CN102009744A - 飞机操纵舵面流动分离的吹/吸气控制方法 - Google Patents
飞机操纵舵面流动分离的吹/吸气控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102009744A CN102009744A CN 201010223765 CN201010223765A CN102009744A CN 102009744 A CN102009744 A CN 102009744A CN 201010223765 CN201010223765 CN 201010223765 CN 201010223765 A CN201010223765 A CN 201010223765A CN 102009744 A CN102009744 A CN 102009744A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rudder face
- air
- blowing
- blow
- flow separation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
本发明公开了一种采用吹/吸气方式进行飞机操纵舵面分离流动控制的方法。该方法在舵面上表面前缘流动分离点附近设置沿展向分布的吹/吸气缝，并在舵面上表面后缘处设置吸气缝，可以根据不同的情况选择进行单独吹气或者单独吸气，或者吹吸气联合的控制方式，只需用很小的吹气量或吸气量即可以消除分离，提高舵面的操纵效能，改善飞行器纵向和横向操稳特性，并且不会对发动机动力推进***产生明显影响。
Description
技术领域
本发明是一种采用吹/吸气方式进行飞机操纵舵面分离流动控制的方法，属于航空航天技术领域。
背景技术
在现代飞行器上普遍采用各种控制舵面作为飞行控制的主要手段，但舵面大偏角下出现的气流分离会使舵面效能降低，严重影响飞行器的操稳特性。目前弦向吹气的控制方法已被应用于舵面的分离流动控制，其中以吹气襟翼和喷气襟翼为典型代表。
吹气襟翼技术，是将偏转的襟翼直接置于发动机高速喷流的下游，获得很高的升力。发动机的高速喷流吹除了分离气流，并给翼型增加了环量，使机翼获得很高的升力。
喷气襟翼则是利用从发动机引出的压缩空气或燃气流，通过机翼后缘的缝隙沿整个翼展向后下方以高速喷出，形成一片喷气幕，从而起到襟翼的增升作用。
虽然以上弦向吹气的方法均有很好的控制效果，但是都因为耗气量巨大而严重影响推进***效率，并且还存在着控制方法单一的问题，在实际应用中实现难度较大，因此有必要发展新型的舵面流动分离控制技术。
发明内容
针对上述存在的问题和困难，本发明提出一种采用吹/吸气方式进行飞机操纵舵面分离流动控制的方法。该方法在舵面上表面前缘气流分离点附近设置沿展向分布的吹/吸气缝，并在舵面上表面后缘处设置吸气缝，可以根据不同的情况选择进行单独吹气或者单独吸气，或者吹、吸气联合的控制方式，只需用很小的吹气量或吸气量即可以消除舵面流动分离，提高舵面的操纵效能，改善飞行器纵向和横向操稳特性，并且不会对发动机动力推进***产生明显影响。下面具体阐述本发明的实现方法。
本发明的控制方法需要确定舵面流动分离点的位置。通过数值计算、风洞实验等方法可以获知舵面流动分离点的具***置。在舵面流动分离点附近吹气或吸气可以降低所需的吹气量或吸气量，提高控制效率。
本发明的控制方法需要在舵面流动分离点的附近，设置沿展向分布的吹/吸气缝，并在舵面上表面后缘处设置吸气缝。在前缘的吹/吸气缝其出口形状应保证吹气时吹气气流沿舵面弦向流动，并且吹气气流方向与当地翼型切线方向相同。
本发明的控制方法需要根据不同的舵面流动分离情况确定最小吹气(或吸气)动量系数Cu，并选择适合的控制方式。在不同的舵面流动分离情况下，不同的吹气(或吸气)动量系数Cu可以获得不同的控制效果，将能够刚好完全消除分离的吹气(或吸气)动量系数Cu作为最小吹气(或吸气)动量系数Cu，当吹气(或吸气)动量系数大于该最小值时，控制效果会更好。可选用的控制方法包括单独吹气、单独吸气或者吹吸气联合控制，不同的控制方法均可以实现消除流动分离。
附图说明
图1由压力分布确定舵面流动分离点的示意图；
图2由流动显示实验确定舵面流动分离点的示意图；
图3操纵舵面上表面前缘吹/吸气缝和后缘吸气缝的设置示意图；
图4在舵面前缘进行单独吹气控制完全消除流动分离的流线图和涡量云图；
具体实施方式
本发明的目的是提供一种采用吹/吸气方式进行舵面分离流动控制的方法。本发明通过在控制舵面上表面进行吹/吸气控制，可以用较小的吹气或吸气量消除舵面上表面的流动分离，从而提高舵面的操纵效能，改善飞行器纵向和横向操稳特性。具体技术方案如下：
步骤一：确定舵面流动分离点的位置
通过测压实验，可以得到控制舵面在大舵偏下的压力分布曲线，处于分离状态的舵面上表面压力分布表现为平台区，平台区的特点是压力系数梯度为0，平台区的前缘点即分离点，如图1所示。还可以通过流动显示实验，从分离气流的流线图和涡量图也可以直观的确定气流分离点的位置，如图2所示。两种方法确定的气流分离点位置一致。除以上两种风洞试验方法，还可以通过数值计算的方法确定流动分离点。
步骤二：确定舵面前缘的吹/吸气缝和后缘吸气缝的参数
将位于舵面前缘的吹/吸气缝设置在流动分离点处，另一条吸气缝设置在后缘，如图3所示。前缘的吹/吸气缝和后缘的吸气缝均沿舵面展向分布。在前缘的吹/吸气缝其出口形状应保证吹气时吹气气流沿舵面弦向流动，并且吹气气流方向与当地翼型切线方向相同。
步骤三：对流动分离控制的实施
