等离子体环量控制无舵面操纵技术

admin · 发表于 2022-5-20 08:49:57

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本文提出了一种采用等离子体激励器诱导射流进行环量控制的等离子体环量控制方式，以代替传统的吹气式环量控制方法，并将这一技术应用于低速无人机的无舵面增升、俯仰以及滚转控制。研究中采用体积力唯象模型模拟等离子激励器，通过求解雷诺平均的N-S方程对布置等离子体激励器的翼型以及飞机模型的绕流流场进行了数值模拟，给出了二维翼型和飞机的气动力曲线、局部流场、压力分布等，验证了等离子体环量控制的增升效果以及实现俯仰和滚转控制可行性,并对其机理进行了分析。论文的主要工作和结论如下：1.二维等离子体环量控制翼型增升：模拟了NCCR1510-7067N翼型上布置等离子体激励器实现环量控制，给出了其对翼型升力系数、升阻比和俯仰力矩的影响，分析了等离子体环量控制的增升机理，并进行了激励器位置优化的研究，结果表明等离子体环量控制在0度迎角升力增量效率高达∆CL/Cμ=134.86。2.等离子体环量控制用于无人机的增升和俯仰控制：通过对无人机机翼尾缘布置等离子体激励器的数值模拟，分析了机翼内侧的两组激励器对称作用的效果，结果表明：机翼尾缘上侧激励器的作用可以在小迎角下增大升阻比，增升效率优于吹气式控制；其可实现的俯仰力矩变化范围与射流矢量控制接近。3.等离子体环量控制用于无人机的滚转控制：通过对无人机机翼外侧两组激励器的反对称作用的数值模拟，研究了等离子体环量控制实现滚转控制的可行性，结果表明两组激励器工作控制效果分别相当于对应位置的机械式副翼偏转5°到10°；两组激励器工作对飞机的偏航力矩及侧力影响有限，对飞机的俯仰力矩基本无影响。

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