空气动力学超表面技术制造技术

本发明专利技术公开了一种空气动力学超表面技术，超表面包括基体，基体表面上设有若干周期性微结构，微结构的尺寸为10μm量级，能在来流作用下自然形成微型的稳定二次涡流，从而在原有的固体壁面表层上方形成致密的微涡层。本发明专利技术涉及气动减阻领域，当超表面用作高速飞行器表面时，在每个微结构内由于低速回流涡形成的相对低压区，在近壁区流线会出现微弱的变形，在斜面形成相对高压，能够保证回流涡的稳定性，同时主流与涡结构之间存在相互作用，形成速度滑移边界层，由于微结构的尺度在粘性底层的控制范围内，速度滑移边界层的存在使得实际边界层的速度梯度明显减小，从而可以导致摩擦阻力的大幅减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器气动减阻，具体是一种空气动力学超表面及其应用。

技术介绍

1、气动摩擦阻力是由于气流与壁面之间的剪切作用而产生的。气流与壁面的能量和热量交换发生在边界层内，从壁面至边界层外缘存在温度梯度与速度梯度，决定了剪切力的大小。当流动为高速状态时，边界层内粘性作用会增强，速度梯度增大，导致摩擦阻力增大。对于飞行器而言，摩擦阻力增大意味着需要更多的动力，而通常情况下摩擦阻力在飞行器总阻力中可占40%以上，这也是飞行器进一步提速的一大限制因素。因此，飞行器减阻技术也就成了飞行器设计工程中的前沿热点。

2、目前已有的关于减小表面摩阻的研究可分为被动式和主动式两种思路。

3、被动式的方法主要是依据仿生原理简化得来的微槽结构，分为流向和横向布置两种方式，主要原理是通过削弱和限制湍流内部的湍动能以及能量交换，来抑制边界层底部的湍流猝发过程，以减小边界层内的粘性阻力，实现减阻目的。但被动式的方法目前仅停留在低速领域，减阻机理尚未达成统一，且实际的减阻效率均小于10%，效果不佳。

4、主动式方法中在专利cn114476029a本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种空气动力学超表面，其特征在于，包括基体，所述基体表面上沿流向设有若干微结构，所述微结构的长度方向垂直于流向；

2.根据权利要求1所述的空气动力学超表面，其特征在于，所述微结构的截面为梯形结构，其包括依次相连的第一侧壁、底壁与第二侧壁；

3.根据权利要求2所述的空气动力学超表面，其特征在于，所述第二侧壁的第二端与所述基体表面之间为圆弧过渡。

4.根据权利要求2或3所述的空气动力学超表面，其特征在于，所述第一侧壁的高度为20μm~30μm。

5.根据权利要求2或3所述的空气动力学超表面，其特征在于，所述底壁的宽度为10μm~20μm。<...

【技术特征摘要】

1.一种空气动力学超表面，其特征在于，包括基体，所述基体表面上沿流向设有若干微结构，所述微结构的长度方向垂直于流向；

2.根据权利要求1所述的空气动力学超表面，其特征在于，所述微结构的截面为梯形结构，其包括依次相连的第一侧壁、底壁与第二侧壁；

3.根据权利要求2所述的空气动力学超表面，其特征在于，所述第二侧壁的第二端与所述基体表面之间为圆弧过渡。

4.根据权利要求2或3所述的空气动力学超表面，其特征在于，所述第一侧壁的高度为20μm~30μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：易仕和，赵玉新，陆小革，刘小林，冈敦殿，郑文鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：