特的优点：

与飞机相比，它只要有十几米至几十米的平坦路面即可起落，而且操纵灵活、无动力下滑能力强，飞行中不会时速，起飞和着陆的速度很低，容易保证起落的安全；

与直升机相比，它的结构简单，空机重量轻，廉价，操纵简单、易学易用，噪音小；

与汽车相比，它的速度更快、性能更灵活，并且解锁了全新的空间，不受道路限制，又可以伸手触摸蓝天。

自旋翼机在我国的发展虽有如上诸多问题要面对，但市场的势能正在悄悄的积累。尽快做好顶层设计，设立试点，实践验证是当务之急，因为“中国速度”已经成为了世界名片。

驾驶自旋翼环游冰岛

本文将刊登于《中国通航博览》年12月刊

参考文章

1、王焕瑾、高正《自转旋翼机的历史、特点和优势》

2、刑强博士《差点成为舰载机：自转旋翼机的巅峰时刻》

3、作者未知《自转旋翼机的基本结构和原理》

4、CCAR-61部《民用航空器驾驶员合格审定规则》