基本信息
- 项目名称：
- 单桨自消旋涵道风扇飞行器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 单桨自消旋涵道风扇飞行器是一种小型垂直起降无人飞行器，由单个涵道螺旋桨提供垂直起降的升力和前进飞行的动力，通过尾流区的两级舵片控制飞行器姿态。涵道结构不仅能够产生额外升力，也使飞行任务更加安全。此类飞行器悬停和凝视能力的优势非常适合在城市街区、复杂地形环境进行侦察。本作品相比于其他同类飞行器的特点是小（体积小）、轻（质量轻）、快（加工快）、易（装配易）、廉（成本廉）。
- 详细介绍：
- 单桨自消旋涵道风扇飞行器是一种小型垂直起降无人飞行器，由单个涵道螺旋桨提供垂直起降的升力和前进飞行的动力，通过尾流区的两级舵片控制飞行器姿态。涵道结构不仅能够产生额外升力，也使飞行任务更加安全。此类飞行器悬停和凝视能力的优势非常适合在城市街区、复杂地形环境进行侦察。本作品相比于其他同类飞行器的特点是小（体积小）、轻（质量轻）、快（加工快）、易（装配易）、廉（成本廉）。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 通过单桨和简单消旋装置实现垂直升降和悬停功能。涵道为安全使用和增升提供基础，舵面倾斜控制为横向移动提供操纵能力。 创新点：单桨转动和涵道壁面轴向主动消旋叶片控制组合，消除共轴双桨复杂机构设计、可靠性和重量问题。使垂直起降飞行器小型化、轻质化成为可能，更安全、更轻盈、价格更低。 关键技术：1、动力学设计，包括俯仰操纵力臂的确定和俯仰、自转惯量大小的确定；2、结构设计：要求质量轻、能够充分发挥涵道增升的特性、模块化设计、参数可调。 主要技术指标：1、整体重量小于3千克。2、最大推力可达飞行器重力的1.5倍
科学性、先进性
- 科学性：1、单桨简化了系统结构；2、提供了良好的垂直起降和悬停能力。 先进性：悬停和位置控制精确，作战效能高；操作使用方便，安全性高；结构简单，飞行器可靠性高；噪声大大降低，生存能力强；结构紧凑，便于携带和使用；使用维护方便，综合效费比高。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品在2010年5月国防科大第九届创新杯学员课外学术科技作品竞赛中获科技发明制作类二等奖。
作品所处阶段
- 作品已完成模型制作，进行了动力学建模和分析，以及气动计算，正在逐步开发其自动控制系统。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品；录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 此类飞行器能够垂直起降和悬停，非常适合在城市街区和复杂地形环境使用。 此类飞行器结构简单，生产成本较低。 此类飞行器在军用与民用领域都有较好的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 涵道风扇飞行器是指以涵道风扇作为飞行动力的主要来源，并将涵道风扇本身作为飞行器主体具有垂直起降和悬停飞行能力的无人飞行器。 涵道具有增升作用，即在同样功率消耗下，涵道风扇较同样直径的孤立螺旋桨，产生更大的拉力。因而飞行器的尺寸得以减小，重量得以减轻。就安全性而言，涵道防止螺旋桨暴露在外，它有利于装载、运输和在空间有限的场合操作，在城市街区、复杂地形环境进行作战和侦察具有得天独厚的优势。自20世纪50年代起开始在垂直起降和短距起降飞行器中得以应用，当时曾有多种该类飞行器试飞成功。在伊拉克战争中，美军首次将该类飞行器用于战场，完成路边排雷任务。 单桨自消旋式的构型是涵道风扇飞行器常采用的形式，如美国的iSTAR、Honeywell的MAV以及意大利博洛尼亚大学CASY MAV。单桨涵道风扇飞行器的设计方案较其他此类飞行器方案简化了结构，但增加了控制难度。
