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

提起“涵（hán）道”，这两个字大家可能比较熟（shú）悉，但对（duì）于“涵（hán）道（dào）”涉（shè）及（jí）到（dào）的飞行器及其它概念，大家（jiā）可能没什么印象。比（bǐ）如“涵道发动机”，“涵道（dào）风扇”这两个概念是否一样呢？

1.涵道无人机（jī）机型（xíng）特点

相对于固定翼型无（wú）人（rén）机、直升机型无人机、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在（zài）表现形式上（shàng）的（de）灵（líng）活性。

2. 涵道无（wú）人机（jī）控制方式（shì）

一般说（shuō）道无人机的控制方式只（zhī）涉及到姿态控制方式，比如固定翼。

对（duì）于有些（xiē）机型如直升机（jī）型、多旋翼类型除了姿（zī）态（tài）控制外也涉（shè）及反扭矩的提供，而且提供反扭（niǔ）矩的方式在上述两种机（jī）型（xíng）中（zhōng）都非常明（míng）显了：直升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，多旋翼无人（rén）机通（tōng）过相同（tóng）数（shù）目不同转向定距桨（jiǎng）提（tí）供反（fǎn）扭矩（jǔ）平衡。

对于相对（duì）定（dìng）义（yì）范畴（chóu）异（yì）常（cháng）宽泛而结构表现相（xiàng）对封（fēng）闭的涵（hán）道无（wú）人机而言，姿态控制方式和（hé）扭（niǔ）矩平衡（héng）都异（yì）常灵活。

涵（hán）道无人机的姿（zī）态控制方（fāng）式可（kě）以分为两大类：耦合姿态控制；解耦姿态控（kòng）制。

2.1 耦合（hé）姿态控制常见的结构（gòu）有（yǒu）：单旋翼结构（gòu）；共（gòng）轴（zhóu）双旋翼结（jié）构

耦合类（lèi）涵（hán）道无人机一般采用环形结构设计，以（yǐ）i-STAR为例（lì），上部中间体（tǐ）中安装动（dòng）力系统（tǒng）（活塞式发（fā）动（dòng）机，发动机控制器（qì），螺旋桨，有（yǒu）效载（zǎi）荷等）。其中（zhōng）螺旋（xuán）桨为常见（jiàn）的定距（jù）桨（jiǎng），没有变距，没有挥舞，直接由发动机驱动。下部（bù）中（zhōng）间体由8块固定翼板稳定于涵道中央，内部搭载反馈系统。这个8个固定翼板（bǎn）（固定片）安置角不变，产（chǎn）生平衡单旋翼扭（niǔ）矩的（de）效果。控制（zhì）翼板（bǎn）（导流片）由伺服电机控制角（jiǎo）度（dù）产生姿态（tài）控制力矩（jǔ）。

该（gāi）类涵道结构采用（yòng）旋转倾斜器，通过（guò）变距拉杆改变旋翼周期变距从而控制飞行器姿（zī）态。类似于（yú）直升机（jī）的主旋翼（yì）结构。MR.城堡并未接触过采用共轴双旋翼结构（gòu），耦（ǒu）合飞行的（de）涵道无人机（jī）产品，因（yīn）此不确定是否完全采用直升机主旋翼那种（zhǒng）铰接式，还是采用（yòng）半（bàn）铰式，但（dàn）从上图来看应该是采用半（bàn）铰式结构。

2.2解耦姿态（tài）控制

解耦（ǒu）姿态控（kòng）制方式非常直接：主涵道提供偏航力矩，调节（jiē）涵道提供横滚力（lì）矩，尾桨涵道（dào）提（tí）供前飞推力，水平涵道共同提（tí）供垂向升（shēng）力（lì）。

3. 涵道型飞行器特点

涵道无人机的研究起始于上世纪80年代（dài），美国（guó）汉军（jun1）陆战队（duì）需要空中远程遥控装置（AROD）实现空中侦察和（hé）监视。桑迪（dí）亚国（guó）家实验室按要求（qiú）开（kāi）发出（chū）具备VTOL能力（lì）的首（shǒu）款（kuǎn）涵道飞行器，该项目由于（yú）受（shòu）限于当时的飞行控制技术，于90年（nián）代终（zhōng）止（zhǐ）。之后包（bāo）括（kuò）1992年美（měi）国的“多用于安全与监视任务平（píng）台”项目（mù）；2001年美（měi）国国防高级研究计划局（DARPA）启用的建制无人机计划（huá）（OAV）等等表明涵道（dào）型无人机（jī）具备的独特特点与（yǔ）军事需求紧密相连。

3.1 安全性

涵（hán）道无人机（不管何种设计方（fāng）案）旋翼都稳稳（wěn）的安置在涵道内（nèi）部。这使得该类（lèi）型飞（fēi）行器对（duì）于操作者和周（zhōu）围环（huán）境有着（zhe）无与伦（lún）比的安全（quán）性（xìng）。面对环（huán）境复杂的林地，人口（kǒu）稠密的城（chéng）市地区，涵道无人机都是执行短时任务的首选。

3.2 机动性

涵（hán）道型无人机的机动性特别适合城市复杂环（huán）境下执（zhí）行任务。与固（gù）定翼（yì）无人（rén）机（jī）相比，涵（hán）道无（wú）人机（jī）具备（bèi）VOTL能力，相比于多旋翼及（jí）直升机型无人（rén）机，涵道机可（kě）以在非常狭小的环境中进行起降和作（zuò）业。同样优良的定点悬停能力使得涵道型无（wú）人（rén）机具备多旋翼机型的图像数据（jù）获取（qǔ）能力。

3.3 飞行效率

同（tóng）无人（rén）直升机相比，同等功耗下（xià），涵道（dào）风扇较同直径（jìng）孤立旋翼会（huì）产生（shēng）更大（dà）拉（lā）力：首先在低空速下（xià）增加飞行器的推理；其（qí）次（cì）在所有的飞行（háng）倾（qīng）角下都可（kě）以提供（gòng）气动升力；第三（sān），将飞行（háng）器的升力系统和推进系统有效地结合起来；最后涵道壁可以有效地（dì）将螺旋桨（jiǎng）滑流转换成推力，从而产生附加升（shēng）力。

3.4 隐蔽（bì）性

这个（gè）特点（diǎn）是涵道型飞（fēi）行器很受（shòu）军方青（qīng）睐的重要原因。螺旋桨（jiǎng）位（wèi）于涵道内部，气动噪声被阻挡从而（ér）物理地降低了飞（fēi）行器噪（zào）音的强度和传播距离。同行，由（yóu）于动力系统被涵道环扩，从而降低了整体飞行器的发动机热辐射扩散（sàn）。

涵道（dào）型无人机（jī）现阶段并未受到市（shì）场的（de）太多（duō）重视，原因更（gèng）多在于控制难度（dù）、产品成熟（shú）度、飞行系统空间设计方面。其设计结（jié）构本身（shēn）具备的安全（quán）性（xìng），机（jī）动（dòng）性使得（dé）该机型非常（cháng）适用于家庭、室内（nèi）应用（yòng）。（来源：知（zhī）乎）

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