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基本信息
- 項目名稱：
- 扇翼機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品設(shè)計了一種新概念扇翼飛行器——扇翼機(jī)，其飛行原理與現(xiàn)有固定翼、旋翼飛行器的原理不同，它是在機(jī)翼上表面安裝橫流風(fēng)扇，利用風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的升力和推力供給飛行器進(jìn)行飛行。該飛行器具有超短距起降、大迎角不失速、操縱控制簡單、低速飛行穩(wěn)定性和安全性好等優(yōu)點。它比直升機(jī)結(jié)構(gòu)和操控系統(tǒng)簡單，巡航效率高；比固定翼機(jī)起降距離短，低速飛行時有效載荷大，是一種性能介于直升機(jī)和固定翼機(jī)之間的新型飛行器。
- 詳細(xì)介紹：
- 一、設(shè)計、發(fā)明目的： 本作品是設(shè)計制造一種新概念新原理的飛行器――扇翼機(jī)。其基本布局是在固定翼飛行器機(jī)翼前緣的上表面裝有橫流風(fēng)扇，利用橫流風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的升力和推力進(jìn)行飛行。因此，我們把它稱之為扇翼飛行器或扇翼機(jī)，是一種從原理到構(gòu)型都具有創(chuàng)新意義的飛行器，與常見的固定翼、旋翼、撲翼飛行器有本質(zhì)的區(qū)別。 扇翼機(jī)在功能上的特點有：超短距起降（甚至可垂直起降）、大迎角飛行時不失速、結(jié)構(gòu)和操控系統(tǒng)簡單、低速飛行時載荷大、穩(wěn)定性和安全性好等，特別適合低空低速飛行，以及在起降條件較差的地區(qū)使用。 扇翼機(jī)與直升機(jī)相比，結(jié)構(gòu)和操控系統(tǒng)要簡單得多，巡航效率高，沒有直升機(jī)具有的氣動、結(jié)構(gòu)、氣彈、飛控、振動、噪聲等一系列十分復(fù)雜的問題，研制和使用維護(hù)成本??；它與固定翼機(jī)相比，起降距離短，大迎角及紊流飛行狀態(tài)下不失速，有效載荷大，低空低速飛行時穩(wěn)定性和安全性好。這是一種性能介于直升機(jī)和固定翼機(jī)之間的新型飛行器。由于這種飛行器在原理上的獨創(chuàng)性， 相關(guān)機(jī)構(gòu)把其評為“自萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)以來少數(shù)幾個真正意義上的新型飛行器之一”，“具有革命性的意義”。 通過設(shè)計制作該作品，進(jìn)一步探索扇翼類飛行器的飛行原理、空氣動力學(xué)性能、飛行力學(xué)和動力學(xué)特性，研究總體氣動布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力、傳動、飛行控制等技術(shù)，從而掌握該類飛行器的基本原理和設(shè)計方法，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的扇翼類飛行器的設(shè)計技術(shù)和能力。 二、基本思路： 在深入研究并掌握扇翼機(jī)的飛行原理和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前的實際條件，進(jìn)行作品的創(chuàng)新設(shè)計，包括扇翼機(jī)總體構(gòu)型、動力裝置和總體參數(shù)選擇、系統(tǒng)總體布置、氣動布局設(shè)計、氣動性能和飛行特性計算，以及風(fēng)洞試驗驗證等。根據(jù)設(shè)計、計算和試驗結(jié)果，不斷調(diào)整設(shè)計參數(shù)，優(yōu)化總體設(shè)計方案。在總體方案確定后，進(jìn)行各分系統(tǒng)和相關(guān)部件的設(shè)計，以及樣機(jī)各部件加工制作、總體裝配、地面調(diào)試和飛行試驗，完成項目研究。 三、創(chuàng)新點： 扇翼機(jī)是一種新原理新概念飛行器，具有多方面的創(chuàng)新點，主要表現(xiàn)在： 1）系統(tǒng)創(chuàng)新 扇翼飛行器是一種從原理到結(jié)構(gòu)都有重要創(chuàng)新的飛行器，其整體結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，載荷大，功能獨特，優(yōu)點突出，是一種新型的飛行器，具有整體系統(tǒng)上的創(chuàng)新意義。 