直升机（英文名称：Helicopter）通常是指依靠发动机驱动旋翼产生升力和纵横向拉力及操纵力矩，能垂直起降的航空器。其依靠旋翼产生升力，能够向各个方向飞行、垂直起降及长时间空中悬停，其飞行包线左边界性能优于其它任何飞行器种类。

作为20世纪航空技术极具特色的创造之一，直升机极大的拓展了飞行器的应用范围。相对于固定翼而言，直升机的突出特点是可以做低空、低速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，但飞行速度较低，航程相对较短。由于直升机相较于固定翼飞机的独有特点，其在攻击、侦察、救护、起重、森林防火、地质勘探、空中摄影等领域具有广泛的应用前景。

中国的竹蜻蜓和意大利人列奥纳多·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”，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)。意大利人达芬奇在1483年提出了直升机的设想并绘制了草图。

1907年8月，法国人保罗·科尔尼尔研制出一架全尺寸载人直升机，并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。这架名为“飞行自行车”的直升机不仅靠自身动力离开地面0.3米，完成了垂直升空，而且还连续飞行了20秒钟，实现了自由飞行。

俄国人尤里耶夫提出实用尾桨来平衡反扭距的方案，并于1911年制造出了原型机。同年，尤里耶夫还发明了可使旋翼桨矩发生周期性变化的自动倾斜器。这种单旋翼加尾桨布局的直升机成为现在最广泛的直升机布局。由于早期直升机发动机效率不高，旋翼和控制技术原始，所以距离实用还有较大差距。

第一次世界大战开始后，性能较好发动机的出现部分解决了直升机的动力问题，但直升机操纵问题越发突出，只要解决操纵问题，实用直升机的诞生就不远了。

1939年春，美国的伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基完成了VS-300直升机的全部设计工作，同年夏天制造出一架原型机。1939年9月14日，西科斯基亲自驾驶VS-300进行了首次自由飞行；自首次系留飞行以来，西科斯基不断对VS-300进行改进，逐步加大发动机的功率；1940年5月13日，VS-300进行了首次自由飞行；至1941年，VS-300逐渐成熟。VS-300是3桨叶单旋翼带尾桨的直升机，通过旋翼的周期变距对直升机进行横向和纵向操纵，通过尾桨进行航向操纵。

1942年，VS-300的改进型R-4(VS-316)投产，第二次世界大战期间，该型直升机投入批量生产并制造了数百架。R-4通常被认为是第一架真正可供使用的直升机。至此，第一架实用的直升机正式诞生。

从第一代实用直升机问世至今，航空学家通常根据直升机出现的年代，动力装置的先进程度，升力系统的先进程度，机体结构材料的先进性，电子系统的先进程度，直升机的总体评价等六个重要指标把直升机分成四代，这四代直升机都有各自的典型技术特征。

从VS-300在1939年成功首飞至20世纪60年代初期，这一阶段被称为是第一代直升机的发展阶段。

由伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基研制的VS-300是世界上第一架实用直升机。1939年9月14日，西科斯基飞机公司驾驶VS-300顺利起飞，以约二三米的高度，平稳地悬停了10秒钟之久，然后轻巧地降落回地面。经反复试飞，VS-300具有良好的操纵性能，具备了现代直升机的基本特点。1940年底，美国陆军决定大量购买VS-300的改进型VS-316，军队编号为R-4。R-4为双座机，主族翼直径11.58米，最大重量1152公斤，使用一台185马力活塞发动机，巡航速度为109公里／小时，航程为320公里，升限为1524米。它能垂直起降、悬停、前飞、后飞、侧飞以及无动力自转下降等，完全具备了现代直升机的飞行特点。

第一代直升机的主要技术特征是：安装活塞式发动机；采用金属/木质混合式旋翼桨叶；机体为由钢管焊接成的构架式或铝合金半硬壳式结构；装有简易的仪表和电子设备；最大平飞速度在200千米/时以内，全机振动水平（约0.20g）、噪声水平（约110dB）均较高。典型的机型如米-4、贝尔-47等直升机。

