CN105000171A

CN105000171A - 飞翼布局飞行器低速失速控制装置及控制方法

Info

Publication number: CN105000171A
Application number: CN201510445219.7A
Authority: CN
Inventors: 牛中国; 蒋甲利; 于金革; 孙楠; 管佳明; 崔立冬
Original assignee: AVIC Aerodynamics Research Institute
Current assignee: AVIC Aerodynamics Research Institute
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-10-28

Abstract

飞翼布局飞行器低速失速控制装置及控制方法。飞翼布局飞行器没有常规布局的升降舵、方向舵等操纵舵面，在起飞、着陆状态时，上翼面气流容易分离，导致升力丧失，不利于起飞着陆；并且，此时控制舵面处于分离区内，导致舵面控制能力减弱，这对飞翼布局来说是非常危险的，这也极大限制了飞翼布局飞行器的发展。本发明方法包括：飞翼布局飞行器（1），所述的飞翼布局飞行器的前缘装有等离子体激励器（2），所述的飞翼布局飞行器的中部装有短脉冲等离子体高压电源（3），所述的短脉冲等离子体高压电源与所述的等离子体激励器电连接，所述的短脉冲等离子体高压电源与地线（4）电连接。本发明用于飞行器低速失速控制。

Description

飞翼布局飞行器低速失速控制装置及控制方法

技术领域：

本发明涉及一种飞翼布局飞行器低速失速控制装置及控制方法。

背景技术：

飞翼布局飞行器与其它布局飞行器相比具有很大优势的同时，也存在自身的一些缺陷；飞翼布局飞行器由于无尾，没有常规布局的升降舵、方向舵等操纵舵面，采用飞翼上各种操纵面组合控制或与推力矢量等装置协同控制的方式共同改变飞行姿态；然而飞翼布局飞行器在大迎角状态飞行时，如起飞、着陆状态，上翼面气流容易分离，导致升力丧失，不利于起飞着陆；并且，此时控制舵面处于分离区内，导致舵面控制能力减弱，这对飞翼布局来说是非常危险的，这也极大限制了飞翼布局飞行器的发展。

发明内容：

本发明的目的是提供一种飞翼布局飞行器低速失速控制装置及控制方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种飞翼布局飞行器低速失速控制装置，其组成包括：飞翼布局飞行器，所述的飞翼布局飞行器的前缘装有等离子体激励器，所述的飞翼布局飞行器的中部装有短脉冲等离子体高压电源，所述的短脉冲等离子体高压电源与所述的等离子体激励器电连接，所述的短脉冲等离子体高压电源与地线电连接。

所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置，所述的等离子体激励器包括绝缘基板，所述的绝缘基板的两侧分别装有上表面电极和下表面电极，所述的上表面电极和所述的下表面电极与所述的短脉冲等离子体高压电源电连接。

所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置，所述的绝缘基板的材料为聚酰亚胺薄膜，厚度为0.12mm，宽度保证前后超过所述的上表面电极和所述的下表面电极，长度根据飞行器的控制区域调节；所述的上表面电极和所述的下表面电极为铜箔，厚度为0.02mm、宽度为2mm；所述的短脉冲等离子体高压电源的脉冲高压电脉冲宽度范围为t _d <100μS，短脉冲高压电电压峰值范围为6KV≤U _max ≤12KV，高压脉冲频率范围为50≤f≤600Hz；所述的飞翼布局飞行器的适用速度范围是0<V<0.3Ma。

所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置的控制方法，本装置采用短脉冲介质阻挡放电等离子体流动控制技术，将等离子体激励器布置在飞翼布局飞行器的上翼面前缘0～10％当地弦长范围内，等离子体激励器设有绝缘基板，绝缘基板上装有上表面电极和下表面电极，上表面电极和下表面电极有部分重叠，上表面电极裸露在空气中，下表面电极覆盖在绝缘基板以下；上表面电极和下表面电极与短脉冲等离子体高压电源电连接，当接通周期性的短脉冲高压电时，等离子体激励器在飞翼布局飞行器的前缘电离空气，空气瞬间被加热，热效应使其形成周期性的微小强涡量扰动，局部产生细小的压缩波，扰动会顺气流向后传递；这种控制技术通过翼面附面层内外流动掺混和翼面流动频率耦合的作用抑制飞行器失速。

有益效果：

1. 本发明采用短脉冲介质阻挡放电等离子体流动控制技术，将等离子体激励器布置在飞翼布局飞行器的上翼面前缘，等离子体激励器设有绝缘基板，绝缘基板上装有上表面电极和下表面电极，上表面电极和下表面电极有部分重叠，上表面电极裸露在空气中，下表面电极覆盖在绝缘基板以下；上表面电极和下表面电极与短脉冲等离子体高压电源电连接，当接通周期性的短脉冲高压电时，等离子体激励器在飞翼布局飞行器的前缘电离空气，空气瞬间被加热，热效应使其形成周期性的微小强涡量扰动，局部产生细小的压缩波，扰动会顺气流向后传递；这种控制技术通过翼面附面层内外流动掺混和翼面流动频率耦合的作用抑制飞行器失速。

