设置有横向气流控制系统的空气动力学元件技术方案

本发明专利技术涉及设置有横向气流控制系统的空气动力学元件。空气动力学元件(1)包括电离系统(14)和控制系统(15)，所述电离系统使在所述空气动力学元件(1)的顶面(12)上流动的气流(24B)电离，所述控制系统产生与电流和磁场相关联的至少一个电磁力，所述至少一个电磁力沿与已电离的所述气流(24B)的流动方向相反的方向定向，使得所述电磁力减少所述气流(24B)的流动的不稳定性。

【技术实现步骤摘要】
设置有横向气流控制系统的空气动力学元件
本专利技术涉及一种用于飞行器的空气动力学元件，该空气动力学元件包括气流电离系统和用于控制已电离的气流的流动的系统。
技术介绍
尽管不是排他性地，但是所述空气动力学元件可以对应于飞行器(例如运输飞机)的机翼。如下文所指定的，空气动力学元件也可以是飞行器的另一空气动力学元件(或表面)(尾翼单元、襟翼等)。特别是在飞行器的所谓层流机翼(也就是说，可以在相当长的距离上保持层流的机翼)的情况下，众所周知，通常机翼的掠角不可能增大超过20°(在机翼的前缘处)。实际上，在前缘处的机翼掠角超过20°会产生横向气流的不稳定性，特别是对于其中在机翼的翼弦的长部分上压力梯度保持较低、即小于或等于0的层流机翼。这种横向气流不稳定性是增大机翼掠角的主要限制。这种现象由沿翼展出现横向气流并伴随有沿翼展移动的涡流来表征。这阻止了层流的维持。现在，掠角的增大将有可能提高飞行器的巡航飞行速度，而不增加阻力和燃料消耗。本专利技术的目的是改善飞行器的空气动力学元件(比如机翼)上的流动条件，以便特别是在层流型机翼的情况下即使机翼具有高的掠角仍显著地防止出现横向气流不稳定性。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及一种空气动力学元件，所述空气动力学元件包括第一面和与所述第一面相反的第二面，气流在所述第一面上流动。根据本专利技术，所述空气动力学元件包括电离系统和控制系统，所述电离系统被配置为使在所述第一面上传播的所述气流电离，所述控制系统被配置为产生能够改变被所述电离系统电离的所述气流的流动的至少一个电磁力，所述至少一个电磁力中的每一个电磁力由与磁场相关联的电流产生。因此，通过本专利技术，获得了能够产生一个或多个电磁力并且使气流的流动对这个电磁力或这些电磁力敏感的空气动力学元件。此外，如下所指定的，所产生的一个或多个电磁力沿与横向气流相反的方向定向。因此，可以减少气流的流动不稳定性，这有助于改善空气动力学元件上的层流流动条件。有利地，所述控制系统包括：-彼此平行地布置在所述第一面上的电流传导元件系列，所述传导元件中的每一个传导元件表示阴极或阳极，所述传导元件系列形成交替的阴极和阳极，所述传导元件系列被配置为使得多个电流循环，所述电流中的每一个电流从阴极循环到相邻的阳极；以及-彼此平行地布置在所述第二面上的磁性元件系列，所述磁性元件系列被配置为在所谓的径向于两个相继的磁性元件之间的每个界面的方向上产生磁场，所述一系列磁场由交替的朝向所述第一面定向的磁场和朝向所述第二面定向的磁场形成。此外，在第一实施例中，所述磁性元件中的每一个磁性元件是形成为两个部分的磁体，每个部分与北极或南极相关联，通过使两个相邻磁体的与相同极相关联的部分接触来径向产生每个磁场，如果相接触的所述部分与北极相关联，则磁场朝向所述第一面定向，或者如果相接触的所述部分与南极相关联，则所述磁场朝向所述第二面定向。优选地，在此第一实施例中，所述磁体中的每一个磁体由以下材料之一产生：钐钴、钕铁硼。此外，在第二实施例中，所述磁性元件中的每一个磁性元件是布置在填充有氮的护套中的超导体。此外，有利地，所述电离系统包括电磁波发生器和布置在所述第一面与所述第二面之间的多个波导，所述波导中的每一个波导被配置为传播由所述电磁波发生器产生的电磁波，所述波导中的每一个波导设置有多个孔，所述孔中的每一个孔被配置为扩散所述电磁波的一部分，通过所述孔中的每一个孔扩散的所述电磁波的所述部分使在所述第一面上流动的所述气流电离。此外，有利地，所述空气动力学元件包括介电材料。优选地，所述介电材料是以下材料之一：聚合物材料、有机硅或陶瓷材料。本专利技术还涉及一种飞行器、特别是运输飞机，所述飞行器包括如上所述的至少一个空气动力学元件。附图说明附图将给出对可以如何产生本专利技术的良好理解。在这些图中，相同的附图标记表示相似的元件。[图1]图1是应用本专利技术的飞行器的示意性透视图。[图2]图2示意性地展示了飞行器的机翼的一部分，根据本专利技术的特定实施例的空气动力学元件可以布置在该部分中。[图3]图3是根据本专利技术的特定实施例的空气动力学元件的一部分的透视图。[图4A]图4A表示根据本专利技术的特定实施例的空气动力学元件的电离系统和控制系统的第一透视图。[图4B]图4B表示根据本专利技术的特定实施例的空气动力学元件的电离系统和控制系统的第二透视图。[图4C]图4C表示根据本专利技术的特定实施例的空气动力学元件的电离系统和控制系统的第三透视图。具体实施方式图1示意性地示出了飞行器AC、特别是运输飞机，该飞行器设置有比如图3所表示的至少一个空气动力元件1(未具体示出)。在本专利技术的上下文中，空气动力学元件1可以对应于飞行器的以下元件之一的至少一部分：-机翼2、3；-垂直尾翼单元4；-水平尾翼单元5、6；-机身7的一部分；-发动机10、11的短舱8、9；或者-襟翼(未表示)。通过(非限制性)说明，在说明书的其余部分中考虑的空气动力学元件1对应于飞行器AC的机翼2、3之一的一部分(或区段)。在图2表示的实例中，空气动力学元件1沿所谓的横向轴线W-W布置。掠角大于20°的机翼产生气流流动不稳定性。如图1和图2所表示的，气流24然后包括沿箭头G的方向从前缘25流向后缘26的层流气流24A和在横向方向上沿箭头H的方向沿横向轴线W-W流动的横向气流24B。如图3所表示的，空气动力学元件1设置有第一面(称为顶面12)和第二面(称为底面13)，气流24在第一面上流动。作为实例，空气动力学元件1在顶面12和底面13之间的厚度约为10毫米。在本专利技术的上下文中，形容词“底”和“顶”是根据相对于横向轴线W-W的径向方向分别朝向空气动力学元件1的内部和朝向空气动力学元件1的外部定义的。根据本专利技术，空气动力学元件1包括电离系统14和控制系统15，该电离系统被配置为使在顶面12上流动的气流24电离，该控制系统被配置为产生沿与箭头H相反的方向的一个或多个电磁力F(图2)。这个或这些电磁力F能够改变被电离系统14电离的气流24的流动。电磁力F由与磁场相关联的电流产生。在优选实施例中，如图3所表示的，控制系统15包括电流传导元件16A(以下称为“传导元件”)系列16，该电流传导元件系列被配置为使电流J1、J2循环(图4A)。如图3所表示的，这些传导元件16A是在横向方向上呈长形形状的金属板。作为实例，在机翼2、3的情况下，每个传导元件16A(在横向方向上)的长度可以表示飞行器AC的机翼2、3的前缘25的总长度。此外，传导元件16A系列16可以(在纵向方向上)在一定距离上延伸，该距离可以表示飞行器AC的机翼2、3的前缘25与后缘26之间的距离的最高达20％。而且，传导元件16A在纵向方向上彼此平行地布置在空气动力学元件1的顶面12上。如图4A所表示的，传导元件16A彼此间隔开某一间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气动力学元件，所述空气动力学元件(1)包括第一面(12)和与所述第一面(12)相反的第二面(13)，气流在所述第一面上流动，其特征在于，所述空气动力学元件(1)包括电离系统(14)和控制系统(15)，所述电离系统被配置为使在所述第一面(12)上传播的所述气流电离，所述控制系统被配置为沿与所述气流的方向相反的方向产生能够改变被所述电离系统(14)电离的所述气流的流动的至少一个电磁力(F)，每个所述至少一个电磁力(F)由与磁场(B1，B2)相关联的电流(J1，J2)产生。/n

