RU2032595C1

RU2032595C1 - Device for regulating boundary layer

Info

Publication number: RU2032595C1
Application number: RU9494016513A
Authority: RU
Inventors: С.В. Фищенко; А.П. Шибанов; Н.Д. Ярунин
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Лайт Маркет"
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1995-04-10
Also published as: WO1995032122A1; RU94016513A

Abstract

FIELD: aircraft. SUBSTANCE: device has the form of cavities defined at the surface of the item. A central body is received in each cavity such that an annular passage is defined between the body and walls of the cavity. The body is hollow and communicates with a vacuum source. The body surface supports air takes and the inside of the annular passage forms a converging and diffusing flow-type channel. The cavity is provided with a front sharp edge and a blunted back one which can fix the line of separating the boundary layer and localize the line of attaching the layer. EFFECT: less power consumed by suction means and improved aerodynamic performance of the item. 9 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к системам управления пограничным слоем на поверхности объектов, движущихся в газовой среде, и предназначено для предотвращения отрыва потока от элементов конструкции объектов, например, летательных аппаратов. The invention relates to boundary layer control systems on the surface of objects moving in a gaseous medium, and is intended to prevent flow separation from structural elements of objects, for example, aircraft.

Отрыв потока от поверхности летательного аппарата или другого транспортного средства, движущегося в воздушной среде, зачастую является нежелательным явлением, сопровождающимся резким ухудшением аэродинамических характеристик объекта. В частности, развитый отрыв на крыле летательного аппарата приводит к значительному падению подъемной силы. Возникновение отрыва на фюзеляже летательного аппарата выражается в относительно высоком вкладе сопротивления фюзеляжа в общее сопротивление летательного аппарата. The separation of the flow from the surface of an aircraft or other vehicle moving in the air is often an undesirable phenomenon, accompanied by a sharp deterioration in the aerodynamic characteristics of the object. In particular, the developed separation on the wing of the aircraft leads to a significant drop in lift. The appearance of separation on the fuselage of the aircraft is expressed in the relatively high contribution of the fuselage resistance to the total resistance of the aircraft.

Физическая природа явления отрыва потока обусловлена недостаточной для преодоления неблагоприятного положительного градиента давления энергией частиц в пристеночном пограничном слое. Поэтому в известных способах управления отрывом используется принудительное повышение уровня энергии этих частиц. Для этого, например, отсасывают ту часть пограничного слоя, которая не может преодолеть установившийся на обтекаемой поверхности градиент давления, в результате чего удаленный подслой замещается новым подслоем, находящимся выше него и обладающим большей энергией. Альтернативой отсосу является тангенциальный вдув высоконапорной струи в проточную часть пограничного слоя. В этом случае энергия частиц в слое возрастает за счет процесса турбулентного смешения со струей. Преимущества и недостатки упомянутых способов повышения энергии частиц в пристеночном слое хорошо известны. Так, первые связаны с теоретической возможностью минимальных энергетических затрат, особенно в случае реализации распределенного по поверхности отсоса, а вторые обусловлены, главным образом, проблемой засорения системы дренажа для забора пристеночного газа и, кроме того, в случае вдува, заметным падением его эффективности с ростом скорости движения объекта. Поэтому отсос с больших площадей поверхности не получил практической реализации, а применение вдува ограничено малыми скоростями движения объекта. The physical nature of the flow separation phenomenon is caused by the energy of particles in the near-boundary boundary layer insufficient to overcome an adverse positive pressure gradient. Therefore, the known separation control methods use a forced increase in the energy level of these particles. To do this, for example, the part of the boundary layer that is unable to overcome the pressure gradient that has established on the streamlined surface, is sucked off, as a result of which the removed sublayer is replaced by a new sublayer located above it and having more energy. An alternative to suction is the tangential injection of a high-pressure jet into the flowing part of the boundary layer. In this case, the energy of the particles in the layer increases due to the process of turbulent mixing with the jet. The advantages and disadvantages of these methods of increasing the energy of particles in the wall layer are well known. Thus, the former are associated with the theoretical possibility of minimum energy costs, especially in the case of a suction distributed over the surface, while the latter are mainly caused by the clogging of the drainage system for intake of near-wall gas and, in addition, in the case of injection, a noticeable decrease in its efficiency with increasing the speed of the object. Therefore, the suction from large surface areas has not received practical implementation, and the use of injection is limited to low speeds of the object.

Управление пограничным слоем посредством отсоса, реализуемого на небольшом участке поверхности, известно из работы устройства, содержащего в качестве отсасывающего элемента перфорированную трубку, размещенную в углублении, образованном на стенке расширяющегося канала (патент США N 2841182, кл. 138-37, 1958). Известное устройство может быть эффективным в случае применения в каналах со значительным ростом давления на относительно малой длине стенки канала по потоку. Такие условия реализуются, например, в диффузорах с большой степенью расширения, используемых, главным образом, в компрессорных установках. В связи с высоким давлением рабочей среды в компрессоре на перфорированных стенках отсасывающей трубки создается значительный градиент давления в радиальном направлении трубки, что уменьшает вероятность засорения дренажной системы. С другой стороны, для работоспособности устройства необходимо слить весь пограничный слой в месте размещения углубления, что позволяет осуществить безотрывное течение в сильно расширяющихся диффузорах малой длины. Однако это обстоятельство исключает применение известного устройства для управления пограничным слоем на поверхности летательного аппарата, так как в этом случае энергозатраты на полный слив пограничного слоя существенно превышают необходимые для достижения безотрывного обтекания. The control of the boundary layer by means of a suction implemented on a small surface area is known from the operation of a device containing as a suction element a perforated tube placed in a recess formed on the wall of an expanding channel (US patent N 2841182, CL 138-37, 1958). The known device can be effective if used in channels with a significant increase in pressure at a relatively small length of the channel wall downstream. Such conditions are realized, for example, in diffusers with a high degree of expansion, used mainly in compressor plants. Due to the high pressure of the working medium in the compressor, a significant pressure gradient is created in the radial direction of the tube on the perforated walls of the suction tube, which reduces the likelihood of clogging of the drainage system. On the other hand, for the device to work, it is necessary to merge the entire boundary layer at the location of the recess, which allows a continuous flow in highly expanding short diffusers. However, this circumstance precludes the use of the known device for controlling the boundary layer on the surface of the aircraft, since in this case the energy consumption for the complete drainage of the boundary layer is significantly higher than that necessary to achieve continuous flow.

