涵（hán）道无人机（Ducted Fan UAV）正如其英文名一样对我（wǒ）们而言比较陌生。

提（tí）起“涵道”，这（zhè）两个字大家可能比较熟悉，但对于“涵道”涉及到的飞行器及（jí）其它概念（niàn），大家可能没什么印（yìn）象。比如“涵道发动机”，“涵（hán）道风扇”这两个概念是否一（yī）样呢？

1.涵道无人（rén）机机型特点

相对于固定翼型（xíng）无（wú）人机、直升机（jī）型无（wú）人机、多旋翼型无（wú）人机，“涵道无人（rén）机”更能（néng）体现出飞行器构造概念（niàn）在（zài）表现（xiàn）形式上（shàng）的灵活性。

2. 涵道无人机控制方（fāng）式

一般（bān）说道无人机的（de）控制方（fāng）式只涉及到（dào）姿态控（kòng）制方（fāng）式，比（bǐ）如固定（dìng）翼。

对于有些机型如直升（shēng）机型、多旋翼（yì）类型除了姿态控制外也涉及反扭（niǔ）矩的提供，而且提供（gòng）反（fǎn）扭（niǔ）矩的方式在上述两种机型中都（dōu）非常明显（xiǎn）了：直（zhí）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（wú）人机通过（guò）相同数目不同转向（xiàng）定距桨提供反扭矩平衡（héng）。

对于相对定义（yì）范畴异常宽泛而结（jié）构表现相对封闭的涵（hán）道无人机（jī）而言，姿态（tài）控制方式（shì）和扭矩（jǔ）平（píng）衡都（dōu）异（yì）常灵活。

涵道无人机的姿态控制（zhì）方式可以分为两大类（lèi）：耦合姿态控制（zhì）；解耦（ǒu）姿态控（kòng）制。

2.1 耦合姿态控（kòng）制常见的结构有：单旋翼结构；共轴双旋翼（yì）结构（gòu）

耦合类（lèi）涵道无人（rén）机一（yī）般采用环形（xíng）结构设计，以i-STAR为例（lì），上部中间体中安装动力系（xì）统（活塞式发动机，发动机控制器，螺旋（xuán）桨，有效载荷等）。其中（zhōng）螺旋桨（jiǎng）为（wéi）常见的定距（jù）桨（jiǎng），没有变距（jù），没有挥舞，直接由发动机驱动（dòng）。下部中间（jiān）体由8块固定翼板稳定于涵道中（zhōng）央（yāng），内部搭载反（fǎn）馈系（xì）统（tǒng）。这个8个固定翼板（bǎn）（固（gù）定片）安置角不变，产（chǎn）生平衡单旋翼（yì）扭矩（jǔ）的效果。控制翼（yì）板（导流片）由伺服电（diàn）机控制角度产生（shēng）姿态控制力矩。

该类涵道（dào）结构采用（yòng）旋（xuán）转倾斜器（qì），通（tōng）过变距拉杆改变旋翼周期变距从而控制飞（fēi）行器姿态。类（lèi）似于直升（shēng）机的主（zhǔ）旋翼（yì）结构。MR.城堡并（bìng）未接触过采用（yòng）共轴双（shuāng）旋翼结构，耦合（hé）飞（fēi）行的涵道无人机产品，因此不确（què）定是否完全采（cǎi）用直升机主旋翼那（nà）种（zhǒng）铰接式，还（hái）是采用半铰式（shì），但（dàn）从上图来看应该是采用（yòng）半铰式（shì）结构。

2.2解耦姿态（tài）控制

解耦姿态控（kòng）制方式非常直接：主涵道提供偏航力矩，调节涵道提（tí）供（gòng）横（héng）滚力矩，尾桨涵（hán）道提供前（qián）飞推力，水（shuǐ）平涵（hán）道共同提供垂向升力。

3. 涵道型（xíng）飞行器特点

涵道无（wú）人机的研究（jiū）起始于上世纪80年代，美国汉军陆战队需要空中远程遥（yáo）控装（zhuāng）置（AROD）实现空中侦察和监视。桑（sāng）迪亚国家实（shí）验室（shì）按要求（qiú）开发出具备VTOL能力的首款（kuǎn）涵道飞行器，该（gāi）项（xiàng）目由于（yú）受限于当时的飞行控制技术，于90年代终（zhōng）止。之后包括1992年美国（guó）的“多用于安（ān）全与监视任务平（píng）台”项目；2001年美国国防高（gāo）级（jí）研究（jiū）计（jì）划局（DARPA）启用的建制无人（rén）机计（jì）划（OAV）等等（děng）表（biǎo）明涵道型（xíng）无人机具备的（de）独特特点与（yǔ）军事需求紧密相连（lián）。

3.1 安全性

涵道无人机（不管何种设计方案）旋翼都稳（wěn）稳（wěn）的安置（zhì）在涵道内部。这使得该类型飞行器对于操作（zuò）者和周围环境（jìng）有着（zhe）无（wú）与伦比的安全性。面对环境复杂（zá）的（de）林地，人口稠密的（de）城市地区，涵道无人（rén）机都是执行短（duǎn）时任（rèn）务的首选。

3.2 机动性

涵道型无人机的机动性特别适（shì）合城市复杂环境下执行（háng）任务（wù）。与固（gù）定翼（yì）无人机相比，涵道无（wú）人机具备VOTL能力，相比于多（duō）旋翼及直升机（jī）型无人机（jī），涵道机可以在非常（cháng）狭小的环境（jìng）中进行（háng）起（qǐ）降和作业。同样优良的定（dìng）点悬停（tíng）能力使（shǐ）得涵道型（xíng）无（wú）人机具备多（duō）旋翼机（jī）型的图像数据获取能力。

3.3 飞行效率

同无人（rén）直升机（jī）相比，同等（děng）功耗（hào）下，涵道风扇较同直径孤立旋翼会产生更大拉力：首先在低空速下（xià）增加（jiā）飞行器的推理；其次在（zài）所有的（de）飞行倾角下都可以提供（gòng）气动升力（lì）；第三，将飞行器（qì）的（de）升（shēng）力系统和推进系统（tǒng）有效地结（jié）合起来；最后（hòu）涵道壁可（kě）以有效（xiào）地将螺旋桨滑流转换成推力，从而产生附加升力。

3.4 隐蔽性

这（zhè）个特点是涵道型飞行（háng）器很受军方青睐的重要（yào）原因。螺旋（xuán）桨位于涵道内（nèi）部，气动噪声被阻挡从而（ér）物理（lǐ）地降低了飞行（háng）器噪音的强（qiáng）度和传播距离。同行，由于动（dòng）力系统被涵（hán）道环扩（kuò），从而降低（dī）了整（zhěng）体飞行器的发动机热辐射扩散（sàn）。

涵道型无人机现阶段（duàn）并（bìng）未（wèi）受（shòu）到市场的（de）太多重视，原因更多在（zài）于控制难度、产品成熟度、飞行系统空间设计方面。其设（shè）计结构本身具备的安全性，机动性使（shǐ）得该机型非常适用于家庭（tíng）、室（shì）内应用。（来源：知乎）

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