目前，常规直升机的发展已趋于性能极限特别是飞行速度难以提升，为了突破这些限制，航空业界把目光投向了各种各样的非常规新概念旋翼飞行器。新概念旋翼飞行器目前主要有转换式、复合式、涵道式、新型旋翼式。本文通过分析比较上述几种新概念旋翼飞行器的特点，提出了一种涵道共轴双旋翼复合式构型。该构型具有直升机和固定翼两种工作模式，相比常规构型涵道飞行器具有较大的飞行速度，同时由于涵道的增升作用，使其悬停与垂直飞行性能也相对较好。通过理论研究建立了涵道共轴双旋翼垂直飞行和前飞的气动模型，研究了不同飞行状态下的气动特性。在此基础上，根据设计要求，完成了总体参数选择和气动布局参数设计，分析了相关参数对全机的升阻特性，以及需用功率的影响。根据建立的气动模型，编写计算程序，对飞行性能进行了计算。在完成初步设计后，对概念验证机各个分系统进行了详细设计，完成了零部件的加工、装配。本文主要针对该新型涵道旋翼无人飞行器的总体设计中的关键技术进行了研究，通过概念验证机的试制，以及后续的相关试验，验证了总体设计方案的可行性。为今后的研究打下了基础。