涵（hán）道无（wú）人机（Ducted Fan UAV）正如（rú）其英文（wén）名一样对我（wǒ）们而（ér）言（yán）比（bǐ）较陌生。

提起“涵道”，这两个字大（dà）家（jiā）可能（néng）比（bǐ）较熟悉（xī），但对于“涵道”涉及到的飞行器（qì）及其它（tā）概念，大家可能没（méi）什么印象。比（bǐ）如“涵道发动机”，“涵道风扇”这两个概念是否一样（yàng）呢？

1.涵道无人机机型（xíng）特（tè）点

相对于固定翼型无人机、直升机型（xíng）无（wú）人机、多旋翼型无人机，“涵道无人机”更能（néng）体现出飞行器构造概念（niàn）在表（biǎo）现形式（shì）上的灵活性（xìng）。

2. 涵道无人（rén）机控制方式

一般（bān）说（shuō）道无人机（jī）的控制方式只涉及（jí）到姿态控制方式（shì），比如固定（dìng）翼。

对于有（yǒu）些机（jī）型如直升机型、多旋翼（yì）类（lèi）型除了姿态控制外也涉（shè）及反扭矩（jǔ）的提供，而且提供（gòng）反扭矩的方式在上述两种机型中都（dōu）非（fēi）常明显了：直（zhí）升机通过尾桨总距控制提供机体坐标系偏航方向上的反扭矩（jǔ），多（duō）旋翼无人机通过相同（tóng）数目（mù）不同（tóng）转向定距（jù）桨提供反（fǎn）扭矩平（píng）衡。

对于相（xiàng）对（duì）定义范畴异常宽泛而结构表现相对（duì）封闭的涵道无人（rén）机（jī）而言，姿态控（kòng）制方式和（hé）扭（niǔ）矩平衡都异常（cháng）灵活。

涵道无人机的姿态控制方式可以（yǐ）分为两（liǎng）大类（lèi）：耦合姿态控制；解耦姿（zī）态控制。

2.1 耦合姿态控制常见的结构有：单旋翼结（jié）构；共轴双旋翼结（jié）构（gòu）

耦合类（lèi）涵道无人（rén）机一般（bān）采用环形结构设计，以i-STAR为例，上部中间（jiān）体中安装动（dòng）力系统（活塞式发动机，发动机控制器，螺旋（xuán）桨（jiǎng），有效载荷等）。其中螺旋桨为常见（jiàn）的定距（jù）桨，没有（yǒu）变距，没有挥舞（wǔ），直接（jiē）由发动机驱动（dòng）。下（xià）部中间体由8块固（gù）定翼板稳定于涵道中央，内（nèi）部搭载反馈系统。这个8个固定翼板（固定（dìng）片）安置角不变（biàn），产生平衡单旋翼扭矩的效果。控制翼板（导流片）由（yóu）伺服电（diàn）机控制（zhì）角度产生（shēng）姿态（tài）控制力（lì）矩。

该类涵道（dào）结构采（cǎi）用旋转倾斜器，通过（guò）变（biàn）距拉（lā）杆改变旋翼周期变距从而控（kòng）制飞行器姿态。类似于直升机的主旋翼结构。MR.城堡并未接触过采（cǎi）用（yòng）共轴（zhóu）双旋翼结（jié）构，耦（ǒu）合飞行的涵道无（wú）人（rén）机（jī）产品，因此不确定（dìng）是否完全采用直升机主（zhǔ）旋翼那（nà）种铰接式（shì），还（hái）是（shì）采用半铰（jiǎo）式（shì），但从上图来看应该是采用半铰（jiǎo）式结构。

2.2解耦姿态控（kòng）制（zhì）

解（jiě）耦姿（zī）态控制方式非常直接：主涵（hán）道提供偏航力矩，调节（jiē）涵道提供横滚力矩，尾桨涵道提供前飞推力，水平涵道共（gòng）同提供垂向升力。

3. 涵道（dào）型飞行器（qì）特（tè）点

涵道（dào）无（wú）人机的研究起始于上世纪（jì）80年代，美国汉（hàn）军陆战队需要空中远（yuǎn）程遥（yáo）控（kòng）装置（AROD）实现空中侦察和监（jiān）视。桑迪（dí）亚国家实验室按要求开发（fā）出具备VTOL能力（lì）的（de）首款涵道飞行器，该（gāi）项（xiàng）目由于受限于当（dāng）时的飞行控制技术（shù），于90年（nián）代终止。之后包括1992年美国（guó）的（de）“多（duō）用于安全与监（jiān）视任务平台”项目；2001年美国国防高级研究计（jì）划局（DARPA）启用的建制无人机计划（huá）（OAV）等（děng）等（děng）表明涵（hán）道型无人机具备的独（dú）特特点（diǎn）与军事需（xū）求紧密相连。

3.1 安全（quán）性

涵道无人机（不管何种设计方（fāng）案）旋（xuán）翼（yì）都稳（wěn）稳的安置在涵（hán）道（dào）内部。这（zhè）使得该类型飞行器对于操作者和周（zhōu）围环境有着无与伦比的安（ān）全性。面对环（huán）境复（fù）杂（zá）的林地，人口稠密的城市地区，涵道（dào）无人机都是执（zhí）行短（duǎn）时任务的首选。

3.2 机（jī）动性

涵道型无人机的机动性特别适合城市复杂环境下执行任务。与（yǔ）固（gù）定翼无（wú）人机相比，涵道无人机具备VOTL能力，相比于多旋翼及（jí）直（zhí）升机型无（wú）人机，涵道机可以在非常狭小（xiǎo）的环境中进行起降（jiàng）和作业。同样优良的定（dìng）点悬停能（néng）力使（shǐ）得涵道型无人机具备多（duō）旋（xuán）翼机型的图像数据获取能力（lì）。

3.3 飞（fēi）行效率

同无（wú）人直升机相（xiàng）比，同等功耗下，涵道风扇较（jiào）同直径（jìng）孤立旋翼会产生更大拉（lā）力：首先在（zài）低空速下（xià）增加（jiā）飞行器的（de）推理；其次在所有（yǒu）的飞行（háng）倾（qīng）角（jiǎo）下都可以提供气动（dòng）升力；第三，将飞行器的（de）升力系统和推进系统有效地结合起来；最后（hòu）涵道壁可以有效地将螺旋桨（jiǎng）滑流转换（huàn）成推力，从而产生附加升力。

3.4 隐蔽性

这个特点（diǎn）是涵道型飞行器（qì）很（hěn）受军方青睐的（de）重要原因。螺旋桨位于涵（hán）道内部，气动（dòng）噪声被阻挡从而（ér）物理地降低（dī）了飞行器噪音的强度（dù）和传播距离。同行，由于动力系统被涵道环扩（kuò），从而（ér）降低（dī）了（le）整体飞行器的发动机（jī）热辐射扩（kuò）散。

涵道型无人（rén）机现阶段并未受（shòu）到（dào）市（shì）场的（de）太多（duō）重视，原因更多在于（yú）控（kòng）制难（nán）度、产品成熟度、飞（fēi）行系（xì）统空间设计方面。其（qí）设（shè）计结（jié）构（gòu）本身具备的安全性，机动性（xìng）使（shǐ）得该机型非常适（shì）用于家庭、室内（nèi）应用。（来源：知乎）

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