扇翼无人飞行器——扇翼机

涵道风扇无人机马亚洲,张伯瑜,王奥博,晋玺,刘新宇(哈尔滨工程大学，国防学院，黑龙江哈尔滨市，150001)摘要：文章首先介绍了涵道风扇无人机的概念，然后具体介绍了涵道风扇无人机的研制过程与结构分析，采用复合翼型，大展弦比，发动机前置，在此详细介绍了涵道风扇的概念及其优势，有助于了解此飞行器的工作原理和过程，并通过分析指出了涵道风扇地效无人机具有运载效率高，两栖性地效飞行，良好的隐身性，突防能力良好，耐波性与适航性好等无可比拟的优点,通过对涵道风扇无人机的研究意义和国外发展概况进行分析指出我国发展涵道风扇地效无人机的重要性。

关键词：涵道风扇；复合翼型；大展弦比；隐身；两栖；Han way fan uavsMA Ya-zhou, ZHANG Bo-yu, WANG Aao-bo, JIN Xi, LIU Xin-yu （College of National Defense Engineering, Harbin Engineering University, Harbin，150001，China）Abstract：this article first introduces the concept of uavs contain the word fan, and then presents the han way fan unmanned spacecraft of the development process and structure analysis, the composite wing type, unfolds the string than, engine lead, in this detailed introduces the concept and contain the word fan advantage, help to understand this vehicle the work principle and process, and through the analysis points out the way to contain the fan effect unmanned spacecraft carrying with high efficiency, amphibious sex ground effect flight, good stealth sex, the penetration ability is good, resistance to wave sex and airworthiness incomparable advantages such as well, through to the han way research significance of uavs fan and foreign development situation analysis points out that China's development way to contain the fan the importance of uavs effect.Keywords:han way fan; Composite wing type; Exhibition string ratio; Stealth; Amphibious;无人机作为一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。

“挑战杯”优秀作品展示——科技发明制作A类作者: 西安建筑科技大学科技协会项目名称：扇翼机来源：第十二届“挑战杯”作品小类：机械与控制大类：科技发明制作A类简介：本作品设计了一种新概念扇翼飞行器——扇翼机，其飞行原理与现有固定翼、旋翼飞行器的原理不同，它是在机翼上表面安装横流风扇，利用风扇旋转时产生的升力和推力供给飞行器进行飞行。

该飞行器具有超短距起降、大迎角不失速、操纵控制简单、低速飞行稳定性和安全性好等优点。

它比直升机结构和操控系统简单，巡航效率高；比固定翼机起降距离短，低速飞行时有效载荷大，是一种性能介于直升机和固定翼机之间的新型飞行器。

详细介绍：一、设计、发明目的：本作品是设计制造一种新概念新原理的飞行器――扇翼机。

其基本布局是在固定翼飞行器机翼前缘的上表面装有横流风扇，利用横流风扇旋转时产生的升力和推力进行飞行。

因此，我们把它称之为扇翼飞行器或扇翼机，是一种从原理到构型都具有创新意义的飞行器，与常见的固定翼、旋翼、扑翼飞行器有本质的区别。

扇翼机在功能上的特点有：超短距起降（甚至可垂直起降）、大迎角飞行时不失速、结构和操控系统简单、低速飞行时载荷大、稳定性和安全性好等，特别适合低空低速飞行，以及在起降条件较差的地区使用。

扇翼机与直升机相比，结构和操控系统要简单得多，巡航效率高，没有直升机具有的气动、结构、气弹、飞控、振动、噪声等一系列十分复杂的问题，研制和使用维护成本小；它与固定翼机相比，起降距离短，大迎角及紊流飞行状态下不失速，有效载荷大，低空低速飞行时稳定性和安全性好。

这是一种性能介于直升机和固定翼机之间的新型飞行器。

由于这种飞行器在原理上的独创性，相关机构把其评为“自莱特兄弟发明飞机以来少数几个真正意义上的新型飞行器之一”，“具有革命性的意义”。

通过设计制作该作品，进一步探索扇翼类飞行器的飞行原理、空气动力学性能、飞行力学和动力学特性，研究总体气动布局、结构设计、动力、传动、飞行控制等技术，从而掌握该类飞行器的基本原理和设计方法，形成具有自主知识产权的扇翼类飞行器的设计技术和能力。

无人伞翼机的飞行原理无人伞翼机的飞行原理是基于空气动力学的原理，主要通过利用风对翼面和机身的气动力产生升力和推力来实现飞行。

首先，了解一些基本概念是必要的。

无人伞翼机是一种类似于飞翼形状的飞行器，它没有固定的机身，翼面和机身合为一体，没有尾翼和垂直稳定面。

与传统的固定翼飞机相比，无人伞翼机具有结构简单、机动性强、飞行稳定等特点。

在无人伞翼机的设计中，翼面是最关键的部分。

翼面是一个类似于折叠雨伞的结构，由轻质材料如复合材料制成。

翼面的形状和曲率可以影响气流流经的方式，从而产生气动力。

翼面包括前缘、后缘、上表面和下表面，其中前缘是气流流经的起始点，后缘是气流离开的终点，上表面和下表面则是气流的流经区域。

在飞行中，无人伞翼机依靠风的力量来提供动力。

当无人伞翼机在风中运动时，气流会流经翼面，形成气流的分离和重新聚合。

这种气流分离和聚合的过程会产生升力和推力。

首先讨论升力的产生。

当风流经翼面时，上表面和下表面上的气压会发生差异。

根据伯努利定律，气流的速度越大，气压越低。

由于翼面上气流的速度大于下表面，所以上表面的气压较低，下表面的气压较高。

这个气压差会产生一个垂直向上的力，即升力。

升力的大小与翼面的形状、曲率以及气流速度等因素有关。

其次是推力的产生。

在翼面的后缘处，气流会因为阻力而减速，但是速度仍然比翼面的速度大。

根据牛顿第三定律，气流对翼面的阻力会使翼面产生一个反作用力，即推力。

推力的大小与翼面的形状、气流速度以及阻力相关。

综上所述，无人伞翼机的飞行原理是依靠翼面产生的升力和推力来进行飞行。

飞行过程中，当无人伞翼机受到风的影响而运动时，翼面上的气流分离和聚合会产生升力和推力。

升力使无人伞翼机能够在空中漂浮和上升，推力则使无人伞翼机能够推进前进。

通过控制翼面的形状和气流流经的方式，可以实现无人伞翼机的操控和飞行。

扇翼飞行器的研究进展与应用前景作者：许景茹来源：《神州·中旬刊》2018年第02期摘要：近些年来，随着科技水平的不断提高，飞机的发展也极为迅速，新型飞机也逐步取代传统飞机，不过利用高科技新原理制造的飞机类型不是很多。

然而我国现阶段对飞行器的研究才处于初步阶段，供我们可借鉴学习的资料不是很多。

就目前为止，一种新原理飞行器--扇翼飞行器逐渐发展起来，它的不同点在于全新的机翼类型，扇翼比起之前的固定翼和旋翼已经有了很大的进步。

本刊主要通过扇翼飞行器概念的提出、扇翼飞行器的飞行原理、我国现阶段的对扇翼飞行器的研究状况、扇翼飞行器的应用前景与分析等四部分对扇翼飞行器展开了总结研究和细致化分析。

关键词：扇翼飞行器；应用前景；低速飞行器；飞行原理前言随着世界经济和科学技术的高速发展，也引起了飞行器的重大变革。

由于现阶段的飞机仍存在诸多问题，在速度较低和飞行高度较低时，飞机的适应性较差；而且其结构和操作比较复杂，飞行时间较短，载荷较低。

这些年来，为了突破传统的飞行模式，进行了多种形式的探索，追求经济性和高效性，渴望达到垂直起降的能力，让飞行器具有高性能的优势。

扇翼飞行器它是一种低速大载荷的新型飞行器，也是当前飞行器领域中一大重要突破，具有很高的研究价值和潜在优势。

1.扇翼飞行器概念的提出十九世纪末，法国的一位电气工程师研究并发明出长度可任意选取的横流式风扇，它具有可获得高速且大宽度的平稳气流的优势，为扇翼飞行器的产生奠定了基础；之后，又有人想利用横流式风扇的特点加以改造，不过由于种种问题，未能真正进行；莱特兄弟不断探索研究，成功试飞，飞机探索的队伍也越来越庞大；二十世纪中期，在飞机上应用横流式风扇上被一位德国工程师真正提出；在1962年，为实现飞行器更好的飞行控制，在固定翼飞机中加入横流式风扇，不过由于技术阻碍，没能进行当时的矢量推力控制试验。

到二十世纪七十年代时，飞行器的达到了研究的浪潮，各大科研机构和高级院校陆续展开研究。

扇翼飞行器模型的设计与制作摘要：扇翼飞机是介于直升机和固定飞机的一种大载荷低速新型飞行器，其飞行原理特殊，结构独特。

本文根据其设计原理，参考国内外扇翼飞行器为数不多的模型案例，研究、设计、并制作了一架扇翼飞行器的模型，同时，通过试飞，验证了扇翼飞行器的飞行原理和基本控制原理。

扇翼飞行器是利用机翼加上风扇上的吹风装置，将升力和推力结合起来，从而使飞行器能够飞起来。

该构思开辟了一类新型通用飞行器研究、开发的新领域。

扇翼飞机的扇翼由水平叶片组成，类似“松鼠笼”，该“松鼠笼”的柱状机翼取代了直升机的旋翼。

这种机翼能提供相当大的升力，同时具有很好的低速安全性能。

与普通的直升机和固定翼飞机相比，扇翼飞机只要很小的动力就能飞行，其优点表现为：1)升力大；2)可以短距离起飞和降落；3)飞行时噪音小，非常安静；4)飞行安全性好，机翼不会失速，飞行稳定5)控制操纵系统简单；6）飞行效率高，节省能源。

有研究表示扇翼飞行器要比直升机的飞行效率高50％，并且预测具有100马力的扇翼飞行器其最大载荷量可以达到2吨。

由于其独特的飞行原理和结构设计，使该种结构的机翼永远不会失速，具有很好的安全性。

可以预见，将扇翼飞行器作为一种新型无人机机型，在军用及民用领域将会有很广阔的应用前景。

1 扇翼飞行器的飞行原理常见的固定翼飞机飞行原理，是当飞机在向前运动时，空气在机翼的前缘分流为上下两股气流，上表面的气流，受到机翼翼型突起的影响，使流线收敛变密，流速加快；而流过下表面的流线也受凸起的影响，但下表面的凸起程度小于上表面，所以，相对于上表面来说流线较疏松，流速较慢。

由于机翼上表面流管变细，流速加快，压力较小，而下表面流管粗，流速慢，压力较大。

从而在机翼上、下表面产生了压力差。

而上下压力差使机翼产生了升力。

扇翼飞行器是根据马格努斯效应制造而成的。

所谓马格努斯效应是：当气流沿着一个旋转物体的旋转平面流过时，就会在物体上产生一个垂直于气流流向的作用力。

最容易业余制作的飞机-伞翼机2009年04月01日星期三 7:54伞翼机是德国人在中国风筝的基础上发明的飞机。

因为结构超简单，翼面积大，翼载荷很低，所以飞行速度很低，下降率也很低，号称是最安全的飞行器。

伞翼机是结构最简单的飞机，三纵一横构成框架主体，蒙上一块大涤纶伞布就构成了伞头，下面悬挂动力飞行仓，进行动力飞行。

或者直接悬挂人作无动力滑翔。

图上伞翼机面积估计在19平米，前角80度，边梁（也叫前缘）长度在5米左右，中梁（也叫龙骨）也是5米，横梁4米，一般位于中梁（前端的）40％处。

图二关于业余自制三角翼的建议2009年04月07日星期二 11:45不少朋友迷上了无动力三角翼，因为无动力三角翼最接近真正的飞翔，轻盈，舒缓，宁静，自由，让人抛开一切烦恼，喧嚣，去拥抱大自然。

