本发明专利技术公开了一种采用吹／吸气方式进行飞机操纵舵面分离流动控制的方法。该方法在舵面上表面前缘流动分离点附近设置沿展向分布的吹／吸气缝，并在舵面上表面后缘处设置吸气缝，可以根据不同的情况选择进行单独吹气或者单独吸气，或者吹吸气联合的控制方式，只需用很小的吹气量或吸气量即可以消除分离，提高舵面的操纵效能，改善飞行器纵向和横向操稳特性，并且不会对发动机动力推进系统产生明显影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种采用吹/吸气方式进行飞机操纵舵面分离流动控制的方法，属于 航空航天
技术介绍
在现代飞行器上普遍采用各种控制舵面作为飞行控制的主要手段，但舵面大偏 角下出现的气流分离会使舵面效能降低，严重影响飞行器的操稳特性。目前弦向吹气的 控制方法已被应用于舵面的分离流动控制，其中以吹气襟翼和喷气襟翼为典型代表。吹气襟翼技术，是将偏转的襟翼直接置于发动机高速喷流的下游，获得很高的 升力。发动机的高速喷流吹除了分离气流，并给翼型增加了环量，使机翼获得很高的升 力。喷气襟翼则是利用从发动机引出的压缩空气或燃气流，通过机翼后缘的缝隙沿 整个翼展向后下方以高速喷出，形成一片喷气幕，从而起到襟翼的增升作用。虽然以上弦向吹气的方法均有很好的控制效果，但是都因为耗气量巨大而严重 影响推进系统效率，并且还存在着控制方法单一的问题，在实际应用中实现难度较大， 因此有必要发展新型的舵面流动分离控制技术。
技术实现思路
针对上述存在的问题和困难，本专利技术提出一种采用吹/吸气方式进行飞机操纵 舵面分离流动控制的方法。该方法在舵面上表面前缘气流分离点附近设置沿展向分布的 吹/吸气缝，并在舵面上表面后缘处设置吸气缝，可以根据不同的情况选择进行单独吹 气或者单独吸气，或者吹、吸气联合的控制方式，只需用很小的吹气量或吸气量即可以 消除舵面流动分离，提高舵面的操纵效能，改善飞行器纵向和横向操稳特性，并且不会 对发动机动力推进系统产生明显影响。下面具体阐述本专利技术的实现方法。本专利技术的控制方法需要确定舵面流动分离点的位置。通过数值计算、风洞实验 等方法可以获知舵面流动分离点的具体位置。在舵面流动分离点附近吹气或吸气可以降 低所需的吹气量或吸气量，提高控制效率。本专利技术的控制方法需要在舵面流动分离点的附近，设置沿展向分布的吹/吸气 缝，并在舵面上表面后缘处设置吸气缝。在前缘的吹/吸气缝其出口形状应保证吹气时 吹气气流沿舵面弦向流动，并且吹气气流方向与当地翼型切线方向相同。本专利技术的控制方法需要根据不同的舵面流动分离情况确定最小吹气(或吸气)动 量系数Cu，并选择适合的控制方式。在不同的舵面流动分离情况下，不同的吹气(或吸 气)动量系数Cu可以获得不同的控制效果，将能够刚好完全消除分离的吹气(或吸气) 动量系数Cu作为最小吹气(或吸气)动量系数Cu，当吹气(或吸气)动量系数大于该最 小值时，控制效果会更好。可选用的控制方法包括单独吹气、单独吸气或者吹吸气联合 控制，不同的控制方法均可以实现消除流动分离。附图说明图1由压力分布确定舵面流动分离点的示意图；图2由流动显示实验确定舵面流动分离点的示意图；图3操纵舵面上表面前缘吹/吸气缝和后缘吸气缝的设置示意图；图4在舵面前缘进行单独吹气控制完全消除流动分离的流线图和涡量云具体实施例方式本专利技术的目的是提供一种采用吹/吸气方式进行舵面分离流动控制的方法。本专利技术通过在控制舵面上表面进行吹/吸气控制，可以用较小的吹气或吸气量消除舵面上 表面的流动分离，从而提高舵面的操纵效能，改善飞行器纵向和横向操稳特性。具体技 术方案如下步骤一确定舵面流动分离点的位置通过测压实验，可以得到控制舵面在大舵偏下的压力分布曲线，处于分离状态 的舵面上表面压力分布表现为平台区，平台区的特点是压力系数梯度为0，平台区的前 缘点即分离点，如图1所示。还可以通过流动显示实验，从分离气流的流线图和涡量图 也可以直观的确定气流分离点的位置，如图2所示。两种方法确定的气流分离点位置一 致。除以上两种风洞试验方法，还可以通过数值计算的方法确定流动分离点。步骤二 确定舵面前缘的吹/吸气缝和后缘吸气缝的参数将位于舵面前缘的吹/吸气缝设置在流动分离点处，另一条吸气缝设置在后 缘，如图3所示。