高性能深失速機翼結構及飛行器制造技術

本發明專利技術提供一種高性能深失速機翼結構及飛行器，屬于航空設備技術領域。該高性能深失速機翼結構包括：機翼本體及等離子體激勵器，所述等離子體激勵器附著在所述機翼本體后緣處，所述機翼本體前緣的形狀為預設波形。本發明專利技術提供的高性能深失速機翼結構及飛行器，提高了飛行器在全攻角范圍內的氣動性能。

High performance deep stall wing structure and aircraft

The invention provides a high performance deep stall wing structure and an aircraft, which belongs to the technical field of aviation equipment. The utility model relates to a high performance deep stall wing structure which comprises a wing body and a plasma actuator, wherein the plasma actuator is attached to the trailing edge of the wing body. The invention provides a high performance deep stall wing structure and an aircraft, and improves the aerodynamic performance of the aircraft in the range of the full angle of attack.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及航空設備
，尤其涉及一種高性能深失速機翼結構及飛行器。
技術介紹
在航空領域，提高飛行器的氣動性能一直是人們關注的重點。其中，機翼本體在大攻角下的分離和失速會影響飛行器的氣動性能，從而危及乘客的安全。現有技術中，為了解決機翼本體在大攻角下的分離和失速問題，一種概念設計方案是將原有機翼本體平滑的前緣改造為凹凸不平的前緣，使得當氣流流過機翼本體前緣時，會從凹陷向凸起卷起一個漩渦，該漩渦被流動方向上的氣流拉長并向下游延伸，同時以流動方向為軸線旋轉，逐漸形成流動摻混程度更高的湍流，從而將遠離機翼本體表面的高速流動卷入靠近機翼本體表面的低速流動中，使得靠近機翼本體表面的氣流的動能增加，從而提高了邊界層抵抗流動分離的能力，以消除機翼本體分離和失速的現象。但是，現有技術中通過機翼本體凹凸不平的前緣雖然消除機翼本體在大攻角下分離和失速的現象，提高了飛行器在大攻角下的氣動性能，但是采用該方式會使得機翼本體的最大升力和中小攻角下升力減小，從而導致飛行器在中小攻角下的氣動性能較差。
技術實現思路
本專利技術提供一種高性能深失速機翼結構及飛行器，以提高飛行器在全攻角范圍內的氣動性能。本專利技術實施例提供一種高性能深失速機翼結構，包括：機翼本體及等離子體激勵器，所述等離子體激勵器附著在所述機翼本體后緣處，所述機翼本體前緣的形狀為預設波形。在本專利技術一實施例中，所述預波形狀為三角波形、正弦波形或余弦波形。在本專利技術一實施例中，所述等離子體激勵器包括覆蓋電極、絕緣介質及裸露電極。在本專利技術一實施例中，所述覆蓋電極和所述裸露電極非對稱附著在所述絕緣介質的兩側，所述覆蓋電極附著在所述機翼本體后緣邊緣處，且所述覆蓋電極的第一端與所述機翼本體后緣處的下表面平齊，所述裸露電極的第一端與所述機翼本體后緣處的上表面平齊。在本專利技術一實施例中，所述覆蓋電極的第二端所在直線與所述裸露電極的第二端所在直線的距離為M毫米，M大于等于0且小于等于1.5。在本專利技術一實施例中，所述覆蓋電極的長度與所述裸露電極的長度相等，且小于等于所述機翼本體展向方向的長度，所述絕緣介質的長度大于所述覆蓋電極的長度；所述覆蓋電極和所述裸露電極的寬度均小于等于N微米，所述絕緣介質的寬度小于等于S微米，所述覆蓋電極和所述裸露電極的高度均為所述機翼本體平均氣動弦長的T倍，所述絕緣介質的高度大于等于所述覆蓋電極的高度、所述裸露電極的高度及所述覆蓋電極的第二端與所述裸露電極的第二端的距離之和；其中，N大于等于0且小于等于15，S大于等于0且小于等于250，T大于等于0.3％且小于等于1％，所述機翼本體后緣處的平面的高度大于等于所述絕緣介質的高度。在本專利技術一實施例中，所述預設形狀的波幅為所述機翼本體平均氣動弦長的P倍，所述預設形狀的波長為所述機翼本體平均氣動弦長的Q倍，其中，所述P大于等于0.03且小于等于0.11，Q大于等于0.11且小于等于0.43。在本專利技術一實施例中，所述覆蓋電極和所述裸露電極均為金屬材質。本專利技術實施例還提供一種飛行器，包括：機體和上述任一實施例所述的高性能深失速機翼結構。本專利技術實施例提供的高性能深失速機翼結構及飛行器，該高性能深失速機翼結構包括：機翼本體及等離子體激勵器，等離子體激勵器附著在機翼本體后緣處，機翼本體前緣的形狀為預設波形。由此可見，在本專利技術實施例中，通過在機翼本體后緣處附著等離子體激勵器，使得在高壓高頻交流電源的驅動下，等離子體激勵器表面會周期性地產生從裸露電極到覆蓋電極方向，以及從覆蓋電極到裸露電極方向的壁面射流向下沖刷回流區，能夠提升機翼本體的升力，從而提高了飛行器在中小攻角下的氣動性能，此外，通過將機翼本體前緣的形狀為預設波形，可以使得靠近機翼本體表面的氣流的動能增加，從而提高了邊界層抵抗流動分離的能力，進而提高了飛行器在大攻角下的氣動性能，即通過本專利技術實施例提供的高性能深失速機翼結構，提高了飛行器在全攻角范圍內的氣動性能。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的一種高性能深失速機翼結構的結構示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的一種機翼本體前緣的俯視圖；圖3為本專利技術實施例提供的另一種高性能深失速機翼結構的結構示意圖；圖4為本專利技術實施例提供的一種等離子體激勵器的結構示意圖；圖5為本專利技術實施例提供的一種高壓高頻正弦交流信號在負半周期的電子流向示意圖；圖6為本專利技術實施例提供的一種高壓高頻正弦交流信號在正半周期的電子流向示意圖；圖7為本專利技術實施例提供的一種攻角與升力系數的關系圖；圖8為本專利技術實施例提供的一種飛行器的結構示意圖。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本專利技術的實施例，例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。需要說明的是，下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例中不再贅述。圖1為本專利技術實施例提供的一種高性能深失速機翼結構10的結構示意圖，請參見圖1所示，當然，本專利技術實施例只是以圖1為例進行說明，但并不代表本專利技術僅局限于此。該高性能深失速機翼結構10包括：機翼本體101及等離子體激勵器103，等離子體激勵器103附著在機翼本體101后緣處，機翼本體101前緣的形狀為預設波形102。其中，大攻角通常是指角度大于等于12度的攻角，中小攻角是指角度小于12度的攻角，當然，具體可以根據實際需要進行劃分，本專利技術只是以12度為例進行說明，但并不代表本專利技術僅局限于此。示例的，機翼本體101前緣的形狀為預設波形102，所述預設波形102是指其形狀具有波長和波幅，請參見圖2所示，圖2為本專利技術實施例提供的一種機翼本體101前緣的俯視圖，當然，本專利技術實施例只是以圖2為例進行說明，但并不代表本專利技術實施例僅局限于此。在本專利技術實施例中，通過在機翼本體101后緣處附著等離子體激勵器103，使得當該等離子體激勵器103開啟時，在高壓高頻交流電源的驅動下，等離子體激勵器103表面會周期性地產生從裸露電極1033到覆蓋電極1031方向，以及從覆蓋電極1031到裸露電極1033方向的壁面射流向下沖刷回流區，從而在機翼本體101的上表面產生一種向下游抽吸的效應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高性能深失速機翼結構，其特征在于，包括：機翼本體及等離子體激勵器，所述等離子體激勵器附著在所述機翼本體后緣處，所述機翼本體前緣的形狀為預設波形。

