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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
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《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：
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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。8 ]+ w( D" h$ o! u& c& s! \# X

3 h2 H. A0 C" D2 t* |( U4 v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。! C. f- W# g7 v3 E- a6 W5 w
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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。
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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。
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) p, o- K' e. q/ p7 z  ^8 B; H( A根据看来的一知半解，大概是这么回事：% [: S4 `) Y9 J& i

$ ^% d" e8 X, K1 X3 T4 z9 w3 t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。6 P( ~# o  l& @" |  _. _9 W

( C: n$ D* A8 I% 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。7 t& {/ [( K2 k7 c
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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
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. T5 ]" M* W* T* 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。
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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。5 G) i' F/ r3 q

+ D4 S  F; P0 U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。, u) [# Y7 t7 u1 G' M+ S
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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 U6 S. i* H/ {1 G4 G0 k

9 V% o; s% Z- I' M7 Q3 L1 c( y6 y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？
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8 X) Q5 v7 \$ K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。! o4 {/ k* S  @4 q
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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
: U+ Q, E# I  Q5 n* |* B图中的模型还是带副翼啊。
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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～' A' }- e2 ]. g; ~" i1 S

! a: U1 N- `; I$ A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。
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. G+ i3 B- }2 i. c# m# r- j* J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
) C' s0 s% H$ y, K6 w, j工程能实现的话及其牛逼～ 这么下去离造飞碟也不远了～( b8 F8 z: G) w+ x

  F5 R4 w& I0 E4 R% D% d副翼等机构省下来的话减重不少，不知电力方面增重 ...

; H0 o: W! ~' v! d* N4 a4 F9 U, `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？) ?# J! G/ I/ g: Q$ q2 J
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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
8 K( O$ h8 A- Y0 v3 c( |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 B6 Z5 j& B4 A" o2 A
5 H" ]! N* J1 f' W想想就兴奋～ ...
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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, ^6 u4 T- {3 x; K/ m
这就是磁流体推进

( _8 V# m% \6 Y  [( F& d$ }) }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 16:403 D0 b2 q# {1 X( _  e# B
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。

7 Q' ?2 x6 D% j1 w) I. ^4 C9 Y8080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; S6 k' f9 V5 |" ]; t
8080年代就传说苏联以经搞成了，结果是误传。
0 \; ?- o* g9 l1 f! w
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# x# j* d7 O4 \6 `, @% `
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 s$ S+ m) P/ `$ I2 C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
& X5 z' \" v/ u8 I5 ~2 K. u这算不算是官泄H20的小照？

7 u2 w5 `& p5 a& n& i7 v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 09:32$ T7 g/ X0 Q- O/ x: Q
这算不算是官泄H20的小照？

* x% H$ u7 W/ |* Z6 O% n  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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