垂直起降技术简介(梁苑)
垂直起降无人机总体设计
垂直起降无人机总体设计垂直起降无人机（Vertical Take-Off and Landing, VTOL）是一种特殊的无人机设计，它可以在起飞和着陆时像直升机一样垂直起降，并在巡航时像传统的固定翼飞机一样进行水平飞行。
VTOL无人机因其灵活性和多功能性而被广泛应用于军事、民用和商业领域。
在垂直起降无人机的总体设计中，需要考虑以下几个关键方面：1.飞行模式转换策略：垂直起降无人机需要在起飞、着陆和巡航时切换不同的飞行模式。
为了实现平稳的模式转换，需要设计一个可靠的自动化控制系统，该系统可以根据飞行任务和环境条件自主切换和控制飞行模式。
2.结构设计：垂直起降无人机的结构需要兼顾垂直起降和水平飞行的要求。
通常使用电动垂直推进器或涡轮发动机提供垂直起降的动力，同时使用翼面和固定翼来提供水平飞行时的升力和稳定性。
为了减轻重量并提高飞行效率，可以采用轻质材料和先进的制造技术。
3.传感器和导航系统：垂直起降无人机需要配备高精度的导航系统和多种传感器，例如全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、气压计、雷达和光学传感器等。
这些传感器和导航系统可以提供飞行姿态、位置和环境信息，以支持飞行控制、导航和避障功能。
4.电力系统：由于垂直起降无人机需要在垂直和水平飞行时提供不同的动力需求，因此需要设计一个高效的电力系统。
电池和燃料电池是常见的动力选择，可以使用蓄电池在垂直起降时提供高功率输出，而在水平飞行时则可以通过燃料电池提供长时间的续航能力。
5.通信和数据链路：垂直起降无人机通常需要与地面控制站进行远程通信，并传输飞行数据和图像。
因此，需要设计一个可靠的通信系统和数据链路，以确保飞行过程中的实时数据传输和命令控制。
综上所述，垂直起降无人机的总体设计需要考虑飞行模式转换策略、结构设计、传感器和导航系统、电力系统以及通信和数据链路。
通过合理的设计和集成，垂直起降无人机可以实现多功能的飞行任务，广泛应用于各个领域。
电动垂直起降航空器(evtol)起降场建设技术标准
电动垂直起降航空器(evtol)起降场建设技术标准The construction of electric vertical takeoff and landing (eVTOL) vehicle landing sites requires the development of standardized technology. These standards are necessary to ensure safety, efficiency, and compatibility within the rapidly evolving eVTOL industry. In this article, we will explore the key considerations and challenges involved in developing these technical standards.为了确保电动垂直起降（eVTOL）飞行器的降落场安全、高效和兼容性，有必要制定与之相关的技术标准。
本文旨在探讨制定这些技术标准所涉及的关键考虑因素和挑战。
Firstly, one of the major challenges in eVTOL landing site construction is the need for standardized infrastructure design. This includes determining the optimal size, shape, and layout of the landing area to accommodate various eVTOL vehicle types. The landing zone should also be equipped with appropriate lighting systems, signage, and markings to guide pilots during approach and departure.在eVTOL降落场建设中面临的一个主要挑战是需要统一建设基础设施设计。
