[发明专利]一种可调节涡流发生装置

说明书

本公开提供了一种可调节涡流发生装置，用于布置于桨叶(3)内，桨叶(3)的表面布置有槽口，其特征在于，可调节涡流发生装置包括：薄板(1)，其竖直布置于槽口内；转轴(2)，用于将薄板(1)枢设于所述槽口截面上；连杆(4)，其一端与作动器(5)连接，另一端与薄板(1)连接；作动器(5)，其设于桨叶(3)内，与连杆(4)连接并带动连杆(4)作动，以使连杆(4)带动薄板(1)上升或下降。通过该可调节涡流发生装置，使得螺旋桨始终工作在最佳的工作状态，有效解决了边界层分离的问题，提高了航空螺旋桨空气动力学性能。

技术领域

本公开涉及航空螺旋桨技术领域，尤其涉及一种可调节涡流发生装置。

背景技术

螺旋桨常用于中低速飞行器中，螺旋桨一般包含若干桨叶，在螺旋桨工作时，空气绕桨叶流动一般为层流，根据叶面厚度的不同，在桨叶前缘或后缘存在逆压梯度，层流边界层内流体动能往往难以克服逆压梯度的影响，使得流体过早分离，严重影响螺旋桨的平稳运行，螺旋桨工作效率较低。涡流发生器是一种流体被动控制方法，通过该装置产生高能量的翼尖涡，该高能量的翼尖涡与其下游的低能量边界层流动混合，将该能量传递给低能量边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在叶体表面不分离，因此在螺旋桨桨叶上安装涡流发生器，可以产生具有高能量的涡流，涡流与下游低能量的边界层混合，提升边界层动量，使边界层能够克服逆压梯度继续依附在桨叶表面，有效推迟气流分离和改善气流分离区域，提升翼型的空气动力学性能，进而提高螺旋桨工作效率。自二十世纪四十年代以来，采用涡流发生器作为流体的被动控制技术已经在飞机机翼、风力发电和热交换器等领域开展实际应用，取得了良好效果，但是还未曾在航空螺旋桨上有过实践。另外，流体分离与螺旋桨的工作工况有密切的关系，随着螺旋桨工况的变化，气流分离会出现层流分离、湍流分离或者分离再附等不同状态，在不同的工况下流体分离的分离位置也会出现变化。因此，现有的涡流发生器设计也难以同时适应海平面、低空、高空和邻近空间等多种工作环境，适应工况范围小，使用方式不灵活。

因此需要开发一种可调节的涡流发生装置，使得可以根据不同工况下桨叶上流场分布动态调节涡流发生装置，使得流场处于最佳的工作状态，进而提高螺旋桨多工况适应性，保证螺旋桨工作稳定性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种可调节涡流发生装置，已至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种可调节涡流发生装置，用于布置于桨叶3内，桨叶3的表面布置有槽口，可调节涡流发生装置包括：薄板1，其竖直布置于槽口内；转轴2，用于将薄板1枢设于槽口截面上；连杆4，其一端与作动器5连接，另一端与薄板1连接；作动器5，其设于桨叶3内，与连杆4连接并带动连杆4作动，以使连杆4带动薄板1上升或下降。

可选地，薄板1为三角形或扇形，转轴2将薄板1的尖端枢设于槽口的截面上。

可选地，薄板1的尖端枢设于槽口的截面上的枢设点位于槽口的先迎风端。

可选地，连杆4设于桨叶3内，连杆4的一端与作动器5固定连接，另一端与薄板1活动连接。

可选地，薄板1的上边沿具有弧度，该弧度和桨叶3上表面弧度相同，使薄板1绕转轴2转动至最低点时，薄板1与桨叶3表面平齐。

可选地，薄板1相对于桨叶3上表面的升起达到最大高度时，薄板1的下表面处于桨叶3的上表面之下。

可选地，连杆4由N段直杆或曲杆或M段直杆和P段曲杆的组合活动连接而成，其中，N大于等于2、M和P均大于等于1。

可选地，桨叶3的上表面的上游为前端面，桨叶3的上表面的下游为后端面，在桨叶3的前端面布置Q个可调节涡流发生装置，在桨叶3的后端面布置R个可调节涡流发生装置，其中，Q和R均大于等于1。