薄荷女生
直升機旋翼在旋轉時會產生扭矩，使機體與旋翼同向旋轉，為了克服這種扭矩，通常在飛機尾翼上增加一個副旋翼裝置（即尾槳），從而達到讓飛機平穩飛行的目的。但是裸露在外的副旋翼有增加噪聲以及安全風險等缺點，人們又設計出不使用副旋翼裝置的直升機，即題目中所說的無尾槳直升機。無尾槳直升機主要有以下三種旋翼佈局：第一、共軸雙槳式，代表機型為俄羅斯卡莫夫設計局設計的“卡”系列直升機，比如卡-52武裝直升機；第二、縱列雙槳/並列雙槳/串列雙槳式，代表機型為美國波音公司的CH-47“支奴幹”運輸直升機和美國卡曼的K-Max型直升機；第三、尾翼噴氣式，代表機型為美國麥道公司的MD520N型直升機。下面我們分別來了解上述三種無尾槳直升機的詳細原理。下圖為澳大利亞陸軍裝備的CH-47“支奴幹”運輸直升機。
共軸雙槳式旋翼佈局直升機
我們可以以這樣的方式來說明共軸雙槳直升機抵抗旋翼扭矩的原理：在紙上畫出一個同心圓，大圓圈表示直升機的旋翼，小圓圈表示機體，當旋翼高速正向旋轉（順時針）時所產生的扭矩會帶動機體發生同向旋轉，所以我們在兩圓圈上標註順時針方向的箭頭。為了克服這股扭矩，我們在同心圓外面再化一個圓圈將同心圓包裹起來，假設這個圓圈是另外增加的一組主旋翼，並想像其旋轉方向為逆時針，為其標註上反向箭頭。在一個傳動軸上兩組反向旋轉的旋翼便產生相互抵消扭矩的力，扭矩得到平衡，機體就不會發生旋轉了，這就是共軸雙槳式旋翼佈局的無尾槳直升機抵抗旋翼扭矩的原理。下圖為俄羅斯陸軍裝備的K-52共軸雙槳武裝直升機。
縱列雙槳式/並列雙槳/串列雙槳式旋翼佈局直升機
縱列雙槳式/並列雙槳式/串列雙槳式直升機的抗扭矩原理與共軸雙槳式基本相同，區別在於兩組旋翼分別設置在不同的機體上，使用各自的傳動軸。先說說縱列雙槳式吧，兩組旋翼系統縱向安裝在機頭（一號機組）和機尾（二號機組），一號機組旋翼正向旋轉，二號機組反向旋轉，從而起到抵消相對機組產生的扭矩的作用。而並列雙槳式的結構則相對複雜，兩個旋翼機組並列設置在飛機機頂，旋轉方式為反向交替旋轉，作用與縱列雙槳式一樣。為了防止兩組旋翼反向旋轉時發生相互干擾，要求發動機控制系統必須能精準控制兩組旋翼同步旋轉，倘若其中一組旋翼系統發生故障導致轉速不同步或停轉，那麼兩組相互交叉的旋翼便會“打架”，最後導致飛機墜毀，因此並列雙槳式運用並不廣泛。下圖為卡曼並列雙槳式直升機。
尾翼噴氣式旋翼佈局直升機
這種機型的抗扭矩裝置工作原理與傳統尾槳副旋翼抗扭矩原理是一樣的，區別在於將尾槳副旋翼換成了噴氣裝置，即在尾梁右下側切開一條0.85釐米寬的縫隙以及尾梁末端裝的一個噴氣舵來提供平衡旋翼扭矩所需的側力和控制偏航運動。當噴氣舵向外噴射高速氣流時機尾便獲得推力，這股推力足以抵消旋翼產生的扭轉力矩，達到使機身穩定的效果。這就是尾翼噴氣式無尾槳直升機的抗旋翼扭矩的原理。下圖為尾翼噴氣式旋翼佈局的麥道直升機，紅色箭頭指示的位置是噴氣舵氣流噴口。
文章最後我們要來聊一聊題外話，即不管是傳統尾槳直升機還是無尾槳直升機，受主旋翼轉速的物理性制約，直升機的飛行速度始終無法突破480公里/小時。為了解決這個問題，美國人研發出了集直升機和固定翼飛機優點於一身的V-22“魚鷹”傾轉旋翼飛機，它既能像直升機那樣垂直起降和空中懸停，也能像固定翼飛機那樣高速飛行，最高飛行速度為510公里/小時，空載極限飛行速度達600公里/小時。由於V-22既不屬於直升機也不屬於固定翼飛機，固其無尾槳的“傾轉旋翼”式旋翼佈局飛機不在我們話題中的重點討論範圍。下圖為美國海軍陸戰隊裝備的V-22“魚鷹”飛機。