2）原理創(chuàng)新 扇翼飛行器采用橫流風(fēng)扇提供升力和推力，其升力和推力的產(chǎn)生方式與固定翼、旋翼、撲翼飛行器升力和推力的產(chǎn)生方式都不同，因此，本飛行器在最基本的工作原理方面有所創(chuàng)新，這是一種機(jī)理方面的本質(zhì)上的創(chuàng)新。 3）構(gòu)型創(chuàng)新 基于扇翼飛行器的新型飛行原理，它在構(gòu)型方面采用在固定翼飛行器機(jī)翼前緣上表面安裝橫流風(fēng)扇的獨特結(jié)構(gòu)設(shè)計，其總體氣動布局與固定翼、旋翼、撲翼飛行器的布局都不同。 4）升力、推力控制技術(shù)創(chuàng)新 扇翼機(jī)通過調(diào)節(jié)橫流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、機(jī)翼前緣進(jìn)氣口的角度、風(fēng)扇的葉片數(shù)量、葉片的安裝角等參數(shù)，實現(xiàn)對升力和推力的控制，這也與其它飛行器的控制方式有很大區(qū)別。 5）設(shè)計和分析方法創(chuàng)新 扇翼機(jī)具有獨特的原理和結(jié)構(gòu)，需要有其它飛行器不具備的創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)和分析方法，如適合飛行器的高性能橫流風(fēng)扇設(shè)計技術(shù)，適合扇翼機(jī)橫流風(fēng)扇內(nèi)、外部流場，以及與整機(jī)流場耦合問題的高精度分析方法等。 6）本作品是我國首架成功進(jìn)行了飛行試驗的扇翼機(jī)。 四、關(guān)鍵技術(shù)： 扇翼機(jī)涉及總體、氣動、結(jié)構(gòu)、動力、傳動、飛行控制等眾多學(xué)科的關(guān)鍵技術(shù)，無論在理論分析還是在試驗方面都存在一定的技術(shù)難度。根據(jù)最新研究分析，新概念扇翼機(jī)研制的關(guān)鍵技術(shù)主要有： 1）扇翼機(jī)的總體布局及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。 扇翼機(jī)是一種新型飛行器，其總體構(gòu)型與參數(shù)的選擇，氣動布局的確定，氣動性能與飛行特性的分析計算，動力、傳動、操控系統(tǒng)的設(shè)計等，決定了扇翼機(jī)的總體性能，是扇翼機(jī)最主要的關(guān)鍵技術(shù)。因此，本設(shè)計須根據(jù)實際需要，結(jié)合國內(nèi)外的研究基礎(chǔ)，初步確定系統(tǒng)平臺的總體構(gòu)型、參數(shù)和布局，通過理論分析和試驗，對總體布局方案進(jìn)行反復(fù)比較和優(yōu)化設(shè)計。 2）高性能橫流風(fēng)扇及扇翼設(shè)計技術(shù)。 扇翼機(jī)靠橫流風(fēng)扇產(chǎn)生升力和推力，橫流風(fēng)扇的性能對扇翼機(jī)的飛行性能具有重要影響，高性能橫流風(fēng)扇設(shè)計技術(shù)，以及風(fēng)扇與機(jī)翼組合的扇翼設(shè)計技術(shù)，直接決定了扇翼機(jī)的氣動特性與飛行性能。因此，扇翼設(shè)計是扇翼機(jī)氣動設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。 3）扇翼機(jī)分布式推力、渦升力及其控制技術(shù)。 扇翼機(jī)依靠橫流風(fēng)扇產(chǎn)生分布式升力和推力，其升力的大部分又受風(fēng)扇內(nèi)部的偏心渦控制，因此，研究掌握偏心渦的強度和位置的變化規(guī)律，即偏心渦的控制技術(shù)，才能真正掌握扇翼機(jī)的飛行原理和核心技術(shù)。扇翼機(jī)偏心渦的強度和位置受風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、來流、風(fēng)扇葉片等眾多因素影響，需要通過深入細(xì)致的理論和試驗研究來解決。 4）扇翼機(jī)的氣動特性分析技術(shù)。 扇翼機(jī)與其它飛行器的最大區(qū)別，在于升力和推力的形成機(jī)理不同，即升力和推力的產(chǎn)生方法與控制方式不同，因此，現(xiàn)有飛行器的氣動特性分析方法不適合扇翼機(jī)，需要建立一套適合扇翼機(jī)橫流風(fēng)扇內(nèi)外部流場和整機(jī)流場耦合問題的新的分析方法。 5）扇翼機(jī)的飛行控制技術(shù)。 盡管扇翼機(jī)和固定翼飛行器在總體構(gòu)型上有較大的相似，在飛行操縱和控制部件及參數(shù)方面有多處相同，但因其升力和推力的產(chǎn)生、控制方式及變化規(guī)律不同，飛行環(huán)境也有差異，因此需要對扇翼飛行器的飛行力學(xué)規(guī)律、操縱和飛控系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)進(jìn)行重新研究，以滿足扇翼飛行器的需求。 