我國古老的玩具竹蜻蜓，在原理上就是垂直上升的直升機。不過，真正能夠用的直升機卻比飛機要晚出世二三十年，原因是固定機翼的飛機遠比直升機簡單。但是，直升直降的飛行器，和能在空中慢慢地飛，甚至能停懸的飛行器，在很直多場合是很需要的，三十年代末期，終於製造出了真正能用升的直升機。
直升機騰空原理
普通飛機，螺旋槳的拉力是為了對付阻力的，它的拉力隻等於飛機重量的十幾分之一，根本不能直接把飛機拉上空中，可是，同樣功率的發動機，用在直升機上，卻能把同樣重量的直升機垂直拉到空中，這是為什麼？
關鍵在於把發動機的軸功率變為拉力的那個螺旋槳（直升機上叫做旋翼）的直徑。直徑越大，拉力越大。從物理學的角度來看，像螺旋舉這樣的器械之所以能產生拉力，不外乎它會向後推空氣，使空氣加快向後去的速度，這時它使得到了空氣給它的反作用力（即向前的拉力）。推動空氣向後去的力，取決於被推動的空氣的質量（每秒流過槳盤的空氣質量）乘以空氣的速度變化量（即速度增量）。這是物理上的動
量定律。螺旋槳所得到的拉力既是推空氣的那個力的反作用力，當然它也就決定於這兩項的乘積。要加大拉力，可以加大空氣質量，也可以加大空氣的流速。但空氣經過槳盤之後，到了遠後方，它的流速較之遠前方原來的氣流速度是增大了,這說明氣流帶走了動能，這能量是發動機支出的。動能是和空氣的質量成正比、和速度的平方成正比的。所以用增大空氣量的辦法以加大拉力，比用增大流速的辦法合算。加大空氣量的辦法就是加大槳徑。
直升機旋翼的直徑很大，如果轉速還是那麼高的話，葉尖處的速度勢將變成超音速的，阻力就大得受不了。為此，直升機的旋翼所用的轉速特別低，每分鍾隻有二三百轉（一般飛機的螺旋槳每分鍾一千至二千轉）。
直升機的前進方法
直升機用一個旋翼，既要產生豎向力，又要在需要時能產生水平推進力，這在構造上的確是不簡單的。前麵談過的最完善的恒速槳，它的槳葉也隻能在槳轂內繞一根葉片長度方向的軸線轉動角度，以改變艦（即槳葉的扭角）其他方向的動作是不能做的。螺旋槳的動力軸基本上和飛行方向一致，所以不論飛機有無前進速度，流過槳盤的相對風都是垂直於架盤的，各槳葉在槳盤中旋轉時，不論轉到哪個位置，和相對風的關係都是一，不會發生一邊大一邊小的問題。直升機的旋翼就不同，它的動力軸是豎直的，槳盤是水平的，隻有當它僅作豎向升降時，相對風是豎向的，這時各旋翼的工作情況和螺旋槳才一樣。一旦有了前進速度，就會另有一個水平方向的相對風，這個風速基本上是和槳盤平行的，於是每一葉片在架盤中旋轉時，轉到不同的方位（即槳盤上的前後旋轉風速迎麵風速）水平合速。
向前進的和向後退的葉片，風速大不相同左右位置上，受到的相對風是不同的。葉片轉到右側時，它處於戶形胃前進的位置，對這葉片說來，因前進而生的相對風上和因旋轉而生的相對風是相加的；而轉到左側的那個葉片是處於後退的位置，這時，因前進而生的相對風將抵消一部分因旋轉而生的相對風。所以，在右側方位上的葉片和在左側方位上的葉片，受到的有效相對合速是有差別的，前進速度越大，這個差別越大。每個葉片所產生的升力是和相對合速的平方成正比的，如果旋翼也像螺旋槳一樣安死在槳毅上的話，那麼，在前進時，右邊的升力一定比左邊的犬，勢必要使整個直升機向左側翻滾，這是個大問題，不解決就無法作前進飛行。
解決的辦法之一是在每張葉片的根部安一個水平的揮拍鉸鏈，使葉片可以自由地上下揮動，像扇子似的。這樣一來，葉片轉到前進位鞏上所生的較大的升力就不會使機身翻滾，而隻是使這個葉片向上揮動一下。同理，葉片轉到後退艘上，也隻是使那個葉片向下揮動一下。安了這樣的水平―之後，一有升力，會不會使葉片都折到頭頂上去呢？不會的。因為葉片有質量，旋轉起來有離心力。離心力有拉平葉片的趨勢，這是個反對葉片折到頭頂上去的力。在實際運轉中，離心力和升力同時起作用，一個要葉片張開，一個要葉片向上合攏，所以葉片會取一定的上斜位置，這是上述兩種力對揮拍鏈的力矩平衡所決定的4位置。
有了揮拍鐵鏈之後，葉片根部基本上沒有升力所造成的彎矩了（螵旋槳是有的；)，葉片的根部（甚至整個葉片）就不必那麼厚，這對於減輕旋翼的重量也大有好處。
還有一種解決翻滾的辦法，是把整個旋翼用一個水平的橫軸和動力軸連接起來（左右兩葉片固定成為一根直杠子），―翼可以像小孩玩的壓板似的上下搖劫。這樣在作前進飛行時，機身也不致被帶著翻滾，隻是旋翼本身上下搖動而已。前進飛行的問題解決了，但由於葉片不可避免地要不斷地轉到後退的位置上去，整個直升機的前進速度就不可能很大。現代一般的直升機的最大前進速度約200千米7小時。