К числу недостатков, исключающих применение описанного устройства для управления пограничным слоем на поверхности летательного аппарата, относится и то, что приведенная форма углубления, а именно его задней кромки, обеспечивает выполнение устройством своих функций лишь при вполне определенных параметрах внешнего потока. Изменение градиента давления или направления внешнего потока над углублением приведет к возникновению на указанной задней кромке отрыва потока, что вызовет сильное возмущение внешнего потока и ухудшение аэродинамических характеристик летательного аппарата. Among the disadvantages that exclude the use of the described device for controlling the boundary layer on the surface of the aircraft, the reduced form of the recess, namely its trailing edge, ensures that the device performs its functions only with well-defined external flow parameters. A change in the pressure gradient or the direction of the external flow over the recess will lead to a separation of the flow at the indicated trailing edge, which will cause a strong perturbation of the external flow and deterioration of the aerodynamic characteristics of the aircraft.

Известно устройство, реализующее отсос пограничного слоя через выполненную на поверхности летательного аппарата ячеистую сруктуру (патент США N 4671474 B 64 C 21/06, 23/06, 1987). Ячейки ориентированы поперек потока и имеют поперечное сечение, близкое к квадратному. С некоторым шагом в ячейках установлены перегородки, в центрах которых имеются отверстия для отсоса воздуха. Расстояние между перегородками больше глубины ячейки. При отсосе внутри ячейки образуется вихрь с осью, близкой к оси ячейки. Вихрь состоит из частиц, совершающих движение по спиральным траекториям с началом в пограничном слое и концом на отверстии в перегородке. Устройство успешно решает проблему засорения при отсосе, т.к. при высокой скорости на отверстиях и достаточно большом их диаметре засорение маловероятно. Вместе с тем известному техническому решению присущи по крайней мере следующие недостатки. A device is known that implements suction of the boundary layer through a cellular structure made on the surface of the aircraft (US patent N 4671474 B 64 C 21/06, 23/06, 1987). The cells are oriented across the flow and have a cross section close to square. With a certain step, partitions are installed in the cells, in the centers of which there are openings for air suction. The distance between the partitions is greater than the depth of the cell. During suction, a vortex is formed inside the cell with an axis close to the cell axis. A vortex consists of particles moving along spiral paths with a beginning in the boundary layer and an end at the hole in the partition. The device successfully solves the problem of clogging during suction, because at high speed at the holes and a sufficiently large diameter, clogging is unlikely. However, the known technical solution has at least the following disadvantages.

Прежде всего, это выражается в необходимости использовать большое количество перегородок для того, чтобы обеспечить более или менее равномерный отсос вдоль ячеек и устойчивость вихря между перегородками, что приводит к большому гидродинамическому сопротивлению системы и, как следствие, к высокому уровню энергопотребления. Кроме того, при большом числе перегородок возрастает количество источников отсоса, что усложняет задачу их согласования в единый газодинамический тракт. First of all, this is expressed in the need to use a large number of partitions in order to provide more or less uniform suction along the cells and the stability of the vortex between the partitions, which leads to a large hydrodynamic resistance of the system and, as a consequence, to a high level of energy consumption. In addition, with a large number of partitions, the number of suction sources increases, which complicates the task of matching them into a single gas-dynamic path.

Еще один недостаток обусловлен формой ячейки, создающей большое сопротивление внешнему потоку. В частности, общее ребро двух последовательно расположенных по потоку ячеек будет обтекаться с местным отрывом, что и будет причиной ухудшения аэродинамических характеристик объекта. Another disadvantage is due to the shape of the cell, which creates a great resistance to external flow. In particular, the common edge of two cells sequentially located in the flow will flow around with a local separation, which will cause the aerodynamic characteristics of the object to deteriorate.

Известно устройство управления пограничным слоем, представляющее собой одну или несколько каверн в форме каналов, выполненных в поверхности летательного аппарата в поперечном к потоку направлении (бюллетень, РСТ/RU/00186, заявку WO 93/08076, B 64 C 21/08). Поперечное сечение каверны имеет форму гладкой кривой с заостренной передней и притупленной задней кромками, причем ширина каверны превосходит ее глубину. Внутри каверны размещено тело обтекаемой формы таким образом, что между стенками каверны и тела образуется канал кольцевого сечения, имеющий открытый во внешний поток участок. В нижней части каверны располагается вход в канал отсоса, связывающий полость каверны с источником низкого давления. A boundary layer control device is known which is one or several caverns in the form of channels made in the surface of the aircraft in the direction transverse to the flow (bulletin, PCT / RU / 00186, application WO 93/08076, B 64 C 21/08). The cross section of the cavity has the shape of a smooth curve with a pointed front and blunt trailing edges, and the width of the cavity exceeds its depth. A streamlined body is placed inside the cavity in such a way that an annular section channel is formed between the walls of the cavity and the body, with a section open to the external flow. In the lower part of the cavity there is an entrance to the suction channel, connecting the cavity of the cavity with a low pressure source.

Тело обтекаемой формы, называемое далее центральным телом, выполняет функцию формообразования внутреннего и внешнего участков кольцевого канала, для которого имеют место минимальные потери полного давления в потоке отсасываемого воздуха. The streamlined body, hereinafter referred to as the central body, performs the function of shaping the inner and outer sections of the annular channel, for which there is minimal loss of total pressure in the suction air stream.

Заостренная передняя и притупленная задняя кромки каверны образуют средство для фиксации места расположения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя в широком диапазоне параметров внешнего потока, в результате чего на аэродинамической поверхности объекта формируется течение, близкое к безотрывному обтеканию проницаемой стенки. The pointed front and blunt trailing edges of the cavity form a means for fixing the location of the separation line and localizing the position of the boundary line attachment line in a wide range of external flow parameters, as a result of which a flow is formed on the aerodynamic surface of the object close to the continuous flow around the permeable wall.

Известное устройство в отличие от предыдущего аналога позволяет осуществить как равномерный, так и переменный по длине каверны отбор воздуха из ее полости. Это обеспечивается выполнением канала отсоса, позволяющего изменять местные расходные параметры, например, выбором определенной величины проходного сечения канала. Кроме того, форма полости, из которой производится отбор воздуха, в виде каверны позволяет снизить уровни сопротивления внешнему потоку, которые могут быть еще уменьшены соответствующей профилировкой каверны и центрального тела. The known device, unlike the previous analogue, allows both uniform and variable along the cavity length air sampling from its cavity. This is ensured by the implementation of the suction channel, which allows you to change the local flow rate parameters, for example, by choosing a certain value of the passage section of the channel. In addition, the shape of the cavity from which the air is taken in the form of a cavity can reduce the levels of resistance to external flow, which can be further reduced by the corresponding profiling of the cavity and the central body.