本发明为飞翼布局飞行器低速飞行时提供了一种有效地改善其失速特性的装置和方法，本发明采用的方法不破坏飞翼布局飞行器的气动特性，其结构简单，使用方便，易于维护。目前已经在风洞试验中验证了本发明的有效性和可靠性。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的等离子体激励器的结构示意图。

附图3是附图1的俯视图。

具体实施方式：

实施例1：

一种飞翼布局飞行器低速失速控制装置，其组成包括：飞翼布局飞行器1，所述的飞翼布局飞行器的前缘装有等离子体激励器2，所述的飞翼布局飞行器的中部装有短脉冲等离子体高压电源3，所述的短脉冲等离子体高压电源与所述的等离子体激励器电连接，所述的短脉冲等离子体高压电源与地线4电连接。

实施例2：

根据实施例1所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置，所述的等离子体激励器包括绝缘基板5，所述的绝缘基板的两侧分别装有上表面电极6和下表面电极7，所述的上表面电极和所述的下表面电极与所述的短脉冲等离子体高压电源电连接。

实施例3：

根据实施例2所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置，所述的绝缘基板的材料为聚酰亚胺薄膜，厚度为0.12mm，宽度保证前后超过所述的上表面电极和所述的下表面电极，长度根据飞行器的控制区域调节；所述的上表面电极和所述的下表面电极为铜箔，厚度为0.02mm、宽度为2mm；所述的短脉冲等离子体高压电源的脉冲高压电脉冲宽度范围为t _d <100μS，短脉冲高压电电压峰值范围为6KV≤U _max ≤12KV，高压脉冲频率范围为50≤f≤600Hz；所述的飞翼布局飞行器的适用速度范围是0<V<0.3Ma。

实施例4：

一种利用实施例3所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置的控制方法，本装置采用短脉冲介质阻挡放电等离子体流动控制技术，将等离子体激励器布置在飞翼布局飞行器的上翼面前缘0～10％当地弦长范围内，等离子体激励器设有绝缘基板，绝缘基板上装有上表面电极和下表面电极，上表面电极和下表面电极有部分重叠，上表面电极裸露在空气中，下表面电极覆盖在绝缘基板以下；上表面电极和下表面电极与短脉冲等离子体高压电源电连接，当接通周期性的短脉冲高压电时，等离子体激励器在飞翼布局飞行器的前缘电离空气，空气瞬间被加热，热效应使其形成周期性的微小强涡量扰动，局部产生细小的压缩波，扰动会顺气流向后传递；这种控制技术通过翼面附面层内外流动掺混和翼面流动频率耦合的作用抑制飞行器失速。

Claims

1.一种飞翼布局飞行器低速失速控制装置，其组成包括：飞翼布局飞行器，其特征是：所述的飞翼布局飞行器的前缘装有等离子体激励器，所述的飞翼布局飞行器的中部装有短脉冲等离子体高压电源，所述的短脉冲等离子体高压电源与所述的等离子体激励器电连接，所述的短脉冲等离子体高压电源与地线电连接。

2.根据权利要求1所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置，其特征是：所述的等离子体激励器包括绝缘基板，所述的绝缘基板的两侧分别装有上表面电极和下表面电极，所述的上表面电极和所述的下表面电极与所述的短脉冲等离子体高压电源电连接。

3.根据权利要求2所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置，其特征是：所述的绝缘基板的材料为聚酰亚胺薄膜，厚度为0.12mm，宽度保证前后超过所述的上表面电极和所述的下表面电极，长度根据飞行器的控制区域调节；所述的上表面电极和所述的下表面电极为铜箔，厚度为0.02mm、宽度为2mm；所述的短脉冲等离子体高压电源的脉冲高压电脉冲宽度范围为t_d<100μS，短脉冲高压电电压峰值范围为6KV≤U_max≤12KV，高压脉冲频率范围为50≤f≤600Hz；所述的飞翼布局飞行器的适用速度范围是0<V<0.3Ma。

4.一种利用权利要求1-3之一所述的飞翼布局飞行器低速失速控制装置进行控制的方法，其特征是：采用短脉冲介质阻挡放电等离子体流动控制技术，将等离子体激励器布置在飞翼布局飞行器的上翼面前缘0～10％当地弦长范围内，等离子体激励器设有绝缘基板，绝缘基板上装有上表面电极和下表面电极，上表面电极和下表面电极有部分重叠，上表面电极裸露在空气中，下表面电极覆盖在绝缘基板以下；上表面电极和下表面电极与短脉冲等离子体高压电源电连接，当接通周期性的短脉冲高压电时，等离子体激励器在飞翼布局飞行器的前缘电离空气，空气瞬间被加热，热效应使其形成周期性的微小强涡量扰动，局部产生细小的压缩波，扰动会顺气流向后传递；这种控制技术通过翼面附面层内外流动掺混和翼面流动频率耦合的作用抑制飞行器失速。