RU149598U1 - Устройство для управления обтеканием летательного аппарата - Google Patents
Устройство для управления обтеканием летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU149598U1 RU149598U1 RU2014134001/11U RU2014134001U RU149598U1 RU 149598 U1 RU149598 U1 RU 149598U1 RU 2014134001/11 U RU2014134001/11 U RU 2014134001/11U RU 2014134001 U RU2014134001 U RU 2014134001U RU 149598 U1 RU149598 U1 RU 149598U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- boundary layer
- boundary
- supersonic
- thin
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к авиационно-космической технике, а именно к звуковым, сверхзвуковым и гиперзвуковым летательным аппаратам. Сущность изобретения: С целью повышения эффективности управления обтеканием летательного аппарата, при движении ЛА с дозвуковой, со сверх- и гиперзвуковыми скоростями, на поверхности электропроводящих полос (2) из термостойкого тонкого слоя, например из графита, создается постоянный мощный управляемый поверхностный скин-эффект с максимальной объемной плотностью тока, который создает в пограничном слое изменение характеристик вязкости, вязкость пограничного слоя уменьшается, и кольцевые электрические проводники (2) создают периодическую импульсную ударную высоковольтную электромагнитную волну, которая отталкивает, сдувает атомы пограничного и около пограничного слоев от поверхности ЛА, тонкое радиопрозрачное покрытие (3) защищает электропроводящих полосы (1) и кольцевые электрические проводники (2) от внешних воздействий, например, от влаги.
Description
Полезная модель относится к авиационно-космической технике, а именно к звуковым, сверхзвуковым и гиперзвуковым летательным аппаратам.
Известно устройство для управления обтеканием сверхзвуковым воздушным потоком летательного аппарата (ЛА) (патент RU №2268198 C1, МПК B64C 21/08, 20.01.2006), основанный на выпуске под давлением рабочего тела плотностью не менее 0,06 г/см3 при нормальных условиях через полую иглу в носовой части ЛА со скоростью, превышающей скорость полета ЛА, и формировании при вершине иглы аэродинамического конуса, касающегося пограничного слоя на головной части ЛА. Давление, под которым выпускают рабочее тело, создают с помощью газогенератора.
Недостатком известного технического решения является значительный расход выдуваемого рабочего тела.
Известно устройства управления обтеканием тел, снижения трения и теплопередачи в условиях поверхностного массообмена при вдуве легких газов в пограничный слой и его отсосе (Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Турбулентный пограничный слой сжимаемого газа // Новосибирск: Изд-во АН СССР, 1962; Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассоперенос, т. III, Госэнергоиздат, 1963 Лыков А.В. Тепломассообмен // Москва: "Энергия", 1972; Чжен П. Отрывные течения, т. III, Москва: Изд-во "Мир", 1973; Краснов Н.Ф., Захарченко В.Ф., Кошевой В.Н. Основы аэродинамического расчета. Трение и теплопередача. Управление обтеканием летательных аппаратов // Под ред. проф. Н.Ф. Краснова // М.: Высш. шк., 1984;).
Недостатком известных технологий являются дополнительные энергозатраты на организацию отсоса/выдува газа.
Известен электрогазодинамический способ уменьшения аэродинамического сопротивления, основанный на впрыске ионной струи в пограничный слой и электрогазодинамическом воздействии на ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое (Ватажин А.Б., Грабовский В.И., Лихтер В.А., Шульгин В.И. Электрогазодинамические течения. М.: Наука, 1983; Курячий А.П. О затягивании перехода пограничного слоя электрогидро-динамическим методом // ПММ. т. 49. Вып. 1. 1985; Казаков А.В., Курячий А.П. Влияние электрогазодинамического воздействия на развитие малых возмущений в пограничном слое на тонком профиле // Изв. АН СССР. МЖГ №1, 1986).
Недостатком известного электрогазодинамического способа уменьшения аэродинамического сопротивления является отсутствие заметного уменьшения трения в турбулентном пограничном слое при сверх- и гиперзвуковых скоростях набегающего потока.
Известно устройство активного управления пограничным течением с помощью электроактивной полимерной мембраны, имеющей электроды и расположенной на подложке (международный патент WO 2006/040532 A1, опубликован. 20.04.2006 г.).
К недостаткам данного изобретения можно отнести ограничение частотного диапазона воздействия на поток и низкая эффективность управлением обтеканием.
Наиболее близким по своей технической сущности предлагаемому способу управления обтеканием беспилотного летательного аппарата является способ управления обтеканием сверхзвуковым воздушным потоком летательного аппарата (патент №2384465). Устройство воздействующее на пограничный слой, выполненное в виде высокочувствительных нано или микротрубок, расположенных на поверхности летательного аппарата, при этом воздействие на пограничный слой ведут в импульсно-периодическом тепловом режиме
К недостаткам данного устройства можно отнести сложное техническое устройство и низкая эффективность управлением обтеканием.
Техническим результатом, достигаемым изобретением является повышение эффективности управления обтеканием ЛА при звуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых режимах.
Для получения такого технического результата, в предлагаемом устройстве управления пограничным слоем на поверхности летательного аппарата, воздействие на пограничный слой осуществляется при помощи элементов, выполненными в виде токопроводящих полос, например, из термостойкого тонкого слоя графита, толщиной менее 0.1 мм и узкими кольцевыми электрическими проводниками, находящихся между корпусом летательного аппарата снизу и тонким защитным радиопрозрачным покрытием сверху. По токопроводящим графитовым тонким полосам подается переменный ток значением от 0.1 ампера, напряжением от 30 тысяч вольт до 1 миллиона вольт, с частотой от 10000 Гц до 6·1019 Гц, чем создается скин-эффект с максимальной объемной плотностью тока. На кольцевые электрические проводники в импульсном режиме периодически подается постоянный ток, от 0.1 ампера, и напряжением от 50000 вольт до 5 миллионов вольт. Значения электрических параметров зависят от скорости передвижения, физических условий в среде передвижения и размеров площади летательного аппарата.
Необходимый технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, достигается тем, что при воздействии на пограничный слой скин-эффектом с максимальной объемной плотностью тока и высоковольтным электромагнитным импульсным ударом от поверхности аппарата в окружающую среду, эффективно изменяются характеристики пограничного слоя, его вязкость и толщина значительно уменьшаются и приближаются к нулевым значениям.
Новизна данного технического решения заключается в том, что для повышения эффективности управления обтеканием ЛА при звуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых режимах полета вязкость и толщина пограничного слоя снижаются под воздействием скин-эффекта с максимальной объемной плотностью тока и ударного сдува слоя импульсными высоковольтными электромагнитными ударами.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема устройства для управления обтеканием ЛА, на виде по А-А в разрезе показан состав устройства.
Устройство включает в себя термостойкие тонкие слои (1), например, из графита, кольцевые электрические проводники (2), тонкое радиопрозрачное покрытие (3).
Устройство работает следующим образом. При движении ЛА с дозвуковой, со сверх- и гиперзвуковыми скоростями, на поверхности полос (2) из термостойкого тонкого слоя, например из графита, создается постоянный мощный управляемый поверхностный скин-эффект с максимальной объемной плотностью тока, который создает в пограничном слое изменение характеристик вязкости, вязкость пограничного слоя уменьшается, и кольцевые электрические проводники (2) создают периодическую импульсную ударную высоковольтную электромагнитную волну, которая отталкивает, сдувает атомы пограничного и около пограничного слоев от поверхности ЛА, тонкое радиопрозрачное покрытие (3) защищает полосы (1) и кольцевые электрические проводники (2) от внешних воздействий, например, от влаги.
К числу преимуществ предлагаемого устройства, для управления ЛА необходимо отнести следующее:
- высокая эффективность управления пограничным слоем и обтеканием ЛА при дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых режимах полета
- уменьшение трения в турбулентном пограничном слое при дозвуковых, сверх- и гиперзвуковых скоростях;
- отсутствие большого расхода выдуваемого рабочего тела и больших энергозатрат на организацию отсоса/выдува газа.
Источники информации.
Патент РФ №2415373, патент РФ №2225976, патент РФ №2384465, США №4516747, США №4516747, WO 2006/040532 A1, РФ №2243919, РФ №2002669, РФ №2173285, US №3261576, US №3713607, РФ №2096264, №:2283794, патент RU №2268198, Кутателадзе С.С., Леонтьев Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассоперенос, т. III, Госэнергоиздат, 1963; Лыков А.В. Тепломассообмен // Москва: "Энергия", 1972; Чжен П. Отрывные течения, т. III, Москва: Изд-во "Мир", 1973; Краснов Н.Ф., Захарченко В.Ф., Кошевой В.Н. Основы аэродинамического расчета. Трение и теплопередача; Управление обтеканием летательных аппаратов // Под ред. проф. Н.Ф. Краснова // М.: Высш. шк., 1984.; Ватажин А.Б., Грабовский В.И., Лихтер В.А., Шульгин В.И. Электрогазодинамические течения. М.: Наука, 1983; Курячий А.П. О затягивании перехода пограничного слоя электрогидро-динамическим методом // ПММ. т. 49. Вып. 1. 1985; Казаков А.В., Курячий А.П. Влияние электрогазодинамического воздействия на развитие малых возмущений в пограничном слое на тонком профиле // Изв. АН СССР. МЖГ №1, 1986).
Claims (1)
- Устройство для управления обтеканием поверхности летательного аппарата, состоящее из термостойких тонких электропроводящих полос, кольцевых электрических проводников, тонкого радиопрозрачного защитного покрытия, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности управления обтеканием летательного аппарата, на поверхности тонких термостойких электропроводящих полос создаётся скин-эффект с максимальной объёмной плотностью тока, который уменьшает вязкость пограничного слоя, и кольцевые электрические проводники создают импульсную ударную высоковольтную электромагнитную волну, которая отталкивает атомы пограничного слоя от поверхности летательного аппарата.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014134001/11U RU149598U1 (ru) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | Устройство для управления обтеканием летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014134001/11U RU149598U1 (ru) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | Устройство для управления обтеканием летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU149598U1 true RU149598U1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53292114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014134001/11U RU149598U1 (ru) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | Устройство для управления обтеканием летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU149598U1 (ru) |
-
2014
- 2014-08-19 RU RU2014134001/11U patent/RU149598U1/ru active IP Right Revival
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2870937C (en) | Plasma-assisted synthetic jets for active air flow control | |
| US8960595B2 (en) | Wingless hovering of micro air vehicle | |
| Asada et al. | Airfoil flow experiment on the duty cycle of DBD plasma actuator | |
| Feng et al. | Flow control over an airfoil using virtual Gurney flaps | |
| Touchard | Plasma actuators for aeronautics applications-State of art review | |
| Sosa et al. | Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators | |
| CN106507575B (zh) | 一种用于高空飞行器的等离子体合成射流激励器 | |
| CN102887223B (zh) | 适用于尖后缘机翼的等离子体环量控制方法 | |
| US20140144517A1 (en) | Rail plasma actuator for high-authority flow control | |
| CN106553754B (zh) | 用于主动流控制等离子体源的嵌入式电介质结构 | |
| Liu et al. | Aerodynamic control of NACA 0021 airfoil model with spark discharge plasma synthetic jets | |
| Zhang et al. | Unmanned air vehicle flow separation control using dielectric barrier discharge plasma at high wind speed | |
| Sun et al. | Computational and experimental analysis of Mach 2 air flow over a blunt body with plasma aerodynamic actuation | |
| JP2013236995A (ja) | 気流発生装置 | |
| RU149598U1 (ru) | Устройство для управления обтеканием летательного аппарата | |
| KR101381872B1 (ko) | 공기 유동 제어를 위한 표면부착용 플라즈마 발생 필름 | |
| Taleghani et al. | Experimental investigation of active flow control for changing stall angle of a NACA0012 airfoil using plasma-actuator | |
| WO2014178205A1 (ja) | 表面流制御システムおよび表面流制御方法 | |
| Mironov et al. | Controlling aerodynamic forces with the aid of gas-permeable porous materials | |
| Kazanskiy et al. | Active flow control on a NACA 23012 airfoil model by means of magnetohydrodynamic plasma actuator | |
| Starikovskiy et al. | Helicopter lift force increase in hover mode by NS-SDBD plasma actuators | |
| Maslov et al. | Plasma control of separated flow asymmetry on a cone at high angles of attack | |
| Joussot et al. | Efficiency of plasma actuator ionization in shock wave modification in a rarefied supersonic flow over a flat plate | |
| Hua et al. | Experimental investigation of airfoil suction side flow separation control by spanwise nanosecond actuation | |
| Wong et al. | Control of separated flow on a NACA 0015 airfoil using three-dimensional plasma actuator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160820 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20200311 |