Вместе с тем, последний аналог имеет существенный недостаток, обусловленный особенностью течения в кольцевом канале каверны. Так, можно показать, что при работе устройства на стационарных режимах в кольцевом канале каверны будут существовать одновременно два типа течений. Линии тока первого типа будут начинаться в пограничном слое и заканчиваться в канале отсоса. Линии тока второго типа течения будут замкнутыми, а частицы, движущиеся по ним, будут образовывать либо локальные отрывные зоны, либо кластер, охватывающий область у поверхности центрального тела. В частности, траектории всех частиц, перетекающих из внутренней части кольцевого канала в его открытую часть, будут принадлежать именно ко второму типу. Эти частицы не будут участвовать в массообмене, но будут потреблять энергию частиц отсасываемого воздуха, которая рассеивается в кластере в процессе вязкой диссипации. Эта особенность работы устройства снижает его эффективность и приводит к избыточному энергопотреблению системы. However, the last analogue has a significant drawback, due to the peculiarity of the flow in the annular channel of the cavity. So, it can be shown that when the device is operating in stationary modes, two types of flows will exist simultaneously in the annular channel of the cavity. The streamlines of the first type will begin in the boundary layer and end in the suction channel. The streamlines of the second type of flow will be closed, and particles moving along them will form either local separation zones or a cluster covering a region near the surface of the central body. In particular, the trajectories of all particles flowing from the inner part of the annular channel into its open part will belong to the second type. These particles will not participate in mass transfer, but will consume the energy of the particles of aspirated air, which is scattered in the cluster during viscous dissipation. This feature of the device reduces its effectiveness and leads to excessive power consumption of the system.

Другой недостаток наиболее близкого аналога связан с проблемой согласования большого числа источников отсоса. Another drawback of the closest analogue is associated with the problem of matching a large number of suction sources.

Задачей изобретения является создание такого устройства управления пограничным слоем, которое бы позволило с наименьшими энергетическими затратами эффективно влиять на улучшение аэродинамических характеристик объекта, предотвращая отрыв потока на его поверхности. The objective of the invention is the creation of such a control device of the boundary layer, which would allow with the lowest energy costs to effectively influence the improvement of the aerodynamic characteristics of the object, preventing flow separation on its surface.

Для решения поставленной задачи в известном устройстве управления пограничным слоем, выполненном в виде образованных на поверхности объекта полостей-каверн в форме каналов, расположенных друг за другом вниз по потоку в поперечном к нему направлении, при этом каверна газодинамически связана с источником низкого давления и снабжена средством фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения внешнего пограничного слоя, причем ширина каверны превосходит ее глубину, и в каждой из каверн размещено адекватное по форме центральное тело с образованием со стенками каверны кольцевого канала с внешним участком, ограниченным центральным телом и аэродинамической поверхностью объекта, при этом ширина кольцевого канала меньше поперечного размера центрального тела, последнее выполнено полым и сообщено с источником низкого давления, а газодинамическая связь каверны с этим источником осуществлена посредством размещенных на поверхности центрального тела воздухозабор- ников, сообщенных с полостью центрального тела, при этом форма центрального тела и каверны выполнены с возможностью образования в ее кольцевом канале конфузорно-диффузорного проточного тракта. To solve this problem, in the known boundary layer control device, made in the form of cavity-cavities formed on the surface of the object in the form of channels located one after the other downstream in the transverse direction to it, while the cavity is gasdynamically connected to a low pressure source and provided with means fixing the position of the separation line and localizing the position of the line of attachment of the outer boundary layer, and the width of the cavity exceeds its depth, and adequate ca the central body with the formation of an annular channel with cavity walls with an external portion bounded by the central body and the aerodynamic surface of the object, while the width of the annular channel is smaller than the transverse size of the central body, the latter is hollow and communicated with a low pressure source, and the gas-dynamic connection of the cavity with this source carried out by means of air intakes located on the surface of the central body in communication with the cavity of the central body, wherein the shape of the central body and cava The rods are configured to form a confusor-diffuser flow path in its annular channel.

Средство фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя может быть выполнено в виде передней и задней кромок каверны определенной геометрии (соответственно, острой и притупленной), а также в виде образованных на этих кромках сопел тангенциального вдува и каналов отсоса. В последнем случае сопла вдува и каналы отсоса целесообразно выполнить с переменным расходом по длине каверны. The means of fixing the position of the separation line and localizing the position of the boundary line attachment line can be made in the form of the front and rear edges of a cavity of a certain geometry (sharp and blunt, respectively), as well as in the form of tangential injection nozzles and suction channels formed on these edges. In the latter case, the injection nozzles and the suction channels are expediently performed with a variable flow rate along the length of the cavity.

Воздухозаборники на поверхности центрального тела могут быть выполнены с переменным по длине каверны проходным сечением. Кроме того, воздухозаборники целесообразно выполнить в виде профилированных каналов с диффузорной выходной частью. В этом случае входное сечение каналов может быть расположено как в нормальном, так и в тангенциальном направлении к поверхности центрального тела. The air intakes on the surface of the central body can be made with a passage section with a variable length of the cavity. In addition, it is advisable to perform the air intakes in the form of profiled channels with a diffuser outlet. In this case, the input section of the channels can be located both in the normal and in the tangential direction to the surface of the central body.

Во всех случаях выполнения устройства полость каждого центрального тела может быть сообщена с источником низкого давления посредством многоступенчатого эжектора с общим каналом с возможностью регулирования расхода воздуха, поступающего в проточную часть канала из полости каждого центрального тела. In all cases of the device, the cavity of each central body can be communicated with the source of low pressure through a multi-stage ejector with a common channel with the ability to control the flow of air entering the flowing part of the channel from the cavity of each central body.

Приведенные выше признаки являются существенными и в своей совокупности позволяют решить задачу изобретения. The above features are essential and, taken together, can solve the problem of the invention.

Так, выполнение центрального тела полым и осуществление газодинамической связи каверны с источником низкого давления через воздухозаборники на поверхности центрального тела позволяет в кольцевом канале каверны сформировать течение со спиральными линиями тока с началом во внешнем течении и концом на входах воздухозаборников. Спиралеобразный характер линий тока свидетельствует об отсутствии вокруг центрального тела "паразитного" закольцованного течения, которое, как это отмечалось при описании ближайшего аналога, приводило к образованию кластера, охватывающего область у поверхности центрального тела и поглощающего энергию частиц, вовлеченных в массоотбор из каверны, что и обусловливало неэффективность аналога в связи с необходимостью больших энергетических затрат для осуществления отсоса. Thus, the execution of the central body hollow and the gas-dynamic connection of the cavity with the low pressure source through the air intakes on the surface of the central body allows the formation of a flow in the annular channel of the cavity with spiral current lines with a beginning in the external flow and an end at the inlet inlets. The spiral-shaped nature of the streamlines indicates the absence of a “parasitic” ring current around the central body, which, as was noted in the description of the closest analogue, led to the formation of a cluster covering the region near the surface of the central body and absorbing the energy of the particles involved in mass sampling from the cavity, which caused the inefficiency of the analogue due to the need for high energy costs for the implementation of suction.