R-4直升机是苏联米里直升机设计局设计的单旋翼带尾桨多用途武装直升机。其采用四桨叶单旋翼带尾桨式布局，装有一台活塞式发动机，尾桨末端装有平尾，采用不可收放的四点式起落架。第一架米-4直升机于1952年8月首飞，几个月后就通过了国家验收，随后于1953年正式投入生产，1969年停产，共生产3500架。

从20世纪60年代初期到70年代中期，发展了第二代直升机。

第二代直升机的主要技术特征是：安装了第一代涡轮轴发动机；采用全金属桨叶与金属接式桨毂构成的旋翼；机体主要仍为铝合金半硬壳结构；开始采用最初的集成微电子设备；最大平飞速度约达250千米/时；振动水平（约0.15g）、噪声水平（约100dB）有所降低。典型的机型有米-8、“SA321直升机”等直升机。

米-8直升机是苏联米里设计局研制的单旋翼带尾桨式中型运输和多用途直升机，采用五叶单旋翼带尾桨布局，2台涡轴发动机并排安装在机身顶棚上部，采用不可收放的前三点式起落架。北约代号为“河马”。米-8“河马”直升机用途广泛，已经生产了数十年， 是一种长寿命直升机。迄今为止。投产的米-8共有50多个型号，9000多架。其中三分之一是由俄罗斯乌兰乌德工厂生产的，三分之二是由俄罗斯喀山工厂生产的，大量装备俄罗斯陆军航空兵、空军，也有一部分由民航使用，并有超过1000架已出口到欧洲、亚洲、非洲、拉丁美洲的数十个国家。多年来，该机也一直是世界上使用最广泛的民用和军用直升机之一。

从20世纪70年代中期至80年代末，属于第三代直升机发展时期。

第三代直升机的主要技术特征是：安装第二代涡轮轴发动机；采用全复合材料桨叶及带有弹性元件的桨毂构成的旋翼；机体结构部分使用复合材料；采用大规模集成电路的电子设备和较先进的飞行控制系统；最大飞行速度约300千米/时；振动水平（约0.10g）、噪声水平（约90dB）进一步得到控制。典型的机型有“海豚”“黑鹰”“AH-64武装直升机”等直升机。

UH-60采用四叶单旋翼带倾斜式尾桨布局，2台涡轴发动机安装在机身上部、主减速器两侧。向左倾斜的尾桨安装在尾斜梁右侧，尾梁后侧有宽大的平尾，平面迎角可调整。采用不可收放的后三点式起落架。全机设计时考虑了空运要求，机身扁平，旋翼轴可降低，驾驶舱内并排布置正副驾驶员座椅，座舱两侧各有一扇较大的滑动舱门，便于士兵迅速登机和立机。

从20世纪90年代以来，直升机的发展进入第四代，也是当今最先进的一代。

第四代直升机的主要技术特征包括：安装第三代涡轮轴发动机；装有进一步优化设计的翼型、桨尖和先进的复合材料旋翼桨叶，无轴承或弹性铰式等新型桨毂；机体结构大部分或全部使用复合材料；操纵系统改为电传操纵；采用先进的飞行控制、通信导航、综合显示和任务管理系统；最大平飞速度已约达315千米/时；振动水平（约0.05g）、噪声水平（约80dB）已得到良好控制。典型的机型有“科曼奇”、NH-90，以及中国研制生产的直-20战术通用直升机等直升机。

1984年初，法国、意大利、西德、英国、荷兰等五国国防部根据北约工业顾问团的意见提出研制一种中型（8-9吨）通用战术运输直升机初步设想，用于海上和陆地执行各种军事任务，并要求能在20世纪90年代中期交付部队使用。1993年10月，法国马里涅纳直升机工厂装配了第1架原型机，并于1995年12月18日完成了首飞。

NH90采用常规四叶单旋翼带尾桨构型，双发涡轴发动机，可收放的三点式起落架。

旋翼是直升机的关键部件，其由2片及以上的桨叶和桨毂组成，桨叶外形与机翼相似，并连接在桨毂上。桨毂安装在旋翼轴上，旋翼轴方向接近于铅锤方向，由发动机驱动旋转。桨叶在旋转时产生空气动力。