6）扇翼機(jī)試飛驗證技術(shù)。 任何具有實用意義的飛行器，都要經(jīng)過長期反復(fù)嚴(yán)格的飛行試驗，以確保其可用性和安全性。固定翼、旋翼類飛行器已經(jīng)建立了一套嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的試飛驗證技術(shù)，而扇翼機(jī)在飛行試驗方面的技術(shù)還是一個空白，需要在不斷地探索過程中，建立一套科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的扇翼機(jī)試飛驗證技術(shù)。 如前所述，扇翼機(jī)是一種新概念新原理飛行器，在構(gòu)型、原理、布局等方面與現(xiàn)有飛行器有很大不同，因此，本作品在設(shè)計、分析和制造方面，具有許多獨特的技術(shù)和方法，主要體現(xiàn)在： 1.獨特的飛行原理 扇翼機(jī)是通過安裝在機(jī)翼前緣上表面的橫流風(fēng)扇提供升力和推力進(jìn)行飛行。扇翼機(jī)升力由兩部分組成：一部分是當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時，機(jī)翼后半部分上下表面的流速不同，造成機(jī)翼上下表面的壓力差，形成機(jī)翼的升力；另一部分是當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時，在風(fēng)扇內(nèi)部產(chǎn)生一個很強的偏心旋渦低壓區(qū)，使得機(jī)翼前半部分圓弧形區(qū)域的上下表面產(chǎn)生較大的壓力差，形成更大部分的機(jī)翼升力。它的推力是當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時，葉片對空氣作用向后推出氣流，形成向前的推力。由此看出，扇翼飛行器是一種與固定翼、旋翼、撲翼飛行器的工作原理都不同的新概念新原理飛行器。 2.獨到的扇翼設(shè)計技術(shù) 扇翼機(jī)主要靠風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力和推力，適合飛行器的高性能風(fēng)扇以及風(fēng)扇與機(jī)翼組合的扇翼設(shè)計技術(shù)，直接決定了扇翼機(jī)的氣動特性與飛行性能，也是扇翼機(jī)獨有的關(guān)鍵技術(shù)之一。影響扇翼性能的因素眾多，如風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇的直徑、風(fēng)扇與機(jī)翼凹面間的間隙、葉片的數(shù)量、葉片安裝角、葉片弦長、葉片弧度、機(jī)翼后部上表面的傾斜角、機(jī)翼的形狀、機(jī)翼的迎角等，我們經(jīng)過計算分析，選擇了一組較好的參數(shù)，進(jìn)行了橫流風(fēng)扇和扇翼的組合設(shè)計。 3.創(chuàng)新的總體構(gòu)型和氣動布局設(shè)計 扇翼機(jī)主要的升力和推力來源于復(fù)合式機(jī)翼結(jié)構(gòu)，同時考慮到其低速大載荷的特點，需要對扇翼機(jī)各承力面之間的相互位置以及相對尺寸和形狀進(jìn)行設(shè)計。在總體構(gòu)型方面，扇翼機(jī)采用了正常布局，即在機(jī)翼的前端沿展向布置橫流風(fēng)扇，并采用高平尾平衡風(fēng)扇的扭矩。動力系統(tǒng)采用單臺發(fā)動機(jī)驅(qū)動橫流風(fēng)扇以產(chǎn)生分布式推力和升力，操控系統(tǒng)與固定翼飛機(jī)相似，但副翼設(shè)計在扇翼的外側(cè)，尾部安裝平尾及雙垂尾，用于保證扇翼機(jī)的穩(wěn)定性。通過副翼、升降舵、方向舵以及控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)扇翼機(jī)的操縱。起落架采用四點式布局。 4.獨有的升力、推力控制技術(shù) 扇翼機(jī)在機(jī)翼上表面的前緣安裝橫流風(fēng)扇，依靠橫流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)，使得機(jī)翼上下表面的流速不同，并在風(fēng)扇內(nèi)部形成旋渦低壓區(qū)，造成機(jī)翼上下表面的壓力差，使得機(jī)翼獲得升力和推力，推動飛行器飛行。