[发明专利]基于三维科恩达效应的鼓包增升装置及其设计方法

权利要求书

1.一种基于三维科恩达效应的鼓包增升装置，其特征在于，包括设置于机翼上表面一定位置的鼓包和高速排气气源，所述高速排气气源用于产生吹到机翼上表面的高速排气气流，所述鼓包的型面将高速排气气流变为流线弯曲的三维流动。

2.根据权利要求1所述的基于三维科恩达效应的鼓包增升装置，其特征在于，所述高速排气气源为涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机燃烧后的尾气、螺旋桨做功加速后的常温空气、气泵、高压气瓶或气路引气。

3.根据权利要求1所述的基于三维科恩达效应的鼓包增升装置，其特征在于，所述鼓包设置有调节结构或气路装置，所述调节结构或气路装置用于调节鼓包型面。

4.根据权利要求1所述的基于三维科恩达效应的鼓包增升装置，其特征在于，所述鼓包的型面以升力系数和升阻比最高，且阻力系数最低为优化目标优化得到。

5.根据权利要求1所述的基于三维科恩达效应的鼓包增升装置，其特征在于，所述鼓包采用记忆合金或厚度不均匀的柔性材料制成。

6.根据权利要求1所述的基于三维科恩达效应的鼓包增升装置，其特征在于，所述鼓包沿展向的宽度较气流在机翼上表面流过的宽度略小。

7.一种基于三维科恩达效应的鼓包增升装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：确定涡桨发动机桨盘、机翼的尺寸和性能参数，获得常见起降工况下性能参数，简化三维设计的几何模型；

S02：在三维设计的几何模型中，选取典型位置进行二维设计，获得在上述截面中鼓包的初始设计；在不同二维截面中，桨盘在此截面上的高度D’，鼓包各点最高点距桨盘轴线距离h、未加装鼓包时机翼上表面各点距离轴线的距离h₁之间满足以下条件：h₁≤h≤0.5D’且1/3(0.5D’-h₁)≤(h-h₁)≤3/4(0.5D’-h₁)；

S03：通过多个二维截面的鼓包型线相连，确定出三维鼓包的基本形状。

8.根据权利要求7所述基于三维科恩达效应的鼓包增升装置的设计方法，其特征在于，所述步骤S01中参数包括：发动机桨盘直径记为D，桨盘后总压提高为P₁，环境压力P₀，桨盘平面距离机翼头部前缘为X，轴线距离机翼头部前缘为Y。

9.根据权利要求7所述基于三维科恩达效应的鼓包增升装置的设计方法，其特征在于，所述步骤S03之后还包括，通过三维变形，结合涡桨发动机桨盘后真实气流的参数进行全三维优化设计；

针对得到的鼓包，校验平飞工况下的性能是否满足要求；若不满足，则返回迭代优化。

10.根据权利要求7所述基于三维科恩达效应的鼓包增升装置的设计方法，其特征在于，所述步骤S02中，当巡航速度在300km/h以下时，鼓包最高点尺寸满足h₁≤h≤0.5D’且(h-h₁)≈1/3(0.5D’-h₁)；

当巡航速度超过700km/h，鼓包最高点尺寸满足h₁≤h≤0.5D’且(h-h₁)≈3/4(0.5D’-h₁)；

当飞行速度介于300km/h至700km/h之间时，鼓包尺寸介于上述两个取值范围之内。