CN115230944A - 一种用于气动减阻的等离子体吸气装置 - Google Patents

一种用于气动减阻的等离子体吸气装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115230944A
CN115230944A CN202210732890.XA CN202210732890A CN115230944A CN 115230944 A CN115230944 A CN 115230944A CN 202210732890 A CN202210732890 A CN 202210732890A CN 115230944 A CN115230944 A CN 115230944A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cavity
plasma
exciter
air inlet
drag reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210732890.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115230944B (zh
Inventor
于洋
梁思佳
张�浩
马博文
于涛
杨雅琳
李睿哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Jiaotong University
School of Aeronautics of Chongqing Jiaotong University
Original Assignee
Chongqing Jiaotong University
School of Aeronautics of Chongqing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Jiaotong University, School of Aeronautics of Chongqing Jiaotong University filed Critical Chongqing Jiaotong University
Priority to CN202210732890.XA priority Critical patent/CN115230944B/zh
Publication of CN115230944A publication Critical patent/CN115230944A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115230944B publication Critical patent/CN115230944B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C23/00Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60FVEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
    • B60F5/00Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media
    • B60F5/02Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media convertible into aircraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C21/00Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10Drag reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

本发明涉及气动减阻技术领域,具体涉及一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,包括绝缘壳体,所述绝缘壳体的内部设有激励器腔体,所述激励器腔体的内部设置有振动膜且所述振动膜将所述激励器腔体分隔为第一腔体和第二腔体,所述第一腔体和第二腔体中均设置有至少一组离子体激励器,且所述振动膜上设有压振单元;正对所述第一腔体设置的至少一个第一进气口和至少一个第一排气口,所述第一进气口设于所述绝缘壳体的顶部,所述第一排气口设于所述绝缘壳体的底部;正对所述第二腔体设置的至少一个第二进气口和至少一个第二排气口。所述用于气动减阻的等离子体吸气装置利于将激励器腔体的气体迅速向外排出,以提高进气效和减阻效果。

Description

一种用于气动减阻的等离子体吸气装置
技术领域
本发明涉及气动减阻技术领域,尤其涉及一种用于气动减阻的等离子体吸气装置。
背景技术