研究發(fā)現(xiàn)，旋渦低壓區(qū)所在的圓弧形機(jī)翼上下表面形成的壓差力占了扇翼機(jī)升力的70%以上，同時旋渦低壓區(qū)的強度和位置顯著地影響了扇翼機(jī)升力、推力的大小和方向。此外影響旋渦強度和位置的因素包括：風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、葉片的安裝角、機(jī)翼前緣的進(jìn)氣角度、葉片弦長、葉片數(shù)量等。因此我們可以通過控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、機(jī)翼前緣的進(jìn)氣角度、葉片安裝角等因素來控制旋渦低壓區(qū)域的強度和位置，從而實現(xiàn)對扇翼機(jī)升力、推力的控制，該項控制技術(shù)是扇翼機(jī)獨有的技術(shù)。本團(tuán)隊在深入地研究扇翼機(jī)飛行原理的基礎(chǔ)上，發(fā)展了這種全新的升力、推力的控制技術(shù)。 5.低速巡航時的大載荷特性 由于扇翼機(jī)獨特的飛行原理，使其在低速巡航飛行時具有比固定翼飛行器和直升機(jī)大得多的載荷性能。經(jīng)詳細(xì)的理論分析和實驗研究發(fā)現(xiàn)，在低速飛行時，同樣消耗100馬力的功率，扇翼機(jī)的載荷大約是固定翼飛行器的2倍，是直升機(jī)的4倍。 6.低速飛行控制律設(shè)計 扇翼機(jī)主要適合低空低速飛行，在這種狀態(tài)下，固定翼飛行器的飛控系統(tǒng)，不適合扇翼機(jī)的飛控要求，因此必須針對扇翼機(jī)低空低速和大迎角狀態(tài)下的飛行特點，研究開發(fā)扇翼機(jī)的飛控系統(tǒng)，這將填補國內(nèi)的研究空白。 7.先進(jìn)的氣動特性分析方法 由于扇翼機(jī)在飛行原理、總體構(gòu)型、氣動布局和結(jié)構(gòu)方面的特殊性，現(xiàn)有飛行器的氣動特性分析方法不適合扇翼機(jī)，需要建立一套能夠處理扇翼機(jī)橫流風(fēng)扇內(nèi)外部流場和整機(jī)流場耦合問題的數(shù)值分析方法。為此，我們根據(jù)扇翼機(jī)升力、推力和流場具有二維特性的特點，建立了基于計算流體動力學(xué)（CFD）技術(shù)的扇翼機(jī)氣動特性分析的數(shù)值計算模型。 8.簡潔的驅(qū)動和傳動系統(tǒng) 采用外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)作為動力裝置，通過傳動軸、軸承、聯(lián)軸器等部件驅(qū)動橫流風(fēng)扇，實現(xiàn)高效傳動。固定軸承位置以保證兩側(cè)風(fēng)輪的同軸度；使用聯(lián)軸器實現(xiàn)扭矩從傳動軸到風(fēng)輪的傳遞；安裝多個聯(lián)軸器，均勻分布扭矩至兩側(cè)風(fēng)輪，消除扭矩傳遞不均現(xiàn)象，減輕風(fēng)輪變形以及振動。 9.高效的操控系統(tǒng) 操控系統(tǒng)布局與固定翼飛機(jī)相似，機(jī)翼外側(cè)安裝副翼，尾部安裝平尾、垂尾、升降舵和方向舵。與固定翼飛機(jī)不同的是，操縱舵面的設(shè)計需要考慮扇翼機(jī)低速大載荷以及短距起降的特性，因此采用較大的操縱舵面，改善低速飛行時的操縱效率，此外扇翼機(jī)可以通過控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來控制升力和推力的大小。 10.飛行試飛技術(shù) 扇翼機(jī)是一種新概念新原理飛行器，現(xiàn)有飛行器的試飛技術(shù)不能完全適應(yīng)扇翼機(jī)，特別是在升力、推力以及起飛降落的操控方面。但因扇翼機(jī)與固定翼飛機(jī)在操控方面總體上的相似性，在對扇翼機(jī)進(jìn)行了大量的地面調(diào)試后，逐步掌握了橫流風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)規(guī)律，以及轉(zhuǎn)速與起飛速度間的關(guān)系，實現(xiàn)了短距起飛；空中飛行時，通過操縱升降舵、方向舵和副翼，來改變扇翼機(jī)的飛行姿態(tài)和飛行軌跡；降落時，通過減小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并配合操縱升降舵，保證扇翼機(jī)平穩(wěn)降落。 11.技術(shù)難點 1）扇翼機(jī)的原理研究。 由于該類飛行器是基于一種新的飛行原理，對其的認(rèn)識和了解還非常膚淺，鑒于其比較復(fù)雜的復(fù)合式機(jī)翼升力推力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加上其風(fēng)扇內(nèi)部流場的旋渦結(jié)構(gòu)和整體的內(nèi)外部流場的耦合作用，給原理分析帶來很大困難，需要建立一套合適的分析方法進(jìn)行原理探索。 