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涡流发生器
阅读:699时间:2018-05-10 18:28:28

涡流发生器是飞机零件。飞机在其飞行包线范围内,如果机体表面出现不利的气流分离,将带来许多不良后果,例如增加阻力、降低升力、导致提前失速和不对称失速等。

作用

此外偏转后,襟翼表面上的气流过早分离会导致失速迎角减小,最大升力系数降低;操纵面上的气流分离可能导致操纵面效能降低、操纵杆振动;平尾上的气流分离可能导致飞机危险地自动上仰。涡流发生器的主要作用就是用来有效地阻止以上各种气流的过早分离。

工作机理

  涡流发生器实际上是以某一安装角垂直地安装在机体表面上的小展弦比小机翼,所以它在迎面气流中和常规机翼一样能产生,但是由于其展弦比小,因此翼尖涡的强度相对较强。这种高能量的翼尖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机体表面而不致分离。这就是涡流发生器的基本工作原理。

研究历程

  早在上世纪60 年代,一些空气动力学研究人员对涡流发生器控制平板湍流边界层的流动机理进行了研究,同时通过对涡流发生器流动的湍流结构、流向涡发展的研究,提出了涡流发生器控制边界层,特别是控制湍流边界层分离的基本原理就是在于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流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流发生器在非设计状态(即边界层不出现分离)的情况下,产生附加的型阻和涡阻的问题,提出了亚边界层涡流发生器和微型涡流发生器的概念。
  这类微型涡流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。
  研究表明,该类微型涡流发生器可使升阻比提高一倍以上,从而打开了将微型涡流发生器应用在飞机增升装置上的希望之门。

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