确定能够消除分离的最小吹气(吸气)动量系数，当按此最小吹气(吸气)动量系数进行吹气或吸气控制时，可以刚好消除分离，如图4所示。如果使用更大的吹气(吸气)动量系数，则在消除分离的基础上可以进一步增加舵面升力，提高舵面的控制效能。在小舵偏时，舵面气流流动通常只是局部分离，可以只启用后缘吸气缝进行吸气控制；在大舵偏下可以只启用舵面前缘的吹/吸气缝进行单独吹气或者单独吸气，两种方法都能够消除流动分离；在舵面处于最大舵偏时，可以同时启用前缘的吹/吸气缝和后缘的吸气缝，在前缘进行吹气控制的同时在后缘进行吸气控制。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.飞机操纵舵面流动分离的吹/吸气控制方法，其特征在于，步骤包括：
步骤一，确定舵面流动分离点的位置；
步骤二，确定舵面前缘的吹/吸气缝和后缘吸气缝的参数；
步骤三，对流动分离控制的实施。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤一中，所述舵面气流分离点可通过数值计算、风洞实验等方法确定其具***置。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤二中，所述舵面前缘吹/吸气缝应设置在舵面流动分离点处。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤二中，前缘的吹/吸气缝其出口形状应保证吹气时吹气气流沿舵面弦向流动，并且吹气气流方向与当地翼型切线方向相同。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中，可选用的控制方式包括单独吹气、单独吸气，以及同时吹气吸气。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤三中，对流动分离实施控制前应先确定最小吹气(吸气)动量系数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010223765 CN102009744A (zh) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | 飞机操纵舵面流动分离的吹/吸气控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010223765 CN102009744A (zh) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | 飞机操纵舵面流动分离的吹/吸气控制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102009744A true CN102009744A (zh) | 2011-04-13 |
Family
ID=43840119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010223765 Pending CN102009744A (zh) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | 飞机操纵舵面流动分离的吹/吸气控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102009744A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103253366A (zh) * | 2012-02-15 | 2013-08-21 | 北京航空航天大学 | 一种新型的基于气动力和直接力的复合控制舵面 |
| CN103616155A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 超声速流场的流动控制装置 |
| CN104527965A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-04-22 | 中国航空工业空气动力研究院 | 对称翼型综合移动壁面流动控制*** |
| CN105716827A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-29 | 中航通飞研究院有限公司 | 水陆两栖飞机吹气襟翼风洞试验模型 |
| CN109367796A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-22 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种基于流体震荡器的埋入式进气道附面层控制装置 |
| CN111824193A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-27 | 西南交通大学 | 一种高速列车尾流被动控制方法 |
| CN112298534A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-02 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种具有表面压力动态控制的机翼及控制方法 |
| CN112550678A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-26 | 西北工业大学 | 一种基于吹吸气流动控制的超声速飞机声爆抑制方法 |
| CN112849388A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-28 | 北京理工大学 | 一种基于机翼后缘通气孔的跨声速抖振控制结构 |
