直升機是需要解決扭矩這個問題嗎？
「啥叫扭矩？啥叫角動量守恆？我們耳朵不太好看不見。」
當然，哆啦A夢來自未來，也許竹蜻蜓已經使用了逆天的超微型靜音槳尖噴氣動力系統。這個後面說。
在現實世界中，第二大困擾直升機設計師的技術難題恐怕就是如何平衡旋翼帶來的扭矩了。（第一大問題是旋翼的複雜流場，這個以後說）。
什麼是扭矩問題呢？絕大部分的直升機的結構差不多，就是機身裝發動機，發動機通過軸把動力傳遞給頭頂上呼啦啦轉的大風扇（旋翼）。旋翼旋轉產生升力，直升機就拔地而起了。
這時，飛機——旋翼是一個整體結構。根據角動量守恆定律，在一個系統在沒有外界動量改變的情況下，動量保持不變。直升機的發動機高速旋轉，帶動旋翼轉動。這是額外增加的動量，而駕駛員和乘客顯然不能一邊轉圈圈一邊談笑風生。為了讓平衡這種動量，必須帶進來一股新的，與旋翼旋轉增加的動量大小相等方向相反的動量。
從宏觀上看，這需要一股對抗直升機扭轉的力量，所以也叫反扭矩。
現代直升機之父伊戈爾西科爾斯基不是第一個讓直升機飛起來的人，但是他設計製造試飛的VS-300直升機卻用不同以往的方式實現了扭矩的平衡。
西科爾斯基在飛機後部安裝了一根尾巴，在尾巴末端裝了兩個小螺旋槳，一個朝上吹，可以解決如何讓直升機低頭抬頭的問題。另一個朝側面吹，用來對抗機身的扭轉趨勢。通過改變這個螺旋槳的轉速，直升機還能很方便的實現左右旋轉的控制。
目前，從只能帶一個人的超輕型直升機
到可以吊起一架大型客機的超重型直升機
採用西科爾斯基創立的單旋翼+尾槳布局的直升機是最多的。
有時候它們看起來可能不那麼典型。比如空客直升機（原歐洲直升機公司）最喜歡的涵道尾槳布局。
這種布局是把尾槳包裹在了尾巴里。
更極端的是麥道曾經大量使用的無尾槳布局。比如下面的MD520N。
它在粗尾巴裡布置了一颱風扇，通過吹風直接反扭和利用主旋翼的下洗氣流繞過圓柱形尾梁產生的康達效應共同對抗主旋翼的扭矩。
之所以大家這麼大費周章，是因為尾槳是一個非常危險的玩意兒。尾巴那麼長，直升機也沒個好用的後視鏡，起飛降落的時候哇哇轉的尾槳要是打到了什麼東西，花花草草粉身碎骨不說，被尾槳直接開了瓢的倒霉蛋也不少。為了讓大家好好吃午飯，那種圖我就不放了。
打壞了東西事小，碰壞了直升機往往是大事，失去了尾槳抗扭功能的直升機馬上開始扭著秧歌失去控制。
不管是涵道尾槳還是無尾槳設計，都是為了讓直升機更安全。
但這並不能真正解決問題。為了用更小的力量平衡扭矩，槓桿的力臂就得長，長長的尾巴很佔地方，本來直升機是為了減少對起降場地要求的。這下還得找一個半徑很大的空地才行。尾巴短點吧，尾槳就得消耗更多的功率，這些功率純屬浪費。
其實另外一種解決方案早在西科爾斯基之前就存在了。那就是，多弄幾幅螺旋槳，有的順時針轉有的逆時針轉，不就平衡了嗎？
這是四旋翼直升機，是不是很眼熟啊。它是現在滿天都是的四旋翼無人機的鼻祖。
原理上很簡單，而且只需要調整四個旋翼的轉速就可以完成包括上升下降、前飛後飛、左轉右轉的各種動作。問題是當年用機械的方式很難控制四套旋翼，而且佔地面積大、氣動效率不高，所以在機械直升機的時代，四旋翼或者更多旋翼沒有市場。
但是微機電技術的進步讓它在小型無人機領域大放異彩。
四個太多，變成兩個也許好些。
一前一後，叫縱列雙旋翼布局。比如西科爾斯基公司的CH-47支奴乾重型運輸直升機。
一左一右，叫橫列雙旋翼布局。比如前蘇聯米里設計局的米-12重型直升機。
平衡扭矩的原理都是一樣的。
這種樣子，對體量龐大的重型直升機來說，還可以接受。然而輕型直升機就犯難了，機身本來就不大，怎麼布置兩套旋翼呢？
於是，共軸雙旋翼就誕生了。兩幅旋翼上下疊在一起。最熱衷共軸雙旋翼布局的是前蘇聯（俄羅斯）的卡莫夫設計局，下面是卡-26輕型直升機。
共軸雙旋翼的難點在「軸」上。說是共軸，上下兩幅旋翼其實是兩個軸，要不然怎麼正反轉？一個軸是空心的，中間穿過另一個軸。這就給機械加工提出了很高的難度。
