[发明专利]一种用于机身减阻及延缓气流分离的涡流发生器

说明书

本发明实施例公开了一种用于机身减阻及延缓气流分离的涡流发生器，涉及旋翼飞行器制造技术领域，能够实现对旋翼飞行器在遇到强侧风或者侧飞时机身附近的流场的流动被动控制，从而实现旋翼飞行器减阻目的，同时降低实现成本和故障率。本发明包括：涡流发生器的安装角(2)的值大于等于10°且小于等于45°；单片涡流发生器的第二个拐角(20)，为第二段的上表面(7)与涡流发生器与物面的连接段(19)的夹角，单片涡流发生器的第一个拐角(9)的值小于30°，第二个拐角(20)的值大于等于40°且小于等于60°本发明适用于旋翼飞行器在遇到强侧风或者侧飞时机身附近的流场的流动被动控制。

技术领域

本发明涉及旋翼飞行器制造技术领域，尤其涉及一种用于机身减阻及延缓气流分离的涡流发生器。

背景技术

在很多的应用领域，旋翼飞行器具有其不可替代性。随着旋翼飞行器速度的不断提升，对旋翼飞行器进行减阻工作越来越重要。一般来说，旋翼飞行器的机身废阻能在全机废阻中占25％～30％，因此针对旋翼飞行器机身开展减阻工作是非常有必要的。

其中，侧风来流则是旋翼飞行器减阻设计中较为棘手问题，当旋翼飞行器处于侧风来流情况时，在这一状态下机身相对于来流是非流线型，此时机身流场容易发生大面积气流分离区，从而大大增加了机身阻力以及旋翼的功率消耗，甚至导致坠机，因此针对在侧风来流时的旋翼飞行器机身开展减阻工作是非常有必要的。

目前，业内主要采用的是减阻方案，其中需要通过若干种主动技术减轻旋翼飞行器后门区域发生的气流分离，从而减少机身阻力。所需采用的主动控制装置，不仅价格高昂，还需要额外设计飞控程序和操作流程，增加了系统设计的复杂度，同时也降低了系统的冗余度提升了故障率。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于机身减阻及延缓气流分离的涡流发生器，能够实现对旋翼飞行器在遇到强侧风或者侧飞时机身附近的流场的流动被动控制，从而实现旋翼飞行器减阻目的，同时降低实现成本和故障率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

涡流发生器的安装角(2)，为所述涡流发生器与第二水平参考线(v2)的夹角，涡流发生器的安装角(2)的值大于等于10°且小于等于45°；

单片涡流发生器的第一个拐角(9)，为第一段的上表面(5)与涡流发生器与物面的连接段(19)的夹角，其中，所述物面属于飞行器的机身表面的一部分；

单片涡流发生器的第二个拐角(20)，为第二段的上表面(7)与涡流发生器与物面的连接段(19)的夹角，单片涡流发生器的第一个拐角(9)的值小于30°，第二个拐角(20)的值大于等于40°且小于等于60°。

其中，L1表示涡流发生器的前端(4)至涡流发生器的上表面的后端(8)的水平长度，L1的值大于等于3h且小于等于5h；

L2表示涡流发生器的前端(4)到涡流发生器上表面的拐点(6)的水平长度，L2的值大于等于0.4倍的L1且小于等于0.6倍的L1。

涡流发生器厚度(H1)的值大于等于0.1h且小于等于0.4h，涡流发生器的高度(H2)为1h。

一对涡流发生器的两个前端之间的距离(3)的值大于等于0.8h且小于等于2h。

相对于现有技术中采用主动控制装置的减阻方案，本实施例提供了一种被动减阻方案，主要通过在机身外增加涡流发生器以实现被动减阻。由于相对于主动减阻方案中所必须采用的主动控制装置，涡流发生器具有易于安装且制造成本低廉的特点，因此可以考虑应用于以巡航速度飞行的钝体旋翼飞行器机身，从而实现减阻的目的。