扇翼飛行器的研究進展與應用前景

摘要：近些年來，隨著科技水平的不斷提高，飛機的發展也極為迅速，新型飛機也逐步取代傳統飛機，不過利用高科技新原理制造的飛機類型不是很多。然而我國現階段對飛行器的研究才處于初步階段，供我們可借鑒學習的資料不是很多。就目前為止，一種新原理飛行器--扇翼飛行器逐漸發展起來，它的不同點在于全新的機翼類型，扇翼比起之前的固定翼和旋翼已經有了很大的進步。本刊主要通過扇翼飛行器概念的提出、扇翼飛行器的飛行原理、我國現階段的對扇翼飛行器的研究狀況、扇翼飛行器的應用前景與分析等四部分對扇翼飛行器展開了總結研究和細致化分析。

關鍵詞：扇翼飛行器；應用前景；低速飛行器；飛行原理

前言

隨著世界經濟和科學技術的高速發展，也引起了飛行器的重大變革。由于現階段的飛機仍存在諸多問題，在速度較低和飛行高度較低時，飛機的適應性較差；而且其結構和操作比較復雜，飛行時間較短，載荷較低。這些年來，為了突破傳統的飛行模式，進行了多種形式的探索，追求經濟性和高效性，渴望達到垂直起降的能力，讓飛行器具有高性能的優勢。扇翼飛行器它是一種低速大載荷的新型飛行器，也是當前飛行器領域中一大重要突破，具有很高的研究價值和潛在優勢。

1.扇翼飛行器概念的提出

十九世紀末，法國的一位電氣工程師研究并發明出長度可任意選取的橫流式風扇，它具有可獲得高速且大寬度的平穩氣流的優勢，為扇翼飛行器的產生奠定了基礎；之后，又有人想利用橫流式風扇的特點加以改造，不過由于種種問題，未能真正進行；萊特兄弟不斷探索研究，成功試飛，飛機探索的隊伍也越來越龐大；二十世紀中期，在飛機上應用橫流式風扇上被一位德國工程師真正提出；在1962年，為實現飛行器更好的飛行控制，在固定翼飛機中加入橫流式風扇，不過由于技術阻礙，沒能進行當時的矢量推力控制試驗。到二十世紀七十年代時，飛行器的達到了研究的浪潮，各大科研機構和高級院校陸續展開研究。從1979年到2000年，航空上應用橫流式風扇得到了進一步研究，取得了重大進展；二十世紀七十年代末，橫流式風扇的應用研究陷入了短期的停滯；二十世紀末首次試飛帶有扇翼飛行器的原型機，并取得了很大程度上的成功；21世紀以來，扇翼飛行器還在持續性研究。

2.扇翼飛行器的飛行原理

扇翼飛行器的飛行原理是利用安裝在固定翼前方邊緣位置的橫流式風扇并控制它的轉速和來流迎角來提供升力和推力來實現的，它不同于固定翼飛機的關鍵所在，橫流式風扇可隨時調控葉輪的長度，滿足不同的需求。氣流每次經過扇翼時，一部分會從扇翼上方流過，另一部分會被橫流式風扇吸入，扇翼飛行器升力的來源最重要的就是這兩部分氣流。同理，扇翼飛行器的推力的來源也分為兩部分--葉片轉動產生的推力和偏心渦提供的推力。

3.我國現階段的對扇翼飛行器的研究狀況

目前來說，我國對扇翼飛行器的研究才進入開始階段，很少一部分的科研機構和高級院校著眼研究。2007年，為改進飛行器模型，研究空氣動力性能，中國空氣動力研究院的兩位研究者進行了大量的探索研究；2011年，國內對扇翼飛行器的研究取得了重大進展，國內首架扇翼飛行器成功試飛，在此基礎上，為提高扇翼飛行器的有效性和穩定性，南京航空航天大學的教授和學生又對其展開了一系列研究分析，成功建立了縱向數學模型；2014年，對扇翼飛行器的動力性能又展開了細致化研究，通過不同的參數進行對比分析；隨著科學技術的發展，我國現階段對扇翼飛行器的研究還會有持續性突破。

4.扇翼飛行器的應用前景與分析

扇翼飛行器具有經濟性、穩定性高、可操作性強而且高安全性等特點，應用前景也相對廣泛。

4.1更好的完成巡邏偵察與空中通信任務

扇翼飛行器具有很高的穩定性和可操作性，現在廣泛應作艦載機，在巡邏偵察和空中通信以及空中運輸等方面發揮了重要作用；當然，現代戰斗機也利用了它的性能優勢，不斷提高應急能力和生存能力，更好的執行任務。

4.2目標攔截的應用更為廣泛

扇翼飛行器還具有另外一大得天獨厚的優勢--低噪聲，這就使得在執行任務時不會輕易被發現，大大提高了生存能力。因此，在執行目標攔截任務時，高效、準確得到了一致肯定。

4.3在貨物運輸方面進一步應用

眾所周知，大部分的飛行器不適合民用和商業的需要，現在無人機的使用已經開辟了新的時代，飛行器在商業服務、民用服務上得到了很大程度的發展進步；扇翼飛行器憑借獨特的特點也進入了大家的視野，相信不久在貨物運輸方面會得到進一步應用。

4.4增添了一種全新的救援方式

扇翼飛行器能夠短距離快速起降，在救援上的應用會更加廣泛，也是當下執行救援任務的有利需要，無論是海洋救援、地震救援，都會提供很大程度上的幫助。

4.5農業上的應用化水平不斷提高

農村中的大面積土地種植已經非常普遍，飛機噴灑農藥已經逐步普及開來，可以節省大量的勞動力和時間，對農業的發展和社會的進步起到了很重要的促進作用。

4.6小型飛行器成功研制

扇翼飛行器的遠航能力和短距起降能力對城鎮小型飛行器的發展極為重要，可以廣泛應用在一些道路巡邏等方面。

結語

從扇翼飛行器的起源、發展、應用前景等方面可以看出，現階段，科技的進步引發了廣大科學家對扇翼飛行器的重視與研究，也推動了現代化社會的發展與進步。扇翼飛行器它是一種低速大載荷的新型飛行器，也是當前飛行器領域中一大重要突破，具有很高的研究價值和潛在優勢。扇翼飛行器的短距起降、低噪音、穩定性高、可操作性強等獨特的優勢，應用前景也極為廣泛。因此，應該緊跟科技的發展積極開展在航天領域內的研究，讓扇翼飛行器成為社會進步的動力。

參考文獻：

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[4]李楠.扇翼飛行器的建模與控制研究[D].南京航空航天大學，2015.

作者簡介：許景茹，身份證號：622301199612140014