北京信息科技大学无人航空器技术研究协会  
BISTU Unmanned Aerial Vehicle Association

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     北京信息科技大学最强的科技创新创业孵化组织。以推动产学研一体化与产教融合为目标,以“创新、高效、协作”为工作宗旨,运用了现代企业式的管理运营模式,最大化的联动学校现有技术和人才资源优势,并由国内顶尖无人机企业参与,着力培养关于无人航空器技术方面的技术人才,不断孵化科技创新与科技创业项目,努力帮助一届届勤信学子,实现自己的技术创新与创业梦想,并努力成为全国知名技术成果转化与科技项目孵化平台!

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项目介绍
双横流风扇可悬停飞行器
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一、   项目意义

双横流风扇飞行器是我们率先提出的一个全新概念的飞行器,目前在任何已有文献、专利都没发现类似概念的飞行设备。其可以很好的弥补现有可悬停飞行设备的缺点,在对其展开介绍前我首先介绍一下目前已出现的飞行设备。

目前的可悬停飞行设备按照原理可分为三大种:

1、             伯努利原理——直升机

根据高速旋转的顶部桨叶产生桨叶与周围空气的相对运动,从而根据伯努利原理桨叶上下产生上下压差,进而产生了提供飞行器上升的升力。    

缺点是:桨叶面积较小,所以效率自然也相对较低,能耗也比较大。同时桨叶较细长,旋转起来比较占用空间。

2、             反冲原理——气垫船

运用导风扇或涵道风扇将上部气流吹响下部,从而产生反冲力(动量定理),以提供飞行器向上的升力。

缺点是:涵道风扇能耗巨大,但是推力较小。所以由涵道风扇直接提供升力的飞行效率极低,功耗很大。

3、             浮力原理——飞艇

通过向气舱充入较大体积的低密度气体(氢气、氦气等),从而产生向上的浮力,将飞行器托起来。

缺点是:在同等升力的情况下这种设备空间体积最大,并且极容易受到天气的影响,抗风能力很差。同时填充气体每次任务完成后都会浪费掉,况且常用的氦气属于稀有气体,价格昂贵。造成此类飞行器运营成本很大。

   

通过对现有可悬停飞行设备的分析不难看出它们都拥有着或多或少的弊病,不能满足一些市场的需求。前两种因为效率较低,能耗较大。不能很好的满足现在的长时间续航的需求,而后一种对飞行环境要求严苛,使用成本也比较高,经济性较差,不受青睐。

而本项目提出的双横流风扇飞行设备其构想原理来自“扇翼机”,其根本原理同样是伯努利原理。但又不同于扇翼机,其增加了可悬停的功能(扇翼机不可悬停,仅能低速飞行)。而在增加可悬停飞行的创新基础上,又继承了扇翼机能耗相对较低,机械效率较高。同时升力稳定、空间占用较小,同样体积下载重较大的优点。很好的解决了现有飞行设备的问题。

同时他在市场方面的应用价值也十分的大,对于现在日趋火爆的中小型无人机航拍业务,商业航拍中较长的续航时间和可悬停是两个重要的要求。双横流风扇飞行器较高的效率降低能耗,而其较高的载重又能承载更多的电源设备。正好同时满足了这些要求。并且结构简单设计容易,制造工艺也十分简便,能大大节约现有航拍设备的价格,十分符合民用无人机“低成本”的技术发展潮流,蕴藏着巨大的商业价值。

同时双横流风扇飞行器在学术上也提出了一种全新的飞行器概念:其根本原理不再是通过飞行设备的上下表面不同的升力部件与周围空气的相对的运动产生升力带动飞行器飞行,而是直接通过横流风扇直接带动板件上表面空气流动,直接产生伯努利原理中的升力。这样看来这种方式提供升力更为直接,效率也更高。所以以此为原理还可以有众多变种飞行设备,开辟了一个新的飞行器设计模式,充满后续的学术研究价值。