【技术特征摘要】
20190214 FR 19015111.一种空气动力学元件，所述空气动力学元件(1)包括第一面(12)和与所述第一面(12)相反的第二面(13)，气流在所述第一面上流动，其特征在于，所述空气动力学元件(1)包括电离系统(14)和控制系统(15)，所述电离系统被配置为使在所述第一面(12)上传播的所述气流电离，所述控制系统被配置为沿与所述气流的方向相反的方向产生能够改变被所述电离系统(14)电离的所述气流的流动的至少一个电磁力(F)，每个所述至少一个电磁力(F)由与磁场(B1，B2)相关联的电流(J1，J2)产生。


2.根据权利要求1所述的空气动力学元件，
其特征在于，所述控制系统(15)包括：
-彼此平行地布置在所述第一面(12)上的电流传导元件系列(16)，所述传导元件(16A)中的每一个传导元件表示阴极(C)或阳极(A)，所述传导元件系列(16)形成交替的阴极(C)和阳极(A)，所述传导元件系列(16)被配置为使得多个电流(J1，J2)循环，所述电流(J1，J2)中的每一个电流从阴极(C)循环到相邻的阳极(A)；以及
-彼此平行地布置在所述第二面(13)上的磁性元件系列(18)，所述磁性元件系列(18)被配置为在所谓的径向于两个相继的磁性元件(18A)之间的每个界面(19)的方向上产生磁场(B1，B2)，所述一系列磁场(B1，B2)由交替的朝向所述第一面(12)定向的磁场(B1)和朝向所述第二面(13)定向的磁场(B2)形成。


3.根据权利要求2所述的空气动力学元件，
其特征在于，所述磁性元件(18A)中的每一个磁性元件是形成为两个部分的磁体(23)，每个部分与北极(...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·法鲁兹富凯，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR