[发明专利]用于主动空气流控制的等离子体辅助合成射流

说明书

公开了一种等离子体辅助合成射流装置、包括等离子体辅助合成射流装置的飞机以及改进空气动力性能的方法，以用于通过电离通过被设置在空气动力结构内的合成射流装置的孔隙离开的一种或更多种气体来提供在空气动力结构处的空气流控制。

技术领域

本公开涉及空气动力结构，并且更具体地，涉及使用空气流控制的空气动力结构的改进的空气动力性能。

背景技术

空气动力结构的性能主要取决于响应于经过的空气流在结构的表面处产生的升力和阻力。机械固定的表面可以被选择性地包括在空气动力表面(如旋翼桨叶、机翼、发动机进气道、风扇叶片、喷嘴等等)处，以便改变局部空气动力性能并因而实现那些空气动力结构的期望的空气动力性能。此外，诸如襟翼、缝翼、扰流板、副翼、升降舵以及方向舵等可移动的控制表面可以被包括在空气动力表面中或空气动力表面上以便动态地改变空气动力表面的几何构型，因而改变该结构的空气动力性能。

除了被包括在空气动力结构上的各种机械装置外，也可通过产生对经过的空气流的影响来改变结构的空气动力性能。这些影响可以通过设置在空气动力表面或装置内或上的各种致动装置产生。

发明内容

一种实施例提供了合成射流致动器，该致动器包括具有空气动力表面并形成通过空气动力表面的孔隙的空气动力结构。合成射流致动器还包括在空气动力结构内形成室并邻近空气动力表面的一个或更多个壁，其中所述室与周围环境通过孔隙流体连通。合成射流致动器还包括设置在孔隙处并被配置为电离通过孔隙离开的室内气体的电离装置。

另一种实施例提供了包括推力源和一个或更多个升力表面的飞机，其中升力表面被配置为当被连接至推力源时产生升力。该飞机还包括至少一个被配置为在飞机的空气动力表面处提供空气流控制的合成射流致动器，空气动力结构具有空气动力表面并且形成通过空气动力表面的孔隙。合成射流致动器包括在空气动力结构内形成室并邻近空气动力表面的一个或更多个壁，其中所述室与周围环境通过孔隙流体连通。合成射流致动器还包括设置在孔隙处并被配置为电离通过孔隙离开的室内气体的电离装置。

另一种实施例提供了用于使飞机飞行并通过电离从合成射流致动器离开的一种或更多种气体在飞机的空气动力结构处提供空气流控制的方法，其中使飞机飞行包括使用推力源以在飞机的一个或更多个升力表面处产生升力，所述合成射流致动器被设置在空气动力结构中。

本发明能够涉及等离子体辅助合成射流致动器，该致动器可以包括具有空气动力表面并形成通过空气动力表面的孔隙的空气动力结构；在空气动力结构内形成室并邻近空气动力表面的一个或更多个壁，其中所述室与周围环境通过孔隙流体连通；以及设置在孔隙处并被配置为电离通过孔隙离开的一种或更多种室内气体的电离装置。在室和周围环境之间的压力差可以导致一种或更多种室内气体通过孔隙离开。等离子体辅助合成射流致动器还可以包括被配置为推动所述一种或更多种室内气体通过孔隙的气体推进装置。气体推进装置可以是压电致动的膜片。电离装置和气体推进装置可以是同一装置。电离装置可以包括设置在空气动力表面的相反侧上的第一和第二电极。权利要求6的等离子体辅助合成射流致动器还包括被配置为至少部分地覆盖第一和第二电极中的一个的绝缘层。使用至少一个被配置为枢转等离子体辅助合成射流致动器的致动装置和邻近等离子体辅助合成射流致动器的一个或更多个电磁铁中的至少一者可操纵电离的室内气体。等离子体辅助合成射流致动器还可以包括向气体推进装置提供第一信号的第一电源，以及向电离装置提供第二信号的第二电源，其中第一信号与第二信号同步。第二信号的脉冲可以从第一信号的脉冲延迟预定量，该预定量基于一定体积的被推进的一种或更多种室内气体到达孔隙的时间量。