从现代严酷的战争环境和突发自然灾害对高性能垂直起降飞机的需求出发，针对现有倾转旋翼型垂直起降飞机的缺陷设计制作了本作品。
本作品的核心是三个涵道组成的动力系统，在机载飞控系统的控制下，通过实时调节三个涵道的转速和偏角实现飞机的姿态调节。在这种全新的垂直起降方式下，本作品不仅保留了传统倾转旋翼飞机的优势，同时具有结构简单紧凑、调调姿灵敏度高、复杂地域起降适应力强等特点，具有广阔的应用空间。

一、研究背景
现代战争环境下的作战任务和突发自然灾害后的救灾使得垂直起降飞机越来越受到青睐，而现有垂直起降飞机均存在不同程度的缺陷。本项目组从以上背景出发，提出了一种全新的垂直起降方式，希望在垂直起降飞机的控制方式、结构简化、起降适应性等方面有所突破。

二、总体方案
本作品采用三个小直径涵道风扇作为动力，其中两个主涵道布置在机身两侧，提供80%的升力并通过调节转速控制飞机滚转。另一个涵道是独立的升力风扇，安装在飞机尾部，提供20%升力并通过改变转速和偏角分别控制飞机的俯仰和航向。
机载飞行控制系统，通过采集多个传感器（三轴陀螺仪、三轴加速度计和高度传感器）的实时信号，经过DSP的处理，控制各个电机的转速和舵机的转角，实现飞行姿态的控制。
三、作品的科学性和创新性
本作品的科学性和创新性体现在以下三方面：
1.新颖的垂直起降方式。本作品的三点式动力相互配合，通过实时调节三个涵道转速和涵道转角实现垂直起降和姿态转换，与现有的变距桨调姿方式相比，其优势体现在两方面：首先是机械结构大幅简化，重量和成本降低，可维护性好。现有变矩桨调姿方式结构复杂，调姿时需反复克服旋翼陀螺效应，效率低，同时对结构强度要求高。二是以改变电机转速的方式实现调姿，提高了控制的灵敏度和精确度。

2.独特的涵道动力。本作品选用涵道作为动力并合理排布其位置，使得机体结构紧凑，气流干扰小，安全性好，尤其是起降的灵活性大大增强，非常适合在舰船甲板或破坏严重的地震灾区等复杂狭小区域起降。同时涵道气流不受机翼阻挡，升力效率高。传统倾转旋翼飞机为满足变距和升力要求，多采用大直径螺旋桨，灵活性较差，同时气流会受到机翼阻挡，效率较低，并存在旋翼-机翼复杂的气动干扰问题。

2.自主研发飞行控制系统。项目组针对本作品的特点研发了一套飞行控制系统，以DSP作为主控芯片，配合惯性测量单元以实现飞机的增稳。同时本系统充分考虑了升级需求，可搭载超声波测距、GPS定位等拓展模块，有广阔的升级空间。

四、应用前景
本作品结合了垂直起降和快速巡航两大优势，同时相比传统倾转旋翼机具有结构简单紧凑、易于维护、起降灵活等特点，在军用和民用方面均有广阔的前景，例如：
（1）针对海上环境进行相关改进后，该机非常适合作为舰载机使用。其体积小、动力系统简单可靠的优势有利于充分使用宝贵的甲板面积、减少维护量，大幅增强母舰的作战能力。
（2）搭载侦查监视设备，该机可作为无人侦察机使用。由于兼具快速巡航和定点悬停的能力，在执行侦察任务时具有快速反应、侦察方式灵活的特点。
（3）搭载观测和搜救设备后，该机在面对地震等突发灾害时有较大的优势。首先可以实现快速抵达，在第一时间侦察灾情；同时可悬停作业，实施搜救，涵道动力可使其在较为复杂的地形起降。

第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛一等奖
本作品于2011年5月在北京理工大学第八届“世纪杯”课外学术科技作品竞赛中获特等奖。