В предложенном устройстве устранен основной фактор, являющийся причиной избыточных энергозатрат. Выполнение же центрального тела и каверны с возможностью образования в ее кольцевом канале конфузорнодиффузорного проточного тракта позволяет избежать значительных потерь полного давления в кольцевом канале на разворотах потока, что в совокупности с отмеченными выше признаками существенно повышает эффективность устройства по сравнению с ближайшим аналогом. In the proposed device eliminated the main factor that is the cause of excessive energy consumption. The execution of the central body and the cavity with the possibility of the formation in its annular channel of a confusor-diffuser flow path avoids significant losses of total pressure in the annular channel at the turns of the flow, which, together with the above signs, significantly increases the efficiency of the device compared to the closest analogue.

Выполнение средства фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя в виде острой передней и притупленной задней кромок каверны позволяет наиболее простым путем, только за счет определенной геометрии поверхности, обеспечить оптимальные условия для безотрывного обтекания объекта в широком диапазоне параметров внешнего течения. The implementation of the means of fixing the position of the separation line and localizing the position of the boundary layer attachment line in the form of a sharp front and blunt trailing edges of the cavity allows the simplest way, only due to a certain surface geometry, to provide optimal conditions for continuous flow around the object in a wide range of external flow parameters.

Реализация этого же средства, включающего сопла тангенциального вдува на передней кромке каверны способствует повышению уровня энергии на внешнем участке кольцевого канала, предотвращая отрыв потока от поверхности центрального тела, и в пограничном слое над каверной, создавая тем самым благоприятные условия для безотрывного обтекания воздухом аэродинамической поверхности объекта. Применение для локализации положения линии присоединения пограничного слоя на задней кромке каверны каналов отсоса позволяет создать при определенных параметрах внешнего потока наиболее благоприятные условия для втекания воздуха во внутреннюю часть кольцевого канала, в частности минимизировать потери энергии течения во внутренней части кольцевого канала. Подобное решение уместно при использовании устройства для управления течением с ограниченным набором параметров, например, на взлетно-посадочном режиме. The implementation of the same tool, including tangential injection nozzles on the leading edge of the cavity, increases the energy level on the outer part of the annular channel, preventing flow separation from the surface of the central body, and in the boundary layer above the cavity, thereby creating favorable conditions for continuous air flow around the object’s aerodynamic surface . The use of a boundary layer at the trailing edge of the cavity of the suction channel to localize the position of the attachment line allows creating, under certain parameters of the external flow, the most favorable conditions for air to flow into the inner part of the annular channel, in particular, to minimize the flow energy loss in the inner part of the annular channel. Such a solution is appropriate when using a device for controlling the flow with a limited set of parameters, for example, in takeoff and landing mode.

Условия обтекания могут быть еще улучшены выполнением сопел вдува и каналов отсоса на задней кромке с переменным расходом по длине каверны, т.к. в сочетании с формой каверны, центрального тела и проточных сечений воздухозаборников этот фактор позволяет в широких пределах влиять на распределение потока массы в полость каверны из внешнего течения. The flow conditions can be further improved by the implementation of injection nozzles and suction channels at the trailing edge with a variable flow rate along the cavity length, since in combination with the shape of the cavity, the central body and flow sections of the air intakes, this factor allows a wide range to influence the distribution of the mass flow into the cavity of the cavity from the external flow.

Выполнение воздухозаборников в виде профилированных каналов позволяет влиять на их гидравлические сопротивления и на условия течения на входе воздухозаборников и тем самым дает возможность реализовать наилучшие условия течения над каверной с одновременным снижением энергозатрат на отсос потока. При этом во всех случаях выполнение выходной части профилированного канала в форме диффузора приводит к снижению гидравлического сопротивления воздухозаборника. Размещение входа канала воздухозаборника в нормальном к поверхности центрального тела направлении способствует снижению потерь на развороте потока в кольцевом канале, а расположение входа канала в тангенциальном направлении к центральному телу препятствует возникновению отрыва на поверхности центрального тела и во внешней части кольцевого канала. The implementation of the air intakes in the form of profiled channels allows you to influence their hydraulic resistance and the flow conditions at the inlet of the air intakes and thereby makes it possible to realize the best flow conditions over the cavity with a simultaneous reduction in energy consumption for the flow suction. Moreover, in all cases, the implementation of the output part of the profiled channel in the form of a diffuser leads to a decrease in the hydraulic resistance of the air intake. Placing the inlet of the air inlet channel in the direction normal to the surface of the central body helps to reduce losses at the turn of the flow in the annular channel, and the location of the inlet of the channel in the tangential direction to the central body prevents separation on the surface of the central body and in the outer part of the annular channel.

Применение многоступенчатого эжектора с общим каналом, позволяющим регулировать расход воздуха, поступающего в проточную часть канала из полости центрального тела, в сочетании с возможностью объединения центральным телом функций ресивера отсоса и газовода обеспечило упрощение конструкции, выраженное в использовании минимального количества эжекторов, и позволило оптимальным образом решить проблему согласования источников отсоса. The use of a multi-stage ejector with a common channel, which allows controlling the flow rate of air entering the channel part from the cavity of the central body, in combination with the possibility of combining the functions of the suction receiver and gas duct by the central body, provided a simplification of the design, expressed in the use of the minimum number of ejectors, and made it possible to optimally solve the problem of matching suction sources.

Таким образом, приведенная совокупность признаков, характеризующих предложенное устройство управления погранич- ным слоем, обусловливает появление соответствующей совокупности технических результатов, которые обеспечивают решение задачи изобретения. Thus, the given set of features characterizing the proposed boundary layer control device determines the appearance of the corresponding set of technical results that provide a solution to the problem of the invention.

Анализ уровня техники показывает, что отсутствует устройство управления пограничным слоем, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам предлагаемого устройства, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне. The analysis of the prior art shows that there is no boundary layer control device that has features identical to all the essential features of the proposed device, which indicates its unknownness and, therefore, novelty.