| CN115357040A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-18 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种射流控制飞行验证方法及飞行验证模型 |
| WO2023221310A1 (zh) * | 2022-05-18 | 2023-11-23 | 北京航空航天大学宁波创新研究院 | 机翼及通过吹气提升舵面控制效率的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5348256A (en) * | 1992-05-13 | 1994-09-20 | The Boeing Company | Supersonic aircraft and method |
| CN1243485A (zh) * | 1997-04-18 | 2000-02-02 | 空间公共有限公司 | 具有层流控制的前缘高升力装置 |
| US20030150962A1 (en) * | 2002-02-12 | 2003-08-14 | Bela Orban | Method for controlling and delaying the separation of flow from a solid surface by suction coupling (controlling separation by suction coupling, CSSC) |
| CN101348170A (zh) * | 2008-09-01 | 2009-01-21 | 北京航空航天大学 | 一种具有层流流动控制和分离控制的机翼结构 |
| CN101633406A (zh) * | 2009-08-21 | 2010-01-27 | 北京航空航天大学 | 一种机翼附面层反环量吹除装置 |
-
2010
- 2010-07-01 CN CN 201010223765 patent/CN102009744A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5348256A (en) * | 1992-05-13 | 1994-09-20 | The Boeing Company | Supersonic aircraft and method |
| CN1243485A (zh) * | 1997-04-18 | 2000-02-02 | 空间公共有限公司 | 具有层流控制的前缘高升力装置 |
| US20030150962A1 (en) * | 2002-02-12 | 2003-08-14 | Bela Orban | Method for controlling and delaying the separation of flow from a solid surface by suction coupling (controlling separation by suction coupling, CSSC) |
| CN101348170A (zh) * | 2008-09-01 | 2009-01-21 | 北京航空航天大学 | 一种具有层流流动控制和分离控制的机翼结构 |
| CN101633406A (zh) * | 2009-08-21 | 2010-01-27 | 北京航空航天大学 | 一种机翼附面层反环量吹除装置 |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103253366A (zh) * | 2012-02-15 | 2013-08-21 | 北京航空航天大学 | 一种新型的基于气动力和直接力的复合控制舵面 |
| CN103616155A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-05 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 超声速流场的流动控制装置 |
| CN103616155B (zh) * | 2013-11-29 | 2016-02-17 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 超声速流场的流动控制装置 |
| CN104527965A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-04-22 | 中国航空工业空气动力研究院 | 对称翼型综合移动壁面流动控制*** |
| CN104527965B (zh) * | 2014-11-28 | 2016-08-24 | 中国航空工业空气动力研究院 | 对称翼型综合移动壁面流动控制*** |
| CN105716827A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-29 | 中航通飞研究院有限公司 | 水陆两栖飞机吹气襟翼风洞试验模型 |
| CN105716827B (zh) * | 2014-12-03 | 2018-04-24 | 中航通飞研究院有限公司 | 水陆两栖飞机吹气襟翼风洞试验模型 |
| CN109367796B (zh) * | 2018-09-17 | 2022-03-15 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种基于流体震荡器的埋入式进气道附面层控制装置 |
| CN109367796A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-22 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种基于流体震荡器的埋入式进气道附面层控制装置 |