流动控制,顾名思义是控制流动的技术,其本质是通过改变局部流场的物理特性,产生流体动力,引发流体间的相互作用对局部流动实施控制,进而诱导局部,乃至整个流场的结构发生改变。流动控制的目标主要有增大升力、减小阻力、降低噪声以及抑制分离等。目前,等离子体流动控制技术已成为国际流动控制领域的一大热点,具有非常广阔的应用前景,等离子体气动激励的原理主要是在高电压能量沉积放电的作用下,局部气体被击穿、电离,产生等离子体并伴随发光、发热的物理现象,由于等离子体主要成分是带电粒子,在电势差的驱动下形成高速的等离子风,并通过引射效应诱导周围气体的运动。等离子体气动激励的显著特性是响应速度快、频带范围宽,并且激励器的结构相对简单,不引起初始的气动型面的变化,同时易于对激励响应进行控制,这是传统流动控制技术无法比拟的。该技术已在机翼增升减阻、气动降噪、激波控制和压气机扩稳等方面取得重要进展,对于提升飞行器气动性能具有重要意义。
离子体激励器减阻技术大多是在机翼或平板表面上,沿气体来流方向或平行于来流方向布置一系列的离子体激励器阵,当高于一定阈值的电压施加在金属电极上时,绝缘层上表面金属电极附近形成稳定、均匀的等离子体放电,周围气体被击穿电离。带电粒子在外部电场作用下发生定向运动,并和空气中的中性粒子相互碰撞,发生动量和能量交换,最终形成从裸露电极向埋藏电极的气流定向加速运动。然而,大部分离子体激励器减阻的应用推广受到了限制,这主要是由于普通的离子体激励器减阻存在放电区域窄、诱导体积力小、诱导射流速度低和射流方向单一等不足,尽管已经提出了许多方法来克服这些问题,但是所获得的性能改善非常有限。
合成射流激励器是一种小型或者微型的流动控制器件,它主要由激励器腔体和设置在激励器腔体内的振动部件组成,该激励器腔体一般设置有与外部环境连通的通气孔,该通气孔可供气体向激励器腔体内或向激励器腔体外流动,并且在工作过程中,依靠振动膜的往复运动改变激励器腔体内气压来形成吹吸循环过程。合成射流激励器结构简单,工作频率宽,响应迅速,可重复性好,应用前景非常广阔。但是高频率不断切换的“吸-吹”过程,很可能会使得高速运动的物体表面的流动更加不稳定,整体的减阻效果还比不上单纯吸气或吹气过程的减阻效果,同时,常见的等离子体吸气装置还存在着腔内气体不易迅速向外排空、射流速度较低,进气复原过程缓慢,减阻效果较差的缺陷,还需进一步改进。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,所述用于气动减阻的等离子体吸气装置利于将激励器腔体内气体迅速向外排出,以提高进气效率和减阻效果。
为达到上述技术效果,本发明采用了以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其可应用于高速运动物体的表面减阻,如高速运动的和飞行器、陆地交通工具以及陆空两用交通工具等,能够在不影响该交通工具和飞行器的气动外形的前提下,可在其表面形成大面积阵列式、分布式控制面,从而实现闭环湍流减阻流动控制,该用于气动减阻的等离子体吸气装置具体包括:
绝缘壳体,所述绝缘壳体的内部设有激励器腔体,所述激励器腔体的内部设置有振动膜且所述振动膜将所述激励器腔体分隔为第一腔体和第二腔体,所述第一腔体和第二腔体中均设置有至少一组离子体激励器,且所述振动膜上设有压振单元;
正对所述第一腔体设置的至少一个第一进气口和至少一个第一排气口,所述第一进气口设于所述绝缘壳体的顶部,所述第一排气口设于所述绝缘壳体的底部;
正对所述第二腔体设置的至少一个第二进气口和至少一个第二排气口,所述第二进气口设于所述绝缘壳体的顶部,所述第一排气口设于所述绝缘壳体的底部。
进一步地,所述绝缘壳体为聚四氟乙烯或聚酰亚胺材料制成。
进一步地,所述压振单元用于驱动所述振动膜在第一腔体和第二腔体之间往复振动,所述压振单元的驱动方式可采用电磁式、压电式、活塞式、声激励式中的任意一种。
优选地,该第一腔体和第二腔体的容积可变。
进一步地,为实现所述第一腔体和第二腔体的容积可变,以利于对进入第一腔体和第二腔体中的气体量进行控制,所述激励器腔体内设有用于驱动该振动膜顶端朝向第一腔体或第二腔体运动的机械驱动单元,当该机械驱动单元驱动该振动膜顶端运动时,该第一腔体和第二腔体始终保持相对气密,以使得该第一腔体和第二腔体仍实现独立地进气与排气。
进一步地,所述第一进气口和第二进气口处设有单向进气阀,所述第一排气口和第二排气口处均设有单向排气阀。
进一步地,所述第一腔体和第二腔体中均至少具有一个弧形导向内壁,所述弧形导向内壁的底端朝向所述振动膜方向延伸且所述弧形导向内壁朝向所述激励器腔体内侧方向向内凸起,以使得所述弧形导向内壁靠近所述振动膜的一侧表面形成弧形导向面,所述第一进气口和第二进气口均设于所述弧形导向内壁顶端的正上方,所述第一排气口和第二排气口均设于所述弧形导向内壁的底端。
进一步地,所述绝缘壳体包括底盒和设于所述底盒顶部的顶盖,所述底盒和顶盖一体成型或可拆卸连接,所述第一进气口和第二进气口贯穿所述顶盖设置,所述第一排气口和第二排气口设于所述底盒的底面并贯穿所述底盒的底面。
进一步地,所述第一进气口和第二进气口的内侧均设有气流导向件且所述气流导向件位于所述第一进气口或第二进气口靠近振动膜的一侧,所述气流导向件的顶端固定连接至所述顶盖,所述气流导向件的底端朝向远离所述振动膜的一侧延伸并相对于竖直方向呈固定角度安装。
进一步地,所述固定角度为5-75°。
进一步地,所述第一腔体和第二腔体中均设有三组离子体激励器,且三组离子体激励器分别设于第一腔体和第二腔体的不同高度位置处。