f35垂直起降原理
f35垂直起降原理
F35战机是一种多用途的战斗机，具备优异的攻击和防御性能。
其中最引人注目的特点就是其垂直起降能力。
在垂直起降方面，F35采用了一种称为矢量推力的技术。
本文将分步骤阐述F35垂直起降的原理。
第一步：矢量推力喷气发动机
F35垂直起降能力的关键在于矢量推力喷气发动机。
这种发动机有两个重要的特点。
第一，可以改变喷气方向并产生推力的矢量。
第二，可以通过向下喷气产生上升力，从而实现垂直起降。
第二步：LOCATE系统
为了使F35战机的垂直起降更加精确，还需要借助一项叫做LOCATE系统的技术。
LOCATE是一个空气动力学技术，可以根据飞机的前进速度和飞行状态来快速计算喷口和机体的相互作用，从而确保垂直起降的准确性和稳定性。
第三步：飞行员操作
当F35战机需要进行垂直起降时，飞行员必须按下机舱内的垂直起降按钮。
该按钮将启用喷气发动机的矢量推力功能，并将LOCATE系统设置为垂直起降模式。
此时，飞行员只需要控制机身姿态和推力大小，就可以在地面上或舰载甲板上垂直起降。
总之，F35战机的垂直起降能力得益于矢量推力喷气发动机和LOCATE系统的技术支持。
这种能力为F35战机的使用带来了方便和灵活性，尤其在限制条件很苛刻的舰载作战中，具有十分重要的战术意义。
垂直起降战斗机的原理
垂直起降战斗机的原理垂直起降战斗机是一种能够在狭小的空间内垂直起降、进行近距离空中作战的飞行器。
其工作原理涉及到多个方面，包括发动机、气动设计、控制系统等。
下面将从这些方面逐一介绍。
一、发动机垂直起降战斗机的发动机通常采用喷气式发动机或涡轮扇发动机。
这些发动机都具有高推力和可调节喷口的特点，使得飞行器能够在垂直方向上获得足够的升力。
1. 喷气式发动机喷气式发动机采用燃料和空气混合后燃烧产生高温高压气体，并通过喷口排出，产生反作用力推进飞行器。
垂直起降战斗机通常采用双喷口设计，其中一个向下排放气流产生升力，另一个向后排放气流推进飞行器前进。
2. 涡轮扇发动机涡轮扇发动机是一种将部分空气通过大型扇叶推进飞行器前进的引擎。
与传统的涡轮发动机相比，涡轮扇发动机具有更高的推力和更低的噪音水平。
在垂直起降战斗机中，涡轮扇发动机通常采用可调节喷口设计，以产生向下的气流。
二、气动设计垂直起降战斗机的气动设计是实现其垂直起降和近距离空中作战的关键。
其主要特点是具有大量的升力表面和可调节喷口。
1. 升力表面升力表面是指飞行器上能够产生升力的部件，包括翼、襟翼、前缘襟翼等。
这些表面通常具有高升力系数和高攻角稳定性，使得飞行器能够在低速状态下仍然保持稳定。
2. 可调节喷口可调节喷口是指飞行器上能够调整喷气方向和强度的部件。
这些喷口通常由电液伺服系统控制，可以实现快速响应和精确控制。
通过调整喷口方向和强度，飞行器可以在垂直方向上产生足够的升力，并且在水平方向上获得高速度。
三、控制系统垂直起降战斗机的控制系统包括飞行控制系统和引擎控制系统。
飞行控制系统主要负责飞行器的姿态和位置控制，引擎控制系统主要负责发动机的调节和监测。
1. 飞行控制系统飞行控制系统通常由多个传感器、计算机和执行器组成。
传感器负责测量飞行器状态，计算机负责根据传感器数据进行姿态和位置估计，并生成相应的指令，执行器负责将指令转化为实际动作。
在垂直起降战斗机中，飞行控制系统需要实现快速响应和高精度控制，以确保飞行器能够在狭小空间内安全起降。
鹞式战斗机为什么能垂直起降
鹞式战斗机为什么能垂直起降鹞式战斗机是一款采用垂直起降技术的战斗机。
它的独特之处在于，它能够像直升机一样垂直起降，使得它能够在没有跑道和起降场地的情况下进行作战行动。
