【技术实现步骤摘要】
旋翼桨叶动态失速等离子体流动控制装置和方法
本专利技术涉及等离子体气动激励的新概念主动流动控制技术，具体涉及在脉冲介质阻挡放电等离子体气动激励下，一种旋翼飞行器桨叶动态失速流动控制装置及控制方法。
技术介绍
作为直升机升力、操纵力和推力的主要提供单元，旋翼系统的技术先进性是衡量直升机性能的重要标志。现实情况是，直升机后退桨叶的动态失速最终限制了直升机的载重和最大飞行速度，而未来新一代直升机对有效载重、航程、最大平飞速度、噪声水平等具有更高的要求，而这些问题都与动态失速的控制有关，动态失速限制了直升机的机动性、敏捷性、速度和载重。对于静态翼型，吸力面逆压梯度过大导致流体动量难以克服，流动不再随气动表面流动，这一现象被称为分离，进一步增加迎角导致分离加剧，升力降低，阻力和力矩增大。对于俯仰运动的翼型，伴随前缘集中涡结构的形成与脱落，即是动态失速涡。动态失速涡的形成和脱落，推迟了机翼分离的形成，使机翼达到比静态失速迎角更高的迎角下才分离。非定常涡诱导升力有益于旋翼性能，但是伴随而来的是运动到机翼后部的动态失速涡会产生有害的低头力矩。在一定条件下，动态失速涡会导致主流能量...
【技术保护点】
1.旋翼桨叶动态失速等离子体流动控制装置，其特征在于，包括：直升机(24)；在直升机桨叶(19，20)前缘设置的激励器(1)；桨毂处接线盒内插头：第一插头(7)，第二插头(8)，第三插头(12)；直升机主轴(5)；接线盒(6)；集流环(9)；固定集流环的支架(10)；接地线(11)；电源(13)；控制器(14)；C连引线(15)；B连引线(16)；D连引线(17)；A连引线(18)；第一引线(21)；第二引线(22)；其中激励器(1)为表面介质阻挡放电形式的激励器，激励器(1)布置在直升机桨叶的翼面前缘0～2％弦长范围内，0％对应桨叶的前缘顶点；激励器(1)与桨毂处接线盒内...
【技术特征摘要】
1.旋翼桨叶动态失速等离子体流动控制装置，其特征在于，包括：直升机(24)；在直升机桨叶(19，20)前缘设置的激励器(1)；桨毂处接线盒内插头：第一插头(7)，第二插头(8)，第三插头(12)；直升机主轴(5)；接线盒(6)；集流环(9)；固定集流环的支架(10)；接地线(11)；电源(13)；控制器(14)；C连引线(15)；B连引线(16)；D连引线(17)；A连引线(18)；第一引线(21)；第二引线(22)；其中激励器(1)为表面介质阻挡放电形式的激励器，激励器(1)布置在直升机桨叶的翼面前缘0～2％弦长范围内，0％对应桨叶的前缘顶点；激励器(1)与桨毂处接线盒内插头电连接；激励器包括裸露的上表面电极(3)、绝缘介质层(2)和覆盖在绝缘介质下的下表面电极(4)，激励器的下表面电极(4)和上表面电极(3)通过导线引至桨毂处接线盒(6)，与接线盒(6)内的第一插头(7)电连接，接线盒(6)内的转接插头，即第一插头(7)和第三插头(12)，与第二插头(8)相配合且电连接；每片桨叶上均安装有至少一组表面介质阻挡放电激励器(1)；集流环(9)的外罩固定在集流环支架(10)上，集流环支架(10)通过螺栓固定于直升机机身隔框；集流环(9)内随直升机主轴(5)高速旋转的转子与集流环静子可靠导电，构成集流环(9)的三个导电通道A、B、C；集流环通道A、B、C的静子端通过引线与电源(13)相接，A、B通道分别与第一、第二高压输出端(26、27)电连接，C通道与接地端(23)相连；同时，集流环三个通道A、B、C又分别与主轴内的4根引线，即A、B、C、D连引线电连接，继而，主轴内的这4根连引线接插头(8)；通过集流环(9)的通道A实现电源(13)的输出端(26)、第一引线(21)、A