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工业货运与空中吊运电推进系统

面向 100kg 至 1.2吨 重载无人机的大推力涵道电推进系统

面向 100kg 至 1200kg 起飞重量的重载货运无人机与空中吊运平台,提供 60kgf 至 1000kgf 台架实测数据。刚性机匣全包覆旋翼,杜绝索具绞入与打桨事故;采用 400V 至 800V 高压架构,推力阶跃响应小于 300ms。

100 kg – 1,200 kg支持起飞重量 (MTOW)
<300ms 快速响应推力阶跃响应时间
IP56 级防尘防暴雨工业防护等级
+20% 至 +35% 悬停推力悬停唇口增推
Yuntu 500kgf Megawatt Heavy Lift Ducted Fan Powertrain
兆瓦级推力验证台 · 4发重载阵列
1,000 – 2,000 kgf
i重载动力与气动特性速查

在 100kg 至 1200kg 起飞重量的重载无人机上,传统开式螺旋桨直径若超过 2 米,易产生气动弹性颤振和较大的调速迟滞,吊运作业中也容易发生索具绞入旋翼的险情。涵道风扇利用刚性机匣壁面的气动端板效应阻断叶尖自由涡脱落,配合 0.8mm 至 1.2mm 的微小径向间隙,大幅减少叶尖泄漏损失;进气唇口在悬停时还可贡献 20% 至 35% 的附加推力,在相同推力下可将整机尺寸缩减 45%,并允许地勤人员在动力怠速时安全挂载货物。

Ref:来源:云途重型物流推进气动实验室与动量基准库 (2026)
作动盘理论与气动物理

大载重工况下涵道风扇对开式旋翼的工程替代

驱动数百公斤平台悬停时,开式旋翼面临两难抉择:增大直径会导致柔性桨叶剧烈变形且整机运输受限;缩小直径提高转速又会导致叶尖马赫数超标,引发失速与高噪声。涵道风扇通过机匣整流与唇口增推,为重载飞行提供了尺寸更紧凑、推力更可控的方案。

总推力分解:T_total = T_rotor + T_lip

进气唇口低压抽吸增推

大曲率进气唇口在悬停进气时形成局部负压区,贡献总推力的 20% 至 35%,在更小的风扇口径下输出所需推力。

✦相比同等推力的开式多旋翼,整机机身占地包络缩减 45% 以上。
微间隙比:δ/R < 0.25%

气动端板与微间隙控涡

刚性机匣在几何上阻断了叶尖三维脱落涡,将叶尖径向间隙控制在 0.8mm 至 1.2mm(δ/R < 0.25%),有效抑制机匣内壁的叶尖泄漏涡(TLV),悬停品质因数(FM)达到 0.74 至 0.78。

✦有效挽回开式旋翼因叶尖泄漏损失的高达 14% 的轴功率。
角加速度:α = τ / J (转动惯量降低 72%)

低转动惯量调速响应

多叶小口径涵道叶轮的转动惯量仅为同推力碳桨的 28%,推力阶跃响应时间在 300ms 以内,在 15m/s 阵风中能快速修正姿态,保持悬停稳定。

✦在高空吊运作业与突遇强阵风时,彻底消除高度下坠与机身振荡。
多维度工程量化横评

量化横评:涵道动力阵列 vs. 2.2米大直径开式多旋翼 vs. 传统载人轻型直升机

从作业包络、地勤安全性、抗风漂移到直接运行成本(DOC)的工业级全生命周期对比。

对比维度云途涵道动力阵列2.2米大直径开式多旋翼传统载人直升机 (如 H125)工业价值与工程意义
整机运输与展开尺寸超紧凑 (500kg起飞重量仅需 2.4m x 2.4m)庞大 (机臂展开达 4.6m x 4.6m)巨大 (主旋翼直径达 11-13米)可直接使用标准轻卡或皮卡快速机动转运,林区林中空地即降即起。
地勤作业安全性安全 (全包覆机匣,安全作业距离 0.5m)高危 (2.2m外露飞转叶片,需 6m 安全警戒)极严格 (尾桨与下洗高危,需 15m 警戒区)支持地勤人员在动力怠速运转时直接挂载索具、装卸集装箱,大幅提高转运频次。
吊运索具卷入旋翼风险零风险 (刚性环壳物理阻隔索具接触叶片)高危 (索具反弹极易被旋翼打断,导致失控坠毁)低风险 (专业机组操控,但受下洗乱流严重影响)彻底消除高山吊装和海上平台作业中绳索打桨导致的坠机风险。
7级强阵风下悬停漂移量水平位移 < 0.25米 (低转动惯量极速响应)水平位移 0.8米 – 1.4米 (大桨调速迟滞)依赖飞行员操控 (0.5米 – 1.2米)保障海上钻井平台微型甲板或狭窄山体吊运的高精度精准落位。
每飞行小时直接运行成本 (DOC)$45 – $75 / 小时 (纯电/混动高电效)$90 – $140 / 小时 (碳桨易微损高频更换)$1,200 – $2,200 / 小时 (航空煤油、专业机组与高额大修)在中载物流与空中吊运领域,将吨公里作业成本直接降低 95% 以上。
工业防护与环境适应性IP56 级迷宫式密封与定子防尘涂层普遍为 IP43 (电机线圈半外露易进水)需加装涡轮发动机防沙过滤罩耐受中东沙尘暴高磨蚀石英砂及沿海强暴雨、高盐雾腐蚀。
工程选型白皮书

索取《百公斤至吨级重载无人机涵道推进选型与气动基准白皮书 (PDF)》

包含 4 发/8 发并联气动相互干扰系数、绳索吊装防打桨安全距标定与 200~1000kgf 实测台架功耗表。

高压电气架构与热管理

400V–800V 高压母线拓扑与导流自风冷架构

为数百公斤持续推力输出提供航空级电气冗余与自引流对流热耗散。

整机动力线束减重 60%

800V SiC 碳化硅高压母线

第三代 SiC 功率 MOSFET 驱动架构

相较 48V/100V 低压拓扑,800V 架构将母线工作电流降低 80% 以上,导线发热损耗(I²R)降低 64%,4 发系统整机线束减重超过 18kg,直接转化为商载能力。

100% 持续悬停满载 ΔT < 32°C

导流支板自引射风冷

气动导流支板一体化对流风道

结构定子支板兼作气动导流与内部散热风道,高速涵道尾喷射流产生引射抽吸效应,无需额外液冷泵即可主动带动冷空气穿过电机驱动器散热片,消除寄生功耗与机械故障点。

<50ms 瞬态推力重新分配

单发失效 (OEI) 动力重平衡

双冗余 CAN-FD / ARINC429 总线网络

若单台动力单元发生电气故障或热降额,协同控制系统在 50 毫秒内将对称单元提升至 125% 应急功率输出,迅速重新配平整机推力力矩,保持飞行器姿态平稳。

吊挂动力学控制与作业流程

外吊挂双摆动态抑制与 4 阶段货运作业标准

解决重载外吊挂在复杂风场中的索具摆动问题,建立规范的标准作业流程。

任务级推进规划可参阅货运无人机载荷、航程与推力余量。

01. 怠速安全挂载

低速下洗流场下的安全挂载

动力单元 15% 怠速运转,柱状下洗流无横向飞溅

地勤人员直接在机腹下方安装防脱吊钩,全包覆机匣杜绝索具卷入旋翼事故,无需断电停机等待。

02. 垂直平稳起吊

抗涡流垂直爬升

唇口低压全量介入,推重比瞬间跃升至 1.8:1

集中柱状射流大幅减少地面碎石扬尘(FOD),吊钩在离地瞬间保持铅垂状态无摆动。

03. 抗摆巡航

双摆动态抑制巡航

平飞流场,高偏航与滚转姿态控制权限

飞控利用 sub-300ms 快速推力差分算法主动反向抵消吊挂货物的摆振力矩,消除摆动振荡。

04. 脱钩快速返航

亚米级精准点对点投送

受控稳定下降,无二次环流地面效应冲击

货箱触地即刻自动脱钩,动力系统无需停机即可直接跃升返航,实现连续高频周转。

重载动力选型矩阵

起飞重量 (MTOW) 与云途涵道动力系统匹配速查表

针对不同工业商载吨位和飞行剖面标准化的推进系统构型推荐。

120 kg – 250 kg MTOW40 kg – 100 kg 净载荷
云途 60kgf 高效工业级电动涵道

云途 60kgf 高效工业级电动涵道

四发 / 六发 60kgf 涵道阵列
推重比 T/W = 2.0:1 (总推力 240kgf – 360kgf)

高山电力展放引绳、应急医疗物资投送、海上风电机组易损件接驳

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300 kg – 600 kg MTOW120 kg – 280 kg 净载荷
云途 200kgf 重载工业级电推进动力包

云途 200kgf 重载工业级电推进动力包

四发 / 八发 200kgf 涵道阵列
推重比 T/W = 2.1:1 (总推力 800kgf – 1600kgf)