鹞式战斗机的垂直起降技术是利用了喷气推力矢量控制技术和飞机的大推力引擎，将喷气推力向下，并将战斗机对飞机的控制精度和稳定性要求提高到了新的高度。
下面就让我们一起来了解一下鹞式战斗机的垂直起降技术吧。
1．鹞式战斗机垂直起降技术的发展历史1967年美国就率先研发了一架能够垂直起降的战斗机，它就是F-35战斗机。
这种飞机所采用的垂直起降技术是利用了发动机的转向喷口来产生喷气推力，对控制和升力的变化进行了完美的平衡。
2．鹞式战斗机垂直起降技术的实现鹞式战斗机的垂直起降技术是利用了前后两个受控向量喷管和一系列高精度系统的配合来实现的。
喷气推力矢量控制技术将喷气推力向下，同时通过对飞机机身的控制来保持飞行稳定。
由于鹞式战斗机的设计和制造采用了新型材料和先进技术，让飞机具有超高的机体强度和抗扭刚度，使得飞机达到了类似于“推土机”的效果。
3．鹞式战斗机垂直起降技术的优势和应用领域鹞式战斗机的垂直起降技术在军事领域具有很大的优势。
一方面，它的垂直起降能力使它能够在不需要跑道和起降场地的难以到达的地方执行任务，另一方面，它的高度机动和低速机动能力能让它抵抗复杂的天气条件，并能快速移动调整任务方向。
此外，由于该机的设计具有多种飞行方式和场地速度，适用于各种气象条件，包括近地面操作，使其具有更广泛的应用范围。
4．鹞式战斗机垂直起降技术的局限性尽管鹞式战斗机的垂直起降技术具有很大的优势，但它也存在一些局限性。
首先，垂直起降技术的高压燃烧喷嘴对燃料消耗很大，速度和燃料效率可能不如传统的战斗机。
其次，飞机的重量也有限制，每次起降飞行都需要大量的燃料和气压，这可能会带来额外的开销。
但是实际上，这些限制非常小，可以通过更先进的技术改进和改进来加以克服。
总之，鹞式战斗机的垂直起降技术是将传统的战斗机设计和垂直起降技术集成在一起的最佳方式之一。
f35b垂直起降原理
f35b垂直起降原理
垂直起降（Vertical Takeoff and Landing）是指飞机可以在不需要跑道的情况下，
从零航速及零高度开始在短时间内提升到指定高度；接着再在轨迹内下降，最终完成任务。
垂直起降技术为航空领域开辟了新的应用领域，如卫星发射和重型载货飞机。
因此，
深入理解垂直起降原理是当今航空以及未来航空发展中的重中之重。
垂直起降的原理主要基于气动力学，也就是流体力学。
流动粘性的气体会产生抗力作用，使抽象的气体空腔内的流体粘性获得有效的稳定性。
在实际飞机起飞、降落和空中飞
行过程中，空气流体所形成的动力效应被当作机翼和其他部件产生向前推进力的重要因素，即机翼气动力和推进力的产生完全是基于气动力学原理的。
通过给气流安装垂直尾巴，可以使气流的流向改变，从而使飞机在不需要跑道的情况
下可以实现垂直起飞和降落。
由于尾巴对空气流动具有特殊的影响，因此可以调节飞机的
前后翼的流体压力，使空气流在机翼装置上形成有利的气动力效应，从而实现垂直起降。
此外，垂直起降也需要人工依靠喷气，即反推动力器产生反向力以支持垂直起降。
喷
气垂直起降是结合空气动力学原理和引擎反向推力技术，对飞机反向推力进行调节，从而
实现火箭式快速起降的技术手段。
喷气技术让飞机快速从静止滑翔到安全的起飞高度，从
而实现了垂直起降的能力。
简而言之，垂直起降技术是依靠空气动力学和喷气技术调节飞机反向推力来实现飞机
起飞、降落及空中飞行的能力。
这种灵活的飞行技术不但缩短了起飞降落时间，而且可以
减轻跑道的负担，可以在城际旅行、抢修、侦察等任务领域施展活力。
飞机垂直起降
战机垂直起降
最近几年随着中国经济实力的增强，及国防建设的需要，国家加大了国防投入。
从歼十、歼二十的试飞到航母的试航，无不体现中国军事现代化的快速发展。
但是我们的国防建设还有很多的问题，与欧美还有很大的技术、实战经验差距。
为了达到特种作战、节省航母空间、快速起降的目的，战机垂直起降显得非常必要。
垂直起降战机的优点：
1、可以在狭小、破损的地方起飞；
2、在地面容易伪装，战场生存率大大提高；
