本发明专利技术涉及气动减阻技术领域，具体涉及一种用于气动减阻的等离子体吸气装置，包括绝缘壳体，所述绝缘壳体的内部设有激励器腔体，所述激励器腔体的内部设置有振动膜且所述振动膜将所述激励器腔体分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体中均设置有至少一组离子体激励器，且所述振动膜上设有压振单元；正对所述第一腔体设置的至少一个第一进气口和至少一个第一排气口，所述第一进气口设于所述绝缘壳体的顶部，所述第一排气口设于所述绝缘壳体的底部；正对所述第二腔体设置的至少一个第二进气口和至少一个第二排气口。所述用于气动减阻的等离子体吸气装置利于将激励器腔体的气体迅速向外排出，以提高进气效和减阻效果。效果。效果。
【技术实现步骤摘要】
一种用于气动减阻的等离子体吸气装置
[0001]本专利技术涉及气动减阻
，尤其涉及一种用于气动减阻的等离子体吸气装置。
技术介绍
[0002]流动控制，顾名思义是控制流动的技术，其本质是通过改变局部流场的物理特性，产生流体动力，引发流体间的相互作用对局部流动实施控制，进而诱导局部，乃至整个流场的结构发生改变。流动控制的目标主要有增大升力、减小阻力、降低噪声以及抑制分离等。目前，等离子体流动控制技术已成为国际流动控制领域的一大热点，具有非常广阔的应用前景，等离子体气动激励的原理主要是在高电压能量沉积放电的作用下，局部气体被击穿、电离，产生等离子体并伴随发光、发热的物理现象，由于等离子体主要成分是带电粒子,在电势差的驱动下形成高速的等离子风，并通过引射效应诱导周围气体的运动。等离子体气动激励的显著特性是响应速度快、频带范围宽，并且激励器的结构相对简单，不引起初始的气动型面的变化，同时易于对激励响应进行控制，这是传统流动控制技术无法比拟的。该技术已在机翼增升减阻、气动降噪、激波控制和压气机扩稳等方面取得重要进展，对于提升飞行器气动性能具有重要意义。
[0003]离子体激励器减阻技术大多是在机翼或平板表面上，沿气体来流方向或平行于来流方向布置一系列的离子体激励器阵，当高于一定阈值的电压施加在金属电极上时，绝缘层上表面金属电极附近形成稳定、均匀的等离子体放电，周围气体被击穿电离。带电粒子在外部电场作用下发生定向运动，并和空气中的中性粒子相互碰撞，发生动量和能量交换，最终形成从裸露电极向埋藏电极的气流定向加速运动。然而，大部分离子体激励器减阻的应用推广受到了限制，这主要是由于普通的离子体激励器减阻存在放电区域窄、诱导体积力小、诱导射流速度低和射流方向单一等不足，尽管已经提出了许多方法来克服这些问题，但是所获得的性能改善非常有限。
[0004]合成射流激励器是一种小型或者微型的流动控制器件，它主要由激励器腔体和设置在激励器腔体内的振动部件组成，该激励器腔体一般设置有与外部环境连通的通气孔，该通气孔可供气体向激励器腔体内或向激励器腔体外流动，并且在工作过程中，依靠振动膜的往复运动改变激励器腔体内气压来形成吹吸循环过程。合成射流激励器结构简单，工作频率宽，响应迅速，可重复性好，应用前景非常广阔。但是高频率不断切换的“吸
‑
吹”过程，很可能会使得高速运动的物体表面的流动更加不稳定，整体的减阻效果还比不上单纯吸气或吹气过程的减阻效果，同时，常见的等离子体吸气装置还存在着腔内气体不易迅速向外排空、射流速度较低，进气复原过程缓慢，减阻效果较差的缺陷，还需进一步改进。
技术实现思路
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于气动减阻的等离子体吸气装置，所述用于气动减阻的等离子体吸气装置利于将激励器腔体内气体迅速向外排出，以
提高进气效率和减阻效果。
[0006]为达到上述技术效果，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种用于气动减阻的等离子体吸气装置，其可应用于高速运动物体的表面减阻，如高速运动的和飞行器、陆地交通工具以及陆空两用交通工具等，能够在不影响该交通工具和飞行器的气动外形的前提下，可在其表面形成大面积阵列式、分布式控制面，从而实现闭环湍流减阻流动控制，该用于气动减阻的等离子体吸气装置具体包括：
[0008]绝缘壳体，所述绝缘壳体的内部设有激励器腔体，所述激励器腔体的内部设置有振动膜且所述振动膜将所述激励器腔体分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体中均设置有至少一组离子体激励器，且所述振动膜上设有压振单元；
[0009]正对所述第一腔体设置的至少一个第一进气口和至少一个第一排气口，所述第一进气口设于所述绝缘壳体的顶部，所述第一排气口设于所述绝缘壳体的底部；
[0010]正对所述第二腔体设置的至少一个第二进气口和至少一个第二排气口，所述第二进气口设于所述绝缘壳体的顶部，所述第一排气口设于所述绝缘壳体的底部。
[0011]进一步地，所述绝缘壳体为聚四氟乙烯或聚酰亚胺材料制成。
[0012]进一步地，所述压振单元用于驱动所述振动膜在第一腔体和第二腔体之间往复振动，所述压振单元的驱动方式可采用电磁式、压电式、活塞式、声激励式中的任意一种。
