[发明专利]集匹配电路一体的长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器

说明书

集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，包括非金属外壳、金属底盖、正极接线柱、负极接线柱、放电电极和电阻器；非金属外壳内部为激励器腔体；在非金属外壳的顶部开有长狭缝孔；多组V型放电电极通过非金属外壳的底部插入激励器腔体内部；除最后一个外，每一个V型放电电极的底部连接电阻器；电阻器的另一端固定在金属底盖上；最后一个V型电极的底部与金属外壳相连；正、负极接线柱分别固定在非金属外壳和金属底盖上的侧面上；激励器腔体类似于一个漏斗状；从腔体中部到射流孔的收缩是连续的、光滑的，没有任何的拐角。本发明的激励器将匹配电路集成在了内部，具有高度集成、结构简单、控制流场范围大等优点。

技术领域

本发明涉及主动流动控制领域，尤其是一种集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器。

背景技术

在主动流动控制领域，等离子体合成射流激励器是一种新型的零净质量流量激励器。它最早于2003年由约翰霍普金斯大学应用物理实验室提出。与介质阻挡放电激励器和压电式合成射流激励器相比，等离子体合成射流激励器具有射流速度快(＞500m/s)、激励频率高(＞10kHz)的显著优势，在后缘襟翼的流动分离控制、进气道内部的激波/附面层相互干扰控制、射流噪音控制等方面有着广阔的应用前景。其基本工作原理是，利用脉冲电弧对一个半封闭腔体进行快速加热增压，然后诱导射流从小孔喷出。目前所设计的激励器腔体一般为圆柱形，体积在O(100mm³)量级，射流孔径为1-3mm。因此，单个激励器所能影响到的流场范围非常有限。为了实现飞机襟翼、进气道等大尺寸流动的有效控制，一般需要将几十个甚至上百个激励器并排安装，构成一个阵列。由于每个激励器均需要一个独立的腔体、若干个电极、一个供电电源和一个射流孔，阵列型等离子体合成射流激励器的几何结构极其复杂、外部匹配电路连接繁琐。为了实现高频工作，还需要专门的供电电源设计(邵涛，王磊，章程，严萍，罗振兵，王林。“多个等离子体合成射流激励器同步放电的高压脉冲电源”，申请号：201510578087.5，2015；邵涛，王磊，章程，严萍，罗振兵，王林。“多个等离子体合成射流激励器同步放电的高压脉冲电源”，申请号：201510058090.4，2015)。这导致整个放电装置的质量和成本增加，而且多个激励器与外部供电电源之间的复杂接线还容易引起安全问题，可靠性和稳定性较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，包括非金属外壳、金属底盖、正极接线柱、负极接线柱、放电电极和电阻器；其中

非金属外壳为狭长的长方体形外壳，内部有一个狭长的空腔，也就是激励器腔体；在非金属外壳的顶部靠近长边的位置，开有一个沿长边方向延伸的长狭缝孔，作为气体进出激励器腔体的通道；为实现激励器腔体内部的有效加热，将多组V型放电电极通过非金属外壳底部预先开好的电极安装孔插入激励器腔体内部；多组V型放电电极竖直成排放置，形成断续的波浪形状，V型电极顶部位于激励器腔体内，底部裸露在非金属外壳底面以下，相邻V型电极顶部之间保持一定距离；除最右侧V型放电电极之外，在每个V型放电电极的底部连接一个电阻器；电阻器的一端与V型放电电极底部焊接在一起，另一端焊接在金属底盖上；非金属外壳的下部并不开放，仅有若干个供V型电极插入激励器腔体内部的小孔；

金属底盖的外部形状和内部腔体形状均为长方体，金属底盖顶部开放；金属底盖位于非金属外壳的下部，与非金属外壳之间实现密封连接，起到封装V型放电电极和电阻器、并提供公共接地端的作用；

在非金属外壳和金属底盖的侧面开有电极安装孔；正极接线柱和负极接线柱分别固定在非金属外壳和金属底盖侧面上的电极安装孔中；当正极接线柱固定在非金属外壳的左侧面时，正极接线柱与紧邻的左边第一个V型电极的左侧尖端之间所保持的距离与相邻V型电极顶部之间所保持的距离大致相等；负极接线柱通过连接金属底盖，达到接地的目的；