[發明專利]一種可實現內部協同射流的螺旋槳布局構型及控制方法

有效

• 申請號: 201410423012.5
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104149969A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 安偉剛;劉君義;宋筆鋒;周穎;宋文萍;劉源;馮峰;韓煦;劉鑫
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C11/20
• 分類號: B64C11/20;B64C11/24
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

技術領域

本發明屬于流動控制技術領域，具體涉及一種可實現內部協同射流的螺旋槳布局構型及控制方法。

背景技術

隨著航空技術、材料技術等科學技術的不斷發展，高空飛艇憑借平流層穩定的氣象條件和良好的電磁特性，在通信、遙感、預警等領域有著廣闊的應用前景，是目前國內外研究的熱點。

與傳統飛機螺旋槳相比，高空飛艇螺旋槳工作于大氣密度不到海平面10％的高空，且由于直徑較大，雖然工作狀態雷諾數較低，但槳尖馬赫數卻能達到0.6以上。針對高空飛艇螺旋槳工作特點，傳統的翼型優化設計手段雖然能取得一定程度的性能提高，但是很難滿足高空飛艇螺旋槳的需求。

因此，為滿足高性能高空飛艇螺旋槳設計要求，流動控制技術是最有希望的途徑，能夠帶來螺旋槳性能顯著的提升以彌補傳統設計手段的不足。

流動控制技術是利用流體間流體動力的相互作用，通過改變局部流動達到控制和放大流動信號的一種技術。傳統的飛行器流動控制方法有縫翼、襟翼、渦流發生器、邊界層吹吸氣等，但會帶來非預期的寄生阻力或復雜的移動部件、通氣管路、發動機推力和效率損失等問題。而近些年新興的流動控制技術，如合成射流、等離子體等流動控制技術，雖然能改善上述問題，但是，目前的流動控制技術，均普遍具有螺旋槳工作效率低的問題，難以滿足高性能高空飛艇螺旋槳設計要求。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種可實現內部協同射流的螺旋槳布局構型及控制方法，可有效提高螺旋槳工作效率；具有適用范圍廣的優點，可滿足高性能高空飛艇螺旋槳設計要求。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種可實現內部協同射流的螺旋槳布局構型，沿螺旋槳槳葉展向，通過殼板結構框架將槳葉劃分為分段式連續布置的多個隔離單腔，每一個所述隔離單腔內布置獨立的協同射流裝置；

每一個所述協同射流裝置包括：進氣口、出氣口和至少一個射流動力裝置；其中，所述進氣口布置在該協同射流裝置所在隔離單腔的上蒙皮后緣位置，所述出氣口布置在該協同射流裝置所在隔離單腔的上蒙皮前緣位置，所述射流動力裝置安裝在該協同射流裝置所在隔離單腔的內部空間。

優選的，各個所述隔離單腔設置在沿螺旋槳徑向40％R到100％R位置；其中，R為基本槳葉半徑；每一個所述隔離單腔的徑向寬度為螺旋槳半徑的6.67％～15％。

優選的，共設置6個隔離單腔，第1隔離單腔位于螺旋槳徑向40％R～50％R站位區間；第2隔離單腔位于螺旋槳徑向50％R～60％R站位區間；第3隔離單腔位于螺旋槳徑向60％R～70％R站位區間；第4隔離單腔位于螺旋槳徑向70％R～80％R站位區間；第5隔離單腔位于螺旋槳徑向80％R～90％R站位區間；第6隔離單腔位于螺旋槳徑向90％R～100％R站位區間。

優選的，所述出氣口設置于5％本地弦長～10％本地弦長；所述出氣口開口大小為1.0％本地弦長～2.0％本地弦長；

所述進氣口設置于87％本地弦長～90％本地弦長；所述進氣口開口大小為1.5％本地弦長～2.5％本地弦長。

優選的，所述出氣口設置于7.5％本地弦長；所述出氣口開口大小為1.5％本地弦長；

所述進氣口設置于88.5％本地弦長；所述進氣口開口大小為2.0％本地弦長。

優選的，所述射流動力裝置為涵道風扇和/或氣泵和/或航模電機配槳葉。

優選的，所述殼板結構框架包括：加強單梁和加強肋板；

所述加強單梁為四面體，包括上表面、下表面、左表面和右表面；

設所述加強單梁共設置N個設計站位，沿螺旋槳槳葉展向，依次記為：設計站位1、設計站位2…設計站位n；并且，所述設計站位1對應所述加強單梁的截面1，所述設計站位2對應所述加強單梁的截面2…所述設計站位n對應所述加強單梁的截面n；

對于任意一個設計站位i，其對應加強單梁的截面i，其中，i∈(1、2…n)；則：在截面i位置安裝所述加強肋板，并且，所述加強肋板包括前緣加強肋板和后緣加強肋板，所述前緣加強肋板的長度小于所述后緣加強肋板的長度；所述前緣加強肋板固定安裝在截面i的右表面，所述后緣加強肋板固定安裝在截面i的左表面；