FPV熟肉 | 涵道穿越机原理与特点详解

什么是涵道？

涵道的类型：

• 柯特涵道的涵道桶产生的升力与推进方向相反，这会让更多的翼尖环流进入涵道，提高了进气量 ，从而产生最大的静推力，适合悬停使用。
• 泵式涵道的涵道桶则与柯特涵道相反，它可以防止快速旋转的在水中出现空化现象。

涵道的优点：

1. 在低速时提供额外的推力
2. 阻碍桨尖涡的形成，在特定情况下可以大幅度提高效率
3. 使得气流在高速情况下以恒定速度被吸入，与空速无关，这在飞行速度高于0.6马赫时尤为关键。这也是民航客机使用涡扇发动机的主要原因，因为它可以提高高速下的性能

什么是桨/翼尖涡？有什么影响？

桨尖涡是气流在翼尖处的溢出所导致的，螺旋桨产生升力的方式与机翼相同，即在桨叶下方产生高压区，上方产生低压区，利用空气的压力差提供升力。但如果高压区邻近低压区，空气就会在桨尖处溢出以平衡压力，所以我们会看到气流从下表面高压区卷到上表面低压区，然后由于角动量守恒，空气持续旋转形成翼尖涡，但这对于螺旋桨来说并不是好事，它会产生更大的阻力：

翼尖涡改变了翼尖附近气流的方向，所以在靠近翼尖处，翼尖涡导致气流下洗，导致翼型的有效迎角增加，从而提高阻力。

如何减小翼尖涡？

1、可以通过切尖翼梢地方式来降低翼载，这样可以降低翼尖附近的压差，从而减小翼尖涡，因为使气流绕翼尖旋转的力更小了：

2、还可以通过加装翼梢小翼来减弱翼尖涡，还可以额外产生一定的推力：

要想通过涵道来消除翼尖涡，就需要保证涵道与桨尖之间的缝隙要非常小：

上图展示的是推力系数和螺旋桨转速之间的关系，体现出了涵道对消除翼尖涡的贡献，四条线分别代表不同的桨尖缝隙（通常被定义为桨叶高度之间的百分比关系：%t/h）。所以说，像下图这样圈圈机没法消除桨尖涡：

另外，涵道风扇的叶片弦长从翼根到翼尖通常是相等的，下图展示了常见的涵道风扇的截面分布：

而圈圈机通常使用切尖的标准穿越机螺旋桨，无法发挥出涵道的最大优势，我们需要的是圆角形的轮廓。

虽然所谓涵道机基本不满足以上的条件，但不是说涵道机就是一无是处，涵道机的侧滑效应很小（其实就是运动的惯性更小）：

对于开放的螺旋桨，如果与侧向来流之间存在一个迎角，机体就会出现侧滑。而在运动过程中，涵道桶产生的阻力通常远大于机架产生的空气阻力（涵道的空气流量远远大于穿越机扫过的空气流量），成为了影响控制特性的主要因素。

后面讲到了如何计算空气阻力和涵道阻力，需要的时候再去看了：