等离子体激励的无附面隔层进气道系统及进气控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种等离子体激励的无附面隔层进气道系统及进气控制方法，包括等离子体激励器阵列、气压采集单元以及控制单元；所述等离子体激励器阵列包括R行且每行为S个等离子体激励器；所述等离子体激励器阵列沿着气流方向设置于进气道的前方，所述等离子体激励器阵列用于对进入进气道的气流进行整流；所述气压采集单元用于采集等离子体激励器阵列所在位置的气流压力；所述控制单元用于根据所述气流压力调整等离子体激励器阵列中每个等离子体激励器的放电频率与放电功率，使得对进气道气流的整流达到目标效果。本发明专利技术能够在更宽的速度范围内保持进气道的进气性能，实现对气流的主动控制。的主动控制。

【技术实现步骤摘要】
等离子体激励的无附面隔层进气道系统及进气控制方法


[0001]本专利技术涉及飞行器进气道领域，具体涉及一种等离子体激励的无附面隔层进气道系统及进气控制方法。

技术介绍

[0002]空气是一种流体，具有一定粘度，空气在和飞行器机身接触的位置附近流速很慢也很紊乱，这部分气流叫做附面层气流或边界层气流，当飞行速度较快时这部分慢而紊乱的气流就和进气道需要的气流流速差异过大，如果让这部分气流进入进气道会导致进气道内气流紊乱，导致发动机工作异常。为解决这个问题，通常在进气道入口处设计一个鼓包，附面层气流流动到鼓包处时就会偏离原有的方向而不会进入进气道。
[0003]在当前的技术条件下，DSI进气道采用的是固定式鼓包，然而DSI进气道的设计都是针对飞行器(比如飞机)在某一速度段进行优化(目前DSI进气道主要针对高亚音速和跨音速段设计)，在最优速度段之外，形状不变的DSI不能保持其原有的飞行性能，也即是，在最优速度段外，DSI进气道的鼓包推走气流的能力不够。为在更宽的速度范围内也能保持DSI进气道的进气性能，需要引入新的控制技术来解决这一问题。而由于DSI鼓包的形状一旦确定便不能随意更改，因此传统的采用机械机构实现进气道某一部件转动或平移的控制方法不可行。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供等离子体激励的无附面隔层进气道系统及进气控制方法，能够在更宽的速度范围内保持进气道的进气性能，实现对气流的主动控制。
[0005]本专利技术的等离子体激励的无附面隔层进气道系统，包括等离子体激励器阵列、气压采集单元以及控制单元；
[0006]所述等离子体激励器阵列包括R行且每行为S个等离子体激励器；所述等离子体激励器阵列沿着气流方向设置于进气道的前方，所述等离子体激励器阵列用于对进入进气道的气流进行整流；
[0007]所述气压采集单元用于采集等离子体激励器阵列所在位置的气流压力；
[0008]所述控制单元用于根据所述气流压力调整等离子体激励器阵列中每个等离子体激励器的放电频率与放电功率，使得对进气道气流的整流达到目标效果。
[0009]进一步，所述等离子体激励器包括上层电极、绝缘介质以及下层电极；所述绝缘介质设置于上层电极与下层电极之间；
[0010]所述上层电极与下层电极分别与高频高压电源连接；所述高频高压电源与控制单元连接；所述控制单元通过输出电平脉冲信号控制高频高压电源的电压输出。
[0011]进一步，所述上层电极、绝缘介质以及下层电极均为片状结构。
[0012]进一步，所述气压采集单元包括测压孔以及气压传感器；所述测压孔沿着气流方
向设置于等离子体激励器阵列的前方；
[0013]所述测压孔的输出端与气压传感器的输入端连接，所述气压传感器的信号输出端输出气流压力信号。
[0014]进一步，所述控制单元包括数据采集电路以及控制模块；
[0015]所述数据采集电路的信号输入端与气压采集单元的信号输出端连接，所述数据采集电路的输出端与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端输出电平脉冲信号。
[0016]一种利用所述的无附面隔层进气道系统对进气道气流进行控制的进气控制方法，包括如下步骤：
[0017]S1.确定等离子体激励器阵列所在位置的气流压力；
[0018]S2.根据所述气流压力，调整等离子体激励器阵列中每个等离子体激励器的放电频率与放电功率，使得对进气道气流的整流达到目标效果。
[0019]进一步，调整等离子体激励器阵列中每个等离子体激励器的放电频率与放电功率，具体包括：
[0020]向高频高压电源输入电平脉冲信号；所述电平脉冲信号包括高电平脉冲信号以及低电平脉冲信号；所述高电平脉冲信号使得等离子体激励器放电，所述低电平脉冲信号不使等离子体激励器放电；
[0021]调整每秒钟出现的高电平脉冲信号次数，实现对等离子体激励器放电频率的控制；
