蔡红明，昂海松，邓双厚，张华靓

(南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京 210016)

引言

涵道飞行器具有安全性高、结构紧凑、噪声低的优点。在同样的功率消耗下，涵道飞行器较同样直径的孤立风扇会产生更大的拉力。近年来，在广阔的应用前景刺激下，涵道飞行器已经成为一个国际性 的 研 究 热 点，如 美 国 的 Cypher［1］，ISTAR［2］，GTSpy［3］等，其中有的已经试飞成功并装备部队，国内的相关研究也开始起步［4］。

微型涵道飞行器的大包线飞行使得其空气动力学非线性特性十分显著。本文利用低雷诺数风洞实验分析了微型涵道飞行器的气动特性，并采用CFD数值模拟方法计算了微型涵道飞行器的动阻尼导数，进而建立了微型涵道飞行器的空气动力学模型以及六自由度飞行力学模型，最后计算了它的基本飞行性能和配平曲线。

1 低雷诺数风洞实验

1.1 实验模型介绍

图1为南京航空航天大学研制的微型涵道飞行器，它能够完成悬停、倾转和前飞的大包线飞行。但是由于小尺寸和低速度特性，其具有显著的低雷诺数效应，机翼失速迎角较低。涵道由于受风扇吸流的影响，失速迎角较高，涵道升力在悬停及倾转过程中占升力比重较大［5］，风扇在悬停和低速前飞时提供升力，对转风扇相互抵消扭矩。

以微型涵道飞行器为研究对象，通过低雷诺数风洞实验，研究它在不同状态参数下的空气动力学特性，在整个实验过程中，都采用全尺寸模型。该微型涵道飞行器的主要参数如下:涵道直径0.13 m;涵道弦长0.25 m;机翼展长0.5 m;机翼弦长0.09 m;飞行器质量0.5 kg;巡航速度14 m/s。……