一种涡流发生器系统，包括一个或多个等离子体流向涡发生器（ＰＳＶＧ）或者等离子体楔形涡流发生器（ＰＷＶＧ）。该ＰＳＶＧ和ＰＷＶＧ每个包括由绝缘层分离的第一电极和第二电极。该第一电极沿着纵向方向延伸。ＰＳＶＧ和ＰＷＶＧ能够安装在布置成容纳沿着特定流动方向的空气流的表面。ＰＳＶＧ具有露出的矩形第一电极并且至少类似平行于所需流动方向，而ＰＷＶＧ的第一电极的形状更类似三角形。当ＡＣ电压施加至第一和第二电极时，等离子体沿着第一电极的边缘形成。等离子体沿着交叉流动方向施加本体力，其引发交叉流动速度，与平均流动相结合，产生流向导向的反旋转涡流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及涡流发生器。尤其地，本申请涉及安装至基本连续的气动表面的涡流 发生器，用于为边界层空气提供能量从而至少部分地减轻这些表面上分离的流的出现。
技术介绍
采用正确的设计，流向涡发生器(SVG)，诸如被动Δ形凸片，能够产生纵向涡流， 其能够有效地保持流体附着到表面上，诸如飞行器的翼。诸如此类的被动器件的劣势在于， 总是要设置这种被动器件，即使并不被需要。在这种情况下，被动SVG会添加寄生阻力，降 低它们使用在其上的空中运输工具的效率。因此，需要对涡流发生器系统和过程作出改善。附图说明图1示出涡流发生器系统的平面图；图2示出图1所示的涡流发生器系统的前视图；图3示出图2的放大部分；图4示出由一表面支承的多个等离子体流向涡发生器；图5示出当涡流发生器系统被激活时的图2的放大视图；图6示出包括等离子体楔形涡流发生器的备选涡流发生器系统的平面图；图7示出沿着图6中的截面线VII-VII所做的横截面剖视图；以及图8示出沿着图7所示的横截面剖视图的下游所做的横截面剖视图。具体实施例方式参照图1和2，图1示出涡流发生器系统100的平面图，图2示出涡流发生器系统 100的前视图。该涡流发生器系统100包括多个等离子体流向涡流发生器(PSVG) 110。虽然 示出了三个PSVG 110，但是备选实施例可包括任何数量的PSVG 110。PSVG 110包括第一电 极115和第二电极120(在图1中示出为虚线)。PSVG 110也包括设置在第一电极115与 第二电极120之间的绝缘层125。虽然电极115如图所示延伸自绝缘层125的表面，但是应 当理解的是，电极115可采用相对薄的材料形成，和/或能够设置在绝缘层125的表面中的 相应凹槽中，从而部分地或完全地平齐于绝缘层125的上表面。在一些实施例中，电极115 可暴露至周围空气。附近相邻电极115之间的距离会变化。在一些实施例中，相邻第一电 极115之间的距离可以是例如在边界层厚度的三倍至四倍的范围内。第一电极115和第二电极120能够采用导电材料形成，例如铜或金，可以是相对薄 的，诸如铜箔或金箔。绝缘层125可采用电绝缘材料形成，例如Kapton 聚酰亚胺膜、玻璃 陶瓷，诸如MACOR ,或者热塑料，诸如聚醚醚酮(PEEK)。绝缘层125的厚度取决于将要 施加至PSVG 110的最大电压。可以考虑，绝缘层125可包括多层不同的材料，包括例如，多 种类型的绝缘材料。同样，虽然单独一个的第二电极120如图所示相反于多个第一电极115而延伸，但是备选实施例可包括相反于单一和/或多个相应第一电极115的多个第二电极 120。现在也参照图3，该图包括图2的一部分的放大视图，每个PSVG 110包括由绝缘 材料125分离的第一电极115和第二电极120。图3也包括交流(AC)电压源130、压力传 感器150和控制器160的示意性视图。该AC电压源130连接在第一电极115与第二电极 120之间。虽然单独一个的AC电压源130如图所示直接地连接至电极115和120，但是实 际的实施方式可以包括任何数量的AC电压源130并且还能够按照需要在AC电压源130与 电极115和/或120之间包括其他的电路。例如，控制电路可被添加以允许控制将AC电压 施加至电极115和120。同样，可使用电力调节电路，例如用于减缓电压和/或电流峰值。 同样，需要整压和/或整流电路来调节所施加的电压和/或电流的各种特性，诸如幅值和频 率。同样也可以考虑的是，直流(DC)电压源可代替AC电压源130使用，DC电压根据已知 的方法转化为AC电压。现在也参照图4，平面图示出多个PSVG 110和支承PSVG 100的表面135的一部 分。