[發(fā)明專利]介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310022429.6
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103089760A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史志偉;杜海;董昊;倪芳原;魏德宸;耿璽;程瑞斌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F15D1/00
• 分類號: F15D1/00;B64C23/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種流動控制裝置，屬于流體控制技術(shù)領(lǐng)域，適用于航空、船舶交通、冶金及化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

渦流發(fā)生器自1947年首次被提出以來，到目前已廣泛應(yīng)用于航空、流體機(jī)械、冶金化工、汽車船舶等領(lǐng)域。渦流發(fā)生器實際上是以某一安裝角垂直地安裝在機(jī)體表面上的小展弦比小機(jī)翼，所以它在迎面氣流中和常規(guī)機(jī)翼一樣能產(chǎn)生翼尖渦，由于其展弦比較小，翼尖渦的強度相對較強，這種高能量的翼尖渦與其下游的低能量邊界層流動混合后，就把能量傳遞給邊界層，使處于逆壓梯度中的邊界層流場獲得附加能量后能夠繼續(xù)貼附在機(jī)體表面而不致分離。

目前，常用的渦流發(fā)生器分為被動型和主動型。被動型中應(yīng)用最廣泛的是固體式的渦流發(fā)生器，此類渦流發(fā)生器安裝在特定位置針對特定情況下可以很好的延緩附面層的分離，起到增升減阻作用，但當(dāng)不存在流動分離的情況下被動式渦流發(fā)生器會增加額外的形阻，也可能會照成其他物質(zhì)附著，如灰塵堆積，更容易積冰，明顯的降低了飛行器的固有性能。

主動式渦流發(fā)生器是通常指渦流射管（vortex?generator?jet），在易產(chǎn)生流動分離區(qū)域前方一定距離處，安裝特定管徑、特定偏航角度（與主流方向間夾角）、特定俯仰角度、特定射流速度（與主流速度比值）的射管，根據(jù)運行情況，可以調(diào)節(jié)渦流射管射流速度，達(dá)到合理利用渦流發(fā)生器控制流動分離的目的。

與固體渦流發(fā)生器相比渦流噴管具有實現(xiàn)主動流動控制的潛力。可以隨著流動狀態(tài)的變化適時地加以調(diào)整，是一種非常靈活的控制策略，通過調(diào)節(jié)閥門控制誘發(fā)渦的強度，在適當(dāng)?shù)牧鲃訔l件下，當(dāng)分離失速控制不需要實施時只要關(guān)閉噴射管就可以了。采用渦流噴管不會象固體渦流發(fā)生器那樣產(chǎn)生阻力損失。但通常渦流射管需要提供氣源，無疑增加了飛行器或者航空器的重量，減小了飛行器的有效載荷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在控制飛行器附面層流動的同時，不產(chǎn)生額外的阻力，不影響飛行器的性能，同時不需要額外的氣源，不增加飛行器的重量的介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：本發(fā)明設(shè)計了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，所述渦流發(fā)生器由一個絕緣隔熱腔體4構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體4的底部正中位置具有一個圓形開口，頂部正中位置具有一個射流出口1，所述絕緣隔熱腔體4的頂部上表面鋪設(shè)有兩根條狀覆蓋電極2和兩根條狀裸露電極3，所述條狀覆蓋電極以射流出口1為中心平行設(shè)置在射流出口的兩側(cè)，所述兩根條狀裸露電極3以射流出口1為中心分別對稱設(shè)置在射流出口1的兩側(cè)，且該兩根條狀裸露電極3位于兩根條狀覆蓋電極2的外側(cè)；所述絕緣隔熱腔體4的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極6，且所述圓盤狀覆蓋電極6與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體4的底部上表面設(shè)置有圓環(huán)狀裸露電極5，所述圓環(huán)狀裸露電極5和圓盤狀覆蓋電極6圓心重合。

本發(fā)明還設(shè)計了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，所述渦流發(fā)生器由一個絕緣隔熱腔體4構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體4的底部正中位置具有一個圓形開口，頂部正中位置具有一個射流出口1，所述絕緣隔熱腔體4的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極6，且所述圓盤狀覆蓋電極6與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體4的底部上表面設(shè)置有第一圓環(huán)狀裸露電極，所述第一圓環(huán)狀裸露電極和圓盤狀覆蓋電極6圓心重合，所述絕緣隔熱腔體的頂部上表面鋪設(shè)有第二圓環(huán)狀裸露電極，所述第二圓環(huán)狀裸露電極的圓心與射流出口1重合，所述第二圓環(huán)狀裸露電極的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有圓環(huán)狀覆蓋電極7，所述第二圓環(huán)狀裸露電極和圓環(huán)狀覆蓋電極7圓心重合，且第二圓環(huán)狀裸露電極的內(nèi)徑大于圓環(huán)狀覆蓋電極7的外徑。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1.本發(fā)明采用立體的等離子體渦流發(fā)生器比二維的等離子體產(chǎn)生更高效率的射流，從而對流場的控制效果也更強；

2.本發(fā)明能夠在控制飛行器附面層的同時，不產(chǎn)生額外的阻力，也不影響飛行器的性能，而且也不需要額外的氣源，不增加飛行器的重量；

3.本發(fā)明采用等離子體渦流發(fā)生器，能夠在合適的位置，合適的時間，實現(xiàn)對附面層的主動控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所設(shè)計的介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器性能參數(shù)；

圖2a為H型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的頂部俯視圖；

圖2b為H型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的側(cè)視圖；

圖2c為H型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的底部仰視圖；

圖3a為O型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的頂部俯視圖；