桨叶翼型的弦线与桨毂旋转平面之间的夹角称为桨叶的安装角，又称为桨矩。通过调整桨矩可以调节升力大小，实现直升机的上升下降和悬停。调节旋翼的转速也可以调节升力大小，但旋翼转速取决于发动机转速，而发动机由最佳工作范围，故拉力的改变主要靠调节桨叶桨矩来变化。直升机桨叶旋转时，通过周期性的改变各片桨叶的倾斜角度，使桨盘平面向各个方向倾斜，即可使直升机向前后左右任意方向飞行。

直升机的布局形式按旋翼数量和布局方式的不同可分为单旋翼直升机、共轴式双旋翼交叉式直升机、纵列式双旋翼直升机、横列式双旋翼直升机等类型。

单旋翼带尾桨直升机常称单旋翼直升机，这是技术最成熟、应用最广泛的一种构型。它具备一个水平旋翼负责提供升力和推进力。机身尾部安装一个小型垂直旋翼，称之为尾桨，负责抵消旋翼产生的反扭矩。这种构型操纵系统简单，制造费用低，但尾桨的旋转要消耗发动机7%~10%的功率，导致直升机的外形尺寸较大。例如，空中客车直升机公司制造的H-135直升机。

单旋翼无尾桨直升机同样具备负责提供升力和推进力的一个水平旋翼。但没有尾桨，取而代之的是机身尾部侧面的排气装置。排出的空气与旋翼的下洗气流相互作用产生侧向力来抵消旋翼产生的反扭矩。例如，美国麦道直升机公司生产的MD520N直升机。

简称纵列式直升机。它是由两副旋翼沿机体纵轴方向前后排列，反向旋转，使两副旋翼的反作用力矩相互抵消的直升机。

这种构型的直升机纵向稳定性好、载重效率高、机身宽敞、有效容积大、重心范围大；其缺点是传动系统和操纵系统复杂、前飞时后旋翼气动效率较差。这种构型适用于大型直升机，例如，波音公司制造的CH-47“支努干”运输直升机。

简称横列式直升机。这种直升机的两个旋翼左右横向排列，安装在机身两侧的机翼翼梢，且在同一水平面内，旋翼轴间隔较远，旋转方向相反。

横列式直升机前飞性能好较好，但结构复杂、结构尺寸大，重量效率低。这种构型的直升机在增大尺寸和载重量方面的发展不受限制。比如，苏联米里设计局研制的Mi-12直升机。

简称共轴式直升机。它在相互同心的套轴上安装两副转速相等、转向相反的旋翼。由于旋翼转速相等、转向相反，因此两副旋翼产生的反作用力矩可以相互平衡，因此不需要用尾桨来平衡旋翼产生的反作用力矩。直升机航向的改变可以通过差动操纵两副旋翼的总桨距，使两副旋翼的反作用力矩不等而实现。

这种直升机的优点是结构紧凑、机身短、外形尺寸较小，适于舰载使用；缺点是升力系统较重操纵系统和传动机构复杂，为避免上下两副旋翼桨叶相碰的危险而高度较大。例如，苏联卡莫夫设计局研制的卡-50武装直升机。

简称交叉式直升机。两副旋翼位于机身两侧，横向左右排列，它们的主轴向外倾斜呈V字形，两副旋翼交错反向协调旋转。两旋翼的反作用力矩只是使直升机的垂直轴达到平衡，对于横轴的分量则是同向相加的，是直升机的俯仰力矩。

这种直升机机身短、外形小、稳定好，但两副旋翼的旋转必须保持可靠的协调，传动系统复杂。这种构型适用于轻小型直升机。例如，卡曼宇航公司研制的K-MAX起重直升机。

目前使用最广泛的直升机是单旋翼直升机，其主要由旋翼、尾桨、操纵系统、传动系统、机身、起降装置和动力装置等组成。

机身是直升机的重要部件，用来支持和固定直升机的部件和系统，并用来装载人员、物资和设备。机体外形对直升机飞行性能、操纵性和稳定性有重要影响。直升机机身一般从前至后分为驾驶舱、人员/货物/设备舱、过渡段、尾梁和尾斜梁等。一般在机翼中段上方安装旋翼，在尾梁后部或尾斜梁上安装尾桨和水平安定面。

对直升机机身的主要要求是：便于安装空勤人员的座位并有良好视界；容易安置乘客座椅并且舒适；内部容积利用率高；各种附件应容易接近并且便于安装、拆卸和维护；要有足够的强度和刚度；外形呈流线型；制造简单并且重量轻。