Что касается признаков, отличающих заявленное устройство от ближайшего аналога, то сходные признаки известны из первого аналога, описанного в разделе, посвященном предшествующему уровню техники. Действительно, использование в этом аналоге для отсоса пограничного слоя проницаемого трубчатого тела, размещенного в углублении стенки диффузора, устраняет отрыв потока от ее поверхности. Однако при этом происходит почти полный слив пограничного слоя и такая перестройка течения в проточном тракте над углублением, которая соответствовала бы условиям, реализующимся в коротких диффузорах с большой степенью расширения и малым гидравлическим сопротивлением. As for the features that distinguish the claimed device from the closest analogue, similar features are known from the first analogue described in the section on the prior art. Indeed, the use in this analog for suction of the boundary layer of a permeable tubular body located in the recess of the diffuser wall eliminates flow separation from its surface. However, this almost completely drains the boundary layer and such a restructuring of the flow in the flow path above the recess, which would correspond to the conditions realized in short diffusers with a large degree of expansion and low hydraulic resistance.

В предложенном устройстве управления пограничным слоем отбор воздуха из каверны приводит к формированию течения со структурой линий тока, близкой к структуре в пограничном слое над твердой проницаемой поверхностью, например, перфорированной стенкой, что соответствует наилучшим условиям обтекания аэродинамической поверхности объекта, относящегося к области использования изобретения, например, летательного аппарата или другого транспортного средства. Это достигается благодаря конструктивному выполнению углубления в виде каверны определенной формы и использованию специального средства для фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя, отсасывающего элемента в виде центрального тела с воздухозаборниками и наличию кольцевого канала между центральным телом и каверной. Что касается последнего признака, то в рассматриваемом аналоге он отсутствует, т.к. в соответствии с описанием аналога сечение отсасывающего трубчатого элемента много меньше поперечного сечения углубления, в связи с чем поле течения в нем более соответствует структуре течения жидкости в полузамкнутом объеме с точечным стоком, чем в канале с проницаемой стенкой, ширина которого много меньше длины. In the proposed boundary layer control device, the selection of air from the cavity leads to the formation of a flow with a streamline structure close to the structure in the boundary layer above a solid permeable surface, for example, a perforated wall, which corresponds to the best conditions for flowing around the aerodynamic surface of an object related to the field of use of the invention, for example, an aircraft or other vehicle. This is achieved due to the constructive implementation of the recess in the form of a cavity of a certain shape and the use of special means to fix the position of the separation line and localize the position of the line of attachment of the boundary layer, a suction element in the form of a central body with air intakes and the presence of an annular channel between the central body and the cavity. As for the last sign, then in the considered analogue it is absent, because in accordance with the description of the analogue, the cross section of the suction tubular element is much smaller than the cross section of the recess, and therefore the flow field in it more closely matches the structure of the fluid flow in a semi-closed volume with a point drain than in a channel with a permeable wall, the width of which is much less than the length.

Таким образом, можно утверждать, что аналог не дает оснований для вывода об известности влияния отличительных признаков на достигаемый изобретением технический результат, что позволяет заключить о соответствии предложенного решения изобретательскому уровню. Thus, it can be argued that the analogue does not give reason to conclude that the influence of the distinguishing features on the technical result achieved by the invention is known, which allows us to conclude that the proposed solution meets the inventive step.

В дальнейшем изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено поперечное сечение поверхности объекта с образованной в ней полостью-каверной; на фиг. 2 каверна со средством фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя в виде сопел вдува и каналов отсоса; на фиг. 3 группа каверн с многоступенчатым эжектором; на фиг. 4 центральное тело с тангенциальным входом воздухозаборника; на фиг. 5 центральное тело с нормальным входом воздухозаборника. The invention is further illustrated by the drawings, where in FIG. 1 shows a cross section of the surface of an object with a cavity-cavity formed in it; in FIG. 2 cavity with means for fixing the position of the separation line and localizing the position of the line of attachment of the boundary layer in the form of injection nozzles and suction channels; in FIG. 3 group of caverns with a multi-stage ejector; in FIG. 4 central body with a tangential air intake; in FIG. 5 central body with normal air intake.

Устройство управления пограничным слоем (фиг. 1) состоит из одной или нескольких полостей-каверн 1, образованных на поверхности 2 объекта, например летательного аппарата. Каверны газодинамически связаны с источником низкого давления (на чертежах не показан) и имеют вид каналов, ориентированных поперек внешнего потока, направление которого 3 показано на фиг. 1, 2 стрелками. The boundary layer control device (Fig. 1) consists of one or more cavity-cavities 1 formed on the surface 2 of an object, for example, an aircraft. The caverns are gasdynamically coupled to a low pressure source (not shown in the drawings) and have the form of channels oriented transverse to the external flow, the direction of which 3 is shown in FIG. 1, 2 arrows.

В качестве источника низкого давления может быть использовано любое известное устройство, создающее разрежение, например, отсасывающий вентилятор. Внутри каверны закреплено любым удобным способом центральное тело 4, адекватное по форме полости каверны таким образом, что между телом 4 и стенками каверны 1 образуется кольцевой канал, имеющий открытый в поток внешний участок 5 и внутренний участок 6. Каверна 1 на поверхности 2 объекта выполнена таким образом, чтобы передняя 7 и задняя 8 ее кромки образовывали средство для фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя над каверной. При этом фиксация положения линии отрыва означает строгую геометри- ческую привязку положения указанной линии к элементам конструкции устройства (передней кромке 7 каверны 1), а локализация положения линии присоединения означает ограничение возможного смещения положения указанной линии (при изменении параметров внешнего потока) небольшим участком на задней кромке 8 каверны 1. Для этого передняя кромка 7 может быть выполнена острой, а задняя кромка 8 притупленной, как это изображено на фиг. 1. Ширина каверны превосходит ее глубину, а габаритные параметры центрального тела 4 должны соответствовать длине каверны и ее глубине таким образом, чтобы ширина кольцевого канала между центральным телом и каверной была бы меньше поперечного размера центрального тела по всей длине каверны. Форма центрального тела и каверны выполнены таким образом, что в кольцевом канале на внутреннем его участке 6 образуется проточный тракт в виде диффузора 9 и сопряженных с ним на входе и выходе двух конфузоров 10 и 11. As a source of low pressure can be used any known device that creates a vacuum, for example, a suction fan. Inside the cavity, a central body 4 is fixed in any convenient way that is adequate in shape to the cavity of the cavity in such a way that an annular channel is formed between the body 4 and the walls of the cavity 1, having an external section 5 open to the stream and an internal section 6. The cavity 1 on the surface 2 of the object is made so that the front 7 and rear 8 of its edges formed a means for fixing the position of the separation line and localizing the position of the line of attachment of the boundary layer above the cavity. In this case, fixing the position of the separation line means a strict geometric reference of the position of the specified line to the structural elements of the device (leading edge 7 of cavity 1), and the localization of the position of the connection line means limiting the possible displacement of the position of the specified line (when changing the external flow parameters) to a small area on the back the edge 8 of the cavity 1. For this, the leading edge 7 can be made sharp and the trailing edge 8 blunt, as shown in FIG. 1. The width of the cavity exceeds its depth, and the overall parameters of the central body 4 must correspond to the length of the cavity and its depth so that the width of the annular channel between the central body and the cavity is less than the transverse dimension of the central body along the entire length of the cavity. The shape of the central body and the cavity are made in such a way that in the annular channel on its inner section 6 a flow path is formed in the form of a diffuser 9 and two confusers 10 and 11 connected to it at the inlet and outlet.

