[发明专利]宽速域射流控制飞行器

说明书

本发明提供一种宽速域射流控制飞行器，包括机身以及设置在机身左右两侧的机翼；在各机翼前缘沿其展向分布有流动分离抑制装置，用于抑制机翼表面的流动分离；在各机翼外侧后缘设置有可调喷口环量控制装置，为飞行器提供滚转控制；在机身后端中部设置有二元射流推力矢量装置，利用二元射流推力矢量装置进行宽速域飞行中的俯仰和偏航控制。本发明解决现有无操纵面飞行器在低速大迎角和高亚声速飞行状态下的三轴姿态控制失效问题。

技术领域

本发明属于航空系统技术领域，特别涉及一种宽速域射流控制飞行器。

背景技术

无操纵面飞行器利用纯射流控制取代传统的机械偏转舵面，展示出多种优势，如：(1)占用的体积和重量更少；(2)设备制造和维护花费更低；(3)移除飞行器外模线上的微孔和狭缝从而减少了间隙流动噪声；(4)改进了飞行器操纵和配平时的隐身特性。

现有的一些无操纵面飞行器单纯利用后缘环量控制翼的不同的射流组合方式提供俯仰、滚转和偏航的姿态控制力矩。在飞行器低速大迎角飞行时，现有的后缘环量控制技术由于流动分离无法对机翼绕流产生有效控制。在飞行器作高亚声速飞行时，后缘环量控制效率显著降低甚至完全失效。

还有一些现有的无操纵面飞行器则是利用射流推力矢量提供俯仰力矩、后缘环量控制翼提供滚转力矩、翼稍反向射流提供偏航力矩。而射流推力矢量技术在主流和射流均为跨声速速流动时，主流难以实现偏转，推力矢量失效。因此现有无操纵面飞行器难以在宽速域飞行中保持有效的三轴姿态控制。

有鉴于此，设计出一种无操纵面飞行器在宽速域飞行中增强三轴姿态控制能力，用是目前航空控制系统领域中急需改善的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种宽速域射流控制飞行器，解决现有无操纵面飞行器在低速大迎角和高亚声速飞行状态下的三轴姿态控制失效问题。

为实现上述技术目的，本发明提出的技术方案为：

宽速域射流控制飞行器，包括机身以及设置在机身左右两侧的机翼；

在各机翼前缘沿其展向分布有流动分离抑制装置，用于抑制机翼表面的流动分离；

在各机翼外侧后缘设置有可调喷口环量控制装置，为飞行器提供滚转控制；

在机身后端中部设置有二元射流推力矢量装置，利用二元射流推力矢量装置进行宽速域飞行中的俯仰和偏航控制。

作为本发明的进一步改进，在左、右机翼上的流动分离抑制装置左右对称分布。所述流动分离抑制装置包括多个合成射流激励器组成，各合成射流激励器内置于机翼，在各机翼前缘表面沿其展向均匀开设有各合成射流激励器的合成射流喷口，通过各合成射流激励器的合成射流喷口周期性吹出或者吸入气体，进而抑制机翼表面的流动分离。

作为本发明的进一步改进，所述合成射流激励器包括合成射流腔体、压电振动器、振动膜片和合成射流喷口，合成射流腔体为扁圆柱形腔体，所述压电振动器贴附于振动膜片上，所述振动膜片作为合成射流腔体的上表面，所述合成射流喷口为细长狭缝，合成射流喷口的长度方向与机身展向一致；合成射流喷口连通合成射流腔体；在电信号激励下，压电振动器带动振动膜片振动改变合成射流腔体体积，进而使合成射流喷口周期性吹出或者吸入气体。进一步地，所述压电振动器是压电陶瓷或者其他电激励制动材料。

作为本发明的进一步改进，在左、右机翼外侧后缘分别设有一个可调喷口环量控制装置，且左、右机翼上的两可调喷口环量控制装置左右对称分布。