Управление пульсациями давления в каверне с помощью плазменных ДБР актуаторов с применением системы обратной связи

Перспективные средства управления летательными аппаратами нуждаются в разработке новых методов управления потоком вблизи аэродинамических тел, так как использование традиционных методов воздействия исчерпывает свой потенциал. Одним из таких прорывных методов является использование газоразрядной плазмы. Плазменные актуаторы способны осуществлять безынерционное воздействие на частотах до сотен килогерц. Применение механических элементов ограничено частотой работы устройств, которая, как правило, не превышает 1кГц. К тому же плазменные актуаторы не требуют сложных массогабаритных управляющих систем. Электрификация основных узлов управления летательного аппарата соответствует концепции More electric aircraft и позволяет унифицировать его конструкцию, повысить ее надежность. В данном направлении ведутся активные прикладные исследования в США, Франции, Австралии, Китае и других странах. Однако известные по литературе работы далеки от завершения. В настоящее время российские ученые, работающие в ОИВТ РАН, обладают существенным заделом в части исследования влияния диэлектрических барьерных разрядов (ДБР) на характеристики дозвуковых потоков вблизи аэродинамических тел. В данной работе предполагается провести экспериментальное исследование воздействия поверхностного ДБР на развитие гидродинамических возмущений на новом аэродинамическом объекте: в каверне. При этом впервые будет использован модуль управления обратной связи. Обтекание полости характеризуется сложным процессом естественной обратной связи, который приводит к самоподдержанию колебания на дискретном наборе частот. Возникающие при этом акустические резонансы в полостях отсеков летательных аппаратов могут достигать уровней звукового давления 175 дБ при числах Маха, равных 0.5. Такие большие колебания давления создают высокое сопротивление, непредсказуемые нагрузки во время открытия люка, а также приводят к усталостному разрушению и, как следствие, к ранним структурным отказам внутри летательного аппарата. Задача снижения акустического шума летательного аппарата, в том числе исходящего от полостей фюзеляжа на режиме взлета и посадки, является крайне актуальной в гражданской и военной авиации. Генерация искусственных возмущений с помощью плазменного актуатора в противофазе естественными возмущениям каверны, по-видимому, позволит существенно снизить резонансные колебания давления в исследуемой модели. Таким образом станет возможным снижение генерации акустических волн.