[發明專利]等離子體格尼襟翼

無效

• 申請號: 200910080994.1
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101508338A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 張攀峰;王晉軍;劉愛兵;崔宏昭
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C9/00
• 分類號: B64C9/00;B64C13/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域：

本發明涉及一種等離子體格尼襟翼，尤其是指可以應用于機翼或翼型后緣以代替傳統機械式格尼襟翼或吹氣格尼襟翼的作用，增加飛機升力或提供飛行控制的等離子體格尼襟翼。

背景技術：

如圖1(a)所示，傳統機械式格尼襟翼1a是一塊位于翼型1b尾緣下表面并垂直于翼型弦線安裝的小擾流片。這種簡單的尾緣裝置可以達到和復雜的高升力系統一樣的效果，有效地改善翼型的升力特性。

已有的研究結果表明，只要格尼襟翼存在，不管是二維或三維的，都會帶來翼型阻力的增加。因此，要將這種簡單有效的增升裝置應用到實際工程型號中，有必要設計出一種主動可控的格尼襟翼機械裝置，使其在巡航狀態時可以收起從而得到最佳的阻力特性。但是這幾乎是一個不可完成的命題。因為機翼后緣相對很薄，不可能容納驅動格尼襟翼收放的機械裝置。另外采用這樣一套可收放的格尼襟翼帶來的重量增加以及對結構強度的影響也是很難解決的難題。

一個可行的方案是采用吹氣式格尼襟翼，其原理是通過在其機翼后緣下表面垂直于弦線進行吹氣，和傳統機械式格尼襟翼一樣達到增加機翼升力的目的。機械式格尼襟翼帶來的巡航阻力增加的缺陷，又可以通過切斷氣源的辦法解決。雖然吹氣式格尼襟翼克服了傳統機械式格尼襟翼的缺陷，但是其需要氣源以及管道系統提供足夠的吹氣系數，這在工程實踐也會帶來不小的麻煩。

為避免上述問題，本發明采用全新的方式實現吹氣式格尼襟翼，即采用等離子體激勵器產生射流，無需附加的氣源管道系統。等離子體激勵器完全由電子設備組成，具有無移動部件、響應迅速、重量輕、功耗小以及數值模型簡單等優點，近年來在流動控制領域得到廣泛應用。特別值得一提的是，基于柔性電極的等離子體激勵器具有很強外形適應能力，可以方便的設置在飛行器任意位置，這是目前其它所有激勵方式都無法企及的。另外，飛機巡航時關閉等離子格尼襟翼，可以克服阻力增大的缺陷，提高運營經濟效率；等離子格尼襟翼寬頻帶快響應，可作為飛行操縱系統；等離子格尼襟翼可實現非定常控制。等離子激勵器2如圖2所示。

而波音公司布拉德利·A·奧斯本等人發明的名稱為“機翼后邊緣等離子流控制設備和方法”(專利申請號200810108806.7)是利用等離子射流和機翼弧形后緣的柯恩達(Coanda)效應來避免或促進流動分離。

發明內容：

本發明的目的在于提出一種等離子體格尼襟翼，以解決傳統格尼襟翼帶來的阻力增加，以及吹氣式格尼襟翼結構復雜性的缺點。

本發明是一種等離子體格尼襟翼，所采用的等離子體激勵器是基于表面介質阻擋放電(DBD)的原理。該等離子體格尼襟翼，是在翼型的尾緣或尾緣處的壓力面布置等離子體激勵器，以代替傳統機械式格尼襟翼和吹氣式格尼襟翼，增加升力，同時避免阻力增大。等離子格尼襟翼可以安裝在飛機機翼、翼型、增升裝置、葉輪機械葉柵、發動機葉片等。

其中，所述的等離子體格尼襟翼，是在翼型的尾緣布置單個等離子激勵器。

其中，所述的等離子體格尼襟翼，是在翼型的尾緣布置由并排的多個等離子激勵器構成的等離子激勵器柵。

其中，所述的等離子體格尼襟翼，是在翼型的尾緣處的壓力面布置單個等離子體激勵器。

其中，所述的等離子體格尼襟翼，是在翼型的尾緣處的壓力面布置由并排的多個等離子激勵器構成的等離子激勵器柵。

其中，所述的等離子體激勵器由兩個非對稱放置的電極組成，一個電極(陰極)直接暴露在空氣中，而另一個電極(陽極)被埋設在絕緣介質中。

其中，所述的等離子激勵器的電極用金屬薄片制成，如銅片或鋁片，其尺寸可根據應用的具體情況確定。

其中，所述的等離子激勵器的絕緣介質為聚四氟乙烯或環氧樹脂；或者柔性絕緣材料如聚酰亞胺薄膜(Kapton)、特氟龍(Teflon)。

其中，所述的等離子激勵器的絕緣介質若采用聚四氟乙烯、環氧樹脂等，等離子激勵器采用印刷電路板的方式做成。

其中，所述的等離子激勵器的絕緣材料若采用柔性絕緣材料如聚酰亞胺薄膜(Kapton)、特氟龍(Teflon)等，等離子激勵器采用粘貼的方式做成；柔性絕緣材料可以適應機翼后緣的不同形狀，而且十分簡便，維護方便。

其中，對于等離子格尼襟翼布置在尾緣的情況，吹氣方式朝上或朝下。對布置在尾緣壓力面的情況，吹氣方式向下。

其中，等離子格尼襟翼可以定常激勵或非定常激勵。

其中，飛機兩側機翼尾緣的等離子格尼襟翼對稱激勵(向上或向下)，或非對稱激勵(一側向上，一側向下)，可以對飛機進行操縱。