[发明专利]冲击突起阵列

说明书

技术领域

本发明涉及一种气动结构和一种操作这样的结构的方法，所述气动结构包括从其表面伸出的冲击突起(shock bump)阵列。

背景技术

如在Holden，H.A and Babinsky，H.(2003)“Shock/boundary layerinteraction control using 3D devices”，In：41^st Aerospace Sciences Meetingand Exhibit，January 6-9，2003，Nevada，USA，Paper no.AIAA 2003-447(以下表示为“Holden et al.”)中所述，当跨音速流通过3-D冲击突起时，局部的超音速条件导致了具有λ状波模式的拖尾冲击底部。

通常，这样的冲击突起被布置成一条线，这样的设置是为了针对单一的工况来修改冲击的结构。然而，对于“非设计”工况来说，冲击的位置可能变化，使得冲击突起无效。

US2006/0060720使用冲击控制突起来生成从机翼的下表面扩展开的冲击。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种气动结构，该气动结构包括从其表面伸出的冲击突起阵列，所述冲击突起阵列包括：第一系列的冲击突起；和位于所述第一系列冲击突起后面的一个或者更多个冲击突起。

位于所述第一系列冲击突起后面的所述一个或者更多个冲击突起可以是单个冲击突起或是第二系列的冲击突起。在一个实施方式中，在位于所述第一系列冲击突起后面的所述一个或者更多个冲击突起是第二系列的冲击突起的情况下，所述第二系列中的冲击突起的数量少于所述第一系列中的冲击突起的数量。

优选地，位于所述第一系列冲击突起后面的所述一个或更多个冲击突起中的至少一个冲击突起发生偏移，从而不直接位于所述第一系列中的任何一个冲击突起后面。

在一个实施方式中，位于所述第一系列后面的所述一个或更多个冲击突起中的至少一个冲击突起的前缘位于所述第一系列中的至少相邻的一个冲击突起的后缘的前方。

所述第一系列冲击突起以及/或者位于所述第一系列后面的冲击突起可以布置成线，每条线都可以基本上是直的或者渐曲的。另选地，所述第一系列冲击突起以及/或者位于所述第一系列后面的冲击突起可以布置成非直线阵列。

通过不以成一条线的方式提供位于所述第一系列后面的一个或者更多个冲击突起，可以设置所述第一系列冲击突起以及位于所述第一系列后面的所述一个或者更多个冲击突起的位置以修改在各种不同情况下形成的冲击的结构。

所述突起可以具有Holden et al.的图8和图9中所示的任一个常规形状。另选地，所述冲击突起(优选地，在第二系列中)中的至少一个可以包括发散前部和收敛尾部，并且所述尾部具有至少一条平面形的等高线，所述平面形的等高线具有一对凹入的相对侧。所述平面形等高线的相对侧可以变得凸出，并且在所述冲击突起的所述后缘处正面彼此相交，或者在尖端状点处相交。

本发明的第二方面提供了操作本发明第一方面的气动结构的方法，该方法包括以下步骤：当所述结构在第一条件下操作时，利用所述第一系列的冲击突起来修改靠近所述结构的表面形成的冲击的结构；以及当所述结构在第二条件下操作时，利用位于所述第一系列后面的所述一个或者更多个冲击突起来修改靠近所述结构的表面形成的冲击的结构。

通常，当所述结构在所述第一条件下操作时，位于所述第一系列后面的所述一个或者更多个冲击突起中的至少一个冲击突起上的流动基本上完全附着。

通常，当所述结构在所述第二条件下操作时，位于所述第一系列后面的所述一个或者更多个冲击突起中的至少一个冲击突起上的流动脱离，并形成一对纵向涡。

通常，所述第二条件是涉及比所述第一条件更高的流速和/或更高的升力系数的条件。

通常，各个突起都具有前缘、后缘、内缘和外缘。所述突起可以在其边缘处逐渐融合到所述表面中，或者，可以在所述突起的一个或者更多个边缘处具有突变的凹入间断。

通常，各个突起基本上都不具有锐利的凸缘或凸出点。