[发明专利]用于被动式边界层吸入的飞行器用流装置

说明书

本发明提供了一种飞行器的流装置(34)，其包括：在飞行器飞行期间暴露于气流的流表面(46)、附接至流表面(46)内部的至少一个结构部件(38)、包括有延伸穿过流表面(46)的多个开口的至少一个穿孔区域(12)、以与开口流体连通的方式定位在流表面(46)内部且定位在所述至少一个结构部件(38)上游的歧管、以及具有第一端部和第二端部的至少一个吸入管道，第一端部与歧管流体连通，第二端部布置在流表面(46)外部、所述至少一个结构部件(38)下游。所述至少一个吸入管道包括背离第一端部的吸入开口。此外，当流表面(46)在飞行期间暴露于气流时，吸入开口适于在所述至少一个吸入管道中引入一吸入力，从而将空气流从开口引向吸入开口。

技术领域

本发明涉及飞行器的流装置(flow body)上的被动式边界层吸入，并且具体地涉及这样的飞行器的流装置：该流装置包括在飞行器飞行期间暴露于气流的流表面、包括有延伸穿过该流表面的多个开口的至少一个穿孔区域、以及用于将空气经由所述至少一个穿孔区域吸入的吸入管道。

背景技术

对暴露于气流的流装置上的边界层进行影响有助于流装置的空气动力学特性的改善，并且更具体地，有助于流装置的气动阻力的减小。通常，边界层控制通过吸入而进行从而使得能够实现延长的层流边界层，或者通过借助于吹来重新激励边界层而进行。除了借助于泵或类似装置主动地将空气移入或移出边界层的主动式系统之外，还已知存在被动式系统。这两种理念都需要在外部流表面的专用区域中进行合适的穿孔，以允许空气穿过该流表面。

US 2013/0270390A1示出了一种具有被部分地穿孔的外表面以及吸入型面本体的飞行器，通过该吸入型面本体产生了吸入力。通过向穿孔表面施加吸入力，空气移动穿过穿孔并且因此被从边界层移除。

发明内容

为了通过从流边界层吸入空气来提供被动式边界层控制，可以利用穿孔位置与流装置处或流装置附近的第二位置之间的压力差。这种被动式吸入系统需要满足若干要求，这些要求包括：确保功能性，即提供通过压力差驱动的足够的质量流、使寄生阻力最小化、遵守流装置的流表面内部的空间限制和空间分配要求、使附加重量最小化以及允许最大的吸入区域并因此允许最大的层流区域。本发明的目的是提供一种用于飞行器的流装置的替代方案，该替代方案适于从流装置的边界层进行空气的被动吸入。

该目的通过具有独立权利要求1的特征的流装置实现。有利的实施方式和进一步的改进可以通过从属权利要求和以下描述获得。

提出了一种飞行器的流装置，该流装置包括：在飞行器的飞行期间暴露于气流的流表面、附接至流表面的内部的至少一个结构部件、包括有延伸穿过流表面的多个开口的至少一个穿孔区域、以与开口流体连通的方式定位在流表面内部且定位在所述至少一个结构部件的上游的歧管、以及具有第一端部和第二端部的至少一个吸入管道，其中，第一端部与歧管流体连通，第二端部布置在流表面的外部、所述至少一个结构部件的下游。所述至少一个吸入管道包括背离第一端部的吸入开口，其中，当流表面在飞行期间暴露于气流时，吸入开口适于在所述至少一个吸入管道中引入一吸入力，从而将空气流从该开口引向吸入开口。

飞行器的流装置是包括流表面的部件，该流表面在飞行器的飞行期间暴露于气流。在本发明的情况下，流装置是影响飞行器的空气动力学特性的外部部件。特别地，流装置可以是沿翼展方向或翼弦方向的机翼、机翼的一部分或部段，可以是尾翼比如垂直尾翼、水平尾翼或其部件的一部分或部段。另外，流装置可以是从飞行器的尾翼比如水平尾翼或垂直尾翼的一部分、机身、整流装置或机翼突出至飞行器周围的附加本体。可以根据飞行器的总体设计考虑其他不同的流装置，并且以下描述不应被解释为将流装置限制为下面提到的任何类型。

所述至少一个结构部件优选地可以是流装置的内部主体结构的一部分，比如翼梁或桁条，以用于提供尺寸稳定性。飞行器及其流装置的常用设计原理基于作为形状确定部分的蒙皮和作为内部部分的支撑结构的组合。支撑结构通常包括一组结构部件，这些结构部件以预定的几何关系布置并且允许形成轻质且刚性的三维本体。