[发明专利]一种程控阵列式等离子体射流激励器系统

说明书

一种程控阵列式等离子体射流激励器系统，涉及一种等离子体射流系统，包括直流电源、程控高压脉冲电源、驱动板、变压器、马克思发生器、等离子体射流激励器。直流电源输出直流电给驱动板，经过调制转换为高频脉冲信号，脉冲信号通过变压器，转换为高频的脉冲高压；脉冲高压经高压二极管整流为高压直流电，并输入到马克思发生器；马克思发生器各级电容通过电阻分别连接等离子体射流激励器的阴极、阳极；程控高压脉冲电源输出端正极连接其中一个设有触发电极的等离子体射流激励器的触发电极，程控高压脉冲电源输出端负极连接该设有触发电极的等离子体射流激励器的阴极。本发明突出优点是可方便地通过程控信号实时调节等离子体射流阵列的激发频率；可激励多个等离子体射流激励器，同时产生多个等离子体射流，实际应用于飞行器时可有效减小系统重量、体积和能耗。

技术领域

本发明涉及一种射流激励器系统，尤其是涉及一种可程序控制的大气环境下高压脉冲火花放电产生多个射流的阵列式等离子体射流激励器系统。

背景技术

流动控制分为主动流动控制和被动流动控制。主动流动控制是在飞行器流场中直接施加适当的扰动模式并与流动的内在模式相耦合来实现对流动的控制。主动流动控制的优势在于它能在需要的时间和部位出现，通过局部能量输入，获得局部或全局的有效流动改变，进而使飞行器飞行性能显著改善。而被动流动控制技术，如机翼上的涡流发生器、翼刀等，是预先确定的，当流场实际情况偏离设计状态时，就无法达到最佳控制效果。

目前，等离子体主动流动控制技术正成为流动控制领域中的研究热点。其激励器放电形式主要有沿面介质阻挡放电、电弧放电和火花放电。火花放电等离子体合成射流激励器是一种新的基于等离子体气动发生的主动流动控制装置，适量的能量消耗即可获得高速射流，其产生的射流局部最大瞬时速度高达上百米每秒，对于高速来流流动尤其是超音速来流具有良好的主动控制效果。

火花放电等离子体射流激励器工作原理是通过给激励器的阴极和阳极加载脉冲高压进行激励，从而产生射流。一台单通道高压电源只能带一个激励器工作，形成一个射流。在飞行器流动控制中，单个激励器一般无法达到预期的控制效果，需要布置多个激励器，并相应地配备多台单通道高压电源。这将减小飞行器的有效载荷，增加能耗。

申请号为CN201610625727.8公开了一种基于Marx发生器的等离子体合成射流串联放电装置，直流源负极接地，直流源正极与充电电阻一端连，充电电阻另一端连多个充电二极管正极，多个充电二极管负极连多个充电电容一端，多个充电电容另一端与多个放电二极管正极连，多个等离子体合成射流激励器并联在充电二极管负极和放电二极管负极上，两个放电二极管间设一放电电阻，放电二极管负极接地，等离子体合成射流激励器地电极接地，负载两端并联在第一个放电二极管正极和最后一个放电二极管负极上。其发明的有益效果是多个等离子体合成射流激励器串联同步放电的同时，在负载两端形成多路叠加脉冲，可在高速流场控制领域实现多角度、大范围的流动控制，同时可作高压放电实验研究。但是该发明的激励频率与电路中元件参数设置有关，需要调节电路参数来改变放电频率，无法实现程序控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种程控阵列式等离子体射流激励器系统，一套系统可同时激励多个火花放电等离子体激励器，产生射流，应用于飞行器时可尽可能地减少系统重量，并减小能耗；且利用程控触发信号，可快速调节激励频率。

本发明所述的一种程控阵列式等离子体射流激励器系统，包括直流电源、程控高压脉冲电源、驱动板、变压器、马克思发生器、等离子体射流激励器，直流电源输出直流电给驱动板，经过调制转换为高频脉冲信号；脉冲信号通过变压器，转换为高频的脉冲高压；脉冲高压经高压二极管整流为高压直流电，并输入到马克思发生器；马克思发生器各级电容通过电阻分别连接等离子体射流激励器的阴极、阳极；程控高压脉冲电源输出端正极连接其中一个设有触发电极的等离子体射流激励器的触发电极，程控高压脉冲电源输出端负极连接该设有触发电极的等离子体射流激励器的阴极。