进一步地,所述三组离子体激励器分别为第一离子体激励器、第二离子体激励器和第三离子体激励器,所述第一离子体激励器固定安装于所述第一腔体或第二腔体的内侧壁上且正对所述气流导向件进行安装,所述第二离子体激励器固定安装于所述弧形导向面上,所述第三离子体激励器设于所述第一排气口或第二排气口的内侧。
进一步地,所述第一离子体激励器、第二离子体激励器和第三离子体激励器均包括绝缘介质层和分设于所述绝缘介质层两侧的上电极和下电极,所述上电极用于连接直流脉冲高电压,所述下电极接地。
进一步地,所述绝缘介质层为聚四氟乙烯或聚酰亚胺材料制成。
第二方面,本发明还提供一种行驶装置,所述行驶装置上设有多个上述的等离子体吸气装置。
进一步地,所述行驶装置优选为飞行器或陆空两用交通工具,所述陆空两用交通工具优选为飞行汽车。
进一步地,所述飞行器上设置有机翼本体,所述机翼本体上还设有多个上述的等离子体吸气装置。
进一步地,所述机翼本体的壳体外表面设有安装区域,所述等离子体吸气装置固定安装于所述安装区域内,且所述壳体外表面在所述安装区域内还设有多条排气沟槽,所述等离子体吸气装置的第一排气口和第二排气口均与所述排气沟槽连通。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
第一方面,本发明提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置通过在绝缘壳体内的激励器腔体中设置振动膜,通过该振动膜将激励器腔体分隔为第一腔体和第二腔体,并在该振动膜上设置压振单元用于驱动该振动膜相对于该第一腔体和第二腔体进行往复运动。该用于气动减阻的等离子体吸气装置在工作时,由设置在该第一腔体和第二腔体内的离子体激励器工作,从而在第一腔体和第二腔体中产生朝向下方的诱导旋涡,同时由于该振动膜振动使得第一腔体和第二腔体中产生压差,可在促进振动膜一侧腔体排气的同时利于对侧腔体进气,从而进行“进气-排气”循环,由此,由于该等离子体吸气装置的上表面与下表面存在压力差,该等离子体吸气装置上表面的低能气体被不断吸入至该激励器腔体内,从而实现闭环湍流减阻流动控制,起到减阻效果。
第二方面,本发明提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置通过在该第一腔体和第二腔体中设置多组离子体激励器,并在该第一腔体和第二腔体的内部设置弧形导向面,从而加速了该第一腔体和第二腔体内气体的排空速度,对应地,通过在该绝缘壳体的顶部设置具有单向进气阀的第一进气口和第二进气口,使得该等离子体吸气装置的进气速度极大地提高,进一步提高了减阻效果。
附图说明
图1为本发明的第一实施例提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置的整体结构示意图;
图2为本发明的第一实施例提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置的纵向剖面结构示意图;
图3为本发明的第一实施例提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置所使用的离子体激励器的整体结构示意图;
图4为本发明的第二实施例提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置的纵向剖面结构示意图;
图5为本发明的第三实施例提供的一种安装有用于气动减阻的等离子体吸气装置的机翼本体的整体机构示意图;
图6为本发明的第四实施例提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置的纵向剖面结构示意图;
附图标记为:10,底盒,11,顶盖,20,激励器腔体,21,第一腔体,211,第一进气口,212,第一排气口,22,第二腔体,221,第二进气口,222,第二排气口,23,单向进气阀,24,单向排气阀,25,振动膜,251,压振单元,31,第一离子体激励器,32,第二离子体激励器,33,第三离子体激励器,40,绝缘介质层,41,上电极,42,下电极,50,弧形导向面,51,气流导向件,60,机翼本体,61,排气沟槽,71机械驱动单元,72推杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如无特殊说明,在本发明中,若有术语“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以结合附图,并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
请参阅图1-图3,本实施例提供一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,包括绝缘壳体,该绝缘壳体的内部设有激励器腔体20,该激励器腔体20的内部固定安装有振动膜25且该振动膜25将激励器腔体20分隔为第一腔体21和第二腔体22,所述第一腔体21与第二腔体22的大小形状均相同,同时,该第一腔体21与第二腔体22并行设置且相互独立。该第一腔体21和第二腔体22中均设有三组离子体激励器,且三组离子体激励器分别为第一离子体激励器31、第二离子体激励器32和第三离子体激励器33,所述第一离子体激励器31、第二离子体激励器32和第三离子体激励器33分别位于所述激励器腔体20的不同高度位置处,且该第一离子体激励器31、第二离子体激励器32和第三离子体激励器33均包括绝缘介质层40和分设于所述绝缘介质层40两侧的上电极41和下电极42,该上电极41朝向该第一腔体21和第二腔体22内侧设置且可与该第一腔体21和第二腔体22内的气体接触,而该下电极42则嵌入至该绝缘介质层40内。在工作时,该上电极41用于连接直流脉冲高电压,所述下电极42接地,该绝缘介质层40均由聚四氟乙烯或聚酰亚胺材料制成,且该绝缘介质层40厚度为1~50mm,该上电极41和下电极42均由导电铜箔制成,其厚度为0.03~5mm。
在本实施例中,该绝缘壳体呈圆柱状结构且包括底盒10和设于所述底盒10顶部的顶盖11,该底盒10和顶盖11一体成型,且该底盒10和顶盖11均由聚四氟乙烯或聚酰亚胺材料制成,该振动膜25固定安装于该第一腔体21和第二腔体22之间,该振动膜25上设有压振单元251,该压振单元251用于驱动所述振动膜25在第一腔体21和第二腔体22之间规律地往复振动,且该压振单元251的驱动方式可从现有技术中进行选择,具体可选为电磁式、压电式、活塞式、声激励式中的任意一种。此外,该第一腔体21的顶部和底部分别设置有多个第一进气口211和一个第一排气口212,多个所述第一进气口211间隔均匀地排布于所述顶盖11上,从而提高该第一腔体21内气体的进气速率,该第一排气口212设于所述底盒10的底面且均贯穿所述底面,所述第一进气口211、第一排气口212使得该第一腔体21与外部环境连通,对于该第一腔体21而言,该第一腔体21内的气体由第一进气口211处进入,最后由该第一排气口212处排出。该第二腔体22的顶部和底部分别设置有多个第二进气口221和一个第二排气口222,多个所述第二进气口221间隔均匀地排布与所述顶盖11上,以提高该第二腔体22内气体的进气速率,该第二排气口222设于所述底盒10的底面且均贯穿所述底面,且该第二进气口221、第二排气口222使得该第二腔体22与外部环境连通,对于该第二腔体22而言,该第二腔体22内的气体可由第二进气口221处进入,最终由该第二排气口222处排出。
在本实施例中,为提高所述等离子体吸气装置的进气效率和排气效率,该第一进气口211和第二进气口221处设有单向进气阀23,该第一排气口212和第二排气口222处均设有单向排气阀24,以使得气体单向通过第一腔体21和第二腔体22。此外,为进一步加速该第一腔体21和第二腔体22内的气体向外排出,该第一腔体21和第二腔体22中均具有一个弧形导向内壁,所述弧形导向内壁的底端朝向所述振动膜25方向延伸且所述弧形导向内壁朝向所述激励器腔体20内侧方向向内凸起,以使得所述弧形导向内壁靠近所述振动膜25的一侧表面形成弧形导向面50,从而增强对该第一腔体21和第二腔体22内气流的导向作用,以进一步加快该第一腔体21和第二腔体22内的气流分别由第一排气口212和第二排气口222向外排出,该第一进气口211和第二进气口221均设于所述弧形导向内壁顶端的正上方,所述第一排气口212和第二排气口222均设于所述弧形导向内壁的底端,以使得该气体沿该弧形导向面50进行流动,于此同时,该第一离子体激励器31设于所述第一进气口211或第二进气口221的正下方并固定安装于所述第一腔体21或第二腔体22的内侧壁上,而该第二离子体激励器32则固定安装于所述弧形导向面50上,该第三离子体激励器33设于所述第一排气口212或第二排气口222的内侧,以使得该第一腔体21和第二腔体22内地的气体在该第一离子体激励器31、第二离子体激励器32以及第三离子体激励器33的连续作用下迅速向下移动并可最终由第一排气口212或第二排气口222向外排出。具体而言,该第三离子体激励器33可以直接设于该弧形导向面50上,也可以位于所述弧形导向内壁的底端但固定安装于所述振动膜25上。
本实施例提供的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置在工作时,当该压振单元251带动振动膜25朝向第一腔体21方向运动时,该第一腔体21内的气体压力上升,配合该第一腔体21内的第一离子体激励器31、第二离子体激励器32以及第三离子体激励器33工作以使得该第一腔体21内的气体由第一排气口212快速排出,在此过程中,由于该振动膜25的运动,该第二腔体22内的气体压力下降,此时,该第二腔体22经由第二进气口221进气;当该压振单元251带动该振动膜25朝向所述第二腔体22方向运动时,此时,该第二腔体22内的气体收到挤压,并在该第一离子体激励器31、第二离子体激励器32以及第三离子体激励器33的作用下沿该第二腔体22内的弧形导向面50迅速地运动至该第二排气口222位置并由该第二排气口222向外排出,与此同时,该第一腔体21处于进气过程,由于该第一离子体激励器31、第二离子体激励器32、第三离子体激励器33以及该弧形导向面50的设置,可极大地提高等离子体吸气装置的射流速度和减阻效果。
实施例2
请参阅图4,本实施例提供一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,在实施例1的基础上,为进一步加速该第一腔体21和第二腔体22内的气流向下移动,提高射流速度,本实施例提供的一种等离子体吸气装置,每个所述第一进气口211和每个所述第二进气口221的内侧均设置有气流导向件51,该气流导向件51用于将由外部环境中进入该第一腔体21、第二腔体22内的气体引导至该第一离子体激励器31位置处,以提高该第一离子体激励器31的工作效率。
在本实施例中,该气流导向件51为片状结构,且该气流导向件51位于所述进气口靠近振动膜25的一侧,具体而言,该气流导向件51的顶端固定连接至所述顶盖11,该气流导向件51的底端朝向远离所述振动膜25的一侧延伸并相对于竖直方向呈固定角度安装,该所述固定角度可为5-75°,优选为30~60°,从而在第一腔体21和第二腔体22的进气过程中对气流进行导向,使其在进入该第一腔体21和第二腔体22后可快速产生朝向下方的诱导旋涡,从而进一步加速气流沿所述弧形导向面50向下运动,提高第一腔体21和第二腔体22内的气体排空效率。
实施例3
请参阅图5,本实施例还提供一种行驶装置,该行驶装置具体为飞行器,该行驶装置至少包括机翼本体60,该机翼本体60上设置有至少一个安装区域,每个所述安装区域内均阵列有若干等离子体吸气装置,且为利于该等离子体吸气装置内的气体向外排出,该机翼本体60的外表面在所述安装区域内还设有至少一条排气沟槽61,所述等离子体吸气装置的第一排气口212和第二排气口222均与所述排气沟槽61连通,从而便于将该等离子体吸气装置内的气体向外排出。
在实际实施时,可选地,该第一排气口212和第二排气口222可直接与上述排气沟槽61连通,也可以通过排气管道与该排气沟槽61连通。
进一步可选地,该排气沟槽61可直接将气体向外排出,也可以在该排气沟槽61内设置排气管,然后通过该排气管将该排气沟槽61内的气体向外排出,该排气管可根据实际需要进行设置和选择。
实施例4
请参阅图6,以下为本发明的第四实施例,本实施了提供一种使用更加灵活的等离子体吸气装置,本实施例所提供给的一种等离子体吸气装置在实施例2提供的一种等离子体吸气装置的基础上,还进一步具有以下特征:
该激励器腔体20的内部设置有振动膜25并通过该振动膜25将该激励器腔体20分隔为相互独立的第一腔体21和第二腔体22,且该该第一腔体21和第二腔体22的容积可变,从而可灵活地调节该第一腔体21和第二腔体22的进气量,该激励器腔体20内设有用于驱动该振动膜25顶端朝向第一腔体21或第二腔体22运动的机械驱动单元,当该机械驱动单元驱动该振动膜25顶端运动时,该第一腔体21和第二腔体22始终保持相对气密,以使得该第一腔体21和第二腔体22仍实现独立地进气与排气。
为实现上述技术效果,本实施例具体采用以下方案:
该振动膜25的周缘与所述绝缘壳体的内壁固定连接,从而将该激励器腔体20分隔为相互独立的第一腔体21和第二腔体22,为控制所述第一腔体21和第二腔体22的容积,该机械驱动单元设于第一腔体21或第二腔体22内,且该机械驱动单元为压电驱动器、磁致伸缩驱动器其他直线驱动机构中的任意一种,该机械驱动单元的输出端固定连接有推杆,该推杆在靠近所述振动膜25的一端具有连接面,该连接面固定连接至该振动膜25,由于该振动膜25具有一定的弹性,从而可由该机械驱动单元驱动该振动膜25的顶端朝向第一腔体21或第二腔体22一侧运动,并且在该振动膜25部分朝向第一腔体21或第二腔体22一侧偏移的过程中,始终保持该第一腔体21和第二腔体22相对独立,防止该第一腔体21和第二腔体22中的气体发生流动交换,通过该种方式,可以灵活地改变该第一腔体21和第二腔体22的容积。
此外,为进一步提高该等离子体吸气装置使用的灵活性,除可对第一腔体21和第二腔体22的容积进行调节外,本实施例提供的一种等离子体吸气装置中正对该第一腔体21设置的单向进气阀23、正对该第一腔体21设置的单向排气阀24、正对该第二腔体22设置的单向进气阀23、正对该第二腔体22设置的单向排气阀24可分别独立控制,以在调节第一腔体21和第二腔体22容积的同时,控制该第一腔体21单独或第二腔体22单独工作,以针对不同的使用环境灵活地调节其进气量,以便于达到较佳的减阻效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于,包括:
绝缘壳体,所述绝缘壳体的内部设有激励器腔体(20),所述激励器腔体(20)的内部设置有振动膜(25)且所述振动膜(25)将所述激励器腔体(20)分隔为第一腔体(21)和第二腔体(22),所述第一腔体(21)和第二腔体(22)中均设置有至少一组离子体激励器,且所述振动膜(25)上设有压振单元(251);
正对所述第一腔体(21)设置的至少一个第一进气口(211)和至少一个第一排气口(212),所述第一进气口(211)设于所述绝缘壳体的顶部,所述第一排气口(212)设于所述绝缘壳体的底部;
正对所述第二腔体(22)设置的至少一个第二进气口(221)和至少一个第二排气口(222),所述第二进气口(221)设于所述绝缘壳体的顶部,所述第一排气口(212)设于所述绝缘壳体的底部。
2.如权利要求1所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述第一腔体(21)和第二腔体(22)的容积可变。
3.如权利要求1所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述第一进气口(211)和第二进气口(221)处设有单向进气阀(23),所述第一排气口(212)和第二排气口(222)处均设有单向排气阀(24)。
4.如权利要求1所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述第一腔体(21)和第二腔体(22)中均至少具有一个弧形导向内壁,所述弧形导向内壁的底端朝向所述振动膜(25)方向延伸且所述弧形导向内壁朝向所述激励器腔体(20)内侧方向向内凸起,以使得所述弧形导向内壁靠近所述振动膜(25)的一侧表面形成弧形导向面(50),所述第一进气口(211)和第二进气口(221)均设于所述弧形导向内壁顶端的正上方,所述第一排气口(212)和第二排气口(222)均设于所述弧形导向内壁的底端。
5.如权利要求4所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述绝缘壳体包括底盒(10)和设于所述底盒(10)顶部的顶盖(11),所述顶盖(11)与所述底盒(10)一体成型或可拆卸连接,所述进气口贯穿所述顶盖(11)设置,所述第一排气口(212)和第二排气口(222)均设于所述底盒(10)的底面并贯穿所述底盒(10)的底面。
6.如权利要求5所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述进气口的内侧设有气流导向件(51)且所述气流导向件(51)设于所述进气口靠近振动膜(25)的一侧,所述气流导向件(51)的顶端固定连接至所述顶盖(11),所述气流导向件(51)的底端朝向远离所述振动膜(25)的一侧延伸并相对于竖直方向呈固定角度安装。
7.如权利要求6所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述固定角度为5-75°。
8.如权利要求6所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述第一腔体(21)和第二腔体(22)中均设有三组离子体激励器,且三组离子体激励器分别设于第一腔体(21)和第二腔体(22)的不同高度位置处。
9.如权利要求8所述的一种用于气动减阻的等离子体吸气装置,其特征在于:所述三组离子体激励器分别为第一离子体激励器(31)、第二离子体激励器(32)和第三离子体激励器(33),所述第一离子体激励器(31)固定安装于所述第一腔体(21)或第二腔体(22)的内侧壁上且正对所述气流导向件(51)进行安装,所述第二离子体激励器(32)固定安装于所述弧形导向面(50)上,所述第三离子体激励器(33)设于所述第一排气口(212)或第二排气口(222)的内侧。
10.一种行驶装置,其特征在于:所述行驶装置上设有多个如权利要求1-9任意一项所述的等离子体吸气装置。
CN202210732890.XA 2022-06-27 2022-06-27 一种用于气动减阻的等离子体吸气装置 Active CN115230944B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210732890.XA CN115230944B (zh) 2022-06-27 2022-06-27 一种用于气动减阻的等离子体吸气装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210732890.XA CN115230944B (zh) 2022-06-27 2022-06-27 一种用于气动减阻的等离子体吸气装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115230944A true CN115230944A (zh) 2022-10-25
CN115230944B CN115230944B (zh) 2024-08-02

Family

ID=83668707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210732890.XA Active CN115230944B (zh) 2022-06-27 2022-06-27 一种用于气动减阻的等离子体吸气装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115230944B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117682060A (zh) * 2024-02-01 2024-03-12 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06111996A (ja) * 1992-08-13 1994-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ発生装置
US20100224733A1 (en) * 2005-10-17 2010-09-09 Bell Helicopter Textron Inc. Plasma actuators for drag reduction on wings, nacelles and/or fuselage of vertical take-off and landing aircraft
TW201720529A (zh) * 2015-12-02 2017-06-16 英業達股份有限公司 合成射流器
CN113955088A (zh) * 2021-12-21 2022-01-21 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 一种流体推力矢量激励器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06111996A (ja) * 1992-08-13 1994-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ発生装置
US20100224733A1 (en) * 2005-10-17 2010-09-09 Bell Helicopter Textron Inc. Plasma actuators for drag reduction on wings, nacelles and/or fuselage of vertical take-off and landing aircraft
TW201720529A (zh) * 2015-12-02 2017-06-16 英業達股份有限公司 合成射流器
CN113955088A (zh) * 2021-12-21 2022-01-21 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 一种流体推力矢量激励器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王奇特: "合成射流对静态与动态运动的细长体前体涡流动控制研究", 中国博士学位论文全文数据库 (基础科学辑), 15 January 2020 (2020-01-15), pages 004 - 41 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117682060A (zh) * 2024-02-01 2024-03-12 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN115230944B (zh) 2024-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109665093B (zh) 一种可延缓流动分离的翼型及置于翼型上的激励器
CN104176241B (zh) 一种高空螺旋桨协同射流高效气动布局构型
CN115230944A (zh) 一种用于气动减阻的等离子体吸气装置
CA2364319A1 (en) Vibration-driven acoustic jet controlling boundary layer separation
CN109896027B (zh) 一种基于等离子体合成射流的鼓包进气道以及边界层控制方法
EP1704088B1 (en) Method and device for altering the separation characteristics of flow over an aerodynamic surface via hybrid intermittent blowing and suction
CN101511146A (zh) 介质阻挡放电等离子体零质量射流激励器
CN109618481B (zh) 低雷诺数条件的等离子体合成射流激励器
CN201914466U (zh) 一种飞行器射流控制器
CN112722249B (zh) 气动式涡流发生器和等离子体合成射流组合控制的飞行器
US11898545B2 (en) Venturi pump systems and methods to use same
CN108811289A (zh) 一种动压式等离子体合成射流发生器
CN112572773A (zh) 一种机翼增升装置及机翼增升方法
CN102107730B (zh) 一种无铰式飞行器动态控制器
CN109413831B (zh) 一种可控腔内温度的等离子体合成射流发生器及其应用
US9090346B2 (en) Wing structure and fairing device
CN216666052U (zh) 一种基于特斯拉阀的合成双射流连续微泵
CN115465445A (zh) 一种基于无反馈振荡射流的无舵面翼型升力装置
CN115447756B (zh) 一种用于减阻的等离子体合成射流吸气装置
CN103807173A (zh) 一种旋叶式射流激励器
CN115320833B (zh) 一种基于特斯拉阀的补气式等离子体射流激励器
CN110588956B (zh) 一种吹气式舵效增益装置
CN113200141B (zh) 一种基于拉瓦管状等离子体吸气式增升装置
CN110304159B (zh) 一种用于改变流场驻点位置的调控装置及其用途
CN203892189U (zh) 一种旋叶式射流激励器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant