1、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
2、fan uavs MA 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 t
3、he 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 con
4、tain 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 f
5、oreign development situation analysis points out that Chinas 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 。 它 的 研制 成 功 和 战 场 运 用 ， 揭
6、 开 了 以 远 距 离 攻 击型 智 能 化 武 器 、 信 息 化 武 器 为 主 导 的“非 接 触 战 争 ”的 新 篇 章 。 而随着沿海国的海洋权益之争愈发尖锐，海洋正逐渐成为国家间竞争的主战场各国争相发展海洋装备，我们国家为了适应我国海军的战略发展需要，地效飞行器集合了高速，运载能力大，隐身的特性，符合多用途作战的需要，对提升海军的作战能力具有重要的意义。必须发展一种可以适应多种战争环境的无人飞行器，使海军在反潜，反舰，登陆等作战环境中能够大力发挥作用。作品来源：哈尔滨工程大学 2010 年度第二批大学生科研立项作者简介：马亚洲（1990） ，男，2009 级，飞行器设计与工程专
7、业指导教师：陈 岩 （1985） ，男，助教，航天与建筑工程学院1 研究目的及意义21 世纪是海洋的世纪！进入 21 世纪以来，国家间竞争正从陆地向辽阔的海洋延伸，很多沿海国的海洋权益之争愈发尖锐，而另一些国家为扩大领海面积、控制海洋资源和航运通道明争暗斗，海洋正逐渐成为国家间竞争的主战场。各国争相发展海洋装备，为了不在新世纪的国际竞争中落人之后，我们国家也要大力发展海洋装备。地效翼飞行器的研究最早起源于苏联，它是一种在水面低空飞行的新型交通运输工具。具有水陆两栖的特性，相对普通飞行器的起飞重量大而且隐蔽性好，而相比于船舶又有明显的速度上的优势。这样的特点使它获得了诸如“航空母舰的撒手锏” 、
8、 “电子战的运载平台” 、 “突击登陆的理想工具” 、“海上超低空新作战空间”等等的美称，但是二战之后世界上对于地效翼艇的研究就基本停滞。在新形势之下，重新展开对于地效翼飞行器的研究有重要的意义。涵道风扇无人地效飞行器不仅具有传统地效飞行器的优点，还采用涵道风扇发动机，涵道的特点就是具有高速性。2 设计方案图 1 三维效果图2.1 推进装置设计推进装置采用了两台高涵道比，高性能涡轮风扇发动机，涡轮风扇发动机比涡轮喷气发动机的工质流量大、推进效率高、耗油率低、推力大，发动机安装有智能管理系统 可以防止吸入水汽，沙粒。图 2 发动机局部图采用前置发动机，使喷出的气流直接作用于机翼面上，根据升力公式
9、即使飞行器速度不高也可以提供很大的升力，减小飞行器的最小平飞速度和起降滑跑距离，发动机角度可调，可提供矢量推力，一方面增大升力，一方面使飞机更加机动灵活。图 3 发动机局部图图 4 结构图2.2 机身机身结构由桁梁式与桁条式混合搭配，前部机身采用桁梁式机身，其中设置内置武器舱，水下部分采用三体设计，在水面上航行时，中间的主体提供主要浮力，两侧机身主机身侧机翼主机翼尾翼边的两个侧体在艇体发生倾斜时会产生足够的复原力矩，保证艇体不会发生倾覆。左右机身可以加装燃油增大航程。2.3 机翼机翼采用传统的薄蒙皮骨架式机翼（梁式机翼） ，机翼面积大，升力大，大展弦比。而且采用前置鸭翼布局不易失速。并且使用了