兵器知識譜
直升機通過旋翼來挺供升力，而旋翼在旋轉的時候會對機身產生扭矩，如果只有主旋翼那麼機身會跟隨旋翼一起旋轉，而要克服主旋翼的扭矩，現在有兩種方法，那就是有兩個主旋翼按相反方向旋轉，這樣可以直接克服旋翼的扭矩。而另一種方法則是隻有一副主旋翼，但是在機尾的地方增加一個測吹的尾槳克服主旋翼的扭矩，不過這個測吹的尾槳所做的功是浪費的。
而無尾槳直升機目前也有兩種，第一種是同軸反轉的主旋翼，這方面的代表主要是蘇聯/時期製造的卡-52直升機與卡-25直升機。這樣做的好處在於可以不用增加測吹的尾槳，這樣的佈局好處在於縮小直升機的外廓尺寸，使得機體結構更為緊湊，並且在低空貼地飛行時更安全，不過由於是同軸反轉，所以這兩幅旋翼之間的距離不能太小，不然在做一些機動動作時兩副槳葉可能會打到一起，所以這種直升機的高度會更高，雖然陸航可以忽略這一個問題，但是海航搭載到軍艦上時就不得不考慮機庫高度的問題
另一種是錯開旋槳的位置，這樣有也有兩種方式，一種是縱列式雙旋翼直升機，另一種是橫列式雙翼直升機，這樣的佈局目前主要是用於運輸機為主最為著名的直升機分別是美國CH-47支努干運輸直升機，不過縱列式雙旋翼機目前就只有MV-22傾轉旋翼機使用，這種雙旋翼直升機最大的好處就在於能夠在一些複雜的地形做出許多意想不到的空中體位，而且縱列分佈雙旋翼飛機一般機體空間都比較大，所以這一種佈局既方便運輸也方便救援。
在十字路口等等你
要克服扭矩，要麼用對轉雙槳，要麼用尾槳/噴氣產生反向扭矩。既然不讓用尾槳，那麼就剩以下幾種：
圖一圖二共軸雙槳
圖三圖四並列雙槳
圖五串列雙槳
圖六導向氣流/尾部噴氣
味冷
科普性的答案已經有了兩個，我針對無尾槳技術（NOTAR® TECHNOLOGY）講點專業性的概念與諸君共賞。
[無尾槳技術為麥克唐納·道格拉斯（簡稱麥道）公司的專利，該專利是通過收購休斯直升機公司獲得]
注：有答案提到了縱列式、共軸、橫列式等沒有尾槳直升機，但是“無尾槳”實際上特指一類特定的直升機系統——No Tail Rotor；NOTAR，下面是詳細說明。
無尾槳反扭矩系統最大的特點就是消除了單旋翼帶尾槳由於尾槳存在而帶來的一系列複雜機械缺陷，包括——長長的傳動軸、懸掛軸承、中間減速箱和90°轉向減速箱等機械部件。充分利用直升機與生俱來氣動特點的無尾槳系統被認為更加安全且安靜。
# 工作原理
說白了，其實無尾槳技術的原理還是相對簡單的——尾梁中，靠近旋翼下方有一個進氣口，進氣口下安裝了一臺可變槳距的風扇，風扇轉動之後能將大量的旋翼尾流引入尾梁然後從尾樑上的兩條縫中流出，流出的氣體會遵循康達效應（Coanda Effect，康達效應有些地方也叫做附壁效應，最直觀的一種現象就是你可以想象鍋子邊上一滴水往鍋外滑落，水珠一般會貼著鍋底往下滑，而很少會直接落下），縫中氣流因為康達效應繞尾梁流動之後的最終效果就是產生了一個側向力，這個側向力會抵消掉大約60%的反扭矩。剩餘的反扭矩和直升機的偏航控制就是靠尾梁最末端的直接噴氣裝置來實現的，也就是圖中的“Residual Airflow”那裡的裝置，也就是下圖中的5處，下圖中6就是旋翼尾流，8就是由於康達效應產生的側向力。
