组合合成射流式环量控制系统及方法

本申请涉及空气动力学，特别是涉及一种组合合成射流式环量控制系统及方法。

背景技术：

1、后缘环量控制作为一种典型的主动流动控制技术，其核心原理在于通过在机翼后缘射出切向流动，利用柯恩达效应使射流附着于后缘的柯恩达(coanda)曲面上，并夹带周围流体绕过柯恩达(coanda)曲面进行偏转。这种流线的偏转导致翼型产生气动型弯曲，从而改变翼型的环量，进而影响翼型升力的增大或减小。在左右机翼后缘差动射流的作用下，可以实现对飞行器的滚转姿态控制，展现了替代传统副翼的潜力。与传统舵面相比，后缘环量控制设备不仅显著提升了飞翼布局的隐身特性，还具备体积小、重量轻、可靠性高和气动噪声小等优点，因而备受广泛关注。

2、然而，环量控制技术的核心难点在于飞行速度增大后，环量控制能力显著下降。因此，如何改进环量控制机翼后缘构型，提升环量控制效率，改善环量控制效果是环量控制技术演进的主要方向。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升环量控制效率，增加环量控制能力的组合合成射流式环量控制系统及方法。

2、一种组合合成射流式环量控制系统，包括机翼上表面和机翼下表面，在所述机翼上表面与所述机翼下表面之间设置有流体腔室，所述流体腔室内设置有振动膜，所述流体腔室内还设置有驱动组件，所述驱动组件一侧与机翼后缘滑动配合；所述驱动组件分别与所述机翼上表面、所述机翼下表面之间形成射流出口，所述机翼后缘靠近所述驱动组件一侧设置有与所述射流出口相对应的凹腔；所述驱动组件驱动所述机翼后缘沿接触面滑动，使凹腔与对应的射流出口打开、连通或相对封堵。

3、一种组合合成射流式环量控制方法，所述方法包括：

4、当为无环量控制状态时，通过所述驱动组件驱动所述机翼后缘，使所述凹腔对应封堵所述射流出口；

5、当需要转换为正环量控制状态时，通过所述驱动组件驱动所述机翼后缘向上滑动，下凹腔向上移动，下射流出口打开；上凹腔向上突出所述机翼上表面，且上凹腔的下端与上射流出口的下端光滑连接；振动膜接收电信号后进行高频振动，流体腔室高频吹吸气体，则下射流出口射出的射流沿机翼后缘的科恩达曲面表面偏转，形成科恩达射流；上射流出口射出的射流沿上凹腔的内壁向机翼上表面逆方向流动，形成逆向射流，通过两股流体组合叠加作用以减小升力；

6、当需要转换为负环量控制状态时，通过所述驱动组件驱动所述机翼后缘向下滑动，上凹腔向下移动，上射流出口打开；下凹腔向下突出所述机翼下表面，且下凹腔的上端与下射流出口的上端光滑连接；振动膜接收电信号后进行高频振动，流体腔室高频吹吸气体，则上射流出口射出的射流沿机翼后缘的科恩达曲面表面偏转，形成科恩达射流；下射流出口射出的射流沿下凹腔的内壁向机翼下表面逆方向流动，形成逆向射流，通过两股流体组合叠加作用以增大升力。

7、相较于现有技术，本申请提出的组合合成射流式环量控制系统及方法具有以下效果：

8、1.通过驱动组件与机翼后缘的滑动配合，控制机翼后缘上下移动，以形成柯恩达射流和逆向射流的组合流动控制，两种流动控制效果叠加，比单纯的柯恩达射流或逆向射流控制效率更高，解决了飞行速度增大后环量控制能力显著下降的问题。

9、2.通过驱动组件控制机翼后缘的移动，以控制射流出口的开合状态，可以快速方便地实现无环量控制、正环量控制和负环量控制三种组合射流控制构型的状态切换，无需额外装置，减少了体积重量，增加系统的可靠性。

10、3.相较于传统高压射流系统，本申请提供的系统无需额外的气源、阀门等装置，减少了体积重量，增加了系统可靠性。

技术特征：

1.一种组合合成射流式环量控制系统，包括机翼上表面和机翼下表面，在所述机翼上表面与所述机翼下表面之间设置有流体腔室，所述流体腔室内设置有振动膜，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述流体腔室为一个，通过振动膜将所述流体腔室分为两个。

3.根据权利要求1所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述流体腔室为两个，两个流体腔室内分别设置有振动膜。

4.根据权利要求2或3所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述振动膜通过电信号驱动。

5.根据权利要求2或3所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述驱动组件包括设置在机翼后端面上的齿轮，以及设置在所述机翼后缘的齿条，通过齿轮和齿条的配合驱动所述机翼后缘沿机翼上下方向滑动。

6.根据权利要求2或3所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述机翼后缘为滑动科恩达后缘，其靠近机翼的一侧为滑动竖直面，远离机翼的一侧为科恩达曲面。

7.根据权利要求6所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述科恩达曲面为半圆弧形面。

8.根据权利要求2或3所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述凹腔为弧形凹腔；

9.根据权利要求8所述的组合合成射流式环量控制系统，其特征在于，所述射流出口为收敛发散型喷口或收敛型喷口或单边膨胀喷口或后向台阶式喷口。

10.一种组合合成射流式环量控制方法，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的组合合成射流式环量控制系统，所述方法包括：

技术总结本申请涉及一种组合合成射流式环量控制系统及方法。所述系统包括机翼上表面和机翼下表面，在机翼上表面与所述机翼下表面之间设置有流体腔室，流体腔室内设置有振动膜，流体腔室内还设置有驱动组件，驱动组件一侧与机翼后缘滑动配合；驱动组件分别与机翼上表面、机翼下表面之间形成射流出口，机翼后缘靠近驱动组件一侧设置有与射流出口相对应的凹腔；驱动组件驱动机翼后缘沿接触面滑动，使凹腔与对应的射流出口打开、连通或相对封堵。本申请通过驱动组件与机翼后缘的滑动配合，控制机翼后缘上下移动，以形成柯恩达射流和逆向射流的组合流动控制，两种流动控制效果叠加，比单纯的柯恩达射流或逆向射流控制效率更高。技术研发人员：邵帅,郭正,过斌,鲁亚飞,贾高伟,高显忠,侯中喜受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13