[发明专利]一种基于吹吸气流动控制的飞艇风洞试验模型

说明书

本发明属于飞行器风动试验技术领域，公开了一种基于吹吸气流动控制的飞艇风洞试验模型，所述模型包括：艇身、尾翼、天平安装组件以及吹吸气流动控制组件；所述尾翼通过螺栓固定连接在艇身的尾部，所述天平安装组件通过螺栓固定连接在艇身中前部，作为艇身与测力天平之间的传力结构，所述吹吸气流动控制组件通过螺栓固定连接在艇身中后部。实现飞艇吹吸气流动控制风洞试验，获得不同吹吸气方案下飞艇的气动特性，分析吹吸气控制参数的影响规律，评估飞艇吹吸气流动控制的减阻效果。

技术领域

本发明属于飞行器风动试验技术领域，尤其涉及一种基于吹吸气流动控制的飞艇风洞试验模型。

背景技术

吹吸气流动控制是一种能抑制表面气流流动分离的主动流动控制技术，由飞机机翼绕流控制研究发展而来，并在部分飞机上得到实际应用，是一种有效的增升减阻措施，而且机翼吹吸气风洞试验技术也比较成熟。目前国内在飞艇吹吸气流动控制风洞试验方面还是空白，也未发现与其风洞试验模型设计相关的资料。

现有的飞艇通常采用“旋成体艇身+X形尾翼”的旋成体气动外形，其风洞试验模型大多为表面光滑的刚性壳体结构，艇身分成多段设计制造，尾翼与艇身后段分离，各零部件之间采用螺栓连接，可用于常规测力或测压风洞试验研究，但无法开展基于吹吸气流动控制的飞艇减阻技术风洞试验。

发明内容

针对现有飞艇风动试验模型存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于吹吸气流动控制的飞艇风洞试验模型，实现飞艇吹吸气流动控制风洞试验，获得不同吹吸气方案下飞艇的气动特性，分析吹吸气控制参数的影响规律，评估飞艇吹吸气流动控制的减阻效果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于吹吸气流动控制的飞艇风洞试验模型，所述模型包括：艇身、尾翼、天平安装组件以及吹吸气流动控制组件；

所述尾翼通过螺栓固定连接在艇身的尾部，所述天平安装组件通过螺栓固定连接在艇身中前部，作为艇身与测力天平之间的传力结构，所述吹吸气流动控制组件通过螺栓固定连接在艇身中后部。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)所述艇身由前往后依次包括：艇身前段、艇身中段、艇身通气段、艇身中后段以及艇身尾段；在所述艇身中段和艇身通气段之间设置有环形气腔连接段，所述环形气腔连接段后端的气腔壁上设置有一圈均布式凹槽。

(2)所述吹吸气流动控制组件设置在所述环形气腔连接段与艇身通气段内，包括：气流入口、环形气腔连接段、环形气腔、气流通道、气流出口、高度调整块、出口盖板；

所述气流入口位于所述环形气腔连接段前端，以密封螺纹孔形式与环形气腔相通，通过沿尾撑杆进入模型内部的软管与外部气源相连，且与气流出口成45°夹角；

所述环形气腔由两条相同尺寸的环形凹槽拼接而成，前半条位于环形气腔连接段后端，后半条位于艇身通气段前端，两者以均布式螺栓相连；

所述气流通道为矩形截面的槽道，一部分位于艇身通气段内，另一部分由出口盖板和高度调整块组合而成，连通环形气腔和气流出口。

(3)所述气流出口沿艇身表面周向各布置上、下、左、右四组，每组包含两个气流出口，记为气流前出口和气流后出口；每个气流出口截面弧长固定、高度可变，法线方向与艇身中心轴线平行。

(4)所述高度调整块为与气流出口位置相对应的、相同外形的可拆卸方块，不同厚度的高度调整块与出口盖板配合，用于改变气流出口截面高度，从而改变气流出口的流量或速度。

(5)所述出口盖板与其安装位置处的艇身表面外形配合，是气流通道与气流出口的外约束边界，所述出口盖板包含：开口盖板，用于保持气流出口吹吸气通道；堵块盖板，用于禁止气流出口吹吸气。