垂直起降飞行器的发展动态和趋势分析.pdf

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1、第6卷第2期2015年5月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSClENCEANDENGINEERINGV01．6No．2Mav2015文章编号：1674—8190(2015)02—127—12垂直起降飞行器的发展动态和趋势分析刘凯，叶赋晨(中国航天科技集团公司中国航天空气动力技术研究院，北京100074)摘要：垂直起降飞行器因对起降地点要求低而得到了广泛的应用。按照动力方式对垂直起降飞行器进行分类，剖析了不同类型的飞行器，归纳了相关的关键技术问题，并重点介绍了近年来垂直起降飞行器的发展动态，尤其强调了一些创新设计的思路。然后，展望了垂直起降飞行器的发展趋势，以期为垂

2、直起降飞行器设计人员面对不同的任务要求和特点提供一定的参考价值。关键词：垂直起降；飞行器；涵道风扇；飞行稳定性；倾转旋翼中图分类号：V221文献标识码：AReviewandAnalysisofRecentDevelopmentsforVTOLVehiclesLiuKai，YeFuchen(ChinaAcademyofAerospaceAerodynamics，ChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporation，Beijing100074，China)Abstract：TheVTOL(VerticalTake—OffandLanding)iswide

3、lyusedbecauseof10Wdemandfortake—off10ca—tion．AccordingtothekindsofVTOLvehicledrivingpower，allVTOLvehiclesareclassifiedintofourtypes．Everytypeofvehicleislistedanddiscussedbriefly．Therelevantimportanttechnologyisconcluded．Thedevel—opmentofVTOLvehiclesissummarized，especiallyforthevehiclesresearchedi

4、nrecentyears．Moreattentionispaidtotheinnovativedesignandnewconcepts．ThenthefuturepossibledevelopmentsofVTOLvehiclesareprospected，whichisbelievedtOsupplyreferencevalueforengineersinVTOLvehicledesign．Keywords：VTOL；aircraft；duetedfan；flyingstability；tilt—rotor0引言垂直起降飞行器因对起降地点要求低而得到了广泛的应用，美国拥有众多型号的直升

5、机和先进的V-22倾转旋翼飞机等垂直起降飞机。通过伊拉克战争和阿富汗战争，美国对发展垂直起降飞行器有了更深层的体会和认识，将能够适应复杂地形环境的垂直起降飞行器列为美军十大未来关键装备的第一项[1]，并且仍然将大型直升机作为发展重点之一[2]。在战斗机方面，从美国新研制的F-35B战斗机的实际应用效果看，凡是试飞过F一35B的美军飞行员，无一例外地选择F一35B飞机作为战收稿日期：2014-1卜24；修回日期：2015—01—15通信作者：叶赋晨，244409905@qq．corn机。在海军舰载机方面，未来倾转旋翼类的垂直起降元人机可能取代目前的直升机[3]。近期，美国以F35和V一22

6、搭配的垂直起降飞机推出了两栖攻击舰装备，改变了传统大型航母成本高、技术难度大的弊端。可见，垂直起降飞行器迎来了新一轮的发展热潮。从民用角度看，垂直起降飞机在复杂地形环境执行任务、地震救灾、边远地区急救、缓解城市地面交通等方面具有很大的应用空间。本文归纳国内外垂直起降飞行器的发展动态，分析其技术特点，并展望进一步的发展趋势。1垂直起降飞机的大致分类及其发展动态垂直起降飞行器按照动力方式大致可分为旋航空工程进展第6卷翼类飞行器、喷气发动机推力转向飞机、倾转旋翼飞机、尾座式螺旋桨动力飞行器、涵道风扇动力飞行器，此外还有涵道风扇与矢量喷管联合应用的飞机，以及其他特殊概念飞行器_]。还有一类能够垂

7、直起降的飞行器是微型扑翼动力的，本文将不涉及该类飞行器。1．1旋翼类垂直起降飞行器直升机是最典型的旋翼动力飞机，由于其桨盘巨大，使得它成为当前空中悬停状况下动力转换效率最高的飞行器。李成智等[51系统地回顾了直升机的发展历程。虽然直升机的研究工作方兴未艾邓。8]，在提升直升机平飞速度、降低气动噪声和创新旋翼设计等方面取得了很大的进展，但是直升机的基本性态没有改变。直升机是当前应用最广泛的垂直起降飞行器，本文对飞机本身发展不作深入的探