按构造来分，直升机机身分为构架式、梁式和混合式。直升机的构型对机身外形和受力方式有很大影响。

在使用过程中，机身除承受各种装载的静载荷之外，还需要承受动部件以及起落架传来的动载荷，以及武器发射和货物吊装的动载荷。为了装卸货物和安装设备，机身上要设置许多舱门和开口。为了提高直升机的生存性，武装直升机机身结构应该具有抗弹击损伤和耐坠毁能力。

直升机最显著的标志是旋翼，顾名思义，旋翼就是旋转的机翼。直升机和飞机都是重于空气的航空器，它们都需要翼面与空气发生相对运动，以产生向上的升力。来克服地球引力，实现在空中的飞行，这是它们的相似之处。但是，飞机在空中飞行，升力主要是靠与飞机机身固定在一起的机翼产生，而前进力则靠另外的螺旋桨或是喷气式发动机产生。直升机在空中飞行，升力和前进力都由旋翼产生。

对直升机来说，旋翼既起到飞机机翼的作用，又起到螺旋桨（或喷气式发动机）的作用，此外还起到飞机副翼、升降舵和方向舵的作用。为了实现上述功能，旋翼总的空气动力学向量可以变化。桨叶的设计除了要考虑气动方面的要求之外，还要考虑空气动力学和疲劳方面的要求。所设计桨叶的固有频率不能与气动激振力发生共振，桨叶承力结构要有较高的疲劳性能或采用破损安全设计。因此旋翼桨叶的工作环境比飞机机翼的工作环境复杂得多，这使得直升机旋翼比固定翼飞机系统复杂。

旋翼系统由桨叶和桨毂组成。旋翼形式是由桨毂构型决定的，它随着使用材料、制造工艺和旋翼理论的发展而发展。到目前为止，已经实际应用的旋翼构型有铰接式、跷跷板式、无铰式和无轴承式。

旋翼系统中，桨叶是提供升力的重要部件。按桨叶发展的先后顺序，可分为木质桨叶、钢木混合式桨叶、金属桨叶和复合材料桨叶。

对于使用最广泛的单旋翼带尾桨直升机来说，尾桨是用来平衡旋翼反扭距和对直升机进行航向操纵的部件。旋转的尾桨也相当于一个垂直安定面，能起到稳定直升机航向的作用。虽然尾桨的功用与旋翼不同，但是它们都是由旋转而产生空气动力学，在前飞时都处于在不对称气流中工作的状态，因此尾桨结构与旋翼结构有很多相似之处，尾桨的结构形式有跷跷板式、万向接头式、铰接式、无轴承式以及涵道尾桨和“无尾桨”（NOTAR）式。

动力装置是直升机动力的提供者，它把燃料的化学能转化为机械能，驱动旋翼旋转。直升机动力装置主要有活塞式发动机和涡轮轴发动机。

早期直升机往往使用活塞式发动机作为动力。活塞发动机耗油量低且价格便宜，但其振动大、功率重量比和功率体积比小、控制复杂等。目前主要在轻小型直升机上使用。

后期直升机主要使用涡轮轴发动机。与活塞发动机相比，其最大的优势是功率重量比大，同时，涡轮轴发动机的使用、维护也简单。因此，目前涡轮轴发动机是使用最广泛的直升机动力。

直升机的传动装置是发动机驱动旋翼和尾桨旋转必不可缺的部件，它与发动机、旋翼系统共同构成了一个完整的机械运动系统。

对传动系统的基本要求是：工作可靠、扭转与弯曲振动小、传动效率高、结构与制造简单、重量轻、容易安装拆卸和维护、有起动离合器和自转离合器、运转噪声小。

现代直升机的传动装置是由各种附件组成的、用来传递机械能的系统。目前大多数直升机的传动系统采用刚性构件，利用齿轮啮合传动原理将发动机输出的功率传递给旋翼、尾桨和其他部件。传动系统的主要部件有：主减速器、中间减速器、尾减速器、传动轴、旋翼刹车装置、离合器和联轴节等。

