扇翼飞行器的研究进展与应用前景

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。从1979年到2000年，航空上应用横流式风扇得到了进一步研究，取得了重大进展；二十世纪七十年代末，横流式风扇的应用研究陷入了短期的停滞；二十世纪末首次试飞带有扇翼飞行器的原型机，并取得了很大程度上的成功；21世纪以来，扇翼飞行器还在持续性研究。

2.扇翼飞行器的飞行原理

扇翼飞行器的飞行原理是利用安装在固定翼前方边缘位置的横流式风扇并控制它的转速和来流迎角来提供升力和推力来实现的，它不同于固定翼飞机的关键所在，横流式风扇可随时调控叶轮的长度，满足不同的需求。气流每次经过扇翼时，一部分会从扇翼上方流过，另一部分会被横流式风扇吸入，扇翼飞行器升力的来源最重要的就是这两部分气流。同理，扇翼飞行器的推力的来源也分为两部分--叶片转动产生的推力和偏心涡提供的推力。

3.我国现阶段的对扇翼飞行器的研究状况

目前来说，我国对扇翼飞行器的研究才进入开始阶段，很少一部分的科研机构和高级院校着眼研究。2007年，为改进飞行器模型，研究空气动力性能，中国空气动力研究院的两位研究者进行了大量的探索研究；2011年，国内对扇翼飞行器的研究取得了重大进展，国内首架扇翼飞行器成功试飞，在此基础上，为提高扇翼飞行器的有效性和稳定性，南京航空航天大学的教授和学生又对其展开了一系列研究分析，成功建立了纵向数学模型；2014年，对扇翼飞行器的动力性能又展开了细致化研究，通过不同的参数进行对比分析；随着科学技术的发展，我国现阶段对扇翼飞行器的研究还会有持续性突破。

4.扇翼飞行器的应用前景与分析

扇翼飞行器具有经济性、稳定性高、可操作性强而且高安全性等特点，应用前景也相对广泛。

4.1更好的完成巡逻侦察与空中通信任务

扇翼飞行器具有很高的稳定性和可操作性，现在广泛应作舰载机，在巡逻侦察和空中通信以及空中运输等方面发挥了重要作用；当然，现代战斗机也利用了它的性能优势，不断提高应急能力和生存能力，更好的執行任务。

4.2目标拦截的应用更为广泛

扇翼飞行器还具有另外一大得天独厚的优势--低噪声，这就使得在执行任务时不会轻易被发现，大大提高了生存能力。因此，在执行目标拦截任务时，高效、准确得到了一致肯定。

4.3在货物运输方面进一步应用

众所周知，大部分的飞行器不适合民用和商业的需要，现在无人机的使用已经开辟了新的时代，飞行器在商业服务、民用服务上得到了很大程度的发展进步；扇翼飞行器凭借独特的特点也进入了大家的视野，相信不久在货物运输方面会得到进一步应用。

4.4增添了一种全新的救援方式

扇翼飞行器能够短距离快速起降，在救援上的应用会更加广泛，也是当下执行救援任务的有利需要，无论是海洋救援、地震救援，都会提供很大程度上的帮助。

4.5农业上的应用化水平不断提高

农村中的大面积土地种植已经非常普遍，飞机喷洒农药已经逐步普及开来，可以节省大量的劳动力和时间，对农业的发展和社会的进步起到了很重要的促进作用。

4.6小型飞行器成功研制

扇翼飞行器的远航能力和短距起降能力对城镇小型飞行器的发展极为重要，可以广泛应用在一些道路巡逻等方面。

结语

从扇翼飞行器的起源、发展、应用前景等方面可以看出，现阶段，科技的进步引发了广大科学家对扇翼飞行器的重视与研究，也推动了现代化社会的发展与进步。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。扇翼飞行器的短距起降、低噪音、稳定性高、可操作性强等独特的优势，应用前景也极为广泛。因此，应该紧跟科技的发展积极开展在航天领域内的研究，让扇翼飞行器成为社会进步的动力。

参考文献：

[1]孟琳，叶永强，李楠.扇翼飞行器的研究进展与应用前景[J].航空学报，2015，36（8）：2651-2661.

[2]王仁华.扇翼飞行器建模及控制技术研究[D].南京航空航天大学，2012.

[3]陈滔.扇翼飞行器飞行控制系统研究[D].南京航空航天大学，2014.

[4]李楠.扇翼飞行器的建模与控制研究[D].南京航空航天大学，2015.

作者简介：许景茹，身份证号：622301199612140014