10、两种翼型的机翼进行结合，使飞行器的气动性能更好。图 5 翼型 1图 6 翼型 2图 7 翼型升力分析图L升力D阻力升力计算公式：（A0，A1 为待定系数）3 制作过程3.1 原料采购机体框架（木料，玻璃钢杆，挤塑板）动力装置（涵道推进器，锂电池）控制部分（接收机，舵机）其他载荷（如搭载摄像头、各种应用的传感器等）3.2 构件加工本项目木料加工采用激光雕刻机进行，机体框架主要由加工成型的木料配接粘合而成。设计阶段利用了solidworks、autocad 等软件，可以进行装配体的软件模拟，提高了效率又节约了成本。3.2.1 机身加工由于机身体积较大，而且要作为浮体在水中提供浮力，所以要求密度小，
11、质量轻，较容易加工的材料，比如挤塑板，木板。挤塑板在加工过程中主要采用磨削，切削。木板的加工是采用激光雕刻机雕刻，精准快捷。3.2.2 机翼加工机翼是飞行器的主要受力构件，而且要求质量轻，所以采用木板和玻璃钢杆组合的形式，而且机翼采用蒙皮骨架式，这样可以大大减轻重量，有保证了强度。木板主要用激光雕刻机雕刻。102AcvVl图 7 机翼加工图3.3 机体组装机体的组装主要是将机身，机翼，尾翼，涵道推进器，及接收机，舵机，摄像头、各种应用的传感器等组合在一起，这个过程比较复杂，需要严格的按照图纸尺寸进行装配，否则飞行器的气动性能将受到影响。组装完毕后对飞行器进行修饰。图 8 组装完成图4 结果分析
12、4.1 优势分析4.1.1 运载效率高由于空气附加升力和发动机喷射气流的作用使地效飞行器的载运量可达自重的5O，而著名的波音 747 飞机载运量仅为其自重的 2O，这样它就可以载更多的武器装备和战备物资，是单次运输量大大提高。4.1.2 两栖性地效飞行器两栖性地效飞行器不仅可在水面、冰面、雪地上低空掠行，且具有一定的爬坡、登岸能力，它不受航道环境和码头条件限制，可以快速将人员和货物运往滩头。 这一点可以使此飞行器适应更多战场环境，并且适合用作登陆作战的运输工具。4.1.3 良好的隐蔽性和突防能力地效飞行器通常都是贴水面或地面高速掠行，所以一般都处在敌雷达盲区内，很难被发现。即使被发现，由于加装
13、火箭发动机，它也能高速规避敌舰载或陆基防空武器的拦截，突防能力很强。可以快速抢占滩头，对敌防线实施闪击，较强的作战能力 地效飞行器比现有的导弹快艇速度要快、机动性要好，可利用其高速性和突防能力对敌舰进行有效的攻击，而敌人的水雷、鱼雷不会对其构成威胁。4.1.4 高耐波性与适航性由于地效飞行器采用动力气垫增升等技术，大多都能在 3 级海情下顺利起降，在浪高小于 3 米时稳定安全地巡航航行。这可以保证在恶劣的天气下实施对敌打击。4.2 创新点分析4.2.1 复合型机翼采用高低速翼型，可以使该飞行器充分发挥它的优势。4.2.2 涵道涡扇发动机首先这种发动机可以防止吸入水汽和灰尘，然后可以矢量推动。4
14、.2.3 大展弦比可以提供更大升力，载重量更大。4.3 应用前景分析4.3.1 反舰： 由于地效飞行器掠海飞行不易被雷达捕捉，而且速度快，可以突袭，是可畏的航母杀手。4.3.2 反潜 地效飞行器可以多航态运营，即低速排水航行，中速气垫航行，高速离水飞行，这对反潜很有利。4.3.3 登陆作战 地效飞行器高速掠海飞行，隐蔽性好，载弹量大，火力威猛，是打压滩头火力，突破敌军防线的有力武器。4.3.4 运兵 在登陆作战中，需要运送大量兵力，而登陆舰目标较大容易受到攻击，生存能力差，采用地效飞行器可以快速安全的运送兵力.4.3.5 其他 执行运送武器装备、快速布雷、扫雷等任务.5 结论涵道风扇无人飞行器具有掠海高速飞行，隐蔽性好，突防能力强，运载量大等优点，这对于海军登陆作战，反舰极为重要，如果能够把这种飞行器投入到实战中必将大大增强我海军的战斗力。致 谢感谢指导老师的悉心指导，我们组员的辛勤努力，还有实验室给我们提供的良好的条件，没有这些我们不会有如此的收获。参考文献1 刘 冰，高玉东.国防技术基础M.北京：科学出版社，2005.2 杨 晖.地效飞行器的发展与展望J.飞行力学，2001.3 钱翼稷.空气动力学M.北京：北京航空航天大学出版社，2010.