還好，對功率要求極低的電動小型玩具，這個不難，所以，現實中的哆啦A夢竹蜻蜓是這樣的。
還有一種更偏門的雙旋翼，叫交叉雙旋翼。最擅長這個布局的是美國卡曼公司。
看著是不是很危險，兩幅旋翼是如何做到不打架的呢？話不多說，看動圖。
有沒有武術套路對練的感覺？跟感覺不一樣，傾斜雙旋翼非常靠譜且穩定，特別適合用來弔掛運輸物品。
直升機如何抗扭，基本上就這些招了。最後留兩個問題給大家吧。
問題1：下面這種飛行器叫旋翼機，看起來很像直升機，但是旋翼不是靠發動機驅動，而是迎風旋轉。別看它屁股上也有個螺旋槳，但是這個螺旋槳是產生推進力的。問，它為什麼不需要平衡扭矩？
問題2：下面這幾種直升機，通過槳葉末端的小發動機噴氣產生旋轉的動力。它們為什麼不需要抗扭？
扭矩是一個物理學術語，具體到直升機上，其扭矩效應具體而言是因為直升機飛行主要依靠旋翼產生的拉力，當旋翼由發動機通過減速器和傳動軸帶動旋轉時，旋翼給空氣以作用力矩(或稱扭矩)，空氣必然在以大小相等、方向相反的反作用力矩作用於旋翼，這就是反扭矩，而且還會再通過旋翼將這一反作用力矩（反扭矩）傳遞到直升機機體上。如果不採取措施予以平衡，那麼這個反作用力矩就會使直升機逆旋翼轉動方向旋轉。直觀體現出來就是直升機開始旋轉，搖頭轉向。這樣直升機就沒法飛了。
扭矩是一個物理學術語，具體到直升機上，其扭矩效應具體而言是因為直升機飛行主要依靠旋翼產生的拉力，當旋翼由發動機通過減速器和傳動軸帶動旋轉時，旋翼給空氣以作用力矩(或稱扭矩)，空氣必然在以大小相等、方向相反的反作用力矩作用於旋翼，這就是反扭矩，而且還會再通過旋翼將這一反作用力矩（反扭矩）傳遞到直升機機體上。如果不採取措施予以平衡，那麼這個反作用力矩就會使直升機逆旋翼轉動方向旋轉。直觀體現出來就是直升機開始旋轉，搖頭轉向。這樣直升機就沒法飛了。
扭矩是一個物理學術語，具體到直升機上，其扭矩效應具體而言是因為直升機飛行主要依靠旋翼產生的拉力，當旋翼由發動機通過減速器和傳動軸帶動旋轉時，旋翼給空氣以作用力矩(或稱扭矩)，空氣必然在以大小相等、方向相反的反作用力矩作用於旋翼，這就是反扭矩，而且還會再通過旋翼將這一反作用力矩（反扭矩）傳遞到直升機機體上。如果不採取措施予以平衡，那麼這個反作用力矩就會使直升機逆旋翼轉動方向旋轉。直觀體現出來就是直升機開始旋轉，搖頭轉向。這樣直升機就沒法飛了。
扭矩是一個物理學術語，具體到直升機上，其扭矩效應具體而言是因為直升機飛行主要依靠旋翼產生的拉力，當旋翼由發動機通過減速器和傳動軸帶動旋轉時，旋翼給空氣以作用力矩(或稱扭矩)，空氣必然在以大小相等、方向相反的反作用力矩作用於旋翼，這就是反扭矩，而且還會再通過旋翼將這一反作用力矩（反扭矩）傳遞到直升機機體上。如果不採取措施予以平衡，那麼這個反作用力矩就會使直升機逆旋翼轉動方向旋轉。直觀體現出來就是直升機開始旋轉，搖頭轉向。這樣直升機就沒法飛了。為了解決扭矩問題，或者術語稱為平衡「反作用力矩（或反扭矩）」，主要是通過直升機的總體布局設計來解決，經過多年發展，公認兩種比較好的解決方案為：單旋翼帶尾槳布局。該布局因為在直升機中應用最為廣泛，最為常見，因此也常被稱作「直升機常規布局」。在單旋翼帶尾槳布局中，在直升機尾部伸出來一個尾梁，上面裝一個可以旋轉的尾槳，空氣對主旋翼形成的反作用力矩，由尾槳旋轉產生的拉力(或推力) 相對於直升機機體重心形成的偏轉力矩予以平衡。這種方式雖然需要一個較長的傳動軸從發動機那裡將一部分功率傳到尾槳推動尾槳轉動，需要消耗一部分功率，但構造上比較簡單。單旋翼的代表作很多，最典型的比如西科斯基UH-60M「黑鷹」通用運輸直升機。必須指出的是，世界上現在絕大多數直升機都採用單旋翼帶尾槳的常規式布局。
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