矿山重型设备备件补给、海岛间托盘货物常态化转运、野外应急支援

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600 kg – 1200 kg MTOW300 kg – 600 kg 净载荷
云途 500kgf 工业级重载涵道推进单元 (120kW)

云途 500kgf 工业级重载涵道推进单元 (120kW)

双发 / 四发 500kgf 重载动力包
推重比 T/W = 1.9:1 (总推力 1000kgf – 2000kgf)

森林消防重型灭火、特种工程构件吊装、大型人道主义集装箱运输

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§ FAQ/工程答疑与作业实务

重载无人机涵道推进系统核心工程问题答疑

01针对 100kg 净载重 (100kg Payload) 的工业重载无人机,该如何进行涵道电机动力选型?
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净载重 100kg 的工业无人机整机起飞全重(MTOW)通常在 180kg 至 220kg 之间。为保证大风环境下的抗风冗余与垂直爬升机动,推荐推重比达到 1.4:1 至 1.6:1,即全机总静推力需求在 250kgf 至 350kgf。在四旋翼布局中,采用 4 台云途 YTF-60 单元可提供 240kgf 额定推力(400V母线);若面向高海拔或严苛吊装作业,推荐采用 6 台 YTF-60(总推力 360kgf)或 2 台大推力 YTF-200 单元(总推力 400kgf),能确保极高的悬停热裕度与电机散热表现。您可以在我们的 电动涵道风扇推力计算器 中在线测算并匹配精确机型。
尽管大直径开式螺旋桨在理论低盘载荷下具有较高的悬停功耗比,但在数百公斤实战工业级无人机上存在致命弊端:超过 1.8 米的碳纤维大桨容易产生气动弹性颤振,叶根需大幅加厚导致电机叶盘重量激增;在阵风环境下,大桨由于转动惯量极大导致调速响应迟滞(>0.8秒),极易发生姿态失控;此外,大开桨导致整机展开包络超过 4.5 米,无法用车载机动,吊装作业更存在严重的割断绳索隐患。涵道风扇以紧凑尺寸、sub-300ms 敏捷响应和天然唇口增推,成为该级别最可靠的工程解。关于详细的推力推导与选型矩阵,请参阅 工业级无人机有效载荷评估与重载动力选型准则;若需深入理解全机质量配额与载荷增加对作业航时的非线性侵蚀机理,请参考专门文献:工业无人机载荷与航时航程权衡分析。
不能“完全消除”。在开式螺旋桨中,三维自由叶尖脱落涡向外卷起导致高达 18% 功率损失。涵道刚性机匣发挥了“气动端板效应”,从几何上切断了三维自由涡在外部的扩展。然而,动叶片与机匣内壁之间必须保留机械安全缝隙,两侧压差会导致气体从缝隙泄漏并卷起形成“叶尖泄漏涡(TLV)”。云途通过高刚度碳纤维预浸料数控加工,将相对间隙比控制在 δ/R < 0.25%(0.8mm–1.2mm),极大抑制了 TLV 的质量流量与涡核半径,挽回高达 14% 的诱导损失。
在 150kW 至 600kW 的重载动力功率下,如果使用传统的 48V 或 100V 电压,母线电流将达到不可接受的 1,500A 以上,导致线缆严重过热并需要极粗的铜缆,产生巨大的电压降和死重。升级至 800V DC 架构可将工作电流削减 80% 以上,线缆电阻发热损失降低 64%,单机节省数十公斤高压铜线重量,这部分减重可 100% 转化为有价值的商业有效载荷。详见工程实战算例与正向推导:工业无人机动力如何匹配?从推力计算、桨盘载荷到 800V 高压选型的工程实战指南。
云途全系列重载涵道单元均可选配轻量化钛合金/碳纤维气动整流进气防尘网,有效阻挡 8mm 以上的石子、枝条与索具纤维,且进气损失小于 1.5%。同时,碳纤维复合材料外机匣具备防飞溅包容能力,即使发生意外碎石弹射碰撞,机匣亦可将损坏完全包容于内部,保护地面人员与周边核心设备。
完全支持。针对翼身融合结构、专用短舱吊挂或高压碳化硅电控匹配,云途提供全套 定制电动涵道风扇工程服务。工程团队可在 4 至 6 周内完成从 3D 气动流线定制、结构 FEA 验证到样机台架标定的完整交付。

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提交您的最大起飞重量(MTOW)、目标商载、悬停作业时长及高压母线规格。云途推进工程团队将在 48 小时内为您输出一维动量选型计算报告及 3D CAD 空间集成包络。