直升机操纵系统一般由周期变距操纵杆、脚蹬、油门总距变距杆、自动倾斜器、液压助力器、加载机构、卸载机构、旋翼刹车以及连杆、摇臂等组成。整个操纵系统分为3大部分：油门总距变距系统、脚操纵系统和周期变距操纵杆操纵系统。操纵油门总距变距杆，可以使得直升机垂直升降；操纵脚蹬，可以使得直升机转弯；操纵周期变距操纵杆，可以使直升机向任意方向飞行。

对直升机操纵系统的基本要求是：重量小、刚度大，由摩擦、活动间隙和变形引起的操纵系统滞后时间应最短，驾驶杆和脚蹬上的反作用力要缓和，纵向操纵、横向操纵、方向操纵和总距操纵应互不干扰，在机体发生变形时操纵系统不应出现卡死和夹住现象，附件应便于检查、安装和拆卸。

直升机起落架的主要作用是在直升机着陆时吸收垂直下降速度产生的能量，减少触地撞击引起的过载，以及防止在起飞、着陆和地面开车的时候出现”地面共振“。此外，起落装置还用于直升机在地面的移动，减少由于地面不平产生的撞击与颠簸。

在陆地上使用的直升机起落架有轮式起落架和滑橇式起落架。在水上降落可以使用浮筒式起落架，也有同时装有浮筒和机轮的两用起落架（用于水陆两栖直升机）。对于舰载直升机，还需要特殊的着舰装置。

直升机机载设备指的是直升机上保证直升机飞行和完成各种任务的设备。随着现代直升机的发展，机载设备的重要性越来越突出。机载设备的先进性已经成为现代直升机是否先进的重要标志之一。

保证飞行的飞行设备有各种仪表、电气、供氧、通信、导航、防冰、加温、灭火等设备，这些设备与普通固定翼飞机上的设备差不多。

直升机根据执行任务的不同将安装不同的任务设备。救护直升机可安装救援吊车、担架、医疗设备等；农用直升机可以安装农药箱、喷雾杆等；武装直升机可以携带火控系统、导弹、火箭弹和航空机炮等武器；反潜直升机装载吊放声纳和反潜鱼雷。

直升机是航空救援体系中最关键的装备。其可以不受地面、水面和各种复杂环境的限制，充分发挥直升机导航定位、探测搜索和现场救援设备的特点，快速到达高原、沿海、山区等复杂灾害现场，实施搜索、医疗、物资运输、起吊及空中指挥等工作，在自然灾害、消防救援、重大突发事件等方面发挥核心作用。

武装直升机是装有武器、为执行作战任务而研制的直升机 。武装直升机可广泛应用于各种军事行动，执行各种战术任务，包括军用物资／兵员运输、战斗搜索与救援、伤病员后送、通信联络、战斗指挥／控制、侦察、目标指引、反舰／反潜、布雷／扫雷、护航、对地火力支援／攻击、电子战、战斗损伤评估等。从实战应用来看，在海湾战争、科索沃战争、车臣战争、伊拉克战争、乃至近期的2022俄乌冲突中，武装直升机都得到了广泛应用。

直升机灭火不受地面道路和交通情况的限制，能在较短时间内飞抵指定地点，具有机动性强、使用灵活的特点，可以最大限度地减少森林火灾的危害。直升机可以利用外挂吊桶载水，从空中直接将水喷洒在火头和火线上，进而扑灭森林火灾。大型直升机载水量大，有效水带长，灭火效果明显。

在水源比较丰富的地区开展吊桶洒水灭火，可以节约大量的人力、物力、财力；通过吊桶洒水，小面积火灾可以被直接扑灭，大面积火灾可以得到一定控制，减轻地面扑火人员与森林火灾直接对抗的强度，避免发生人员伤亡事故；在扑救强度较高、蔓延速度快的森林火灾时，可以直接扑灭火头、火线、树冠火，减少森林资源的损失。

普通机械农林药物喷洒作业往往一天需要工作十几个小时、作业面积仅300-400亩、工作人员配备需5-8人，工作负荷大而效率低下，还会出现轧苗多、药物雾化差、药物大量浪费等缺陷。直升机航化作业属超低量、高浓度的作业方式，雾化效果好，药物浪费少，工作效率高，人力需求少，且不会对作物造成碾压，具有较大的优势。