[0022]调整高电平脉冲信号占整个电平脉冲信号周期的比例，实现对等离子体激励器放电功率的控制。
[0023]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的一种等离子体激励的无附面隔层进气道系统及进气控制方法，通过设置等离子体激励器阵列，产生一个虚拟“DSI鼓包”，实现对附面层气流的分离能力，通过实时调整等离子体激励器的放电功率和放电频率，实时控制虚拟“DSI鼓包”对附面层气流分离能力的强弱。
具体实施方式
[0024]以下对本专利技术做出进一步的说明：
[0025]本专利技术的等离子体激励的无附面隔层进气道系统，包括等离子体激励器阵列、气压采集单元以及控制单元；
[0026]所述等离子体激励器阵列包括R行且每行为S个等离子体激励器；所述等离子体激励器阵列沿着气流方向设置于进气道的前方，所述等离子体激励器阵列用于对进入进气道的气流进行整流；其中，所述设置于进气道的前方是指在能保证对进入进气道的气流进行压缩或整流的情况下，等离子体激励器阵列所在的位置。一般地，可根据飞行器中进气道的实际形状以及大小来设置等离子体激励器阵列的具体布置位置。
[0027]所述气压采集单元用于采集等离子体激励器阵列所在位置的气流压力；
[0028]所述控制单元用于根据所述气流压力调整等离子体激励器阵列中每个等离子体激励器的放电频率与放电功率，使得对进气道气流的整流达到目标效果。其中，通过调整每个等离子体激励器的放电频率与放电功率，使得等离子体激励器阵列中每个等离子体激励器可以协调工作，进而可在等离子体激励器阵列附近产生一个虚拟“DSI鼓包”，所述虚拟
“
DSI鼓包”的形状能够进入进气道的气流进行整流。
[0029]所述等离子体激励的无附面隔层进气道系统，解决了传统DSI进气道设计过于复杂的问题。由于固定式进气道的先天局限，传统DSI鼓包设计确定后，其进气道性能便确定了。要达到传统机械可调式进气道的相似性能，DSI鼓包的形状就非常重要，需要其鼓包的形状在不同速度和不同飞行姿态下都能恰好推开进气道的附面层气流并将气流调整成发动机需要的样子。由于目前的DSI进气道鼓包是被动控制气流，因此DSI鼓包形状决定了全部的进气道性能，而加入等离子体激励主动流体控制技术后，可以通过等离子体激励来主动控制虚拟“DSI 鼓包”附近的气流流动，实现对气流的主动干预，降低了设计复杂度。
[0030]解决了传统DSI进气道适应速度范围较小的问题。由于传统DSI进气道鼓包的形状固定，而空气在不同速度下流动特性改变较大，因此传统DSI鼓包从原理上就存在不能适应很广的速度范围的缺陷，目前传统DSI鼓包形状的设计也只能根据飞机典型任务需求对一个速度段进行优化。在加入等离子体激励主动流体控制技术后，可以人为调整其分离附面层气流的能力，因此可以拓展进气道的最优速度范围。
[0031]本实施例中，所述等离子体激励器包括上层电极、绝缘介质以及下层电极；所述绝缘介质设置于上层电极与下层电极之间；其中，在无附面隔层进气道的布置上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体激励的无附面隔层进气道系统，其特征在于：包括等离子体激励器阵列、气压采集单元以及控制单元；所述等离子体激励器阵列包括R行且每行为S个等离子体激励器；所述等离子体激励器阵列沿着气流方向设置于进气道的前方，所述等离子体激励器阵列用于对进入进气道的气流进行整流；所述气压采集单元用于采集等离子体激励器阵列所在位置的气流压力；所述控制单元用于根据所述气流压力调整等离子体激励器阵列中每个等离子体激励器的放电频率与放电功率，使得对进气道气流的整流达到目标效果。2.根据权利要求1所述的等离子体激励的无附面隔层进气道系统，其特征在于：所述等离子体激励器包括上层电极、绝缘介质以及下层电极；所述绝缘介质设置于上层电极与下层电极之间；所述上层电极与下层电极分别与高频高压电源连接；所述高频高压电源与控制单元连接；所述控制单元通过输出电平脉冲信号控制高频高压电源的电压输出。3.根据权利要求1所述的等离子体激励的无附面隔层进气道系统，其特征在于：所述上层电极、绝缘介质以及下层电极均为片状结构。4.根据权利要求1所述的等离子体激励的无附面隔层进气道系统，其特征在于：所述气压采集单元包括测压孔以及气压传感器；所述测压孔沿着气流方向设置于等离子体激励器阵列的前方；所述测压孔的输出端与气压传感器的输入端连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩卓伟，居婷，朱炼，闫志伟，李宏宇，雷亮，
申请(专利权)人：重庆交通大学绿色航空技术研究院，
类型：发明
国别省市：