多模态宽适应性新型主动流动控制激励器及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种多模态宽适应性新型主动流动控制激励器及其控制方法，包括振荡射流激励器、零质量射流激励器，所述零质量射流激励器设置在振荡射流激励器两条内流路之间；振荡射流激励器两条内流路的分流劈位置以及两边内侧壁上分别设置一个开口，连通所述零质量射流激励器的出口；振荡射流激励器顶端设置供气入口和两个控制口，供气入口通过供气管路连通气源，供气管路设置总阀，总阀控制气源提供高压或低压气体；两条内流路底端分别设置一个出口，连通被控气动型面壁面外部。本发明专利技术将零质量合成射流、振荡射流和微抽吸气三种主动流动方式进行有机组合，充分发挥各自优势，使激励器具有多种模态，可以根据不同飞行工况进行控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
多模态宽适应性新型主动流动控制激励器及其控制方法


[0001]本专利技术属于主动流动控制
，具体涉及一种多模态宽适应性新型主动流动控制激励器及其控制方法。

技术介绍

[0002]气动技术作为航空航天飞行器设计的先行官，其气动特性的优异与否直接决定航空航天飞行器整体性能水平。同时，随着航空航天飞行器的不断发展进步，其性能提升高度依赖于优秀的气动外形设计和高效的流动控制技术。其中，流动控制通过对运动流体施加或者改变力、质量、热能、电磁等物理量来改变原来的流动状态，从而使得流动在时间和空间的分布满足所需要求，其作用和目的可包括：控制边界层转捩延迟/提前、抑制/增强湍流、阻止/促进分离、增升减阻、增强掺混或传热、抑制流动诱导噪声等。
[0003]多年来，主动流动控制技术由于“四两拨千斤”的前景，日益成为当前流体力学和航空航天研究的前沿和热点，经过多年的蓬勃发展已积累了大量研究成果，但离工程应用需求亦存在一定差距，其面临的主要问题和困难在于如何进一步提高流动控制不同工况使用范围、适应性以及流动控制效能和效费比等。
[0004]目前，主动流动控制方法按照其核心部件激励器类别可以分为振荡射流、零质量激励式合成射流、(连续或间歇式)吹/吸气、直接控制几何外形变化、射流涡发生器、电磁/等离子体、几何与气动结合或混合控制等多种形式，不同主动流动控制方法多适应于单独不同使用工况或单一流动控制目的，从而导致其应用范围和适应性不足，同时整体效费比也有限，因而亟需发展具有更宽使用范围的多模态新型主动流动控制方法。国内外已有学者开始相关工作研究，例如南航大顾蕴松等利用零质量射流驱动并控制振荡射流的实用频率，从而拓展振荡射流激励器的使用速域范围。国防科大罗振兵等将被动流动控制与主动流动控制相结合，实现提升流动控制的宽包络以及变工况的效果。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的主动流动控制方法应用范围和适应性不足的技术问题，本专利技术提供了一种多模态宽适应性新型主动流动控制激励器及其控制方法，综合现有主动流动控制技术的优点，可实现主动流动控制能力和应用范围双拓展以及全飞行包线性能多点提升，满足大展弦比飞行器对气动性能的迫切需求。
[0006]为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种多模态宽适应性新型主动流动控制激励器，包括振荡射流激励器、零质量射流激励器，所述零质量射流激励器设置在振荡射流激励器两条内流路之间；所述振荡射流激励器两条内流路的分流劈位置以及两边内侧壁上分别设置一个开口，连通所述零质量射流激励器的出口；所述振荡射流激励器顶端设置供气入口和两个控制口，所述供气入口通过供气管路连通气源，所述供气管路设置总阀，总阀控制气源提供高压或低压气体；所述两条内流路底端分别设置一个出口，连通被控气动型面壁面外部。
[0007]进一步的，所述零质量射流激励器为三个小型激励器，出口对应开口位置；或者所述零质量射流激励器为一个大型激励器，具有三个出口对应开口位置。
[0008]进一步的，所述控制口位于振荡射流激励器主侧壁外侧，用于控制振荡射流基本工作频率。
[0009]进一步的，所述主动流动控制激励器通过直接内置镶嵌的方式嵌入在被控气动型面壁面上。
[0010]进一步的，所述主动流动控制激励器采用多个，布置在气动型面上不同位置，每个主动流动控制激励器通过一条支管路连通气源供气管路，每条支管路上还设置子阀门。
[0011]本专利技术还提供了一种多模态宽适应性新型主动流动控制激励器控制方法，具体控制方法如下：
[0012]总阀关闭，零质量射流激励器启动，零质量射流激励器单独工作模态；
