卷流旋翼是一种新概念旋翼系统,它采用横流风扇替代常规旋翼的桨叶,由动力装置驱动横流风扇叶片旋转产生气动力并推动旋翼旋转,具有升力大、功率载荷大、气动效率高等优点。本文对横流风扇翼型的气动特性、卷流旋翼的气动特性、卷流旋翼的气动布局、操纵方式和结构设计等进行了初步研究,研制了一部卷流旋翼样机,并进行了悬停状态下的气动特性试验研究。论文主要研究内容如下:(1)对卷流旋翼二维翼型气动特性进行了数值模拟及分析。应用Fluent软件建模仿真,分析了来流速度大小、风扇转速和翼型主要几何参数对卷流旋翼翼型的气动性能影响。(2)分别采用CFD方法和叶素理论,分析了卷流旋翼主要参数对其气动性能的影响,为卷流旋翼布局设计提供参考依据。(3)提出了几种提高卷流旋翼气动性能的布局方案,对气动性能进行了分析对比,确定了最终的设计方案。(4)研究了带有后缘襟翼的风扇翼翼型的气动特性,为卷流旋翼的操纵提供参考依据。(5)设计并加工了一部卷流旋翼样机,用于开展气动特性试验研究。(6)进行了卷流旋翼悬停状态的气动特性试验,研究了卷流旋翼升力、功率、转速随风扇叶片转速的变化规律。论文研究结果对进一步开展卷流旋翼飞行器的设计、控制等相关研究具有重要的参考价值。