【技術特征摘要】
1.一種高性能深失速機翼結構，其特征在于，包括：機翼本體及等離子體激勵器，所述等離子體激勵器附著在所述機翼本體后緣處，所述機翼本體前緣的形狀為預設波形。2.根據權利要求1所述的結構，其特征在于，所述預波形狀為三角波形、正弦波形或余弦波形。3.根據權利要求1所述的結構，其特征在于，所述等離子體激勵器包括覆蓋電極、絕緣介質及裸露電極。4.根據權利要求3所述的結構，其特征在于，所述覆蓋電極和所述裸露電極非對稱附著在所述絕緣介質的兩側，所述覆蓋電極附著在所述機翼本體后緣邊緣處，且所述覆蓋電極的第一端與所述機翼本體后緣處的下表面平齊，所述裸露電極的第一端與所述機翼本體后緣處的上表面平齊。5.根據權利要求4所述的結構，其特征在于，所述覆蓋電極的第二端所在直線與所述裸露電極的第二端所在直線的距離為M毫米，M大于等于0且小于等于1.5。6.根據權利要求5所述的結構，其特征在于，所述覆蓋電極的長度與所述裸露電極的長度相等，且小于等于所述機翼本體展向方向的長度，所述絕緣介質的長...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王晉軍，張增，馮立好，潘翀，高琪，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京;11