一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置的制作方法

本发明涉及流体力学流体控制领域，具体而言，涉及一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置。

背景技术：

1、降低飞行阻力是空天飞行器发展的重要目标，一方面有利于提高飞行器的航程，另一方面有利于节约能源消耗。激波-边界层干扰是空天飞行器内外流中广泛存在的复杂流动现象，其存在可能会危害空天飞行器的安全。针对飞行器外流，干扰现象会显著增加干扰区后方的摩阻和热流，另外还可能带来显著的压力脉动和极高的热流脉动，对飞行器结构和热防护系统提出了严峻考验。因此，如何对激波-边界层干扰开展有效控制是空天飞行器设计中的关键难题。

2、激波-边界层干扰控制方法按是否有外部能量输入主要分为被动控制和主动控制两大类。等离子体流动控制技术是目前研究最引人关注的主动控制技术之一。它利用等离子体在电磁场力作用下运动或气体放电引起压力、温度变化的特性，对流场施加可控扰动，具有激励频带宽、响应时间短、无运动机械部件等优点。

3、但当前采用等离子体激励控制激波-边界层干扰流动的方案大多是单个、单排流向等距、单排展向等距，或流向、展向均等间距的规则排布。总的来说，其布局均为横平竖直的规则布局。规则布局对摩阻降低十分有限，甚至可能会增加局部摩阻。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供，一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，以解决上述问题。

2、为解决以上技术问题，本发明提供了一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，包括：

3、第一平板、第二平板与放电电极；

4、第一平板与第二平板固定连接，第一平板在远离其与第二平板连接处的一端，设置有转捩带；且第一平板所在的平面与第二平板所在的平面存在夹角α，该基本构型可产生典型的激波-边界层干扰流场；

5、第一平板上设置有多个圆柱孔，圆柱孔用于放置放电电极；其中，

6、圆柱孔每两个形成一组，分别用于放置正负放电电极，每组圆柱孔呈交错阵列设置；圆柱孔设置有n*（m1+m2）个，其中，n为阵列的列数，m1为阵列中第奇数列的行数，m2为阵列中第偶数列的行数；

7、圆柱孔设置在转捩带与第一平板、第二平板的连接处之间，并在第一平板上按照从转捩带往第二平板的方向依次排布。

8、作为一种可选方式，夹角α的范围为20°-35°。

9、作为一种可选方式，第一平板在设置有转捩带的一端形成尖端部。

10、作为一种可选方式，沿着圆柱孔的延伸方向，圆柱孔包括第一通孔与第二通孔，第二通孔的直径大于第一通孔的直径。

11、作为一种可选方式，第二通孔内设置有与其内壁贴合的绝缘介质圆柱，绝缘介质圆柱为柔性绝缘材料制成。

12、作为一种可选方式，放电电极的一端贯穿插入绝缘介质圆柱与导线连接，其另一端与第一通孔靠近第一平板表面的端部平齐。

13、作为一种可选方式，圆柱孔形成的阵列列边延伸方向与来流方向垂直。

14、本发明的有益效果为：

15、本发明通过提供一种交错式布局的等离子体激励器阵列，在消耗同样能量的情况下，可以实现更好的流动控制效果，可以显著降低摩擦阻力，斜激波带来的压阻也能进一步降低。

技术特征：

1.一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，其特征在于，所述夹角α的范围为20°-35°。

3.根据权利要求1所述的一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，其特征在于，所述第一平板在设置有转捩带的一端端部形成尖端部。

4.根据权利要求1所述的一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，其特征在于，沿着所述圆柱孔的延伸方向，所述圆柱孔包括第一通孔与第二通孔，所述第二通孔的直径大于所述第一通孔的直径。

5.根据权利要求4所述的一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，其特征在于，所述第二通孔内设置有与其内壁贴合的绝缘介质圆柱，所述绝缘介质圆柱为柔性绝缘材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，其特征在于，所述放电电极的一端贯穿插入所述绝缘介质圆柱与导线连接，其另一端与所述第一通孔靠近所述第一平板表面的端部平齐。

7.根据权利要求1所述的一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，其特征在于，所述圆柱孔形成的阵列列边延伸方向与来流方向垂直。

技术总结
本发明公开了一种等离子体激励控制激波边界层干扰的减阻装置，包括：第一平板、第二平板与放电电极；第一平板与第二平板固定连接，第一平板在远离其与第二平板连接处的一端，设置有转捩带；且第一平板所在的平面与第二平板所在的平面存在夹角α；第一平板上设置有多个圆柱孔，圆柱孔用于放置放电电极；其中，圆柱孔每两个形成一组，分别用于放置正负放电电极，每组圆柱孔呈交错阵列设置；圆柱孔设置有2*N*（2M+1）个，并在第一平板上按照从转捩带往第二平板的方向依次排布。本发明通过提供一种交错式布局的阵列式等离子体激励器，在消耗同样能量的情况下，可以实现更好的流动控制效果，可以显著降低摩擦阻力，压阻也能进一步降低。

技术研发人员：李辰,孙东,李博,张标,郭启龙,袁先旭,陈坚强
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12