[0013]总阀打开，零质量射流激励器不启动，控制供气管路总阀为高压条件，为振荡射流流动控制单独工作模态；
[0014]总阀打开，零质量射流激励器不启动，控制供气管路总阀为低压条件，为微抽吸流动控制单独工作模态；
[0015]总阀打开，零质量射流激励器启动，控制供气管路总阀为高压条件，为振荡射流流动控制与零质量射流激励器组合工作模态；
[0016]总阀打开，零质量射流激励器启动，控制供气管路总阀为低压条件，为微抽吸流动控制与零质量射流激励器组合工作模态；
[0017]根据不同飞行工况选择合适的工作模式。
[0018]进一步的，所述主动流动控制激励器采用至少两个，布置在气动型面上不同位置，每个主动流动控制激励器通过一条支管路连通气源供气管路，每条支管路上设置子阀门，控制总阀关闭，子阀门打开，多个主动流动控制激励器之间由于当地压力差形成气流流动，进行工作模式控制。
[0019]进一步的，至少有一个主动流动控制激励器布置在机翼前缘。
[0020]本专利技术与现有技术相比的有益效果：
[0021]本专利技术提出的一种多模态宽适应性新型主动流动控制激励器及其控制方法，具有如下优点
[0022]①
通过一套新型多模态主动流动控制激励器实现原本需要多套不同常规流动控制系统共同完成的控制功能，有效拓展该流动控制系统在大速域空域飞行包线应用适应性范围，大幅提升工程应用能力。
[0023]②
将高能激励器(振荡射流等)和低能激励器(零质量合成射流、间歇式微抽吸气等)进行模态组合，可根据不同使用工况具体情况进行单独模态或组合模态流动控制，提高流动控制实时效费比。
[0024]③
利用机翼前缘等驻点附近高压区域引气到其它区域激励器的供气管路提供一定质量的高压力能气流，降低在较大(中等)质量射流情况下需从发动机引气的能量输入和流量推力损失。
[0025]④
可共用供气主管路和控制系统，相比分开的三套系统可大幅降低结构重量等使用代价。
[0026]⑤
在起飞或低速盘旋需要大幅增加升力系数和失速攻角等工况下，可采用零质量合成射流去激励/驱动振荡射流变频工作模态，获得最大的射流速度，改善大分离流动，有效推迟失速，增加可用升力系数。
[0027]⑥
在巡航阶段，在迎来流方向气动型面前半段主要采用微抽吸模态，控制和推迟层流转捩，减小摩擦阻力；气动型面后半段主要采用零质量合成射流模态控制后缘分离，降低型阻，实现层流/湍流混合流动综合减阻，提高巡航升阻比和经济性。
附图说明
[0028]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术具体实施例提供的一种多模态宽适应性主动流动控制激励器结构示意图；
[0030]图2为本专利技术具体实施例提供的另一种多模态宽适应性主动流动控制激励器结构示意图；
[0031]图3为本专利技术具体实施例提供的多模态宽适应性主动流动控制激励器的单独/组合工作模式。
[0032]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模态宽适应性新型主动流动控制激励器，其特征在于，包括振荡射流激励器、零质量射流激励器，所述零质量射流激励器设置在振荡射流激励器两条内流路之间；所述振荡射流激励器两条内流路的分流劈位置以及两边内侧壁上分别设置一个开口，连通所述零质量射流激励器的出口；所述振荡射流激励器顶端设置供气入口和两个控制口，所述供气入口通过供气管路连通气源，所述供气管路设置总阀，总阀控制气源提供高压或低压气体；所述两条内流路底端分别设置一个出口，连通被控气动型面壁面外部。2.根据权利要求1所述的多模态宽适应性新型主动流动控制激励器，其特征在于，所述零质量射流激励器为三个小型激励器，出口对应开口位置；或者所述零质量射流激励器为一个大型激励器，具有三个出口对应开口位置。3.根据权利要求1所述的多模态宽适应性新型主动流动控制激励器，其特征在于，所述控制口位于振荡射流激励器主侧壁外侧，用于控制振荡射流基本工作频率。4.根据权利要求1所述的多模态宽适应性新型主动流动控制激励器，其特征在于，所述主动流动控制激励器通过直接内置镶嵌的方式嵌入在被控气动型面壁面上。5.根据权利要求1所述的多模态宽适应性新型主动流动控制激励器，其特征在于，所述主动流动控制激励器采用多个，布置在气动型面上不同位置，每个主动流动控制激励器通过一条支管路连通气源供气管路，每条...

【专利技术属性】
技术研发人员：向先宏，杨晓华，马洪忠，刘付龙，凌蕾，杨周，杨鹏，王海波，
申请(专利权)人：海鹰航空通用装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：