CN110606189A - 一种被动式条件启动涡发生器及其工作方法 - Google Patents

一种被动式条件启动涡发生器及其工作方法 Download PDF

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张佐天
林健峰
赵大刚
郭春雨
韩阳
孙聪
苏玉民
王于
钟若凡
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    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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    • B64C1/26—Attaching the wing or tail units or stabilising surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
    • B64C23/06—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices
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Abstract

本发明属于飞行控制装备领域，具体涉及一种被动式条件启动涡发生器及其工作方法，由若干流线型薄片组成，所述流线型薄片均以焊接的方式固定在翼型的前缘表面，流线型薄片之间交错排列，且相邻的流线型薄片呈八字形排列。本专利发明的一种被动式条件启动涡发生器，能够在大攻角时增加边界层底层的流场能量，能阻止大的逆压梯度形成并延缓边界层分离，而且在非设计状态又不产生大的附加阻力。

Description

一种被动式条件启动涡发生器及其工作方法
技术领域
本发明属于飞行控制装备领域，具体涉及一种被动式条件启动涡发生器及其工作方法。
背景技术
一些空气动力学研究人员早在二十世纪六十年代就对涡发生器控制平板湍流边界层的流动机理进行了研究，同时通过对涡发生器流动的湍流结构、流向涡发展的研究，提出了涡发生器控制边界层，特别是控制湍流边界层分离的基本原理就是在向边界层内注入新的涡流能量。接着空气动力学研究人员对控制翼型和机翼湍流边界层分离的涡发生器原理做了大量的试验研究工作，包括对涡流发生器的形状、几何参数及安装位置等，并针对其高度与当地边界层厚度相同的早期涡发生器在非设计状态的情况下，产生附加的型阻和涡阻的问题，提出了亚边界层涡发生器和微型涡发生器的概念。这类微型涡发生器的高度相对当地边界层厚度都较小，甚至仅为当地边界层厚度的1/10，它可增加边界层底层的流场能量，能阻止大的逆压梯度形成并延缓边界层分离，而且在非设计状态又不产生大的附加阻力。近年来，关于涡发生器的研究有了不少进展。人们不仅用它来延缓机翼上边界层分离，防止飞机因气流分离引起的一些偏离现象，如飞机抖振，机翼下坠及失速尾旋等，还用它来提高机翼最大升力和失速迎角，改善飞机低速大迎角的气动特性。然而普通的不可控制的被动式涡发生器仅安装在翼型的吸力侧，给飞机巡航飞行增加了5％左右的气动阻力，且没有待机时间，所有时段工作，不适用于非设计工况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易于生产制造，使用和安装方便，能够延缓翼型失速角，改善翼型性能的装置及其工作方法。
一种被动式条件启动涡发生器，由若干流线型薄片组成，所述流线型薄片均以焊接的方式固定在翼型的前缘表面，流线型薄片之间交错排列，且相邻的流线型薄片呈八字形排列。
一种被动式条件启动涡发生器的工作方法，包括以下步骤：
(1)判断翼型的攻角状态；
(2)若翼型处于零攻角状态时，涡发生器不工作，不会产生附加阻力；
(3)若翼型处于大攻角状态时，第一流线型薄片和第二流线型薄片使翼型一侧产生较强的流向涡，而第一流线型薄片和第三流线型薄片使翼型另一侧产生较强的流向涡，高能量的流向涡与其下游的低能量边界层流动混合后，就把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在翼型表面而不致分离。
本发明的有益效果在于：
本专利发明的一种被动式条件启动涡发生器，能够在大攻角时增加边界层底层的流场能量，能阻止大的逆压梯度形成并延缓边界层分离，而且在非设计状态又不产生大的附加阻力。
附图说明
图1：一种被动式条件启动涡发生器的示意图；
图2：一种被动式条件启动涡发生器的正视图；
图3：一种被动式条件启动涡发生器的侧视图；
图4：一种被动式条件启动涡发生器的俯视图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
图中：1-翼型，2-第一流线型薄片，3-第二流线型薄片，4-第三流线型薄片；
一种被动式条件启动涡发生器，包括翼型(1)和若干个流线型薄片。其中，流线型薄片交错排列，相邻的流线型薄片呈“八”字形。该流线型薄片以某一合适的安装角度固定在翼型的前缘表面，其具体尺寸、形状和安装位置可根据具体应用环境进行设置，会在一定条件下产生相对涡旋强度较高的翼尖涡。
当翼型(1)处于零攻角状态时，涡发生器几乎不工作，所以基本上不会产生附加阻力；而当翼型(1)处于大攻角状态时，涡发生器工作效应明显，能产生较强的流向涡，从而抑制展向涡的产生，能够提高定向湍流度，延缓不利的边界层分离。
本发明结构简单，易于生产和安装，可以安装在船舵、飞机机翼、风力机叶片和水翼等翼型的前缘，该涡发生器的尺寸、形状和安装位置可根据具体应用环境进行设置，能够延缓翼型的失速角，改善翼型性能。
第一流线型薄片(2)、第二流线型薄片(3)和第三流线型薄片(4)等可以通过焊接等方式依次固定在翼型(1)的前缘，彼此之间交错排列，相邻的流线型薄片呈“八”字形。当翼型(1)处于零攻角状态时，流线型薄片的迎流投影面积很小，且为对称形式，因而不会对流场产生太大的干扰，进而不会产生附加阻力。而当翼型(1)处于大攻角状态时，第一流线型薄片(2)和第二流线型薄片(3)使翼型一侧产生较强的流向涡，而第一流线型薄片(2)和第三流线型薄片(4)使翼型另一侧产生较强的流向涡，这种高能量的流向涡与其下游的低能量边界层流动混合后，就把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在翼型表面而不致分离。

Claims (2)

1.一种被动式条件启动涡发生器，由若干流线型薄片组成，其特征在于：所述流线型薄片均以焊接的方式固定在翼型的前缘表面，流线型薄片之间交错排列，且相邻的流线型薄片呈八字形排列。
2.一种被动式条件启动涡发生器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)判断翼型的攻角状态；
(2)若翼型处于零攻角状态时，涡发生器不工作，不会产生附加阻力；
(3)若翼型处于大攻角状态时，第一流线型薄片和第二流线型薄片使翼型一侧产生较强的流向涡，而第一流线型薄片和第三流线型薄片使翼型另一侧产生较强的流向涡，高能量的流向涡与其下游的低能量边界层流动混合后，就把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后能够继续贴附在翼型表面而不致分离。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111043112A (zh) * 2020-01-03 2020-04-21 国电联合动力技术有限公司 风电机组塔架减振降载用涡流发生器及风电机组、塔架
RU2749524C1 (ru) * 2020-02-28 2021-06-11 Сергей Николаевич Низов Аэрогидродинамическая поверхность, группа вихрегенераторов и способ установки группы вихрегенераторов
CN113135265A (zh) * 2021-04-07 2021-07-20 大连理工大学 一种上下表面不相等的拖曳航行体支撑件
RU2753586C1 (ru) * 2020-12-02 2021-08-18 Сергей Николаевич Низов Группа вихрегенераторов и способ установки вихрегенераторов
CN113581459A (zh) * 2021-08-13 2021-11-02 中电科芜湖钻石飞机制造有限公司 用于复合翼飞机的增升组件及复合翼飞机
CN113997964A (zh) * 2021-11-29 2022-02-01 中南大学 基于涡发生器的列车增减阻装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110006165A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-13 Peter Ireland Application of conformal sub boundary layer vortex generators to a foil or aero/ hydrodynamic surface
US20110315248A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-29 Simpson Roger L Low drag asymmetric tetrahedral vortex generators
CN109305326A (zh) * 2018-09-21 2019-02-05 北京航空航天大学 机翼及飞行器
CN109386424A (zh) * 2017-08-10 2019-02-26 上海电气风电集团有限公司 涡流发生器、带有涡流发生器的风力机叶片及其安装方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110006165A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-13 Peter Ireland Application of conformal sub boundary layer vortex generators to a foil or aero/ hydrodynamic surface
US20110315248A1 (en) * 2010-06-01 2011-12-29 Simpson Roger L Low drag asymmetric tetrahedral vortex generators
CN109386424A (zh) * 2017-08-10 2019-02-26 上海电气风电集团有限公司 涡流发生器、带有涡流发生器的风力机叶片及其安装方法
CN109305326A (zh) * 2018-09-21 2019-02-05 北京航空航天大学 机翼及飞行器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄静波等: "超临界机翼表面涡流发生器影响研究", 《中国科学:技术科学》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111043112A (zh) * 2020-01-03 2020-04-21 国电联合动力技术有限公司 风电机组塔架减振降载用涡流发生器及风电机组、塔架
RU2749524C1 (ru) * 2020-02-28 2021-06-11 Сергей Николаевич Низов Аэрогидродинамическая поверхность, группа вихрегенераторов и способ установки группы вихрегенераторов
RU2753586C1 (ru) * 2020-12-02 2021-08-18 Сергей Николаевич Низов Группа вихрегенераторов и способ установки вихрегенераторов
CN113135265A (zh) * 2021-04-07 2021-07-20 大连理工大学 一种上下表面不相等的拖曳航行体支撑件
CN113581459A (zh) * 2021-08-13 2021-11-02 中电科芜湖钻石飞机制造有限公司 用于复合翼飞机的增升组件及复合翼飞机
CN113581459B (zh) * 2021-08-13 2023-01-31 中电科芜湖钻石飞机制造有限公司 用于复合翼飞机的增升组件及复合翼飞机
CN113997964A (zh) * 2021-11-29 2022-02-01 中南大学 基于涡发生器的列车增减阻装置

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