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[武器展望] 等离子体流动控制的应用

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 楼主| 发表于 2022-8-27 12:42:54 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2022-8-26 23:19 编辑
7 }  J; j2 j& S$ u3 ]- w
, Z9 E/ q5 F4 o《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:
' T. L0 ^* H5 G: z4 ^8 ]; f' `! p6 n9 r2 Y. Y3 k0 i

; G2 c1 O  p( `2 l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。
( V# B2 w. n6 @; L- H9 z8 {0 r( o' F) R
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。
5 q! H; @; U9 T" d6 o: p" ~* }- B# a0 p# N7 x9 D& `& P7 m
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。& |+ {, P4 R! f
0 V' [1 ?' M# z+ f4 @5 t8 k
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。) ^( f& h9 ~3 ~9 ~% @8 W
& |6 p6 A0 k; _% M1 X1 w: P
根据看来的一知半解,大概是这么回事:! \  O( y! |6 v3 g( ?( C& j

5 o7 a9 ^; |8 a, X3 u5 s( l7 I4 O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。1 a  H; G9 w/ B) C5 o3 n% x
. _, |/ }7 ~' O. q, w9 R- o
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。' t: T2 N3 O3 K6 c7 R: J3 X7 |

- }% R' O  o6 y3 b$ N
4 q, h" [3 e- e6 Y* L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
5 b" y+ E; t# Q! C* y
$ ~+ r$ W8 D" R9 ]6 f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。9 e3 f; j% W9 C2 v' f' Y
7 M" r8 a; J- x- V( h
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。
0 l' t' ?. ^: s* D. ~& f
; t, @7 U) z% u: ~4 r# q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。! o+ J/ |4 U' h3 s  ?& }
/ X1 k/ i8 R2 Q4 w/ Q
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。8 S7 Q$ I2 E+ i7 ^, N
/ y$ F8 r% j# \
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?
( [8 l# _4 c4 f! k
) R# T; t- U, ~1 k2 z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。
: ?/ ^2 _) u' ^% B- j4 e5 L: h# d- l0 T9 Y% i
但这到底是什么,我真是什么也不知道。

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    开心
    2026-2-1 23:57
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    [LV.8]合体

    沙发
    发表于 2022-8-27 14:06:29 | 只看该作者
    图中的模型还是带副翼啊。
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    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 2022-8-27 23:06:52 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 00:06
    , P: v; X9 _- P& p# O8 v图中的模型还是带副翼啊。
      |7 s( L# o3 O2 k8 s- T/ Q
    是的,这是失速控制研究,没有用于飞行控制
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  • TA的每日心情
    开心
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    [LV.8]合体

    地板
    发表于 2022-8-27 23:42:06 | 只看该作者
    工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~
    0 l$ J0 b+ b- L0 J( L2 @' }$ }. \. ?' q* s& H2 W2 Z
    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。/ F+ z% z& i5 R

    7 Q, j9 Z/ O* k9 S+ Y这东西跟马伟明教授搞的沾边不?
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    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2022-8-28 00:27:36 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 09:429 g2 u& q8 ~7 t  C! V( w5 e
    工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~
    + c4 f! ^+ ^% }
    3 s. U8 u5 E% ~/ J: q; ?' T副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...

    ( f! d6 t/ t, c2 u& z( F$ Z这些都还不清楚。发电需要增加的动力代价也不清楚。
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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
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    [LV.8]合体

    6#
    发表于 2022-8-28 00:52:50 | 只看该作者
    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?7 I1 t. F1 D* x$ ~% s
    & A5 |, Y) C0 V( ^0 ?5 P
    想想就兴奋~
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    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2022-8-28 01:38:39 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 10:52
    ; h& ~- A, q) h0 R4 E* I6 T+ R) |, A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?
    $ n  G! w# [6 T; @# l
    ( T. |) _- S: j" w3 f# l7 Q7 ~! z想想就兴奋~ ...

    + o+ l+ i9 V7 E5 E9 D这就是磁流体推进
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  • TA的每日心情
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    [LV.8]合体

    8#
    发表于 2022-8-28 06:40:28 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-28 01:38
    7 P8 U/ z) f0 {- {4 Q! w这就是磁流体推进

    2 w/ P* ~- v1 H0 K+ H- a1 E& m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。
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    该用户从未签到

    9#
     楼主| 发表于 2022-8-28 07:03:47 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 16:40
    6 e% x3 X; T, p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。
    $ ~# ?3 J) w" N- Z# E6 j
    8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。
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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
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    [LV.8]合体

    10#
    发表于 2022-8-28 08:24:28 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-28 07:03
    * X5 A% t) p& |8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。
    . s9 A2 S, |2 b3 y5 G- d. i& b
    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。
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    11#
     楼主| 发表于 2022-8-28 08:47:26 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2022-8-27 18:24
    * b. G2 [4 G; j" I5 Z. Z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。 ...

    ! x+ E4 x: t- i- ~  c# }/ E# W; A正是这个问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-12-29 14:41
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    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2022-8-28 09:32:52 | 只看该作者
    这算不算是官泄H20的小照?
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    该用户从未签到

    13#
     楼主| 发表于 2022-8-28 10:52:25 | 只看该作者
    料理鼠王 发表于 2022-8-27 19:32
    $ Y+ W% R2 w' ]这算不算是官泄H20的小照?
    / A- Q; I. l6 C% z# g: {
    我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 06:08
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    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2022-8-28 17:11:08 | 只看该作者
    看标题还以为核聚变有啥突破呢,
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2 小时前
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    [LV.Master]无

    15#
    发表于 2022-8-29 00:42:48 | 只看该作者
    料理鼠王 发表于 2022-8-28 09:32
    # d" w3 l6 J- h& _/ M这算不算是官泄H20的小照?
    , T& v3 F0 w4 g! Q/ f. m1 U
    感觉是拿着B-2的模型做实验,和H20不见得有什么关联
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