[发明专利]一种高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型及控制方法

权利要求书

1.一种高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，沿螺旋桨桨叶展向分段式布置多个协同射流装置；

每一个所述协同射流装置均包括：设置于螺旋桨上表面前缘负压区的吹气口、设置于螺旋桨上表面后缘高压区的吸气口、设置于桨叶内部的气流管道以及安装在所述气流管道内部的气泵；所述吹气口和所述吸气口通过所述气流管道连通，构成吹吸气回路；所述气泵用于驱动吸气和喷气同时进行，并且，通过所述气泵的控制，使吸气量和喷气量相同。

2.根据权利要求1所述的高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，所述吹气口为连续型吹气口或者离散型吹气口；其中，所述离散型吹气口为在所述连续型吹气口上等间隔布置若干个堵片。

3.根据权利要求1所述的高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，所述吹气口设置于5％本地弦长～15％本地弦长；所述吸气口设置于75％本地弦长～90％本地弦长；所述吹气口开口大小为0.5％本地弦长～1.5％本地弦长；所述吸气口开口大小为1.0％本地弦长～3.0％本地弦长。

4.根据权利要求3所述的高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，所述吹气口设置于7％本地弦长；所述吸气口设置于88％本地弦长；所述吹气口开口大小为0.65％本地弦长；所述吸气口开口大小为1.4％本地弦长。

5.根据权利要求1所述的高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，各个所述协同射流装置布置在30％R～90％R站位区间；其中，R为桨叶半径。

6.根据权利要求5所述的高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，共设置7个所述协同射流装置，分别布置在以下站位区间：30％R～40％R站位段、40％R～50％R站位段、50％R～60％R站位段、60％R～75％R站位段、75％R～80％R站位段、80％R～85％R站位段和85％R～90％R站位段。

7.根据权利要求6所述的高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，7个所述协同射流装置的喷口动量系数相同或不相同，范围为0.005～0.01；

7个所述协同射流装置的气泵功率相同或不相同，范围为300W～800W。

8.根据权利要求6所述的高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型，其特征在于，7个所述协同射流装置的喷口动量系数相同或不相同，范围为0.01～0.05；

7个所述协同射流装置的气泵功率相同或不相同，范围为100W～500W。

9.一种高空螺旋桨协同射流高效控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据桨叶直径及控制精度需求，设置协同射流装置的布置参数和工作参数；其中，所述布置参数包括：协同射流装置的布置数量、协同射流装置的布置位置、吹气口类型、吹气口布置位置、吸气口布置位置、吹气口开口大小以及吸气口开口大小；所述工作参数包括：喷口动量系数和气泵功率；

S2，根据所述布置参数，沿螺旋桨桨叶展向分段式布置各个所述协同射流装置；

S3，使各个所述协同射流装置按所配置的工作参数分别工作，使各站位翼型达到最佳升阻比大小以及最低能量损耗，进而提高螺旋桨的气动效率；

其中，对于每一个协同射流装置，其工作过程为：

气泵同时驱动前缘负压区喷气和后缘高压区吸气，对翼型表面气流进行主动流动控制；其中，吹吸气所产生的喷射气流的反作用力分解到两个方向，一个是螺旋桨转动方向，进而推动螺旋桨转动，降低阻力；另外一个是螺旋桨推力方向，进而提高螺旋桨的推力，最终提高螺旋桨的气动效率。