主动流动控制(Active Flow Control)

喷气发动机的进气口和排气口系统在今后的航空飞行器的结构布局与能力方面起关键的作用。这些系统必须具有很高的气动力学性能和增强的功能特性(比如:推力定向),同时还要有较轻的重量和较低的价格,而且还要求更小的尺寸。物理规律决定的高速黏性气流已经限制了外来进气口与出气口流通路径的实现,然而这一路径正是未来所必需的。主动流动控制『AFC』可以使下一代进气口与出气口系统的工程设计得以实现。

进气口从外部吸入空气,并把它们送入 发动机,其主要性能指标是压强恢复(一个系统总有效性的衡量指标)和畸变(一个在进气口与发动机交接面压强不均匀性的衡量指标)。严重的畸变会引起发动机失速甚至熄火。排气系统的作用是将发动机高温的热动力能量转变成净推力,其性能标准数据包括毛推力系数(系统总效率的衡量指标)以及推力矢量角(一个在非轴向转向与操纵排气推力的系统能力的衡量指标),推力定向与机翼和尾翼一起控制航空飞行器。

航空飞行器的继续发展要求保持现有的空气动力学水平,还要富有承载性和隐蔽性,这样就必须改进进气口与排气口系统,使其简单轻巧,紧凑短小,而且还要适应未来战机无尾翼的全翼形结构。研究证明,目前的气动力学技术是不能实现未来航空飞行器的进气口与排气口系统的必要特性,而主动流动控制「AFC」可以解决这个问题。其作用方式是:用对壁面附近流场非常小的扰动来控制大型的气动力流能力。

通常的控制形式是,在进气或排气通道的壁面上添加喷嘴,通过喷流来改善通道内的流场分布。

『摘编于 中国工程院,国家自然科学基金会 编译,《美国国家工程院工程前沿》,科学出版社,2005』

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