近年来，基于模型的复杂系统工程管理思想为直升机总体设计注入新的理念；与直升机相关的各学科专业的理论和分析模型发展也很快，为直升机总体设计提供了更好的基础。下一代直升机总体设计技术发展呈现如下特点：

(1)充分利用多学科设计优化、 全过程设计综合、分阶段分层次进行总体方案设计和评估，充分采用各种理论模型与设计技术、以及各种成熟商用软件作为设计工具和手段，完善直升机总体设计手段，提高总体设计效率。

(2)为适应新构型直升机发展的需要，直升机总体设计必须不断扩大分析模型，拓展考虑因素的范围。

(3)总体设计将持续不断地吸收直升机各学科技术的最新成果，使直升机总体设计模型能更准确地描述和反映直升机的特性。

旋翼气动特性分析是进行直升机旋翼及全机布局设计的基础和前提。今后共轴双旋翼技术的发展方向仍是不断探索新的翼型、桨叶平面形状以及桨尖构型，并采用优化方法使得旋翼气动效果最佳。桨毂的发展将出现以无轴承、球柔性先进桨毂为主、其他桨毂并存的局面。球柔性和无轴桨毂获得应用，桨毂壳体及桨叶的连接件采用复合材料，将使得结构更紧凑，重量更低，阻力更小。

目前，研究机构已形成以模型飞行试验数据为基础的CIFER建模方法、CONDUIT控制优化和飞行品质评估方法，建立了综合的软件使能控制和开放控制平台，设计下一代直升机时在此基础上考虑电传操纵系统特点，应用新的建模理论和控制方法综合分析和研究直升机机动飞行能力。

复合材料在直升机上应用研究迅速、广泛，几乎直升机所有的结构件都开展了应用复合材料的研究，并取得了巨大成功。但复合材料在直升机应用方面还需要进行更进一步的研究，尤其是低成本复合材料，具有可靠材料性能数据的先进原材料，复合材料损伤容限准则、铺层设计方法、成形工艺、可靠性分析等都还没有完全掌握。

伴随电子信息技术的发展，下一代直升机会注重研究、发展直升机平台与机载系统设备(包括电子、武器、 飞行控制等)的综合一体化和集成化。下一代直升机设计中发展了机载电子综合系统，做到系统设备标准化、模块化、 通用化,并采用先进数据总线控制运行，网络集成，解决好战术、任务、管理一体化信息集成管理技术。下一代直升机需要采用先进的综显系统、 声控技术和集成技术，开发集成化的人机工效型驾驶舱，以实现目标识别和任务/系统管理的高度自动化，使任务功能增加1~2倍，并减少飞行员的操控负荷，使机组人员的工作量减少1/2以上。

直升机振动和噪声控制是一项多学科交叉的综合技术研究工作，涉及多个相关学科。目前，结构响应主动控制(ACSR)技术已投入实践并不断发展完善。随着智能驱动材料性能的提高，智能旋翼控制技术成为直升机减振降噪的新发展趋势。

恶劣天气对于直升机的飞行安全的影响是致命性的。 特别是有作战任务需求的军机，经常需要在恶劣天气条件下飞行训练，因此恶劣天气是导致军机事故的主要原因之一。

恶劣天气包括暴风雨雪、冰冻、大雾、强气流、沙尘、能见度低等不良气象环境。低温雨雪天气下，直升机蓄电池容量下降，启动困难；电气系统在低温低压情况下可能无法有效触发，故障率升高；低温环境下，滑油黏度加大，启动难度大。强气流和沙尘环境下，直升机轴承和桨叶易受大风影响而损坏；沙粒易导致活动部件磨损；沙粒中腐蚀性物质易导致机件腐蚀加快，尤其是发动机叶片磨损，会导致发动机性能下降。

夜间飞行由于视线条件差，虽然有多种辅助设备，但仍易发生飞行事故。 夜间飞行是军机的常规训练科目，且军机往往需要同时面对夜间飞行和不利地形，所以夜间飞行也是导致军机事故的主要原因之一。

近地飞行时非常容易发生直升机事故。触地或触碰地面障碍物这类事故一般发生在起降过程及地面开车阶段，此时直升机飞行不稳定，如果突然出现气流，极易造成旋翼或尾梁触地及触碰地面障碍物。 如果在高大建筑群中起降，如医疗救护作业，尤其容易触碰高楼或其他大的障碍物。

