爱吱声

标题: 等离子体流动控制的应用 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2022-8-27 12:42
标题: 等离子体流动控制的应用
本帖最后由 晨枫 于 2022-8-26 23:19 编辑 ' E: [- e: t' R" `& n, l# q
5 e9 W" Q! ]! i0 V; i) f' z# A
《南华早报》8月26日报导，中国《航天动力学报》发表文章，阐述等离子体流动控制方法，用高压电对机翼表面气流极化，增强能量，避免失速，并附了一张图片：
' s- I9 A- B3 f! Q6 j
! q4 c$ M" p% t7 g; ?7 [ " n" Y0 x, n9 }/ ]; O9 W% y& T& Q
图中机翼前缘古铜色的就是等离子体发生器，图源：中航研究院低速和高雷诺数空气动力实验室。
7 w& K9 I+ ?8 W) W# ~3 D% ?3 M& J4 v4 B0 G- W- e- h% x
文章的重点是解决无尾飞翼纵向力矩短的问题，一旦进入失速，容易迅速发展为深度失速，造成失事。2008年，关岛一架B-2在起飞时，由于仪表故障，飞控将飞机过早拉起，迅速进入无法改出的深度失速，两名飞行员跳伞逃生成功，飞机坠毁。% s" b+ J3 y2 I! v' d- `% _3 B
; }% N8 ?7 y6 r. W# C. N$ k
文章称，采用等离子体流动控制技术后，即使在108公里/小时的低速，依然没有发生失速。
6 o; m; _/ \: u% r6 P5 ]1 O% H# z( [; u3 ?$ \6 H8 d  J
看到消息，不明觉厉。赶紧搜了一下，发现中文文献里，等离子体流动控制的研究很多，从亚音速到高超音速，什么都有。大多只有摘要，少数则是纯学术叙述，很难看懂。但也有一些都相对浅显的综述。再放狗搜英文那边，也发现这是很热门研究话题。
6 c' b. R# B) r- s5 s% z
4 k, G4 R) n1 {' {) \$ n2 b8 x6 j根据看来的一知半解，大概是这么回事：: X- H! W- c/ b. ]6 K( }6 b: _

; a+ g: D7 J5 ^/ q: }) i+ a用高压电对流经的空气电击极化后，可以根据需要，在流路后方通过电场的极性控制，要么把带电的空气拉过来，要么把带电的空气推出去。
$ `# e& z0 I1 |6 Y6 y% T$ u7 e( s/ M1 Z9 m
在失速控制的情况下，需要避免气流分离，因此要拉过来，使得气流继续贴附在机翼表面，继续产生升力。  g- n- ~4 e$ P, ~; T0 l
; z* Z3 ^: a) {* h- h
3 {3 q3 H; G$ s
左为等离子体发生器关闭，有明显的气流分离；右为等离子体发生器打开，气流在超大迎角下依然可靠贴附
  U. Y4 f' _  ?* J& R0 [- ?7 z. x% C6 m+ a* |
在气动控制的情况下，需要在没有机械尾翼或者副翼情况下，用“推出去”改变气流方向，达到飞行控制。
  h/ }+ N1 ^" h- k: n. u& N7 A0 y7 ~# w; f$ e) Z; Q
也就是说，等离子体流动控制不仅可用于防失速控制，还可用于补充甚至替代尾翼、襟翼、副翼的作用。在理论上，在图中中央机体的侧壁用一对等离子体发生器，也可以实现B-2必须用开裂式副翼才能实现的方向控制，而不需要有影响隐身的蒙皮开口或者气动控制面开缝。
$ J/ N1 G& ^6 Y; C% c
& \* c, ?! v8 E* F6 v. X; g与常规的机械舵面相比，没有机械舵面和作动机构，取消常规的机械连杆和液压，减轻重量，有利于隐身，有利于高超音速飞行，反应非常敏捷。缺点是需要高电压的等离子体发生器，等离子体对空气性质（温度、密度、在雷雨区的带电等）敏感，飞控需要补偿。
5 H# ?2 d5 u5 z! @0 {* M+ ^, V, [  a: R, `
但等离子体流动控制的潜力是无可置疑的。很高兴看到中国不仅在进行相关的一般理论研究，还结合具体的飞机构型进行更加实用的应用研究。; i% e! @- Q1 u/ N% T, ~
: s! L" T% I/ i. g  h& q6 A1 D; V& ?
顺便提一句，等离子体还可用于飞行器隐身，用暗淡、模糊的影子掩盖清晰、明亮的雷达发射特征，这是多年前俄罗斯吹得很厉害的，但是否达到实用，谁也说不清楚。图中的等离子体发生器也恰好在最需要隐身的机翼前缘，是巧合吗？不是巧合吗？
2 }4 ~- O/ M( q) c* u5 M. v8 H- ]3 G- k" E2 R, C
至于图中的飞机像什么，一千个人的眼里有一千个哈姆雷特，我只看到几乎通长而且截面规整的中央机体，推断是高度融合的翼身融合体，但不是纯无尾飞翼。前者的好处是保留了承力的圆筒形中央机体，筒形机体内还便于布设几乎全长的武器舱，可以携带长大的重型武器。看发动机舱形状，估计是双发，如果是两台WS20，估计最大起飞重量可达150吨级，比轰-6K增加50%。还是比B-2小，但可能和B-21相近。
4 L" \4 V7 b8 V% l! q+ ]2 s/ {  B* q
但这到底是什么，我真是什么也不知道。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2022-8-27 14:06
图中的模型还是带副翼啊。
作者: 晨枫    时间: 2022-8-27 23:06
鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 00:06
* t- [( d8 \  E+ G' P6 [图中的模型还是带副翼啊。

8 P, {: R# ?5 b+ T( y是的，这是失速控制研究，没有用于飞行控制
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2022-8-27 23:42
工程能实现的话及其牛逼～ 这么下去离造飞碟也不远了～
# g: D) F4 [1 {, a* n, F$ ]1 K7 B9 H7 p/ H  \0 ]# g
副翼等机构省下来的话减重不少，不知电力方面增重怎么样。
+ J* j# \$ y; j8 q: y$ K' G5 N$ c% \4 y  r# ^1 |; Y
这东西跟马伟明教授搞的沾边不？
作者: 晨枫    时间: 2022-8-28 00:27
鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 09:42
6 k0 |6 q' a+ @工程能实现的话及其牛逼～ 这么下去离造飞碟也不远了～! W0 B) [" [" h  b' P- c% S

" Z2 |: K7 @# n9 L& k9 `副翼等机构省下来的话减重不少，不知电力方面增重 ...

" }$ k% t( t0 ?' q- ^- f3 v6 t这些都还不清楚。发电需要增加的动力代价也不清楚。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2022-8-28 00:52
海水电极化是不是比空气更容易？如果应用到潜艇上，是不是不需要螺旋桨了？
0 L2 y* p( l# Q& k8 B) w0 Z; Z6 y! J9 k8 k% ^  t
想想就兴奋～
作者: 晨枫    时间: 2022-8-28 01:38
鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 10:52  E, U( X$ i! o4 h$ X1 }
海水电极化是不是比空气更容易？如果应用到潜艇上，是不是不需要螺旋桨了？+ e3 E; E6 T5 V% I9 J& ]& o

3 |/ Z, e& T" O2 ^  l' I想想就兴奋～ ...

: W( g% @- p0 a1 {这就是磁流体推进
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2022-8-28 06:40
晨枫 发表于 2022-8-28 01:38: A; E3 Q% _$ _0 c5 g3 B! ^! l
这就是磁流体推进

0 l) [' z1 F: {! a据说葫芦岛正在同时建好几艘攻击核潜艇。。没准儿有磁流体动力的。
作者: 晨枫    时间: 2022-8-28 07:03
鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 16:40" q& P' k2 C5 o+ ^5 A
据说葫芦岛正在同时建好几艘攻击核潜艇。。没准儿有磁流体动力的。

' J7 @/ [# r! Z. ?4 o8080年代就传说苏联以经搞成了，结果是误传。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2022-8-28 08:24
晨枫 发表于 2022-8-28 07:03. X. d  |) @' Z. V) [1 w$ f
8080年代就传说苏联以经搞成了，结果是误传。

  [  J$ h3 L  F) m2 `6 E这东西不容易搞。。即使动力有了，如果同时搞一个巨大的磁场出来，反潜机飞过就能探到。
作者: 晨枫    时间: 2022-8-28 08:47
鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 18:24
& V2 f0 [. u$ p9 [/ L这东西不容易搞。。即使动力有了，如果同时搞一个巨大的磁场出来，反潜机飞过就能探到。 ...
2 r2 ], G( {; t- Y! `
正是这个问题。
作者: 料理鼠王    时间: 2022-8-28 09:32
这算不算是官泄H20的小照？
作者: 晨枫    时间: 2022-8-28 10:52
料理鼠王 发表于 2022-8-27 19:32- g9 g3 B: O' Z- R# ]
这算不算是官泄H20的小照？
- [8 ^  J- S" A9 f. B
我什么也不知道
作者: testjhy    时间: 2022-8-28 17:11
看标题还以为核聚变有啥突破呢，
作者: 北京阿新    时间: 2022-8-29 00:42
料理鼠王 发表于 2022-8-28 09:327 H% P( W* v0 S. t
这算不算是官泄H20的小照？
; r$ e, B9 R; v3 K7 ]" f
感觉是拿着B-2的模型做实验，和H20不见得有什么关联



欢迎光临 爱吱声 (http://www.aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2