上述是懸停時候，前飛時候，無尾槳直升機的反扭矩一般是通過垂尾襟翼差動產生的力矩來實現平衡的，不過航向控制還是需要尾梁末端的直接噴氣裝置來實現。
無尾槳系統的優點：
更安全——畢竟沒有一個大大的尾槳了，對地面人員的安全性肯定更好了
更安靜——據稱內置風扇的噪音比開放式尾槳要降低一半左右
減少了飛行員的負擔——據稱該系統操縱負擔更小，畢竟不存在機械傳動了
降低了直升機的振動水平——尾槳也是直升機振動源之一，少了個尾槳之後，振動水平減少也在情理之中
旋翼飛行器
為了克服旋槳扭矩引發的不平衡，古今中外的設計師有過各種設計構思。
尾槳是常用的，但是尾槳增加了機身長度，槳葉也比較囉嗦，容易打人，容易損壞，操控也不靈活。
所以就有很多不用尾槳的，
列數一下，
有，函道槳，代替槳片的。勁大，短，內置不傷人。
有函道尾推矢量的，是個朝後的槳，罩個矢量函道，速度很高也簡單。
有內噴氣的，把發動機排氣管作為尾部平衡扭矩。
有橫列雙旋翼，
縱列雙旋翼，
對軸雙旋翼，
共軸雙旋翼，
共軸雙旋頂槳+共軸雙旋尾推槳，
其中共軸硬雙旋頂+共軸雙旋尾推，速度最快。平衡操控最好。
星輝650
在我們常見的直升機中，大多數直升機都是傳統的單旋翼帶尾槳結構設計，當然我們直到現在已經出現的所有直升機中除了這種最常見的單旋翼帶尾槳結構外，還有很多不同結構類型的直升機。而傳統的單旋翼帶尾槳的直升機雖然前後有兩幅不同大小的旋翼，但是從兩幅不同槳葉的作用來說還是有很大不同的，首先機身頂部的主旋翼既起著提供升力的作用的同時，通過人為控制偏轉直升機槳葉角度還可以提供向前的推力，所以直升機之所以能夠垂直起降和高速飛行俄動力就來自機身頂部的主旋翼。那機身尾部的尾槳又是幹什麼的呢？
其實傳統的單旋翼帶尾槳的直升機雖然機身頂部的主旋翼可以提供直升機飛行所需要的升力和前進推力，但是在主旋翼高速轉動的過程中會產生一個和主旋翼旋轉方向相反的反向扭力，如果不能很好的控制這股扭力那直升機就不能認為的控制前進飛行，所以就需要在機身尾部設置一個尾槳來提供反向推力用以抵消主旋翼在高速旋轉的過程中產生的反向扭力，並且通過尾槳產生的橫向推力和主旋翼產生的反向扭力大大小來控制直升機機體的方向。所以在這種傳統單旋翼帶尾槳結構的直升機中尾槳雖然用途單一，但是其重要性卻是很重要的，比如我們在電影《黑鷹墜落》中看到黑鷹直升機被敵方的毒刺導彈擊中尾槳後迅速墜毀，就是因為沒有尾槳提供的反向控制力直升機失去了控制力所以墜毀的，而直升機主旋翼失去動力後還可以通過自旋的方式著陸，所以更顯得尾槳的重要性。 
