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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 + G) |, B. M# c, J2 @, E) n

" ]' I8 G# y- ?. J《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:3 J7 ]$ V# S- A, ^2 k! y
3 O3 M0 K- a' h% V

5 O) D8 j4 N2 r* N8 P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。
/ R  g% r7 g% m4 w; \' s% l+ M# P" Y. j5 p" L  Q
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。: Y! Y* v/ z1 H- E! T- m' P' [: ?9 g8 E
4 @* S% A# u8 L8 Q
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。
4 A, t+ h* U2 B- \: M5 y' U1 N/ Q/ l
, V  _: `! n$ A: q# ]1 ?5 x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。
: S# E, t6 j, f/ j, X$ ~5 T- \
; [  v+ x* U2 o+ Z$ [# ~4 w根据看来的一知半解,大概是这么回事:* G4 @. ~( \7 ?; B8 E

0 Y; @. w# w8 w6 E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。% y; C% T0 i) r1 d# P
: l# G+ k7 l. ~* B  i
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。
9 Q% V- k! H1 w  K/ c
8 d0 E# l; Y0 E1 P/ S3 t( q. Q* J0 q9 m! y# z8 T, p! ~( P: a- u( ?
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
" `# p8 n3 K' j( o. n
4 Y0 J* [' V: B, n% b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。; E, E6 u, Y- ], \: O& T
/ Y  ^1 T4 A- a
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。
+ a4 ^0 T- C) y. S: }' _. V. I4 f' l0 R
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。
' s8 g, {* U+ V5 K9 o! ^  L6 r3 z% a" v& P
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。* J% K% W9 l; x9 |& N  s

+ w# _9 ~. r& n. ]9 g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?
1 `( v- ?& G. ]% e  J0 P6 P9 Z) A$ H& U  r5 n/ l2 l2 S& a
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。& `* d9 c. ^: T) u) \6 U8 n' _
* y7 J( U) o: L
但这到底是什么,我真是什么也不知道。

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  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50
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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
    / B; d4 F5 _& b  u2 ?图中的模型还是带副翼啊。

    " J8 t/ _8 X3 G! C% V' `) ]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~
    9 F6 f+ c! U* n0 ], w
    2 q3 J3 C/ D$ b: p1 v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。
    1 p, \! c$ T3 n8 j: R5 m, y1 L7 `% r! ^  @/ J1 U, u8 ~
    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 09:42
    1 b% ~1 {% ]( 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~2 g* h9 d% _6 B' ~% c
    * o& @0 ^- _4 f
    副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...
    * b( o7 h( U% s1 R# F) g
    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
    2025-8-28 04:50
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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?
    : k$ F$ X. y: ]0 W% w
    ; O1 f/ T: ?  p  W. T- c6 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
    * V* d- w. u7 Q+ C9 L6 w  L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?% ^- G: x8 i- v1 o. q0 [) w9 o
    7 B* A) G/ m+ U& _: V1 u
    想想就兴奋~ ...
    4 ^3 h6 n, T  J. e9 q0 Y6 }/ v
    这就是磁流体推进
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  • TA的每日心情
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    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
    , x0 P& x) L$ s这就是磁流体推进

    / j9 j( @9 q) ~0 Y9 e, |5 Q% G$ F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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    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
    5 l. m7 `$ G9 l8 l$ n4 \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。
    # Q1 h8 z. k7 c, P
    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
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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 07:037 M- G$ E! f( W+ ?5 Y
    8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。
    5 F4 C! _9 W/ q( N
    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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    该用户从未签到

    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
    ' r' ~; V9 B) R3 I/ f3 r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。 ...
    * O7 L, N% |1 T( Q
    正是这个问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-10-17 10:12
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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
    : T0 ^# `/ C7 v5 O这算不算是官泄H20的小照?

    , y- ?8 Q5 S0 [* ]3 L( [8 s我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    开心
    前天 01:20
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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
    3 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
    1 p9 a, K+ N: x5 U这算不算是官泄H20的小照?
    + E5 _" V' m/ |5 s8 B
    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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