连引线(18)的电连接；通过集流环(9)的通道B实现电源输出端(27)、第二引线(22)、B连引线(16)的电连接；通过集流环(9)的通道C实现电源接地端(23)、接地线(11)、C连引线(15)和D连引线(17)的电连接；与B连引线(16)相连的第一桨叶(19)的激励器(1)的上表面电极是裸露在空气中的，布置在第一桨叶(19)的下翼面；与C连引线(15)相连的第一桨叶(19)的激励器(1)的下表面电极是被绝缘介质层覆盖的，布置在第一桨叶(19)的上翼面；第一桨叶(19)上的激励器(1)通过C连引线(15)和B连引线(16)与接线盒(6)内的第一插头(7)电连接；第二桨叶(20)上的激励器(1)通过D连引线(17)和A连引线(18)与接线盒(6)内的第三插头(12)电连接，第一插头(7)和第三插头(12)与第二插头(8)相配合且电连接；C连引线(15)、B连引线(16)通过中空的桨距转轴(25)连接第一插头(7)；D连引线(17)、A连引线(18)通过中空的桨距转轴(25)连接第三插头(12)；第二插头(8)与集流环(9)电连接，第二插头(8)与集流环(9)电连接的A、B、C、D连引线(15、16、17、18)导线通过中空的直升机主轴(5)；高压脉冲信号通过第二引线(22)和第一引线(21)输送住集流环(9)的静子端口，通过集流环(9)实现第一高压输出端(26)、第一引线(21)、第二桨叶(20)上的A连引线(18)的电连接；通过集流环(9)实现第二高压输出端(27)、第二引线(22)、第一桨叶(19)上的B连引线(16)的电连接；通过集流环(9)实现接地端(23)、接地线(11)、第一桨叶(19)上的C连引线(15)和第二桨叶(20)上的D连引线(17)的电连接；如果有其他桨叶，连接依次类似；电源(13)的通道数目与激励器(1)数目对等，电源(13)固定安装在飞机的设备舱内；控制器(14)用于采集和分析桨叶的运动姿态，包括桨距α、转速Ω、桨叶的方位角β、直升机前进速度V0，以产生电源(13)相应通道的触发信号。2.如权利要求1所述的旋翼桨叶动态失速等离子体流动控制装置，其特征在于，电连接导线为耐高压同轴电缆；第一插头(7)，第二插头(8)，第三插头(12)采用防错航空插头。3.如权利要求1所述的旋翼桨叶动态失速等离子体流动控制装置，其特征在于，电源(13)的电压脉宽范围为0.5μs～500μs，电压峰值范围为6kV～20kV，高压脉冲频率范围为500～5000Hz，电源(13)的输出功率大于500瓦。4.如权利要求1所述的旋翼桨叶动态失速等离子体流动控制装置，其特征在于，控制器(14)由飞控计算机或类似功能的单片机等微机系统代替。5.旋翼桨叶动态失速等离子体流动控制方法，该方法采用高压短脉冲介质阻挡放电等离子体流动控制技术，激励器(1)设有绝缘介质层(2)，绝缘介质层(2)上装有上表面电极(3)和下表面电极(4)，上表面电极(3)和下表面电极(4)错开平行布置，在长度方向上可有部分重叠，上表面电极(3)裸露在空气中，下表面电极(4)被覆盖在绝缘介质层(2)以下；上表面电极(3)和下表面电极(4)与多通道高压短脉冲等离子体电源(13)电连接，多通道高压短脉冲等离子体电源(13)的正端接上表面电极(3)，多通道高压短脉冲等...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵光银，梁华，吴云，贾敏，宋慧敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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