[发明专利]一种可用于机翼减阻的单向导通等离子体吸气装置

说明书

本发明公开的一种可用于机翼减阻的单向导通等离子体吸气装置，包括有绝缘壳体，绝缘壳体的相对两端分别设置有装置进气口及装置排气口，装置进气口及装置排气口分别与绝缘壳体的内部腔体连通，外界气体可由装置进气口进入流经绝缘壳体的内部腔体后从装置排气口流出；绝缘壳体的内部腔体由若干个按照线性排列的依次连通的第一空腔组成，每个第一空腔的内壁上均设置有一个离子体激励器，装置进气口的内壁设置有两个离子体激励器，装置排气口的内壁设置有两个离子体激励器。该装置，能够降低机翼表面摩擦阻力。

技术领域

本发明属于等离子体主动流动控制技术领域，具体涉及一种可用于机翼减阻的单向导通等离子体吸气装置。

背景技术

目前基于等离子体气动激励原理的减阻装置大多是在机翼或平板上表面沿来流方向或垂直于来流方向布置一系列的等离子体激励器阵列。通过减少机翼表面单位展长面积内大尺度旋涡相干结构的低速条带数目，抑制流向涡的自维持循环过程，抑制湍流猝发过程发展，降低湍流猝发强度和频率，延迟表面流动的层流状态，从而达到湍流减阻的效果。但是对于毫秒脉冲等离子体激励器，诱导射流速度普遍较低，很难产生的明显的湍流相干结构抑制效果；纳秒脉冲等离子体激励可以瞬时产生较强的冲击波，能量较强，但是经常会使层流转捩变成湍流，无法起到维持层流流动状态，减小飞行器阻力的作用效果。

合成射流等离子体激励器是目前应用于机翼减阻的一项新型技术，其可以在机翼表面形成“吸-吹”的交替作用过程。吸气过程中可以去除机翼表面能量较弱的流动，有利于飞行器表面层流状态的维持；吹气过程有望干扰旋涡相干结构的低速条带数目，抑制湍流猝发强度。但是高频率“吸-吹”作用过程之间的不断切换，反而可能会加剧机翼表面流动的不稳定性，整体减阻效果不如单纯吸气或吹气过程的减阻效果。目前，为了阻止吸气装置在工作过程中由于工作条件不断变化，而造成气流的流动方向发生逆流，吸气装置大多采用瓣膜、滚珠弹簧与电磁控制的单向导通机构。目前传统的单向导通机构都无法解决结构复杂、灵敏度低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于机翼减阻的单向导通等离子体吸气装置，能够降低机翼表面摩擦阻力。

本发明所采用的技术方案是，一种可用于机翼减阻的单向导通等离子体吸气装置，包括有绝缘壳体，绝缘壳体的相对两端分别设置有装置进气口及装置排气口，装置进气口及装置排气口分别与绝缘壳体的内部腔体连通，外界气体可由装置进气口进入流经绝缘壳体的内部腔体后从装置排气口流出；绝缘壳体的内部腔体由若干个按照线性排列的依次连通的第一空腔组成，每个第一空腔的内壁上均设置有一个离子体激励器，装置进气口的内壁设置有两个离子体激励器，装置排气口的内壁设置有两个离子体激励器。

本发明的特征还在于，

第一空腔的剖面为扇形，扇形的尖端收口处设置有出气口，扇形的弧线与侧边连接处设置有进气口，相邻的两个第一空腔中靠近装置进气口的第一空腔的出气口与另一个第一空腔的进气口连通；第一空腔的平直内壁面上设置有一个离子体激励器，该离子体激励器远离出气口及进气口；装置进气口与靠近其设置的第一空腔的进气口连通，装置排气口与靠近其设置的第一空腔的出气口连通。

离子体激励器包括等离子体激励器绝缘介质层，等离子体激励器绝缘介质层的相对侧壁上分别设置有等离子激励器正电极及等离子激励器负电极，离子体激励器的等离子激励器正电极朝向气流设置，等离子激励器负电极嵌入到绝缘壳体腔体的内壁内。

等离子激励器正电极为铜电极，厚度为0.03mm～5mm；等离子激励器负电极为铜电极，厚度为0.03mm～5mm，等离子体激励器绝缘介质层的材质为聚四氟乙烯或聚酰亚胺，厚度为1mm～50mm。

等离子激励器正电极接负直流脉冲高电压，其压峰值电压为负3000伏～负10000伏，负直流脉冲周期0.1ms～5ms；等离子激励器负电极接地。

等离子激励器正电极及等离子激励器负电极的形状为条带状或环状。

绝缘壳体的材质为聚四氟乙烯。