2）扇翼機(jī)的升力推力控制技術(shù)。 由于扇翼機(jī)的升力推力受旋翼轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇尺寸、葉片數(shù)量等眾多參數(shù)的影響，必須弄清各個參數(shù)對升力推力的影響規(guī)律，以及參數(shù)之間的相互影響規(guī)律，才能掌握對升力推力的控制技術(shù)，這需要做大量深入細(xì)致和系統(tǒng)的工作。 3）高效的橫流風(fēng)扇和扇翼設(shè)計技術(shù)。 風(fēng)扇和扇翼直接決定了扇翼機(jī)的氣動特性與飛行性能，扇翼組合設(shè)計技術(shù)是扇翼機(jī)獨有的關(guān)鍵技術(shù)之一，該技術(shù)目前在國內(nèi)還是空白，并且影響扇翼性能的因素眾多，如風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇的直徑、風(fēng)扇與機(jī)翼凹面間的間隙、葉片的數(shù)量、葉片安裝角、葉片弦長、葉片弧度、機(jī)翼后部上表面的傾斜角、機(jī)翼的形狀、機(jī)翼的迎角等，要在這眾多的參數(shù)中選擇一組合適的設(shè)計參數(shù)，是本設(shè)計的又一個技術(shù)難點。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.發(fā)明目的： 通過設(shè)計制作扇翼機(jī)，可以對扇翼機(jī)的飛行原理、總體氣動布局、空氣動力學(xué)與飛行力學(xué)特性等方面進(jìn)行探索和研究，從而掌握扇翼機(jī)的基本原理和設(shè)計方法，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的扇翼類飛行器的設(shè)計技術(shù)和能力。 2.基本思路： 在研究了扇翼機(jī)飛行原理的基礎(chǔ)上，本團(tuán)隊進(jìn)行了扇翼機(jī)總體和氣動布局的初步設(shè)計，確定總體參數(shù)，建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行性能計算和風(fēng)洞實驗驗證。根據(jù)計算和實驗結(jié)果，調(diào)整設(shè)計參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計方案。在總體方案確定后，進(jìn)行相關(guān)零部件和各分系統(tǒng)的設(shè)計，再進(jìn)行各部件加工制作和總體裝配，最后進(jìn)行飛行試驗，完成項目研究。 3.創(chuàng)新點： 1)系統(tǒng)創(chuàng)新 2)原理創(chuàng)新 3)構(gòu)型創(chuàng)新 4)升力、推力控制技術(shù)創(chuàng)新 5)設(shè)計和分析方法創(chuàng)新 6)本作品是我國首架成功進(jìn)行了飛行試驗的扇翼機(jī) 4.關(guān)鍵技術(shù)： 1)扇翼機(jī)的總體布局及優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。 2)高性能橫流風(fēng)扇及扇翼設(shè)計技術(shù)。 3)扇翼機(jī)分布式推力、渦升力及其控制技術(shù)。 4)扇翼機(jī)的氣動特性分析技術(shù)。 5)扇翼機(jī)的飛行控制技術(shù)。 6)扇翼機(jī)試飛驗證技術(shù)。 5.主要技術(shù)指標(biāo)： 有效機(jī)翼展長： 1m 空重： 5kg 最大起飛重量： 8kg 有效載荷： 2kg 平飛速度： 36km/h 起飛距離： 小于5m
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一、獨特的飛行原理 扇翼機(jī)通過橫流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力和推力。 二、獨到的扇翼設(shè)計技術(shù) 適合飛行器的高性能風(fēng)扇以及風(fēng)扇與機(jī)翼組合的扇翼設(shè)計技術(shù)，直接決定了扇翼機(jī)的氣動特性與飛行性能。 三、創(chuàng)新的總體構(gòu)型和氣動布局設(shè)計 考慮到扇翼機(jī)低速大載荷的特點，需要對其各承力面之間的相互位置以及相對尺寸和形狀進(jìn)行設(shè)計。 四、獨有的升力、推力控制技術(shù) 通過調(diào)節(jié)影響旋渦低壓區(qū)強度和位置的參數(shù)可以顯著地改變扇翼機(jī)升力、推力的大小和方向。 