| CN111824193A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-27 | 西南交通大学 | 一种高速列车尾流被动控制方法 |
| CN111824193B (zh) * | 2020-07-29 | 2021-10-26 | 西南交通大学 | 一种高速列车尾流被动控制方法 |
| CN112298534B (zh) * | 2020-11-11 | 2022-01-04 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种具有表面压力动态控制的机翼的控制方法 |
| CN112298534A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-02 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种具有表面压力动态控制的机翼及控制方法 |
| CN112550678A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-26 | 西北工业大学 | 一种基于吹吸气流动控制的超声速飞机声爆抑制方法 |
| CN112550678B (zh) * | 2020-12-10 | 2021-10-15 | 西北工业大学 | 一种基于吹吸气流动控制的超声速飞机声爆抑制方法 |
| CN112849388A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-28 | 北京理工大学 | 一种基于机翼后缘通气孔的跨声速抖振控制结构 |
| WO2023221310A1 (zh) * | 2022-05-18 | 2023-11-23 | 北京航空航天大学宁波创新研究院 | 机翼及通过吹气提升舵面控制效率的方法 |
| CN115357040A (zh) * | 2022-10-19 | 2022-11-18 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种射流控制飞行验证方法及飞行验证模型 |
| CN115357040B (zh) * | 2022-10-19 | 2022-12-20 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种射流控制飞行验证方法及飞行验证模型 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102009744A (zh) | 飞机操纵舵面流动分离的吹/吸气控制方法 | |
| CN101323371B (zh) | 襟翼上具有联合射流结构的增升装置 | |
| CN105314096B (zh) | 独立气源供气的无舵面飞行器 | |
| CN103359281B (zh) | 用于飞行器的表面元件及相关的飞行器和方法 | |
| CN104176241B (zh) | 一种高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型 | |
| CN104118557A (zh) | 具有多缝道协同射流控制的低雷诺数翼型及控制方法 | |
| CN114291252B (zh) | 一种飞行器三轴姿态控制***及方法 | |
| CN104890858A (zh) | 一种具有主动流动控制机构的机翼结构 | |
| CN102596717B (zh) | 用于飞机的流动体 | |
| CN108001669B (zh) | 一种基于零质量射流控制的前缘缝翼噪声抑制方法 | |
| CN103253366A (zh) | 一种新型的基于气动力和直接力的复合控制舵面 | |
| CN105173064B (zh) | 切向狭缝吹气控制跨声速抖振的方法及吹气装置 | |
| CN109878704A (zh) | 一种基于环量控制原理的无舵面飞行器 | |
| CN104477376A (zh) | 一种高超声速飞行器气动舵/反作用控制***复合气动控制方法 | |
| CN205186510U (zh) | 独立气源供气的无舵面飞行器 | |
| CN102009743B (zh) | 基于吹气的机身大迎角俯仰力矩控制方法 | |
| CN112722249B (zh) | 气动式涡流发生器和等离子体合成射流组合控制的飞行器 | |
| CN107618661A (zh) | 基于喉道偏移式气动矢量喷管的短距垂直起降飞行器 | |
| CN107458583A (zh) | 一种基于主动流动控制技术的飞翼布局飞行器航向控制装置 | |
| CN207607638U (zh) | 基于主动流动控制技术的飞翼布局飞行器航向控制装置 | |
| CN113942651A (zh) | 一种saccon型飞行器的新型飞行控制装置 | |
| Löffler et al. | Increasing the effectiveness of a vertical stabilizer by combining pulsed jet actuation at the leading edge and the rudder hinge line | |
| CN103171758A (zh) | 一种飞翼型飞机的增升方法 | |
| CN207902734U (zh) | 一种气动布局的无人机 | |
| CN105775159A (zh) | 具有抑制机翼分离流功能的吹气口设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110413 |