前缘的吹/吸气缝和后缘的吸气缝均沿舵面展向分布。在前缘的吹/ 吸气缝其出口形状应保证吹气时吹气气流沿舵面弦向流动，并且吹气气流方向与当地翼 型切线方向相同。步骤三对流动分离控制的实施确定能够消除分离的最小吹气(吸气)动量系数，当按此最小吹气(吸气)动 量系数进行吹气或吸气控制时，可以刚好消除分离，如图4所示。如果使用更大的吹气 (吸气)动量系数，则在消除分离的基础上可以进一步增加舵面升力，提高舵面的控制效 能。在小舵偏时，舵面气流流动通常只是局部分离，可以只启用后缘吸气缝进行吸气控 制；在大舵偏下可以只启用舵面前缘的吹/吸气缝进行单独吹气或者单独吸气，两种方 法都能够消除流动分离；在舵面处于最大舵偏时，可以同时启用前缘的吹/吸气缝和后 缘的吸气缝，在前缘进行吹气控制的同时在后缘进行吸气控制。尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所 列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可 容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发 明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。权利要求1.，其特征在于，步骤包括步骤一，确定舵面流动分离点的位置；步骤二，确定舵面前缘的吹/吸气缝和后缘吸气缝的参数；步骤三，对流动分离控制的实施。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤一中，所述舵面气流分离点 可通过数值计算、风洞实验等方法确定其具体位置。3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤二中，所述舵面前缘吹/吸 气缝应设置在舵面流动分离点处。4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤二中，前缘的吹/吸气缝其 出口形状应保证吹气时吹气气流沿舵面弦向流动，并且吹气气流方向与当地翼型切线方 向相同。5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中，可选用的控制方式包 括单独吹气、单独吸气，以及同时吹气吸气。6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中，对流动分离实施控制 前应先确定最小吹气(吸气)动量系数。全文摘要本专利技术公开了一种采用吹/吸气方式进行飞机操纵舵面分离流动控制的方法。该方法在舵面上表面前缘流动分离点附近设置沿展向分布的吹/吸气缝，并在舵面上表面后缘处设置吸气缝，可以根据不同的情况选择进行单独吹气或者单独吸气，或者吹吸气联合的控制方式，只需用很小的吹气量或吸气量即可以消除分离，提高舵面的操纵效能，改善飞行器纵向和横向操稳特性，并且不会对发动机动力推进系统产生明显影响。文档编号B64C21/02GK102009744SQ20101022376公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月1日 优先权日2010年7月1日专利技术者吴鹏, 张延辉, 李岩, 王延奎, 邓学蓥, 马宝峰 申请人:北京航空航天大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
飞机操纵舵面流动分离的吹／吸气控制方法，其特征在于，步骤包括：步骤一，确定舵面流动分离点的位置；步骤二，确定舵面前缘的吹／吸气缝和后缘吸气缝的参数；步骤三，对流动分离控制的实施。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓学蓥，王延奎，吴鹏，张延辉，马宝峰，李岩，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11
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