Центральное тело выполнено полым и снабжено воздухозаборниками 12, размещенными на его поверхности. Проходное сечение воздухозаборников может быть переменным по длине каверны. Полость центрального тела сообщена с источником низкого давления, обеспечивающим при включенном отсосе отбор воздуха из кольцевого канала посредством воздухозаборников 12. Конструкция воздухозаборников может быть разнообразной, в том числе и наиболее простой в виде отверстий в поверхности центрального тела. Однако наибольшую эффективность всего устройства управления пограничным слоем обеспечивает выполнение воздухозаборников в виде профилированных каналов с диффузорной выходной частью 13, как это показано на фиг. 1, 4, 5. При такой реализации воздухозаборников входное сечение 14 профилированного канала может располагаться как в нормальном (фиг. 4), так и в тангенциальном (фиг. 5) направлении к поверхности центрального тела. Выбор определяется конкретной задачей и местом расположения воздухозаборника. Так, нормальное расположение входного сечения более эффективно при размещении воздухозаборников на поверхности центрального тела в зонах разворота течения в кольцевом канале каверны, как это показано на фиг. 4. В этом случае снижаются потери полного давления в кольцевом канале в окрестности входного сечения канала воздухозаборника. Для того, чтобы не допустить отрыва потока в кольцевом канале от поверхности центрального тела, целесообразно использовать тангенциальное расположение входного сечения профилированного канала и разместить воздухозаборники на центральном теле в промежутке между разворотами течения. В любом из вариантов расположения входного сечения канала воздухозаборника выполнение его выходной части 13 в виде диффузора уменьшает местное гидравлическое сопротивление профилированного канала и способствует тем самым снижению потерь полного давления отсасываемой части газа. The central body is hollow and provided with air intakes 12 located on its surface. The through section of the air intakes may be variable along the length of the cavity. The cavity of the central body is in communication with a low pressure source, which ensures that, when the suction is turned on, air can be taken from the annular channel through the air intakes 12. The air intakes can be designed in various ways, including the simplest in the form of holes in the surface of the central body. However, the greatest efficiency of the entire boundary layer control device is ensured by the implementation of air intakes in the form of profiled channels with a diffuser outlet part 13, as shown in FIG. 1, 4, 5. With this implementation of the air intakes, the inlet section 14 of the profiled channel can be located both in the normal (Fig. 4) and tangential (Fig. 5) directions to the surface of the central body. The choice is determined by the specific task and location of the air intake. Thus, the normal location of the inlet section is more effective when placing the air intakes on the surface of the central body in the zones of the flow reversal in the annular channel of the cavity, as shown in FIG. 4. In this case, the loss of total pressure in the annular channel in the vicinity of the inlet section of the air intake channel is reduced. In order to prevent flow separation in the annular channel from the surface of the central body, it is advisable to use the tangential location of the inlet section of the profiled channel and place the air intakes on the central body in the interval between the turns of the flow. In any of the options for the location of the input section of the air intake channel, the implementation of its output part 13 in the form of a diffuser reduces the local hydraulic resistance of the profiled channel and thereby reduces the total pressure loss of the suction part of the gas.

Изобретение позволяет воздействовать на внешний поток не только путем отсоса, но и посредством вдува газа в пристеночную часть потока, что осуществляется одним из вариантов выполнения средства фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя, представленным на фиг. 2. В этом варианте передняя кромка каверны выполнена в виде сопел 15 тангенциального вдува во внешний участок 5 кольцевого канала, а задняя кромка содержит щелевой канал отсоса 16. При этом сопла вдува и отсоса могут быть выполнены с переменным расходом по длине каверны. The invention makes it possible to influence the external flow not only by suction, but also by blowing gas into the wall part of the flow, which is carried out by one embodiment of a means for fixing the position of the separation line and localizing the position of the boundary layer attachment line shown in FIG. 2. In this embodiment, the leading edge of the cavity is made in the form of tangential injection nozzles 15 into the outer portion 5 of the annular channel, and the trailing edge contains the slotted suction channel 16. In this case, the blowing and exhaust nozzles can be made with a variable flow rate along the length of the cavity.

При использовании в устройстве группы каверн полость каждого из размещенных в них центральных тел может быть сообщена с источником низкого давления посредством многоступенчатого эжектора, представляющего собой канал 17, соединенный с внутренними объемами центральных тел газоводами 18 (фиг. 3). Посредством эжектора осуществляется согласование между собой отбора воздуха из каверн с различными величинами давления над ними в зоне положительного градиента давления на поверхности объекта. When using a group of caverns, the cavity of each of the central bodies placed in them can be communicated with a low-pressure source through a multi-stage ejector, which is a channel 17 connected to the internal volumes of the central bodies by gas ducts 18 (Fig. 3). By means of the ejector, the selection of air from the caverns with different values of pressure above them in the zone of a positive pressure gradient on the surface of the object is coordinated.

При обтекании воздухом объекта на передней кромке 7 каверны 1 происходит отрыв пограничного слоя. Однако отсос воздуха из полости каверны приводит к такому перераспределению энергии поперек пограничного слоя, при котором значительная его часть преодолевает возрастающее вниз по потоку давление и вновь присоединяется к поверхности объекта за пределами каверны. В результате формируется безотрывное обтекание поверхности, состоящей из непроницаемых частей твердых элементов стенки объекта и проницаемых участков в виде газодинамического продолжения твердой стенки. В целом такое образование известно под названием аэродинамической поверхности. По физической природе проницаемые участки аэродинамической поверхности представляют собой поверхности сепаратрисы 19, разделяющие внешнее течение (набегающий поток) и внутреннее течение (в каверне). Начало сепаратрисы располагается на линии отрыва пограничного слоя, а конец сепаратрисы на линии его присоединения. When air flows around the object at the leading edge 7 of the cavity 1, the boundary layer is torn off. However, the suction of air from the cavity of the cavity leads to such a redistribution of energy across the boundary layer, in which a significant part of it overcomes the increasing pressure downstream and rejoins the surface of the object outside the cavity. As a result, a continuous flow around the surface is formed, consisting of impermeable parts of the solid elements of the object wall and permeable sections in the form of a gas-dynamic extension of the solid wall. In general, such a formation is known as the aerodynamic surface. By their physical nature, the permeable sections of the aerodynamic surface are separatrix 19 surfaces that separate the external flow (incident flow) and the internal flow (in the cavity). The beginning of the separatrix is located on the separation line of the boundary layer, and the end of the separatrix is on the line of its joining.

Для того, чтобы избежать значительного изменения формы аэродинамической поверхности при изменении параметров внешнего течения, необходимо зафиксировать положение на объекте линии отрыва и локализовать положение линии присоединения пограничного слоя. Выполнение этого условия препятствует нестационарному характеру обтекания объекта в окрестностях указанных линий и исключает тем самым основной фактор дестабилизации течения. При выполнении средства фиксации линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя в виде острой передней кромки 7 каверны и притупленной задней ее кромки 8, соответствующие линии-сепаратрисы 19 будут располагаться на передней (линия отрыва) и задней (линия присоединения) кромках каверны. In order to avoid a significant change in the shape of the aerodynamic surface when changing the parameters of the external flow, it is necessary to fix the position on the object of the separation line and to localize the position of the line of attachment of the boundary layer. The fulfillment of this condition prevents the unsteady nature of the flow around the object in the vicinity of these lines and thereby eliminates the main factor of the destabilization of the flow. When executing the means of fixing the separation line and localizing the position of the boundary layer attachment line in the form of a sharp leading edge 7 of the cavity and its blunt trailing edge 8, the corresponding separatrix lines 19 will be located on the front (separation line) and rear (connection line) edges of the cavity.

Когда средство фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения образовано соплами вдува 15 и каналами отсоса 16, начало и конец сепаратрисы будут располагаться соответственно на выходе сопла вдува и на входе канала отсоса. When the means for fixing the position of the separation line and localizing the position of the connection line is formed by injection nozzles 15 and suction channels 16, the beginning and end of the separatrix will be located respectively at the exit of the injection nozzle and at the entrance to the suction channel.

В обоих случаях достигается геометрическая привязка сепаратрисы 19 к элементам поверхности объекта, однако во втором случае, кроме того, повышается уровень энергии во внутреннем течении открытой части 5 кольцевого канала, что позволяет избежать отрыва потока от поверхности центрального тела в этой части канала. In both cases, the geometrical linking of the separatrix 19 to the surface elements of the object is achieved, however, in the second case, in addition, the energy level in the internal flow of the open part 5 of the annular channel increases, which avoids separation of the flow from the surface of the central body in this part of the channel.

Работает устройство управления пограничным слоем следующим образом. The boundary layer control device operates as follows.

При безотрывном обтекании аэродинамической поверхности объекта, образовавшейся в результате отсоса, структура линий тока внешнего течения оказывается близкой к структуре линий тока в пограниченом слое над твердой проницаемой поверхностью. При этом на сепаратрисе 19 устанавливается поток массы в полость каверны 1. Изменяя геометрию каверны, центрального тела и профилировку проточных трактов воздухозаборников 12, можно в широких пределах влиять на распределение потока массы на сепаратрисе, реализуя тем самым различные режимы безотрывного обтекания поверхности 2 объекта. During continuous flow around the aerodynamic surface of an object formed as a result of suction, the structure of the streamlines of the external flow is close to the structure of the streamlines in a boundary layer above a solid permeable surface. In this case, the mass flow is established on the separatrix 19 in the cavity of the cavity 1. By changing the geometry of the cavity, the central body and the profiling of the flow paths of the air intakes 12, it is possible to influence the distribution of the mass flow on the separatrix in a wide range, thereby realizing various modes of continuous flow around the surface of the object 2.

Так как включение отсоса приводит к появлению градиента давления в направлении полости каверны, то есть в ортогональном по отношению к скорости внешнего потока направлении, то траектории частиц газа искривляются, и в кольцевом каверны реализуется течение со спиральными линиями тока 20, 21 с началом на сепаратрисе 19 и концом на входах каналов воздухозаборников 12. Траектория частиц газа содержит несколько разворотов на 180^о у торцов центрального тела, что может быть причиной потерь полного давления в кольцевом канале. Однако эти потери уменьшаются благодаря выполнению канала в виде конфузорно-диффузорного проточного тракта, а также размещению воздухозаборников на центральном теле в местах разворота потока.Since the inclusion of a suction leads to the appearance of a pressure gradient in the direction of the cavity of the cavity, that is, in the direction orthogonal to the velocity of the external flow, the trajectories of the gas particles are bent, and a flow with spiral lines of current 20, 21 starts at the separatrix 19 and end at the inputs of air intake duct 12. The path of gas particles comprises a plurality ^of turns 180 at the ends of the central body, which may cause a total pressure loss in the annular channel. However, these losses are reduced due to the implementation of the channel in the form of a confuser-diffuser flow path, as well as the placement of air intakes on the central body at the points of the flow reversal.

В некоторых случаях характер спиралеобразного движения частиц газа в кольцевом канале может быть нарушен из-за отрыва течения на поверхности центрального тела на внешнем участке 5 канала. Такой отрыв возникает при избыточной длине внешнего участка кольцевого канала. Для предотвращения отрыва на поверхности центрального тела, ограничивающей указанный участок, с нее в этом случае осуществляется слив пограничного слоя через воздухозаборник с тангенциальным входом. In some cases, the nature of the spiral-like motion of gas particles in the annular channel may be impaired due to flow separation on the surface of the central body in the outer section 5 of the channel. This separation occurs when the excess length of the outer portion of the annular channel. To prevent tearing off on the surface of the central body bounding the indicated section, in this case, the boundary layer is drained from it through an air intake with a tangential inlet.

Поступая в полость центрального тела по профилированному каналу воздухозаборника, поток газа испытывает меньшее сопротивление, чем в случае отсутствия профилировки, что позволяет сохранить полное давление газа на более высоком уровне и улучшает условия его перемещения к источнику низкого давления. Если на поверхности 2 объекта давление внешнего потока переменно по длине каверны, то и массоотбор из каверны тоже будет переменным, т.к. местный расход газа в полость центрального тела зависит от перепада давления на входе воздухозаборника и в источнике низкого давления. Если при этом вдоль каверны меняется и градиент давления во внешнем потоке, то интенсивность массоотбора при неизменном проходном сечении воздухозаборника может не соответствовать оптимальным условиям безотрывного обтекания данного участка поверхности 2. Так, например, если градиент давления в потоке уменьшается вдоль каверны, то для присоединения пограничного слоя может оказаться достаточным более низкий уровень отсоса в зонах с меньшим градиентом давления, что и осуществляется за счет изменения местного проходного сечения воздухозаборника. Entering the cavity of the central body through the profiled channel of the air intake, the gas flow experiences less resistance than in the absence of profiling, which allows you to keep the total gas pressure at a higher level and improves the conditions for its movement to a low pressure source. If on the surface 2 of the object the pressure of the external flow is variable along the length of the cavity, then the mass sampling from the cavity will also be variable, because local gas flow into the cavity of the central body depends on the pressure drop at the inlet of the air intake and in the source of low pressure. If at the same time the pressure gradient in the external flow also changes along the cavity, then the mass sampling rate at a constant flow area of the air intake may not correspond to the optimal conditions for continuous flow around this surface area 2. For example, if the pressure gradient in the flow decreases along the cavity, then for the boundary layer may be sufficient lower suction in areas with a lower pressure gradient, which is due to changes in the local flow area of the air abornika.

Аналогичным образом достигаются оптимальные условия образования сепаратрисы 19, когда в качестве средства фиксации положения линии отрыва и локализации положения линии присоединения пограничного слоя используются, соответственно, сопла 15 тангенциального вдува и каналы 16 отсоса. В этом случае вдоль каверны изменяются их расходные характеристики. Similarly, the optimal conditions for the formation of the separatrix 19 are achieved when, as a means of fixing the position of the separation line and localizing the position of the boundary line attachment line, respectively, tangential injection nozzles 15 and suction channels 16 are used. In this case, along the cavity their flow characteristics change.

В случае применения группы каверн воздух из полости каждого центрального тела поступает в общий канал 17 эжектора посредством газоводов 18. Поток газа в канале 17 эжектирует воздух из полостей центральных тел в общий тракт, причем количество эжектируемого газа может изменяться за счет изменения гидравлического сопротивления проточных каналов газоводов 18, позволяя тем самым настраивать систему на оптимальные энергозатраты для отсоса из группы каверн, расположенных в направлении положительного градиента давления. In the case of using a group of caverns, air from the cavity of each central body enters the common channel 17 of the ejector by means of gas ducts 18. The gas flow in the channel 17 ejects air from the cavities of the central bodies into the common path, and the amount of ejected gas can vary due to a change in the hydraulic resistance of the flow channels of the gas ducts 18, thereby allowing the system to be tuned to optimal energy consumption for suction from a group of caverns located in the direction of a positive pressure gradient.

Приведенный выше материал свидетельствует, что при работе устройства устанавливается безотрывное обтекание поверхности объекта в области положительного градиента давления, и при этом в полости каверны вокруг центрального тела формируется такое течение, при котором полное давление отсасываемого воздуха будет более высокого уровня, чем это имело место в ближайшем аналоге. Кроме того, достигается лучшая управляемость потоком в кольцевом канале между центральным телом и каверной, что позволяет улучшить и условия обтекания поверхности объекта. The above material indicates that during operation of the device a continuous flow around the surface of the object is established in the region of a positive pressure gradient, and in this case, a flow is formed in the cavity of the cavity around the central body at which the total pressure of the sucked air will be higher than what happened in the nearest analogue. In addition, better controllability of the flow in the annular channel between the central body and the cavity is achieved, which improves the flow around the surface of the object.

Все это свидетельствует, что изобретение позволяет уменьшить энергопотребление системы отсоса и улучшить аэродинамические характеристики объекта, то есть решить поставленную задачу. All this indicates that the invention allows to reduce the energy consumption of the suction system and improve the aerodynamic characteristics of the object, that is, to solve the problem.

Изобретение может быть использовано в системе управления пограничным слоем на элементах конструкции летательных аппаратов, а также на других транспортных средствах, при движении которых возможно ухудшение аэродинамических характеристик, вызванное отрывом потока от их поверхности. The invention can be used in the control system of the boundary layer on the structural elements of aircraft, as well as on other vehicles, the movement of which may deteriorate the aerodynamic characteristics caused by separation of the flow from their surface.

Claims

1. BORDER LAYER CONTROL DEVICE made in the form of one or several cavity cavities formed on the surface of the object in the form of channels located one after the other downstream in the transverse direction to it, while the cavity of the cavity is gasdynamically connected to a low pressure source and equipped with means fixing the position of the separation line and localizing the position of the line of attachment of the boundary layer, and the width of the cavity exceeds its depth, and in each cavity there is a central body with an adequate shape with the formation of the walls of the cavity of the annular channel with an external section bounded by the central body and the aerodynamic surface of the object, while the width of the annular channel is less than the transverse size of the central body, characterized in that the central body is hollow and communicates with a low pressure source, and the gas-dynamic connection of the cavity with the source low pressure is carried out by means of air intakes located on the surface of the central body in communication with the cavity of the central body, with the shape of the center nogo body cavity and is adapted to define an annular channel in its convergent-diffuser flow path.

2. The device according to claim 1, characterized in that the means for fixing the position of the separation line and localizing the position of the boundary layer attachment line is made in the form of a sharp leading edge of the cavity and a blunt trailing edge of the cavity.

3. The device of claim 1, characterized in that the means for fixing the position of the separation line and localizing the position of the boundary layer attachment line are made in the form of tangential injection nozzles formed on the leading edge of the cavity in the outer portion of the annular channel and suction channels on the trailing edge of the cavity.

4. The device according to claim 3, characterized in that the tangential injection nozzle and the suction channels on the trailing edge of the cavity are made with a variable flow rate along the length of the cavity.

5. The device according to paragraphs. 1-4, characterized in that the air intakes are made with a variable cross-sectional length along the cavity.

6. The device according to claims 1-5, characterized in that the air intakes are made in the form of profiled channels with a diffuser outlet.

7. The device according to claim 6, characterized in that the shaped channels of the air intakes are made with an inlet section tangential to the surface of the central body.

8. The device according to p. 6, characterized in that the shaped channels of the air intakes are made with an inlet section normal to the surface of the central body.

9. The device according to paragraphs. 1-8, characterized in that the cavity of each Central body is in communication with the source of low pressure through a multi-stage ejector with a common channel with the ability to control the flow of air entering the flowing part of the channel from the cavity of each Central body.