3、可以为大型两栖舰艇增大载机数量，为海军陆战队、陆军提供及时支援；
4、可以在空中做快速巡航，空中悬停，倒飞原地转弯等其他飞机做不到的高难度动作；
5、利用地形优势，多普勒雷达发现起来麻烦。
垂直起降战机的缺点：
1、太费油，在垂直起飞的时候要耗掉总油料的3分之一。
，所以不具备远航能力
2、载弹量太小。
3、操做太难，飞行员不好训练。
4、发动机在全负荷运转的时候对环境要求高,一旦有起飞掀起的沙土被吸进运转中的发动机就有可能发生不可估量的后果。
f35垂直起降原理
f35垂直起降原理
垂直起降原理是指飞机在没有跑道或者短距离起飞场地的情况下，能够通过直接向上垂直起飞或降落的能力。
F35战斗机是一款具有垂直起降能力的现代化战斗机。
F35的垂直起降原理主要依靠其内置的垂直起降系统：喷气推力矢量控制系统（VTOL）。
该系统通过对发动机喷口的喷气方向进行精确控制，实现飞机的垂直起降。
具体来说，该系统包括了涡喷发动机喷口上下活动的矢量推力喷口和向后矢量控制喷嘴以及相关的控制系统。
在垂直起飞过程中，F35战斗机的喷气推力矢量控制系统会将发动机的喷气方向向下调整，并且调整喷嘴的方向，使得喷气的力量直接对准地面，产生向上的推力。
同时，控制系统还会根据飞机的姿态和飞行状态，通过调整喷嘴的角度和喷气力量的大小，实现对飞机的精准控制。
在垂直降落过程中，喷气推力矢量控制系统会将发动机的喷气方向向上调整，并且调整喷嘴的角度，使得喷气的力量不再向下，而是向上对准飞机身体。
通过减小喷气力量，同时保持适当的姿态和速度，飞机能够缓慢地下降并最终平稳降落。
总的来说，F35战斗机的垂直起降原理依靠喷气推力矢量控制系统的精确控制，通过调整喷气方向和角度来实现飞机的垂直起降。
这一技术使得F35能够在较小的场地上执行垂直起降任务，提高了战斗机的灵活性和多样性。
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垂直起降的形式2——固定翼（倾转机翼）
倾转旋翼在直升机状态时，机翼对旋翼的下洗气流的遮挡较大，而直升机状态 是最需要把所有的推力全部发挥出来的时候。另外，由于旋翼和机翼的相对位 置和角度的变化，旋翼-机翼的气动相互作用十分复杂，在至关重要的直升机-固 定翼状态转换期间尤其如此。倾转机翼（tilt wing）的好处是较好地解决了下洗 气流的遮挡问题和发动机-机翼的相互作用问题。机翼是飞机产生升力的所在， 而机体是承重的所在，机翼和机体连接部是飞机上最吃重的部位，现在这个最 吃重的部位把所有应力全部集中到一个控制机翼倾转的铰链上，要保证最大的 可靠性，机械设计上的难度可想而知
垂直起降的形式2——固定翼（倾转旋翼）
XV—3，倾转轴起飞过程
从复合直升机，到直升-旋翼机，到可锁定的旋翼 -机翼，这是一条从直升机向固定翼飞机过渡的路 径。与此对应，当然也有一条从固定翼飞机向直
升机过渡的路径。如果能使固定翼飞机的推进装 置改变方向，就能实现垂直起落。
垂直起降的形式2——固定翼（倾转旋翼）
垂直起降飞机介绍
垂直起降的意义
• 现代固定翼飞机对跑道的要求很高，特别 是先进的喷气式战斗机，简易机场的跑道 都是高速公路等级的。对大面积、平整、 坚固的长跑道依赖已成为现代空军的致命 软肋。
• 研究像鸟儿腾飞一样具有垂直/短距起降的 飞机可以摆脱这一困境。
垂直起降的形式1——直升机
最完善、最稳定、最常 见的垂直起降方式
美国Doak VZ-4
垂直起降的形式2——固定翼（倾转涵道）
美国贝尔XV—22
垂Hale Waihona Puke 起降的形式2——固定翼（升力风扇）
垂直起降的形式2——固定翼（升力风扇）
如果不倾转涵道风扇，而是把涵 道风扇固定在机翼或机身内重心 附近，用于在垂直起落时提供升 力，在平飞的时候覆盖起来，减 少阻力，这就是升力风扇的方案 了。
新概念直升机——X形翼直升机
