作者：2017级本科生 刘韶宇 车辆学院
指导老师：张扬军 车辆学院
关键词：比菲尔德-布朗效应；流动控制执行器；流动传感器；吹气蒙皮
摘要
在实现闭环流动控制的过程中涉及流动控制执行器和流动传感器两套不同的系统，这使得闭环流动控制系统整体上过于庞大，因此闭环控制难以走向实际应用。我们团队提出了一个全新的设想，即将原本是两套系统的流动传感器和流动控制执行器整合成为一套系统，这将解决整个闭环控制系统过于庞大的问题，让未来气流的智能控制成为可能。我们还基于比菲尔德布朗效应的原始装置设计了该设想的一种实现装置——集多点表面双向吹气激励和多点表面静压力感知功能于一体的“吹气蒙皮”，并对该装置进行了初步测试。
背景
比菲尔德-布朗效应（Biefield-Brown effect）描述的现象是：在不对称的一对电极间加上大电势差（几万伏）时，整个结构会产生一个漏电流方向上的宏观气流，同时会受到一个反向推力。去年，一个来自MIT的团队正是利用这一效应产生的反推力制造了世界上第一架“纯固态飞机”。该我们想利用该效应来实现我们在流动控制上的目标。
装置设计
比菲尔德-布朗效应的原始装置衍生出了一种能产生沿表面方向射流激励的新型流动控制执行器——介质阻挡放电激励器，和一种新型静压/流速传感器——对称双针尖放电流动传感器。我们将这两种装置整合在了同一个二维表面上，制成了一张可在其上任何位置产生双向吹气激励或在任何位置上感知表面流场静压力/流速的一张“吹气蒙皮”。而且我们仅需要改变通电方式就能在“吹气蒙皮”上同一个位置附近实现它的以上多个功能。
图一 “吹气蒙皮”功能
应用前景
“吹气蒙皮”可贴装在任何需要进行流动控制的气动表面上，相信该面向未来的流动控制系统将应用于如压气机叶片表面边界层控制，以及各种未来的飞行器（如下一代战斗机、全电推进飞机等）的外流动控制（包括机身表面边界层控制以及发动机短舱进口分离流控制）。
