[发明专利]机翼后边缘等离子流控制设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请总体上涉及同时于2007年5月25日提交的序列号为 11/753,876(波音档案号No.06-0438)和序列号为11/753,869(波音档案号No. 07-0455)的美国申请的主题。

本公开总体上还涉及转让给了波音公司的于2006年4月12日(4/12/06) 提交的序列号为11/403,252的美国申请的主题。

上面提及的所有申请在此引入本公开作为参考文献。

技术领域

本公开涉及等离子流作动器，更具体地，涉及一种流动控制系统和方 法，其结合应用到康达(Coanda)表面的等离子流作动器以修改康达表面之上 的边界层流动。

背景技术

本部分的声明仅提供与本公开有关的背景信息，可并不构成现有技术。

为了是有空气动力效率的，航空运动平台例如航空器应当具有高度集 成的构型，其结合良好的性能、有用的有效载荷和和良好的稳定性以及控 制特征。为了实现该目的，运动平台构型应该具有有效率、有效果和稳健 的控制效应器组件。去除传统的控制表面提供改善的空气动力和结构效率 的益处，但会降级空中运载工具的稳定性和控制。这对于无尾航空器构型 尤其如此，对于其无铰链偏航控制构思直到今天也难以实现。

气动促动循环控制装置提供类似于传统的运动控制的空气动力控制的 潜在性，但是需要供应高压气体给作动器。这会使得大体积的、重的和难 以包封在航空运动平台的很多部分中的热供应结构成为必要。电促动声学 控制装置依靠谐激励来改变边界层。谐激励通过使用类似于扬声器的装置 而产生，其包括运动部件。但是，在运动平台设计中，在降低与平台典型 地采用的各种和许多子系统相关的运动部件的数量方面存在兴趣。

发明内容

本公开针对尤其非常适于与康达表面结合使用的流动控制系统和方 法。在一实施例中，公开用于航空运动平台的流动控制方法，其包括在运 动平台的后边缘表面上安置等离子作动器。电压施加到等离子作动器并受 控以电离邻近所述后边缘的等离子作动器周边的空气。这导致用以影响后 边缘表面之上的边界层流动的附着或分离的至少之一的感生流动。在一特 定实施例中，控制器用于控制电压到等离子作动器的施加，并且电压是至 少约3000伏的交流(AC)电压。

在上面实施例的变体中，多个等离子作动器布置在后边缘表面上。后 边缘表面可形成康达表面。等离子作动器可以选择性地赋能以影响康达表 面之上的边界层流动以延迟边界层流动从康达表面的分离，或者使得边界 层分离。

在一实施例中，公开一种飞行控制系统，其利用布置在运动平台的康 达表面的第一部分上的至少一个等离子作动器，和布置在康达表面的第二 部分上的第二等离子作动器。电压源用于选择性地赋能等离子作动器。通 过选择性地赋能等离子作动器，赋能的作动器可以使得其周边空气电离。 这感生在康达表面之上的特定方向的流体流动，其要么有助于延迟康达表 面之上的边界层流动的分离，要么有助于促进边界层从康达表面的分离。

在一实施例中，公开一种航空器，其利用具有布置在航空器的康达表 面上的至少一个等离子作动器的飞行控制系统。电压源用于选择性地赋能 等离子作动器以影响康达表面之上的边界层的流动。

在另一实施例中，多个双模式等离子作动器被用在需要对边界层的分 离和附着进行控制的表面上。

附图说明

在此所述的图表仅仅是为了示出性目的，并不意在以任何方式限制本 公开的范围。

图1是应用在航空器的机翼的康达表面上的飞行控制系统的一个示例 性实施例的侧视图，其中所述系统利用定位在康达表面上的多个等离子作 动器；

图1A示出图1机翼的一部分的透视图，其采用多排间隔开的图1所示 的等离子作动器；

图2是图1所示的等离子作动器之一的放大侧视图；

图3是图1的机翼的侧视图，示出没有等离子作动器被促动时边界层 流会呈现为怎样，例如，等离子作动器16a，16b，16c和16d没有赋能；

图4示出图1的机翼，但是只有在较低表面上的至少一个等离子作动 器赋能，具有在沿着康达表面的边界层流中所导致的变化以及机翼部分周 围的循环和流线的相关修正(modify)(也就是，使得尾流向上偏转)，例如， 等离子作动器16c和16d赋能，16a和16b没有赋能；