蜻蜓”有鸭式前翼和宽大的水平尾翼，机顶上有一字形的旋翼-机翼。在直升机状 态下，旋翼-机翼在喷气翼尖的作用下旋转，产生升力。一字形的旋翼-机翼相当于 双叶旋翼，可以用跷跷板铰链完成挥舞和领先-滞后动作，所以“蜻蜓”对非对称 升力的补偿还是常规的。“蜻蜓”的动力装置是一台涡扇发动机，从压缩机引出 高压气流，通过管路输送到旋翼-机翼的翼尖，驱动喷气翼尖。由于喷气翼尖不产 生反扭力，“蜻蜓”没有尾桨。达到一定的平飞速度后，鸭翼和平尾产生足够的 升力，旋翼-机翼锁住，作为固定的机翼，飞机转入固定翼状态。
垂直起降的形式2——固定翼（倾转机身）
垂直起降的形式2——固定翼（倾转涵道）
如果把螺旋桨用涵道包覆起来，变成涵 道螺旋桨（ducted fan），初看和普通螺 旋桨没有太大两样，但是涵道内外的气 流有速度差，在贝努力原理的作用下， 涵道内的高度气流可以拖动涵道外的低 速气流，可以产生比涵道内气流流动多 至 50% 的额外推力。涵道本身在平飞状 态也产生升力，这时圆形的涵道实际上 就构成了环形机翼。倾转涵道风扇（tilt ducted fan）具有和倾转螺旋桨一样的优 缺点，不过在涵道风扇在倾转过程中， 唇部的迎角不断变化，倾转到一定程度 时会引起失速，改变飞机的升力分布， 带来一定的飞行控制上的困难，同时造 成风扇进气的紊乱，
Ryan 92 VZ-3 是采用升力襟翼的先驱
垂直起降的形式2——固定翼（吹气襟翼）
Fairchild 224 VZ-5 更进一步，前机身有一个自然的 30 度上 仰，进一步增强增升效果，T 形尾顶端后有一个小螺旋桨， 用于悬停是辅佐姿态控制
倾转旋翼在理论上可以通过控制左右 发动机的推力来控制横滚，用旋翼的 前后转动来控制俯仰，偏航比较难办， 可以用旋翼下洗气流作用在机翼的襟 翼上，辅以一定的横滚作用来实现。 但事实上，增减发动机推力的灵敏度 不够，反映不够快，控制量也不够精 细。用机电控制倾转旋翼来实现俯仰 控制，灵敏度问题更大，无法适应恶 劣天气时的飞行要求。实用化的倾转 旋翼的 V-22（及其前身 XV-15）都是 采用直升机桨叶，即保留了全套直升 机的总距和周期距控制，而不是只可 以调节桨距的螺旋桨，所以直升机状 态的 V-22 的操控和直升机无异。在 以螺旋桨-旋翼为基础的垂直/短距起 落飞机中，倾转旋翼是最成熟的方案。
• 可以垂直起落，还可以 悬停、侧飞、倒飞、原 地转弯
旋翼机械结构复杂、可 靠性低于固定翼飞机
• 载荷、航程、速度均弱 于固定翼飞机
复合直升机
“速度鹰” （Speed Hawk）， 用 UH-60 的机体和主要机械系统作基础，研制的 “推力转向涵道推进”（Variable Thrust Duct Propeller）研究机
垂直起降的形式2——固定翼（倾转机翼）
早期发展得最远的倾转机翼 XC-142
垂直起降的形式2——固定翼
意大利 Agusta 推出的 ERICA 计划，ERICA 的机翼外翼 段倾转，使其介于倾转旋翼和倾转机翼之间。
垂直起降的形式2——固定翼（倾转机身）
倾转机身，安装在机身上的 发动机的推力产生向下的升 力分量，产生直接升力。但 这只是一部分，推力气流从 地面的反射要是利用好的话， 可以大大强化升力， Freewing 就是靠直接升力和 地面效应极大地增加起飞过 程中的升力的。升空后，前 后机身拉直，像普通飞机一 样飞行。不过Freewing 很难 做到垂直起落，只能短距起 落。
垂直起降的形式2——固定翼（升力风扇）
XV-5 垂直起落研究机， 机翼上的盖板可以打开， 暴露出机翼内的升力风 扇 / XV-5 在悬停中，可 以看到机翼上向上折起 的风扇盖板，机翼下表 面另有百叶窗式的盖板
垂直起降的形式2——固定翼（吹气襟翼）
倾转发动机、倾转机翼、倾 转机身都太兴师动众，不是 只要把推力矢量转一个向就 成了吗？这就是推力偏转 （deflected slipstream，也称 升力襟翼，因为特大的襟翼 是垂直起落升力的主要来源） 的概念。实现起来，把特大 号的襟翼放下来，螺旋桨或 喷气发动机对着猛吹，襟翼 就把推力矢量向下偏转。