[发明专利]一种具有气流控制增升的运动机翼飞行器

说明书

本申请公开了一种具有气流控制增升的运动机翼飞行器，涉及主动流动控制技术领域。该飞行器包括机体和设置在所述机体上的运动机翼；所述运动机翼包括运动机翼本体，在所述运动机翼本体的前半部分设置有至少一个腔体，所述腔体通过连通口和所述运动机翼本体外侧连通，所述连通口设置在所述运动机翼本体的上表面，所述腔体内设置有气流驱动组件，所述气流驱动组件用于驱动所述腔体内产生气流流动，通过所述连通口将所述腔体内的气流导至外界以对所述运动机翼本体周围的旋涡发展产生扰动。本申请提供的具有气流控制增升的运动机翼飞行器可以实现对动态过程中运动机翼上表面前缘涡的主动流动控制，从而提高了运动机翼在动态失速过程中的气动性能。

技术领域

本申请涉及飞行器流动控制技术领域，尤其涉及一种具有气流控制增升的运动机翼飞行器。

背景技术

由于利用非定常运动机翼作为气动力来源的小型飞行器具有的小型化、低飞行速度和高机动性等特点，可以广泛的应用于日常生活场合和工业应用场景当中。

这类小型飞行器的高机动性，主要依赖于非定常运动机翼在动态失速过程中的高升力。在非定常运动机翼运动的过程中，会经历动态失速过程，而该过程中的升力是由前缘分离流动在背风面产生的前缘涡所提供的。且在动态失速过程中，机翼前缘形成的剪切层随着机翼运动不断增强并向前缘涡供给能量，使得前缘涡的发展为运动机翼提供了额外的升力，保障了非定常运动机翼可以维持较高的峰值升力状态，这是传统固定机翼所不具有的。

前缘涡的发展会在机翼上壁面诱导产生二次涡，从而导致前缘涡从机翼上表面脱落，这导致动态失速过程中的高峰值升力状态不能覆盖整个机翼的运动周期。当前缘涡脱落后，机翼升力迅速下降，从而也限制了非定常运动机翼在更大范围内的应用。

发明内容

本申请实施例提供了一种具有气流控制增升的运动机翼飞行器，实现了对运动机翼的前缘涡演化过程进行主动干预，进而提高前缘涡强度以增加峰值升力，并延长前缘涡对升力提升的作用时间，最终实现了运动机翼增升的流动控制目的。

第一方面，本申请实施例提供了一种具有气流控制增升的运动机翼飞行器，该飞行器包括机体和设置在所述机体上的运动机翼；所述运动机翼包括运动机翼本体，在所述运动机翼本体沿所述机体方向的前半部分设置有至少一个腔体，所述腔体通过连通口和所述运动机翼本体外侧连通，所述连通口设置在所述运动机翼本体的上表面，所述腔体内设置有气流驱动组件，所述气流驱动组件用于驱动所述腔体内产生气流流动，以使所述腔体内的气流通过连通口对所述运动机翼本体周围的旋涡发展产生扰动。

在一种可能的实现方式中，所述腔体和所述运动机翼的前缘驻点之间的距离在运动机翼弦长的30％-50％之间。

在一种可能的实现方式中，所述气流驱动组件为吸气组件、活塞或压电陶瓷片。

在一种可能的实现方式中，所述连通口的朝向与相对于运动机翼上表面在孔口位置的切线之间的夹角为45°-135°。

在一种可能的实现方式中，所述腔体和所述运动机翼的前缘驻点之间的距离小于运动机翼弦长的10％；所述气流驱动组件为排气组件。

在一种可能的实现方式中，所述连通口的朝向与相对于运动机翼上表面在孔口位置的切线之间的夹角为90°-135°。

在一种可能的实现方式中，所述连通口为缝隙，所述缝隙沿所述运动机翼的翼展方向延伸。

在一种可能的实现方式中，所述缝隙在延伸方向上的各处的宽度均相等。

在一种可能的实现方式中，所述连通口的宽度小于或等于运动机翼弦长的1％。

在一种可能的实现方式中，飞行器还包括压力管道，所述压力管道的一端和所述气流驱动组件连接，所述压力管道的另一端设置在所述运动机翼本体的后半部分。