五、低速巡航時的大載荷特性 在低速飛行時，同樣消耗100馬力的功率，扇翼機(jī)的載荷大約是固定翼飛行器的2倍，是直升機(jī)的4倍。 六、低速飛行控制律設(shè)計 針對扇翼機(jī)低空低速和大迎角狀態(tài)下的飛行特點，研發(fā)適合于扇翼機(jī)的飛控系統(tǒng)。 七、先進(jìn)的氣動特性分析方法 根據(jù)扇翼機(jī)的流場特性，建立了一套適合于扇翼機(jī)氣動特性分析方法。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 獲得大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽校內(nèi)選拔賽特等獎。
作品所處階段
- 本作品處于中試階段，已經(jīng)完成了原理驗證并實現(xiàn)飛行。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 本作品可以通過圖片和實物來展示它獨特的外形。還可以通過飛行視頻來展示它不同于傳統(tǒng)飛行器的飛行原理。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 扇翼機(jī)具有超短距起降、大迎角不失速、 操縱控制簡單、噪聲小、低空低速性能好、穩(wěn)定性強等優(yōu)點。 與直升機(jī)比： 1)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單 2)操控系統(tǒng)簡單 3)效率高、噪聲低、振動小 4)穩(wěn)定性好 與固定翼飛機(jī)比： 1)超短距起降，低速載荷大，穩(wěn)定性好 2)紊流及大迎角下無氣流分離、不失速 應(yīng)用前景 基于扇翼機(jī)超短距起降的特點，它可以在邊疆、海島、沙漠等起降條件不好的地方執(zhí)行任務(wù)。同時扇翼機(jī)低空低速性能好、穩(wěn)定性強以及安全性能好的優(yōu)點可以使它成為一種高效實用的城市短途交通工具。此外，扇翼機(jī)還有更多的應(yīng)用： 1)城市監(jiān)測 2)農(nóng)林作物病蟲害防治 3)消防 4)無人機(jī) 5)海上、陸上救援
同類課題研究水平概述
- 國外研究情況： 扇翼飛行器因其獨特的飛行原理和飛行性能，受到了美國、英國、伊朗、以色列等國家的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。在美國NASA、英國SMART等機(jī)構(gòu)的資助下，英國的Imperial College、Kingston University、FanWing公司、美國的Syracuse University、Naval Postgraduate School、Propulsive Wing公司、伊朗的Iran University of Science and Technology等研究機(jī)構(gòu)開展了扇翼類飛行器的原理、構(gòu)型、氣動特性、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等多方面的理論和實驗研究，并制造了原理樣機(jī)。 近年來，Joseph Kummer和Dang TQ提出了將橫流風(fēng)扇內(nèi)置于厚機(jī)翼中后部，加上尾部導(dǎo)流片對流動的控制，可以獲得分布式矢量推力和升力，發(fā)明了推進(jìn)翼的新概念。2006年，Joseph Kummer等人在美國成立了Propulsive Wing, LLC公司，致力于新概念推進(jìn)翼飛行器的研究，研制并成功試飛了兩種形式的推進(jìn)翼飛行器樣機(jī)。 隨著CFD技術(shù)的發(fā)展，Kingston University的Deepthi D.等、Syracuse University的Joseph Kummer等、Iran University of Science and Technology的S.Askari等人對扇翼類飛行器的原理和性能，進(jìn)行了基于CFD技術(shù)的分析研究，揭示了扇翼類飛行器的特殊機(jī)理，獲得了改善飛行器性能和效率的方法，同時，Imperial College的Q. Ahad等人還進(jìn)行了扇翼類飛行器的實驗和飛行仿真。總的說來，由于扇翼飛行器發(fā)明不久，對它的許多研究還處于起步階段，需要在各方面做很多系統(tǒng)化的深入研究，以獲得高性能高效率高可靠性和安全性的扇翼飛行器。 國內(nèi)研究情況： 我國對于扇翼類飛行器的研究還剛剛起步，主要集中在高校和科研單位。對于扇翼類飛行器的研究正處于理論探索階段。
