从1907 年世界上第一架直升机诞生至今，直升机技术始终在不断发展进步。近年来，直升机技术表现出跨代发展特征，各技术领域均有较大突破。当前，以NH90、AW101 和CH-53K 为代表的已经或即将投入使用的最新一代直升机所采用的标志性技术主要包括复合材料机身、无轴承/ 无铰或球柔性桨毂、多段高性能翼型和三维桨尖形状的桨叶、综合航电系统、电传飞控系统、健康与使用监控系统（HUMS）等。同时，一些更为先进的新构型、子系统及先进结构研究也取得很多成就，先进复合构型高速旋翼飞行器技术获得突破，距离产品成形已为时不远。
专用关键技术发展
直升机的专用关键技术主要包括总体设计技术、旋翼系统技术、传动系统技术和发动机技术，这些技术凸显了直升机的特色，直接决定了直升机的性能优劣。其中，作为“三大动部件”的旋翼系统、传动系统和发动机技术复杂、研制难度大；总体设计即围绕“三大动部件”展开，系统集成的复杂程度高。
01 总体设计技术
随着直升机各专项技术、信息化技术及工程优化设计方法的发展和成熟，直升机总体设计已从传统的面向性能设计转变为面向经济可承受性和质量设计，形成了针对客户需求的总体技术方案设计能力。在直升机研制过程中，多学科优化设计、全寿命周期费用设计、并行设计、鲁棒设计等总体设计方法已得到广泛应用。同时，随着综合设计软件的发展，直升机总体工程设计已拥有了良好的优化平台。未来，直升机总体设计将进一步向综合化、数字化方向发展，设计方法的综合程度将越来越高，涉及的学科也将越来越广，总体设计优化程度不断提高，推动全机性能水平和经济可承受性的提升。
02 旋翼系统技术
作为直升机升力、操纵力和推进力的主要提供单元，旋翼系统始终是直升机的核心技术领域，其技术先进性是衡量直升机技术水平的重要标志。为满足不断提升的直升机性能要求，近年来旋翼系统技术发展势头迅猛，悬停效率和升阻比已分别提高到0.78 和10.5 左右。旋翼技术进步主要体现在以下几个方面：
·旋翼桨毂构型实现换代。球柔性桨毂和无轴承桨毂开始普遍应用，结构大幅简化、控制响应更快，新研及升级型号几乎都采用这两种桨毂。
·一系列高性能先进翼型开始应用，桨叶气动性能持续提升（图1）。如法国onERA 最新翼型OA409 比OA209 升力系数提高了11%，比早期常用的NACA0012 提高了33%。先进桨尖形状设计使旋翼气动效率进一步提升，如英国开展的“英国试验桨叶计划”第四期（BERP Ⅳ），就在第三期（BERP Ⅲ）成果基础上进一步加大了桨尖部分弦长、后掠角和下反角，并优化了三维形状。飞行试验结果表明，BERP Ⅳ旋翼比BERP Ⅲ的悬停需用功率减少5%，高温- 高原巡航需用功率降低10%~15%，飞行包线扩展约10%；结构响应主动控制系统在BERP Ⅳ上得以应用，试验表明振动水平降幅70% 以上，最高降幅达87%。
· 先进旋翼子系统技术取得进展，如智能旋翼、伺服襟翼单片桨叶控制、优化转速旋翼技术。其中，优化转速旋翼技术在波音的无人直升机A160“蜂鸟”上进行了验证，大幅提高了航程和续航时间，其作战半径超过1852km，续航时间大于20h。另外，美国国防高级研究计划局（DARPA）在2010 年启动了名为“任务自适应旋翼”（MAR）的新构型旋翼概念开发项目，通过改变旋翼长度、后掠角、弦长、翼型弧度、桨尖形状、扭转角、刚度、转速以及其他参数，以适应不同飞行状态，实现有效载荷和航程的大幅增加。
03传动系统技术
直升机先进传动系统的技术特点突出表现在高可靠性、高安全性、高效率、低成本和低噪声等方面。目前，AH-64D、NH90、AW101 等机型的主减速器大修间隔可达3000h 以上，主减速器传动（三级）效率超过97.3%，干运转能力可达45min。同时，国外在总体构型、系统可靠性、齿轮动态特性和行星传动效率、高重合度传动、推力圆柱滚子轴承、陶瓷轴承等方面开展了一系列研究工作，部分成果已投入应用。如AH-64E传动系统运用了新型分扭传动技术和NASA 格伦研究中心开发的面齿轮技术，不仅没有增加整个系统的尺寸和重量，而且提高了25% 的传输功率，额定功率由2088kW 提升至2536kW，寿命也增加了1 倍，提升到10000h。
04涡轴发动机技术
目前，第四代涡轴发动机已得到广泛应用，主要特点是普遍采用全权数字式电子控制系统，总压比超过14，涡轮进口温度进一步提高，寿命延长和可靠性大幅提高等。第四代涡轴发动机采用了许多新的结构和设计技术，包括双级离心式压气机或多级超跨音速轴流加离心混合式压气机、回流环形燃烧室、空心气冷叶片和陶瓷材料，并采用主动间隙控制技术缩小叶尖间隙，进一步提高了燃气发生器的热力循环参数和部件效率（图2）。
这些新技术的应用，使新型涡轴发动机的总压比达到14~20，涡轮前温度达到1300~1500K ；耗油率达到0.275kg/（kW·h）水平，普遍比第三代降低8% 左右，与活塞发动机相当；典型产品单位功率达到300kW/（kg/s），比第三代提高超过10% ；结构更加简单，维修更加方便，在外场只需简单支架和少量专用工具，就可在短时间内完成维修工作；普遍具有10%~20% 的功率储备，在轮廓尺寸不变的情况下，可通过增加流量和涡轮进口温度进一步提高功率；操纵性好，发动机控制系统对功率变化适应性出色，在应急情况下能够稳定安全地超负荷工作；抗损伤能力更优，确保发动机在恶劣的环境下能够安全工作。同时，第四代涡轴发动机的单元体结构设计和低耗油率特征，直接降低了全寿命周期费用。
从目前启动的先进研究计划看，未来涡轴发动机的发展趋势仍是通过开发各种先进技术来提高功重比、降低油耗，并增强对高温- 高原等严苛使用环境的适应能力。下一代涡轴发动机可能在结构上采用革命性的设计，比如使用变转速动力涡轮并应用自适应结构等。未来的涡轴发动机结构会更加简单，仅需几个扳手就能进行拆卸，大幅降低维护时间和成本。