而且隨著直升機的級別越來越大後，這種單旋翼帶尾槳的常規佈局的直升機的尾槳會產生很多缺點，首先就是尾槳因為要提供相當一定量的橫向推力，所以尾槳要不提高轉速要不增大槳葉尺寸，但是轉速上升的話，槳葉的槳尖會超過音速產生很大的噪音這對直升機的隱身性不利，而增大槳葉的尺寸會產生槳葉剮蹭的問題，直升機在強風或者狹窄空間停靠時會發生尾槳蹭地而翻倒，或者尾槳剮蹭到電線、樹枝後出現墜毀的危險。而且隨著單旋翼直升機中整機最大起飛重量全部由主旋翼提供，但是主旋翼所產生的升力主要有槳葉的數量和長度來決定，在槳葉長度不能一味太長的情況下只能通過增加槳葉的數量太提高升力了，同樣槳葉的數量在增大到8片後就不能再增加的情況下，為了繼續設計製造起飛重量更大的直升機，就出現了比如俄羅斯卡27系列的共軸雙旋翼和美國支努干這種縱列雙旋翼和曾經曇花一現的蘇聯的米12這種橫列雙旋翼的直升機，當然現在為了提高直升機的最大飛行速度還出現了各種類型的直升機。 
但是最常見的單旋翼帶尾槳的常規佈局中還是憑藉著技術簡單成熟成為了主流設計佈局，但是這種常規佈局還是有很多缺點，最大的缺點就是在尾槳失效的情況下，由於為了提高尾槳的操作力矩所以尾槳佈置的都是距離主旋翼特別遠，但是這麼做無疑中增加了從主減速箱到尾槳這一段的傳動距離和複雜性和增加了直升機尾梁的重量，更容易出現尾槳失效的致命問題。再加之由於尾槳雖然有常見的外露的尾槳和我國直9這種涵道尾槳（雖然涵道尾槳的外殼能夠更好的保護尾槳不被外力破壞和尾槳能夠更好的蓋住尾槳槳葉的噪音，但是涵道尾槳的外殼無疑增加了直升機尾梁的重量，所以只能出現在輕、中型直升機上，這也是為什麼大型直升機不見涵道尾槳的原因所在）。但是傳統的尾槳還是增加了直升機的噪音和機械複雜性，而且這個用途單一的尾槳要消耗直升機動力輸出的20%左右，所以採用何種辦法來消除尾槳也是後來出現共軸雙旋翼、橫/縱列直升機的原因之一。 
雖然消除直升機的反扭力的方法很多，但是傳統的常規佈局直升機相比其他類型的直升機還是有著結構簡單、可靠等優點，除了這個不省事的尾槳有些許缺點存在的情況下，美國的麥道在被波音兼併前的眾多創新中，就有如何在常規氣動佈局的直升機中消除傳統的尾槳所帶來機械結構複雜和噪音、安全性等問題的解決方案，而這個解決方案就是NOTAR系統（中文意思就是無尾槳系統），其作用就是替代傳統的尾槳在完成控制直升機的穩定性外還能夠消除傳統的槳葉所伴隨的噪音和安全性不高的問題。這套所謂的無尾槳系統其原理就是用發動機產生的高壓空氣和主旋翼下洗氣流的有利交互作用形成反扭力來實現直升機的穩定控制。主旋翼產生的氣流從尾撐兩側兩側高速流過時，由於尾梁較為粗壯，有直升機發動機產生的高壓空氣的這側的旋翼下洗氣流在氣流射流的效應下流速更快（有點類似於客機的機翼的原理），流速更快的一側氣壓更低所以尾梁兩側就形成了壓力差，藉助這股壓力差同樣可以實現傳統的尾槳所提供的推力或者拉力。而尾部設置的可控的噴氣舵在高壓空氣的作用下，通過控制噴氣舵的偏轉角度來實現直升機的方向操縱飛行能力，這種無尾槳的結構最大的好處就是噪音比傳統的外露的槳葉和涵道風扇尾槳更低，而且由於都是利用氣流控制，沒有機械結構所以震動更低，所以在噪音和安全性上表現是最好的，而且由於直接採用噴氣控制的方式所以其操縱效率更高。 
不過其從上世紀90年代中期出現到現在只出現在麥道研製的輕型直升機和波音兼併麥道後研製的衍生型號上，其他直升機上並沒有見到這種結構出現，可能是專利的問題。當然可能也有其他原因存在。不過這種無尾槳系統的出現對於提高常規結構直升機的安全性和降低噪音還是起到了很多的幫助。 
魑魅涅磐
但是空氣舵在蹬舵的時候會有一定的時滯！
亞歷山大殷
流體力學最有潛力可挖。