虽然图4示出四个PSVG 110，但是备选实施例可包括任何数量的PSVG。需要指出的是， 第二电极120没有示出在图4中，因为其被绝缘层125遮挡。表面135可以是例如气动表 面的一部分。例如，在与飞行相关的应用中，表面135可以是机翼、机身、尾桁、翼、旋翼、旋 转机翼、机舱的表面或者产生阻力的任何其他表面的一部分。在其他行业中的其他应用，例 如汽车和铁路行业，也可使用涡流发生器系统。表面135优选地采用非后掠形式；例如，表面135可以是飞机的非后掠机翼的一 部分。表面135布置成使得空气典型地沿着箭头FL所示的气流方向流动。例如，表面135 可以是飞行器机器的上表面，其中，飞行器被设计为沿着箭头T所示的方向飞行，这导致由 箭头FL所示的气流方向。第一电极115呈类似矩形，或者至少具有沿大体纵向方向延伸的 相对的纵向边缘11 和115b，其至少类似平行于箭头FL所示的气流方向以及箭头T所示 的行进方向。横向边缘115c和115d如图所示为类似直线型，或者可以是比较圆整的。对 于基于下述说明而能够更好地理解的原因，需要将PSVG 110布置成使得它们的第一电极 115沿着至少类似平行于所期待气流的方向延伸。对于表面需要经受超过一个方向的气流 的实施例，考虑第一组PSVG 110可以布置成使得第一电极115沿着平行于第一期待气流方 向的方向延伸，第二组PSVG 110可以布置成使得第一电极115，或者至少纵向边缘11 和 11 ，沿着平行于第二期待气流方向的方向延伸，对于任何数量组的PSVG 110和相应的气 流方向也是如此。现在也参照图5，示出图2的放大视图，AC电压源130被激活。当AC电压源130被 激活时，在第一电极115与第二电极120之间产生电压差，使得沿着第一电极115的纵向边 缘产生等离子体140。产生等离子体140的进一步细节提供于2006年9月13日提交的名 禾尔为"Plasma Actuators for Drag Reduction on Wings, Nacelles and/or Fuselage of Vertical Take-Off and Landing Aircraft” 的共同待决的美国专利申请 No. 11/519，770 中，其通过引用的方式结合于此。AC电压源130可根据这里所述的方法操作，例如，电压源 130配置成以稳定的频率或不稳定的频率在第一电极115与第二电极120之间施加电压。每个第一电极115的相应纵向轴线在沿着图4所示的交叉流动方向产生电极本体 力的结构中沿平均流动方向(在图4中由箭头FL所示)导向。当PSVG 110位于流体在其上方经过的表面上时，交叉流体导向电极本体力使得下游流体向上卷以形成单独一个的共 同旋转的，或者成对的反旋转的，流向导向涡流，如图5中的箭头V所示。涡流V类似于由 被动SVG产生的那些涡流。但是，PSVG 110可仅在需要时被操作。例如，PSVG 110可通过 选择性地将AC电压施加至第一电极115和第二电极120而被选择性地激活。同样，PSVG 110可形成为与表面135平齐，使得它们不会添加寄生阻力。最后，作为可主动控制的器件，PSVG 110可以随着流体状态的变化而被优化地操 作，在所有应用中提供更好的效率。例如，PSVG 110可根据例如飞行状态和/或其他检测状 态而被自动地激活、调节和/或采用其它方式控制。例如，表面135上的压力传感器150 (在 一些实施例中其可以与本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种与一表面使用的涡流发生器系统，所述表面配置成使得空气流沿预定的气流方向通过所述表面上方，该系统包括：第一电极，该第一电极具有纵向尺寸和横向尺寸，所述横向尺寸小于所述纵向尺寸，其中，所述纵向尺寸沿基本上平行于预定气流方向的纵向方向延伸；第二电极；设置在所述第一电极与第二电极之间的绝缘层；以及电压源，用于在第一电极与第二电极之间产生电压，使得等离子体沿着第一电极的纵向边缘形成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯科克，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：US
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