涵道无（wú）人机（jī）（Ducted Fan UAV）正如其英文名一样对我们而言比较陌生。

提起“涵道”，这两个字大家可能（néng）比较熟悉，但对于“涵道”涉及到的飞行（háng）器及其它概念，大家可能没什么印象。比如“涵道（dào）发动（dòng）机”，“涵道（dào）风扇”这两个概（gài）念是否一样呢？

1.涵道无人机机型特点

相对于（yú）固（gù）定翼型无（wú）人机、直升机型无人机、多旋翼（yì）型（xíng）无人机，“涵道无人机”更能体现（xiàn）出飞行器构造概念在表现（xiàn）形式上的灵活性（xìng）。

2. 涵道无（wú）人（rén）机控制方式

一（yī）般说道无人机的（de）控制方式只涉及到姿态（tài）控制方式，比如固定翼。

对于有些机（jī）型如（rú）直升机（jī）型、多旋翼类（lèi）型除（chú）了姿态控制（zhì）外（wài）也涉及反扭（niǔ）矩（jǔ）的提供，而且提供反扭矩（jǔ）的方式在上述两种机型中都（dōu）非常明显（xiǎn）了：直升（shēng）机通过尾桨总距控制（zhì）提供机体坐标系偏航方向上的反扭矩，多旋翼（yì）无人机通过相同（tóng）数目不（bú）同转向（xiàng）定距桨提供反扭矩平衡。

对于相对定义范畴（chóu）异常宽泛而（ér）结构（gòu）表（biǎo）现相对封闭的涵道无人机而言，姿态控制方式和扭矩平衡都异（yì）常灵活。

涵道（dào）无人机（jī）的姿态控制方式（shì）可以分为（wéi）两大类：耦（ǒu）合姿（zī）态控制；解（jiě）耦（ǒu）姿态控制。

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

耦合类涵道无（wú）人机一般采用环（huán）形结（jié）构设计，以i-STAR为例，上部中间体中安装动力系统（活（huó）塞式发动机，发动机控制器，螺旋桨（jiǎng），有效（xiào）载荷等）。其中螺旋（xuán）桨为常见的定距桨，没有变距，没有（yǒu）挥舞，直接（jiē）由发动机驱（qū）动。下部中（zhōng）间体由8块固定（dìng）翼板（bǎn）稳（wěn）定于涵道中（zhōng）央，内部搭载反馈系统。这个（gè）8个固定翼板（固定片）安置（zhì）角不变（biàn），产生平衡单旋（xuán）翼扭矩的（de）效果。控制（zhì）翼（yì）板（导流片（piàn））由伺服电机控制角（jiǎo）度产生姿（zī）态控制（zhì）力矩。

该（gāi）类涵道结构（gòu）采用旋转倾斜器，通（tōng）过变距拉杆（gǎn）改变旋翼周期变距从而控（kòng）制飞行器姿态。类（lèi）似于（yú）直升（shēng）机的主旋翼结构（gòu）。MR.城堡并未接（jiē）触过采用共轴双旋（xuán）翼结构，耦合飞行的（de）涵道无（wú）人机产品，因（yīn）此（cǐ）不确定是否（fǒu）完全（quán）采用直（zhí）升机主旋翼那种铰接式，还是采用半（bàn）铰（jiǎo）式，但从上图来（lái）看应（yīng）该是采用半铰式结构。

2.2解耦姿态控（kòng）制（zhì）

解耦姿态（tài）控制方（fāng）式（shì）非常直接：主涵道提供偏航力矩，调节涵道（dào）提（tí）供横滚力矩，尾（wěi）桨涵道提供（gòng）前飞推力，水（shuǐ）平涵道共同提供（gòng）垂向升力。

3. 涵道型飞行器（qì）特点

涵道无人机的研究起始于上世纪（jì）80年代，美国汉军陆（lù）战队需要（yào）空中远程遥控装置（zhì）（AROD）实现空中侦察和监视（shì）。桑迪（dí）亚国家实验室按要（yào）求开（kāi）发出具（jù）备VTOL能力的首款（kuǎn）涵道飞（fēi）行器，该项目由（yóu）于受（shòu）限于当时的（de）飞（fēi）行控制技术，于90年（nián）代（dài）终止。之后（hòu）包括1992年（nián）美国（guó）的“多（duō）用于安全与（yǔ）监视任务平台”项目；2001年美国国防（fáng）高（gāo）级研究计划局（jú）（DARPA）启用的建制无人机（jī）计划（huá）（OAV）等等表明涵道型无人机具备的独特特点（diǎn）与（yǔ）军事需求紧密（mì）相连。

3.1 安全性

涵道无（wú）人机（不管何种设计方案）旋（xuán）翼都稳稳的（de）安置（zhì）在涵道（dào）内部。这（zhè）使得该类型飞行器对（duì）于操作者和周围环境有着无与伦比的安全（quán）性。面（miàn）对环境复（fù）杂（zá）的林地，人口稠密的（de）城市（shì）地区，涵道（dào）无人机（jī）都是执行（háng）短时任务的首（shǒu）选（xuǎn）。

3.2 机动性

涵道型无人机的（de）机动性特别适合城（chéng）市复杂环境下执（zhí）行任务。与固（gù）定（dìng）翼无（wú）人机相比，涵道无人机具备VOTL能（néng）力，相（xiàng）比于多（duō）旋翼及直升机（jī）型无人机（jī），涵道机可以在非常狭小的环境中进行（háng）起降和作（zuò）业。同样优良的定点悬停能力使（shǐ）得涵道型无人机具备多（duō）旋翼机型的图像数据获取能力。

3.3 飞行效率

同无人直升机相比，同等功耗下，涵道（dào）风（fēng）扇较（jiào）同直径孤立旋翼会产生更大拉（lā）力：首先在低空（kōng）速下增加飞行器的推理；其（qí）次在所有（yǒu）的飞行倾角下都可以提供气（qì）动升力（lì）；第三，将飞行（háng）器的升力系统和推进系统有效地结合（hé）起（qǐ）来；最后（hòu）涵道壁可以（yǐ）有效地将螺旋桨（jiǎng）滑流转换（huàn）成推力（lì），从而产（chǎn）生附加升力（lì）。

3.4 隐（yǐn）蔽性

这（zhè）个（gè）特点是涵道型飞行器很受军方（fāng）青睐的重要原因。螺（luó）旋桨位于涵道内部，气（qì）动噪声被阻挡从（cóng）而物（wù）理地降低了飞（fēi）行器噪音的强度和传播（bō）距离。同（tóng）行，由于（yú）动力系（xì）统被涵道环扩，从而（ér）降低了整体飞（fēi）行（háng）器的发（fā）动机热辐射扩散。

涵道型无人（rén）机现阶段并未受（shòu）到市场的太多重视（shì），原因更多在于控制难度、产品成熟度、飞（fēi）行系统空（kōng）间设计（jì）方面。其设（shè）计结构本身（shēn）具备的（de）安全性（xìng），机动性使得（dé）该机（jī）型（xíng）非常适用于家（jiā）庭、室内应用。（来源：知（zhī）乎）

咨询航拍服务可加昆明俊鹰（yīng）无人机飞控手老鹰的微信laoyingfly