專利名稱：一種雙晶片壓電片式振動擾流片裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種飛機(jī)開啟武器艙的氣動噪聲水平降低、開艙附加阻力降低、內(nèi)埋武器分離姿態(tài)控制的雙晶片壓電片式振動擾流片裝置。
背景技術(shù)：
飛機(jī)通常要在飛行過程中投放/發(fā)射武器。武器艙通常包含一對艙門，只在投放/發(fā)射武器時打開，在其余飛行時間內(nèi)，武器艙艙門處于關(guān)閉狀態(tài)，以保持飛行器光滑氣動型面，提高飛行器飛行性能，如機(jī)動性、隱身性能、低阻性能等。在飛行狀態(tài)，當(dāng)武器艙開啟后，在武器艙內(nèi)部低速氣流與武器艙外部高速氣流之間，形成一薄層流體，稱為自由剪切層。自由剪切層是不穩(wěn)定的，在其內(nèi)部形成大量的渦團(tuán)結(jié)構(gòu)。剪切層內(nèi)部渦團(tuán)結(jié)構(gòu)在隨剪切層跨過武器艙腔口后，與武器艙后壁相撞，形成高強度的空腔共振，從而在武器艙內(nèi)部形成高強度的氣動噪聲。此高強度的氣動噪聲對飛行器、武器艙及武器結(jié)構(gòu)，武器艙內(nèi)電子設(shè)備均有破壞作用。其次，由于武器艙開啟后艙體空腔對流動的阻滯作用以及空腔內(nèi)部復(fù)雜的渦系結(jié)構(gòu)形成，會對飛機(jī)外部繞流產(chǎn)生較大影響，從而產(chǎn)生較大的開艙附加阻力，惡化飛行器總體氣動性能。再次，武器艙開啟后，艙內(nèi)流動形成，使得艙內(nèi)沿著氣流方向出現(xiàn)較大的逆壓力梯度，武器艙后緣壓力高于前緣附近壓力。在這種壓力分布下，內(nèi)埋武器受到較大的抬頭力矩作用，不利于內(nèi)埋武器的分離。目前，用于武器艙噪聲控制的激勵器為固定式前緣擾流片(Spoiler)。前緣擾流片是一種伸出武器艙的流動控制裝置，其表面高于武器艙腔口，前緣布置擾流裝置的流動控制方法存在其明顯的技術(shù)缺陷:
1、由于破壞了飛行器光滑的氣動外形，產(chǎn)生附加阻力；
2、擾流片需要在武器艙打開后伸出武器艙，需要復(fù)雜的驅(qū)動系統(tǒng)，并增加結(jié)構(gòu)重量；
3、當(dāng)飛行馬赫數(shù)M7>1后，控制效果急劇下降，甚至失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種對剪切層施加激勵，降低飛機(jī)開啟武器艙高強度氣動噪聲、降低開艙附加力、改善武器艙內(nèi)埋武器分離特性的雙晶片壓電式振動擾流片裝置。采用的技術(shù)方案是:
一種雙晶片壓電片式振動擾流片裝置，包括壓電材料制作的壓電晶片、鋁合金制作的擾流片振動梁。所述的壓電晶片為兩個分別以環(huán)氧樹脂膠粘接在擾流片振動梁的兩側(cè)，壓電晶片外側(cè)非粘接面復(fù)合一層薄膜電極，位于外表面的壓電晶片及擾流片振動梁涂一層光滑的聚酰亞胺整流層，構(gòu)成雙晶片壓電式振動擾流片。利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，在外加電壓下，壓電晶片產(chǎn)生變形，從而帶動擾流片金屬梁產(chǎn)生彎曲變形，形成擾流片尖端位移。通過交變電壓激勵，實現(xiàn)壓電晶片變形方向的周期變換，從而在擾流片尖端產(chǎn)生一定頻率(幾千Hz)的周期性振動，對待控制流場產(chǎn)生高頻激勵作用。將雙晶片壓電片式振動擾流片以模塊形式與模型平臺相裝，通過模型平臺安裝在武器艙空腔上，降低開啟武器艙氣動噪聲及開艙附加阻力、改善武器艙內(nèi)埋武器分離特性。本發(fā)明的優(yōu)點是:
1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于在真實飛機(jī)上綜合布置；
2、本發(fā)明能夠同時起到抑制噪聲、降低開艙阻力、改善內(nèi)埋武器分離特性的控制效
果;
3、本發(fā)明中垂直布置方案克服了常規(guī)固定式擾流片在M7>1情況下失效的問題；
4、本發(fā)明中的水平布置方案不需要復(fù)雜的機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)，相對于常規(guī)固定式擾流片減
輕結(jié)構(gòu)重量。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明在武器艙空腔垂直安裝擾流片控制示意圖。圖3是本發(fā)明在武器艙空腔水平安裝擾流片控制示意圖。
具體實施例方式一種雙晶片壓電片式振動擾流片裝置，包括壓電材料制作的壓電晶片2、鋁合金制作的擾流片振動梁I。所述的壓電晶片2以環(huán)氧樹脂膠粘接在擾流片振動梁I的兩側(cè)，壓電晶片2外側(cè)非粘接面復(fù)合一層薄膜電極4，位于外表面的壓電晶片及擾流片振動梁涂一層光滑的聚酰亞胺整流層3，構(gòu)成雙晶片壓電片式振動擾流片，將雙晶片壓電片式振動擾流片以模塊形式與模型平臺相裝，使聚酰亞胺整流層層3與模型平臺上表面平齊，通過模型平臺安裝在武器艙空腔5上，安裝后振動擾流片可為垂直安裝(見圖2)，也可水平安裝(見圖3)。本發(fā)明的作用機(jī)理:
圖2所示，對于垂直布置方案，當(dāng)不開啟壓電激勵部分功能時，本發(fā)明作用機(jī)理與常規(guī)固定式擾流片作用機(jī)理相同，通過擾流片抬高武器艙腔口剪切層7，首先使得其在跨過武器艙6后，與武器艙后緣的“撞擊效應(yīng)”消除或是減弱，從而消除或減弱擾動聲源強度，從而抑制噪聲；同時還使得武器艙外高能流體較少的進(jìn)入武器艙，從而有效降低武器艙附加阻力。其次，擾流片在抬高剪切層后，使得武器艙前緣與后緣附近壓力分布趨于均勻，從而減小沿氣流方向的縱向逆壓梯度，內(nèi)埋武器分離過程中所受的抬頭力矩減小甚至反號，有效改善內(nèi)埋武器分離特性。當(dāng)開啟壓電激勵部分功能，對武器艙剪切層施加周期性高頻激勵，一方面提高M(jìn)7〈l時的作用效果，另一方面克服常規(guī)固定式擾流片在M7>1失效的問題。圖3所示，對于水平布置方案，本發(fā)明作用的機(jī)理主要是通過壓電片式擾流片的高頻周期性激勵，改變剪切層內(nèi)部渦系結(jié)構(gòu)或是剪切層跨過空腔的流動狀態(tài)，從而起到消弱聲源、降低附加阻力、平緩縱向壓力分布、改善內(nèi)埋武器分離特性的作用。
權(quán)利要求
1.一種雙晶片壓電片式振動擾流片裝置，包括壓電材料制作的壓電晶片(2)、鋁合金制作的擾流片振動梁(1)，其特征在于所述的壓電晶片(2)分別以環(huán)氧樹脂膠粘接在擾流片振動梁(I)的兩側(cè)，壓電晶片(2)外側(cè)非粘接面復(fù)合一層薄膜電極(4)，位于外表面的壓電晶片及擾流片振動梁(I)涂一層光滑的聚酰亞胺整流層(3)。
全文摘要
一種雙晶片壓電片式振動擾流片裝置，包括壓電材料制作的壓電晶片、鋁合金制作的擾流片振動梁，壓電晶片以環(huán)氧樹脂膠粘接在擾流片振動梁的兩側(cè)，壓電晶片外側(cè)非粘接面均復(fù)合一層薄膜電極，位于外表面的壓電晶片及擾流片振動梁涂一層光滑的聚酰亞胺整流層。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于在真實飛機(jī)上綜合布置；本發(fā)明能夠同時起到抑制噪聲、降低開艙阻力、改善內(nèi)埋武器分離特性的控制效果；本發(fā)明克服了常規(guī)固定式擾流片在Mɑ>1情況下失效的問題。
文檔編號B64C23/00GK103101616SQ20111035916
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者馮強, 張洋, 崔曉春, 李玲 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽空氣動力研究所