由于国内很少有组织的开展这项运动，很难方便的购买到相关器材，更由于大多数国人的经济条件有限，所以许多爱好者选择了自制无动力三角翼或者动了三角翼。

相信大多数爱好者都没有亲自驾驶过三角翼，甚至多数没有近距离看见过真的三角翼，心中的构思也多少有些盲目，许多草图根本不符合飞行原理。

万事都有自己的原理，木头小船可以漂浮在水中，但是钢铁轮船也可以甚至是更好的航行，这就是符合了原理的结果。

在这里就自制三角翼发表一点个人的浅见。

建议制作结构相对简单的三角翼容易成功。

许多爱好者，由于从各种途径了解的三角翼知识越来越多，自制三角翼时，确定的起点太高。

比如重视大滑翔比的三角翼（俗称高级翼），如图要知道大滑翔比的三角翼结构较复杂，对材料和精度要求都很高，碳纤维、数控机床......业余条件下很难仿制成功，对操作者驾驶技术要求也很高，莫说做不出，即使做得出也可能操作不了。

河北廊坊的一个朋友就是这个情况，自制的大展弦比的动力三角翼，大家也可能看过，他在冰河里试飞的优酷里的视频，可能由于结构精度的原因，一直飞不起来，前几天拆掉了，改进重做。

如果毫无飞行和制作经验的初学者自制三角翼，简易做最简单的初级翼，如图不要小看这个初级三角翼，虽然结构简单，但许多航校里，在老师指导下，做这个三角翼都要经过多少次试飞和改进才能成功，业余制作成功的把握会更大一些。

无人机扇叶原理范文一、引言近年来，无人机的应用范围越来越广泛，无人机的扇叶原理是无人机能够升空飞行的核心技术之一、无人机的扇叶原理是指通过扇叶的旋转产生升力，使无人机能够在空中飞行。

本文将介绍无人机扇叶的原理、设计和优化。

二、无人机扇叶原理无人机的扇叶原理类似于直升机的旋翼原理，都是通过扇叶的旋转产生升力。

扇叶的旋转是由无人机的电动机提供动力的，电动机通过传感器和控制算法控制扇叶的转速和角度。

当扇叶旋转时，空气被扇叶推动，产生一个向下的风压，反作用力使无人机产生向上的升力，从而使无人机能够在空中飞行。

三、无人机扇叶设计1.空气动力学性能：扇叶的设计需要考虑其产生的升力和阻力。

为了提高升力和减小阻力，需要优化扇叶的形状和尺寸。

一般来说，扇叶的弯曲度越大、面积越大，产生的升力就越大，但阻力也随之增加。

因此，需要在升力和阻力之间进行平衡，选择适当的扇叶形状和尺寸。

2.结构设计：扇叶的结构设计需要考虑其强度和刚度。

由于扇叶在高速旋转时承受的离心力和受力不均匀，需要选择合适的结构设计和材料来提高其强度和刚度。

此外，还需要考虑扇叶的重量和平衡性，避免存在重心偏移等问题。

3.材料选择：扇叶的材料选择需要满足一定的要求，如强度、刚度、重量和耐磨性等。

一般来说，无人机扇叶常使用的材料有铝合金、碳纤维复合材料和玻璃钢等。

不同材料具有不同的特性和优势，需要根据具体情况选择合适的材料。

四、无人机扇叶优化1.结构优化：通过改变扇叶的结构设计，可以优化其强度、刚度和重量等。

一般来说，结构优化可以分为形状优化和尺寸优化两个方面。

形状优化可以通过改变扇叶的弯曲度、曲率和厚度等来实现；而尺寸优化可以通过改变扇叶的长度、宽度和面积等来实现。

2.气动优化：通过改变扇叶的表面形态和纹理，可以减小流动分离和湍流损失，从而减小阻力并提高升力。

此外，还可以通过改变扇叶的攻角和迎风面的倾斜角等来优化无人机扇叶的气动性能。

3.材料优化：通过选择合适的材料和制造工艺，可以提高扇叶的强度和刚度，减小扇叶的重量和成本。

扇翼机是一种利用马格努斯效应来实现飞行的飞行器。

马格努斯效应是一种流体动力学现象，描述了在流体中旋转的物体会在其周围产生升力的情况。

这一效应最早是由德国物理学家海因里希·古斯塔夫·马格努斯（Heinrich Gustav Magnus）于1852年发现的。

在扇翼机中，一个旋转的扇翼或圆柱体在飞行时会产生马格努斯效应，从而生成升力。

这种机制使得扇翼机能够在没有传统固定翼的情况下实现飞行。

扇翼机的设计可以类似于直升机或者类似无人机的构造，但其升力产生的机制不同。

马格努斯效应的基本原理是，在流体中旋转的物体会在其上表面和下表面产生不同的气流速度。

对于一个旋转的圆柱体来说，流体在上表面的速度要快于下表面，这就导致了一个气压差，使得物体朝向速度较快的一侧受到一个朝上的升力。

扇翼机的工作原理就是利用这种升力效应。

通过旋转扇翼或圆柱体，它们能够在空中产生升力，并且可以通过调整旋转速度和角度来控制飞行。

尽管扇翼机不太常见，但它们在一些特定的应用场景中可能具有优势，比如需要在空间有限的区域内飞行或者需要垂直起降的情况下。

总之，扇翼机利用马格努斯效应来产生升力，这为它们实现飞行提供了一种独特的方式。

然而，与传统固定翼飞机或直升机相比，扇翼机的设计和性能特点可能会有所不同。

扇翼机和马格努斯效应（实用版）目录1.引言2.扇翼机的概念和原理3.马格努斯效应的概念和原理4.扇翼机和马格努斯效应的关系5.扇翼机和马格努斯效应的应用6.结论正文1.引言随着科技的不断发展，各种新型飞行器层出不穷，扇翼机和马格努斯效应在其中扮演了重要的角色。

本文将从扇翼机和马格努斯效应的概念、原理、关系以及应用等方面进行探讨。

2.扇翼机的概念和原理扇翼机，顾名思义，是一种拥有扇形翅膀的飞行器。

其原理主要是通过扇动翅膀产生升力，从而实现飞行。

扇翼机的结构相对简单，主要由扇形翅膀、机身和动力系统组成。

扇翼机在飞行过程中，通过改变扇形翅膀的角度和速度，可以实现对飞行方向和速度的控制。

3.马格努斯效应的概念和原理马格努斯效应是指在流体中运动的物体，由于流体的粘性作用，会产生一种与物体运动方向垂直的力，这种力称为马格努斯力。

马格努斯力的方向可以用右手定则判断。

马格努斯效应在飞行器设计中有着广泛的应用，特别是在垂直起降飞行器和无人机领域。

4.扇翼机和马格努斯效应的关系扇翼机和马格努斯效应之间有着密切的联系。

在扇翼机的飞行过程中，扇形翅膀在不断地扇动，产生了流体（空气）的运动。

根据马格努斯效应，这种运动会产生马格努斯力，进而影响扇翼机的飞行性能。

通过合理地设计扇翼机，可以利用马格努斯效应，提高飞行效率和稳定性。

5.扇翼机和马格努斯效应的应用扇翼机和马格努斯效应在实际应用中具有广泛的前景。

例如，在无人机领域，通过利用马格努斯效应，可以实现无人机在空中的稳定悬停和精确操控。

此外，在垂直起降飞行器领域，扇翼机和马格努斯效应的原理也被广泛应用，以提高飞行器的性能和安全性。

6.结论扇翼机和马格努斯效应作为一种飞行原理，在现代科技领域具有广泛的应用前景。

多用途扇翼机设计与实现
李泰兴;钟小华;陈俊华;林庆贤;梁雅婷
【期刊名称】《中国新技术新产品》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】该文设计了一款多用途扇翼飞行器,在扇翼机的基础上对扇翼机的实际用途进行探究并实现相关功能。

该文研究的对象是一架机长为970 mm、翼展为1200 mm且翼面积为39.35 dm^(2)的扇翼机。

试验结果表明,该无人机具有超短距起降、大迎角不失速、操纵控制简单、低速飞行稳定性和安全性好等优点,是一种性能介于直升机和固定翼机之间的新型无人机,搭配现有设备就可以在军事、农业、救灾以及运输等方面具有广泛的应用价值。

【总页数】3页(P5-7)
【作者】李泰兴;钟小华;陈俊华;林庆贤;梁雅婷
【作者单位】广东白云学院
【正文语种】中文
【中图分类】V279
【相关文献】
1.一种高性能多用途水声信号预处理机的设计与实现
2.一种多用途水声信号预处理机的设计与实现
3.基于单片机的多用途定时器的设计与实现的研究
4.基于单片机的多用途定时器的设计与实现的研究
5.基于单片机的多用途定时器的设计与实现
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新型扇翼飞机原型
王（摘）
【期刊名称】《《军民两用技术与产品》》
【年(卷),期】2005(000)010
【摘要】英国发明者在巴黎航展上展示了一架扇翼机的原型，该原型机在机翼前缘安装类似“松鼠笼”的风扇，这些风扇由连接发动机的带状传动装置驱动．当风扇旋转时．可从机翼前缘抽入空气．经旋转加速后射入后部机翼表面．从而用很小的功率产生强大的升力．该机利用安装在每侧机翼前缘的襟翼进行操纵．俯仰和偏航分别由升降舵和方向舵控制．加速和爬升则由转子转速决定。

【总页数】1页(P7)
【作者】王（摘）
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】V267
【相关文献】
1.民机的一种新型布局形式——翼身融合体飞机 [J], 朱自强;王晓璐;吴宗成;陈泽民
2.新型飞行器——转翼飞机 [J], 威廉·温德希尔;李有观
3.一种新型翼身融合飞机纵向气动力特性数值分析 [J], 柳彦春;明磊;杨波
4.一种新型联翼飞机端板的设计 [J], 龙纯毅; 马尧; 岳源; 田顺
5.一种新型商用飞机翼梢小翼设计及优化 [J], 杜绵银;崔尔杰;陈培;苏诚
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无人机做成风扇的原理无人机和风扇是两种完全不同的装置，其原理和作用也截然不同。

无人机是指通过自主飞行或遥控飞行来进行各种任务的飞行器，而风扇是一种机械装置，通过旋转叶片而产生气流来制造风力或空气流动。

虽然无人机和风扇在一些应用场景中可能有一些相似之处，比如无人机在飞行时也会产生气流，但无人机不能直接用作风扇。

无人机的飞行原理是基于离子推进技术、翼型升力理论、动力学理论等一系列科学原理。

无人机通过搭载电动或燃料动力装置，驱动螺旋桨或喷气发动机产生推力，从而使无人机得以在空中飞行。

其飞行过程中主要受到气动力学、控制系统和导航系统等因素的影响。

风扇的原理相对简单，主要是通过叶片的旋转来产生气流。

风扇的叶片通常采用扇叶或螺旋桨的形式，叶片的旋转使周围空气产生流动，形成气流或风力。

风扇的工作原理可以通过流体力学中的动量定理来解释，根据动量守恒定律，当风扇叶片受到外界力推动时，产生恒定增大的动量的同时也会产生反向的动量，从而使周围空气产生流动。

由于无人机和风扇在原理和作用上的差别，无人机无法直接用作风扇。

然而，在一些特定情况下，无人机可以产生一定的气流，类似于风扇的效果。

例如，一些大型的无人机在起飞或降落时，由于强大的螺旋桨产生的气流可以产生类似风扇的效果，即它们可以产生一定的风力。

此外，无人机也可以通过调整飞行姿态和飞行速度来改变周围空气的流动，从而影响气流的速度和方向。

总结起来，无人机和风扇的原理和作用截然不同。

无人机是一种飞行器，其飞行原理涉及离子推进技术、气动力学、控制系统等科学原理；而风扇是一种机械装置，其原理主要是通过叶片的旋转来产生气流。

虽然无人机在某些情况下可以产生类似于风扇的效果，但它们不能直接用作风扇。