撞线和撞树容易发生在低空飞行时。细小的线缆分布密集且不易发现。 直升机安装的线缆探测器和线缆切割器并不能完全保护直升机。 经常进行农业喷洒、搜索救援和医疗救护等作业的直升机，不仅需要低空飞行，而且飞行时间长、飞行范围广，如果对飞行区域不够了解，易发生此类事故。

在飞行作业中发生的事故有很大一部分缘于直升机自身的系统故障。系统故障主要包括发动机故障、发动机故障之外的因素引起旋翼转速下降、直升机失控和其他系统故障。其中最主要的是动力（传动）系统故障和操纵系统故障，包括传动轴连接螺栓失效、尾传动轴滑脱、发动机油门操纵无响应、电机故障以及发动机失效等。

起降环境是影响直升机飞行的一个重要因素。 直升机的一个重要特点是野外飞行，野外环境沙尘 大，杂草和小石子多，且经常需要在雪地、沙地、河床等不平或松软的地面进行着陆。沙石容易损伤桨叶和发动机进气道，降低环境能见度；软地面容易造成直升机下陷、倾斜，导致尾梁触地或旋翼打地等事故。

1936年6月26日，福克公司的资深试飞员艾瓦德·洛夫斯驾驶着FW-61的首架原型机V1开始了第一次试飞，试飞时间据福克博士记载为45秒，这是世界上第一架试飞成功的直升机，在这不到一分钟的时间里，无论起飞、降落、盘旋还是全速飞行，Fw-61都表现出了很好的稳定性。

1969年2月12日，由前苏联米里直升机实验设计局（现称米里莫斯科直升机制造厂）设计，绰号“信鸽”的V-12重型运输直升机首次试飞，飞行中有效载重31030公斤，以180米/分钟的爬升速度爬升列2951米高度，这一高度打破了最大载重下爬升到2000米高度的纪录，而且也打破了20000公斤，25000公斤和30000公斤有效载重的高度纪录。

PD-100黑黄蜂，是挪威Prox Dynamics公司研制的迄今为止世界上最微小的“直升机”。这款“直升机”的体积只有一个香烟盒大小，发动机叶片只有4英寸大小，可以携带一架微型数码照相机。

该直升机是充电式直升机，在飞行过程中基本没有声音，可以在1分钟内完成升空，最高速度为580米/分钟，可以在空中悬停，最远操作距离为1000米，充满电后该直升机可持续飞行25分钟，期间可通过机身的摄像头向监控器提供图片或视频。主要用于对作战地区或密闭空间的侦查、监视敌军动向、检查危险区域等等。

2010年9月6日，空中客车直升机公司在伊斯特尔飞行试验中心，试飞了其最新技术研制的X3型高速直升机原型机。该直升机配备有两台涡轮轴发动机，可为一个五叶主旋翼和两个安装在机身两侧的螺旋桨提供足够动力，其最高设计巡航速度为220节(约合每小时407千米)。在2013年6月7日，X3的新一次试飞中，水平飞行速度已达到255节（472千米/时），并在此次试飞前几天的一次试验中，下降时最高飞行速度已达到263节（487千米/时）。

1972年6月21日，飞行员吉恩·鲍莱特驾驶SA315B“美洲驼”创造了飞行高度达12442米的世界纪录。

SA315B直升机，是法国宇航研制、在“云雀”Ⅱ基础上改进的多用途直升机，其设计始于1968年末，最初是为了满足印度武装力量的需求，原型机于1969年3月17日首飞，次年开始服役。

1962年，为了赢得为美国陆军生产新型轻型侦察直升机(LOH)的合同，休斯直升机公司制造了5架OH-6A原型机（美国陆军将其命名为“卡尤塞”（Cayuse），绰号“印第安种小马”）。

1966年4月6日，休斯公司的试飞员、退役陆军中校Robert Ferry驾驶OH-6A从加利福尼亚州卡尔福城的休斯公司起飞，到佛罗里达州的奥蒙德降落，耗时15小时8分钟，航程达3562千米。这是迄今为止中途不加油的直升机最大航程纪录。此外，在1966年3—4月间该直升机还创造了其余22项世界纪录。