本發明涉及一種用于控制旋翼飛行器的機身的艙室出口處的空氣在預定流動方向上的流動的空氣引導裝置。本發明還涉及一種具有這種空氣引導裝置的旋翼飛行器。

背景技術：

1、一般來說，在旋翼飛行器的機身上預知多個空氣入口和出口。這樣的空氣入口和出口通常用于給整流罩上的油冷卻器、空調系統、航空電子艙提供冷卻或簡單地確保座艙通風。通常，入口位于滯流區域，出口位于旋翼飛行器上的負壓區域。因此，在巡航飛行期間，空氣被迫進入入口并從出口吸出，而不實施任何風扇，因此沒有任何額外的能量消耗。

2、在旋翼飛行器上實現的大多數出口有兩種。第一種出口由簡單的金屬片制成，該金屬片經過切割和彎曲形成格柵。格柵通常確保出口部分處特定的流動方向，與機身外表面相比，該出口部分的流動方向通常在30°和50°之間。第二種出口在出口部分上實現向后的勺狀物，其可以確保出口周圍的流動方向幾乎與機身相切。第一種出口通常更輕、簡單且在機身表面上制作和實施—甚至改造—的成本低，但是可能通過破壞表面氣流的穩定而更容易觸發氣流分離。第二種出口通常比第一種出口稍重，更難安裝在機身上，但可以更好地使出口氣流與機身表面一致。

3、例如，文獻ru203671u1描述了一種具有進氣裝置的排氣裝置外殼，用于降低廢氣溫度。

4、在文獻cn202624638u和us2362552a中描述了類似的進氣結構。在文獻us2012/0273609a1中描述了邊界層吸力系統。

5、所描述的用于空氣入口和出口的現有技術方案通常會導致局部氣流分離，這種局部氣流分離通常發生在出口位于負壓區域時，就在壓力恢復開始之前不久。這些局部氣流分離可能會引發通常具有不穩定性質的更大的氣流分離，這樣的氣流分離與升力表面相互作用可能會導致強烈振動。在最好的情況下，這些空氣動力學激勵可能會損害舒適性，而在最壞的情況下可能會由于疲勞而危及結構完整性。

6、此外，現有技術的文獻都沒有描述在艙室出口處的避免或至少減少可能發生在出口部分下游的氣流分離的空氣引導裝置。

技術實現思路

1、因此，本發明的目的是提供一種新的空氣引導裝置，用于控制旋翼飛行器的機身的艙室出口處的空氣在預定流動方向上的流動，以減少氣流分離。這種目的通過具有權利要求1的特征的空氣引導裝置得以解決。

2、更具體地說，根據本發明，提供了這樣一種空氣引導裝置，其用于控制旋翼飛行器機身的艙室出口處的空氣在預定流動方向上的流動。空氣引導裝置包括連續表面、第一流通開口和第二流通開口。連續表面具有縱向方向，并在機身外部覆蓋艙室出口。連續表面形成用于引導艙室出口處的空氣流的流動通道。第一流通開口形成在連續表面與機身之間的流動通道的第一位置處。第一流通開口形成空氣入口區域。第二流通開口形成在連續表面與機身之間的流動通道的第二位置處。更具體地說，第二流通開口在預定流動方向上布置在第一流通開口的下游。第二流通開口形成空氣出口區域，其中空氣入口區域小于空氣出口區域。

3、有利地，本發明的空氣引導裝置涉及覆蓋出口部分的動態勺狀物，其在向前飛行狀態下具有上游入口和下游出口。上游入口在勺狀物前緣處具有圓形唇緣，以在流動流沒有沿勺狀物縱向方向正確對齊時避免局部氣流分離。更具體地說，在向前飛行狀態下，沿固體表面流動的空氣通過入口進入勺狀物，并將氣流從內部艙室推向出口。在懸停狀態下，勺狀物的入口和出口都充當流出口，從而具有較大流出部分區域。

4、空氣引導裝置的入口部分區域和出口部分區域的尺寸被設置為使得在標稱向前飛行狀態下，來自內部艙室的質量流和來自勺狀物入口部分的質量流在出口流中加起來達到基本上等于勺狀物出口區域周圍的氣流的速度。此外，流動方向將與機身表面相切。這些特性將避免局部氣流分離，從而避免較大的氣流分離，這種氣流分離在與提升表面相互作用時可能會導致強烈振動，該振動可能損害舒適性和/或由于疲勞而危及旋翼飛行器的結構完整性。

