[发明专利]适用于机翼的环量控制方法

说明书

本发明提供一种适用于机翼的环量控制方法，在机翼其翼型上表面，从靠近机翼前缘的位置开始沿翼型上表面的流体流向阵列布置多组由第一射流喷射口和第一流体吸入口组成的吹吸分离口对；各吹吸分离口对中，第一射流喷射口设置在第一流体吸入口的上游；第一射流喷射口连续向外喷射射流，喷射出的高能量射流向下游流动，不断向翼型上表面低能量的边界层注入能量；第一流体吸入口连续向内吸入周围流体，不断吸走第一射流喷射口下游的翼型上表面高压区处低能量的边界层，维持边界层的能量，以抵抗局部流体的流动分离；沿翼型上表面的流体流向阵列布置多组吹吸分离口对之间形成吹吸接力控制效果，从而实现整个机翼其翼型上表面的流动分离控制。

技术领域

本发明涉及主动流动控制技术领域，具体涉及一种适用于机翼的环量控制方法。

背景技术

流动控制技术可以分为被动流动控制和主动流动控制(AFC)。被动控制是通过被动控制装置来改变流场环境，是预先设计好工况，无法进行实时改变的，当流场实际情况相较于设计工况偏差较大时，被动流动控制就无法达到其最佳的控制效果。AFC则是通过外界作用，直接向流场中注入能量，以产生流场的扰动，并与流场本身的流动模式产生耦合，从而实现对流场的改变与控制。相对于被动流动控制，AFC的优势在于可以调节工况，使其在最需要他的时间和位置出现，通过对流场局部的能量注入，便能获得局部或者全局的流动环境改变，达到“四两拨千金”的效果。

AFC技术作为一种最具活力的流动控制手段，在飞行器的增升、减阻、降噪、姿态控制等方面具有广泛的应用。环量控制(CirculationControl)技术作为流动控制的方式之一，通过在机翼后缘吹气形成科恩达效应来改变机翼的环量，实现对飞行器的增升减阻和姿态控制，具有使用简单，易于实现等优点。

随着近现代以来合成射流技术的不断发展，作为一种新型的AFC技术，合成射流在机翼环量控制与增升减阻方面得到了广泛的应用。传统的合成射流环量控制的原理如图1所示，随着振动膜1在激励器腔体2内往复振动，在合成射流激励器的流体进出口3处形成了周期性交替吹吸的合成射流。当合成射流处于吹程时，喷出的射流沿着弧形科恩达后缘6的外壁面流动，在尾缘处形成偏转的流体，使翼型具有了气动型弯曲，增大了机翼的环量和整体升力；当合成射流处于吸程时，流体进出口从壁面附近吸入边界层内的低速流体，增加了上壁面流体抵抗流动分离的能力，抑制分离。对于传统的合成射流激励器，其射流出口即射流进口，射流吹吸在同一位置处进行，从控制机理上讲，在后缘进行环量控制时，射流只吹不吸可以进一步增加环量，获得更大的升力，而处于吸程时，将机翼中段分离点后方的分离区吸除将会比在后缘处吸除达到的效果更好，对抑制分离更明显。

相较于合成射流激励器，合成双射流激励器能实现能量利用效率倍增，具有防止压载失效等优点，在环量控制方面有更大的应用潜力。为了解决传统合成射流环量控制方法存在的问题以及与合成双射流相比所存在的缺陷，需要发展一种新型的合成双射流环量控制方法。

发明内容

针对传统合成(双)射流激励器的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于机翼的环量控制方法。本发明通过设计吹吸分离合成双射流激励器，将吹吸分离合成双射流激励器替代合成射流激励器，并将其进出口区分为射流出口、流体进口，其中流体进口仅能允许流体进入，射流出口仅能允许流体射出。同时，流体进口、射流出口的数量、角度、位置坐标等参数可以灵活调整，以满足使用要求。在控制机翼的流动中便可以将流体进口设置在分离区，射流出口设置在后缘，以达到更好的环量控制效果。

为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于机翼的环量控制方法，在机翼其翼型上表面，从靠近机翼前缘的位置开始沿翼型上表面的流体流向阵列布置多组由第一射流喷射口和第一流体吸入口组成的吹吸分离口对；