[發(fā)明專利]基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010223767.2
• 申請(qǐng)日: 2010-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN102009742A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧學(xué)鎣;王延奎;吳鵬;張延輝;馬寶峰;李巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C9/00
• 分類號(hào): B64C9/00;B64C9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，屬于航空航天技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代飛行器上普遍采用各種控制舵面作為飛行控制的主要手段，但舵面大偏角下出現(xiàn)的流動(dòng)分離會(huì)使舵面效能降低，嚴(yán)重影響飛行器的操穩(wěn)特性。目前有多種主動(dòng)或被動(dòng)控制方式被用于解決舵面大偏角的流動(dòng)分離問題，其中主動(dòng)控制方式中以吹氣襟翼和噴氣襟翼技術(shù)為代表，被動(dòng)控制技術(shù)中以漩渦發(fā)生器和多段襟翼為代表。

吹氣襟翼技術(shù)，是將偏轉(zhuǎn)的襟翼直接置于發(fā)動(dòng)機(jī)高速噴流的下游，獲得很高的升力。發(fā)動(dòng)機(jī)的高速噴流吹除了分離氣流，并給翼型增加了環(huán)量，使機(jī)翼獲得很高的升力。噴氣襟翼則是利用從發(fā)動(dòng)機(jī)引出的壓縮空氣或燃?xì)饬鳎ㄟ^機(jī)翼后緣的縫隙沿整個(gè)翼展向后下方以高速噴出，形成一片噴氣幕，從而起到襟翼的增升作用。以吹氣為特點(diǎn)的主動(dòng)控制方法均有很好的控制效果，但是都因?yàn)楹臍饬烤薮蠖鴩?yán)重影響推進(jìn)系統(tǒng)效率，并且還存在著控制方法單一的問題。

漩渦發(fā)生器是在控制舵面的上游安置固定的繞流片，使舵面上表面邊界層轉(zhuǎn)化為湍流流動(dòng)狀態(tài)，從而提高克服逆壓梯度抵御分離的能力。多段縫翼是將控制舵面分成多段，在這種分段舵面完全展開時(shí)，下表面的氣流從段與段之間的縫隙流向上表面吹除分離氣流。被動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)的主要問題是在不需要流動(dòng)控制時(shí)控制機(jī)構(gòu)就成為負(fù)擔(dān)，給飛機(jī)的整體氣動(dòng)性能帶來不利影響，而且被動(dòng)控制的控制效率與主動(dòng)流動(dòng)控制方法相比較低。

基于以上的技術(shù)問題和困難，有必要發(fā)展新型的舵面流動(dòng)分離控制技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的弊端，公開了一種全新的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備。

本發(fā)明可有效抑制和消除舵面大偏角下的流動(dòng)分離，極大的提升舵面的氣動(dòng)效率，改善飛行器縱向和橫向操穩(wěn)特性，不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并且設(shè)備簡單，減小了舵面流動(dòng)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

本發(fā)明公開的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備創(chuàng)造性地在控制舵面的上表面進(jìn)行吹氣和吸氣，并且可以根據(jù)不同的情況調(diào)節(jié)吹氣流量和吸氣流量，使得不僅用于流動(dòng)控制的用氣量大幅減小，而且可以準(zhǔn)確的提供所需的氣動(dòng)力增益，提高了流動(dòng)控制的針對(duì)性。

本發(fā)明所述的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，包括控制舵體，其包含有整流裝置，設(shè)置在舵體上表面上的吹氣槽和吸氣槽；其中所述整流裝置與所述吹氣槽相聯(lián)通，且包括整流腔和整流網(wǎng)，其中所述整流腔被所述整流網(wǎng)分為前整流腔和后整流腔；其中所述后整流腔中設(shè)置有壓力傳感器；氣體儲(chǔ)存裝置，其通過輸氣管道與所述后整流腔連接；真空抽氣裝置，其通過輸氣管道與所述吸氣槽連接。

本發(fā)明所述的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，所述氣體儲(chǔ)存裝置包括在其出口處設(shè)置的節(jié)流裝置和流量計(jì)。所述節(jié)流裝置用來調(diào)節(jié)從所述氣體儲(chǔ)存裝置中流出的氣體流量。所述流量計(jì)和所述后整流腔中的壓力傳感器用來測量吹氣強(qiáng)度。

本發(fā)明所述的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，所述真空抽氣裝置包括在其入口處設(shè)置的節(jié)流裝置和流量計(jì)。

本發(fā)明所述的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，所述與前整流腔和后整流腔連接的輸氣管道分別從所述控制舵體的兩側(cè)與控制舵體相連。

本發(fā)明所述的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，所述輸氣管道與所述控制舵體連接處均應(yīng)進(jìn)行密封處理。

附圖說明

圖1基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備系統(tǒng)示意圖；

圖2基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備中控制舵體的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

本發(fā)明所述的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，是在舵面前緣吹出高速氣流，在舵面后緣吸氣，以消除大舵偏角下的流動(dòng)分離，從而提高舵面的氣動(dòng)效率，并改善飛行器的操穩(wěn)特性。

本發(fā)明所述的基于舵面吹/吸氣的主動(dòng)流動(dòng)控制設(shè)備，如圖1和圖2所示，包括具有吹/吸氣功能的控制舵體1，氣體儲(chǔ)存裝置2，真空抽氣裝置3，后整流腔內(nèi)的壓力傳感器1.1，前整流腔1.2，吹氣槽1.3，整流網(wǎng)1.4，后整流腔1.5，吸氣槽1.6等。

其中，所述具有吹/吸氣功能的控制舵體1包括沿舵面展向分布的吹氣槽1.3和同樣沿舵面展向分布的吸氣槽1.6。吹氣槽1.3和吸氣槽1.6之間是光滑平面，高速氣流從吹氣槽1.3噴出后，形成很薄的高速氣幕，附著在該光滑平面上流向下游，并且高速氣流的出口方向與翼型當(dāng)?shù)厍芯€方向一致。