5、因此，本空氣引導裝置確保了與安裝該空氣引導裝置的表面相切的流出方向，并且確保了出口部分處的流速基本上等于勺狀物本身周圍的流速，從而將避免出口部分處的氣流分離。此外，本空氣引導裝置可以通過例如拆卸出口格柵并安裝新的出口格柵而在現有出口部分上進行改造。

6、根據一些方面，連續表面可以包括平臺段和兩個彎曲段。優選地，平臺段與艙室出口分隔預定距離以限定第一流通開口和第二流通開口各自的開口高度。這兩個彎曲段可以界定第一流通開口和第二流通開口各自的開口寬度。

7、優選地，第一流通開口的開口高度和開口寬度分別小于或等于第二流通開口的開口高度和開口寬度。

8、根據一些方面，平臺段可在預定流動方向上形成為具有輪廓，該輪廓在第一位置處包括翼型形狀的端部，使得平臺段在第一位置處的厚度大于在第二位置處的厚度。

9、優選地，在第一位置處的較大厚度與空氣出口區域相比減小了空氣入口區域。

10、根據一些方面，平臺段可包括在第一位置處的與艙室出口相對布置的突起，使得平臺段在與艙室出口相對的內側面上形成傾斜部分。

11、優選地，在傾斜部分中，內側面與艙室出口之間的距離在預定流動方向上從突起朝向第二流通開口增大。

12、根據一些方面，平臺段可包括從傾斜部分朝向第二流通開口平行于機身的外表面延伸的部分。

13、根據一些方面，第一流通開口和第二流通開口可以沿連續表面的縱向方向彼此相對地定位。

14、優選地，兩個彎曲段相對于縱向方向至少基本對稱地定位。

15、在垂直于縱向方向的參考平面中，在任一個彎曲段上的任意點處的切線與平臺段的外側面形成小于或等于90°的角度。

16、根據一些方面，空氣引導裝置還可以包括分流器。分流器可以沿縱向參考平面延伸，其中縱向參考平面將連續表面分成兩個對稱部分。

17、根據一些方面，空氣引導裝置還可以包括布置在第二流通開口處的波浪形結構。

18、本發明還提供了一種具有如上所述的空氣引導裝置的旋翼飛行器。旋翼飛行器包括機身、位于機身上的艙室出口以及在艙室出口處安裝到機身上的如上所述的空氣引導裝置。

19、根據一些方面，艙室出口可以包括至少一個弓形艙室出口邊緣，該至少一個弓形艙室出口邊緣布置在機身內部，用于引導來自機身內部的空氣流通過艙室出口。

20、優選地，在旋翼飛行器的向前飛行方向上，所述至少一個弓形艙室出口邊緣由在相反方向上彎曲的前弓形裝置和后弓形裝置形成。

21、根據一些方面，空氣引導裝置的連續表面可以包括將氣流朝向空氣引導裝置的第二流通開口引導的部分，并且該部分優選地平行于機身的外表面布置。

22、根據一些方面，空氣引導裝置的第一流通開口和空氣引導裝置的第二流通開口優選地沿空氣引導裝置的連續表面的縱向方向彼此相對地定位。

23、連續表面可以包括相對于縱向方向至少基本對稱地定位的兩個彎曲段。

24、在垂直于縱向方向的參考平面中，在任一個彎曲段上的任意點處的切線優選與機身的外表面形成大于或等于90°的角度。

25、根據一些方面，空氣引導裝置的第一流通開口的空氣入口區域和空氣引導裝置的第二流通開口的空氣出口區域之和優選地大于艙室出口的出口區域。

26、優選地，空氣引導裝置的第一流通開口的空氣入口區域、空氣引導裝置的第二流通開口的空氣出口區域和艙室出口的出口區域的尺寸被設置為在旋翼飛行器的懸停飛行期間將來自機身的內部的空氣通過艙室出口朝向空氣入口區域和氣體出口區域引導。