[0013]优选地，该第一腔体和第二腔体的容积可变。
[0014]进一步地，为实现所述第一腔体和第二腔体的容积可变，以利于对进入第一腔体和第二腔体中的气体量进行控制，所述激励器腔体内设有用于驱动该振动膜顶端朝向第一腔体或第二腔体运动的机械驱动单元，当该机械驱动单元驱动该振动膜顶端运动时，该第一腔体和第二腔体始终保持相对气密，以使得该第一腔体和第二腔体仍实现独立地进气与排气。
[0015]进一步地，所述第一进气口和第二进气口处设有单向进气阀，所述第一排气口和第二排气口处均设有单向排气阀。
[0016]进一步地，所述第一腔体和第二腔体中均至少具有一个弧形导向内壁，所述弧形导向内壁的底端朝向所述振动膜方向延伸且所述弧形导向内壁朝向所述激励器腔体内侧方向向内凸起，以使得所述弧形导向内壁靠近所述振动膜的一侧表面形成弧形导向面，所述第一进气口和第二进气口均设于所述弧形导向内壁顶端的正上方，所述第一排气口和第二排气口均设于所述弧形导向内壁的底端。
[0017]进一步地，所述绝缘壳体包括底盒和设于所述底盒顶部的顶盖，所述底盒和顶盖一体成型或可拆卸连接，所述第一进气口和第二进气口贯穿所述顶盖设置，所述第一排气口和第二排气口设于所述底盒的底面并贯穿所述底盒的底面。
[0018]进一步地，所述第一进气口和第二进气口的内侧均设有气流导向件且所述气流导向件位于所述第一进气口或第二进气口靠近振动膜的一侧，所述气流导向件的顶端固定连接至所述顶盖，所述气流导向件的底端朝向远离所述振动膜的一侧延伸并相对于竖直方向呈固定角度安装。
[0019]进一步地，所述固定角度为5
‑
75
°
。
[0020]进一步地，所述第一腔体和第二腔体中均设有三组离子体激励器，且三组离子体
激励器分别设于第一腔体和第二腔体的不同高度位置处。
[0021]进一步地，所述三组离子体激励器分别为第一离子体激励器、第二离子体激励器和第三离子体激励器，所述第一离子体激励器固定安装于所述第一腔体或第二腔体的内侧壁上且正对所述气流导向件进行安装，所述第二离子体激励器固定安装于所述弧形导向面上，所述第三离子体激励器设于所述第一排气口或第二排气口的内侧。
[0022]进一步地，所述第一离子体激励器、第二离子体激励器和第三离子体激励器均包括绝缘介质层和分设于所述绝缘介质层两侧的上电极和下电极，所述上电极用于连接直流脉冲高电压，所述下电极接地。
[0023]进一步地，所述绝缘介质层为聚四氟乙烯或聚酰亚胺材料制成。
[0024]第二方面，本专利技术还提供一种行驶装置，所述行驶装置上设有多个上述的等离子体吸气装置。
[本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于气动减阻的等离子体吸气装置，其特征在于，包括：绝缘壳体，所述绝缘壳体的内部设有激励器腔体(20)，所述激励器腔体(20)的内部设置有振动膜(25)且所述振动膜(25)将所述激励器腔体(20)分隔为第一腔体(21)和第二腔体(22)，所述第一腔体(21)和第二腔体(22)中均设置有至少一组离子体激励器，且所述振动膜(25)上设有压振单元(251)；正对所述第一腔体(21)设置的至少一个第一进气口(211)和至少一个第一排气口(212)，所述第一进气口(211)设于所述绝缘壳体的顶部，所述第一排气口(212)设于所述绝缘壳体的底部；正对所述第二腔体(22)设置的至少一个第二进气口(221)和至少一个第二排气口(222)，所述第二进气口(221)设于所述绝缘壳体的顶部，所述第一排气口(212)设于所述绝缘壳体的底部。2.如权利要求1所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置，其特征在于：所述第一腔体(21)和第二腔体(22)的容积可变。3.如权利要求1所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置，其特征在于：所述第一进气口(211)和第二进气口(221)处设有单向进气阀(23)，所述第一排气口(212)和第二排气口(222)处均设有单向排气阀(24)。4.如权利要求1所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置，其特征在于：所述第一腔体(21)和第二腔体(22)中均至少具有一个弧形导向内壁，所述弧形导向内壁的底端朝向所述振动膜(25)方向延伸且所述弧形导向内壁朝向所述激励器腔体(20)内侧方向向内凸起，以使得所述弧形导向内壁靠近所述振动膜(25)的一侧表面形成弧形导向面(50)，所述第一进气口(211)和第二进气口(221)均设于所述弧形导向内壁顶端的正上方，所述第一排气口(212)和第二排气口(222)均设于所述弧形导向内壁的底端。5.如权利要求4所述的一种用于气动减...
【专利技术属性】
技术研发人员：于洋，梁思佳，张浩，马博文，于涛，杨雅琳，李睿哲，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。