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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 1 v& I- o# ~+ ]: V, Z& s6 Q

5 l6 h4 v! S9 O9 j, `9 Y《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:: g1 D+ X: C4 R1 |

, U6 ]/ V9 c- [% V 3 y, o, Z. p: N& x- [  u2 J
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。
( ^  O6 r5 k$ @2 d( [' g' p$ \* W
/ Q7 n/ J' c  i7 c: t! c) ]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。! m! l/ p  X) A! W

, I- B  v2 T& }/ }0 x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。; t2 d: k) ?& d

* f1 [: u* B' }9 O8 j) ~# M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。
* U. _+ e# m9 E5 q) u
$ b, F/ X. s2 m5 u7 l根据看来的一知半解,大概是这么回事:
* P0 m3 N, |0 v* X6 a" [$ ?, t( a! X2 Y! n5 M
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 N0 f9 T7 ]; Q  ^8 V
( P  M5 t9 I5 C- c* \! y
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。
* S  A9 I6 O* Z8 M/ O# e3 H8 K2 O0 ~2 g9 P, g3 N2 @
( h7 `+ k3 K6 l9 f  M
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
/ ?6 E9 a+ s6 P8 }% o" F' j: X  Y- t. w( X* r! B/ b8 |
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。  c4 c, M: D) L+ ^& a  s
) m' u" ~8 x2 P1 H+ g0 V  X/ b
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. h  F% x8 R2 Z, }5 u0 X

& k/ W; [3 g- d1 m! C/ 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。
( q$ A' j+ A% z- P; o. @( h2 s$ B8 l( T: G! M
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。  u+ d# R# s; v- [1 y6 U" q: b

% l  t( d, U1 }4 k# k* a0 m  `0 T) D, b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?3 s5 B: ]! S- F
5 m* ]2 ?, O: }' {; a0 o6 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。/ w; f3 B  ?& h% t9 ~, ?$ A
. P0 Z& Z3 G, e/ ~
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
    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
    / k. ^2 w3 w7 H& C' U图中的模型还是带副翼啊。
    & h. _6 c3 d- M. C, L
    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
    2026-2-1 23:57
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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~3 o' ?/ x1 K  ^8 y& X

    + G0 |" p( R. s2 n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。
    . e; O. p# n5 g  X
    $ L* \' Q; P, m) S/ x8 C. |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
    * s* [8 L# j, ], w工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~& u. }- _6 ^7 T6 Z
    : z. O( t" J, C: {& \, p# s* {
    副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...
    ' V3 c, D, g- z2 w# v+ |; P
    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?
    * d! M$ ~, |: z. t. f: V* D7 |$ w7 x$ N# O3 T# T+ h
    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
    * A) Y3 _* L$ g: S& @4 E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?
    9 ?' ~+ w: W. J
    % _6 R: I7 D% k' W2 t* V8 n" p想想就兴奋~ ...
    ) Y( u' U8 ^1 w
    这就是磁流体推进
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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

    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( T% J4 a5 q/ L, R
    这就是磁流体推进

    ; S; g2 ^0 f/ G- p2 J7 u+ N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 16:408 w3 o& h5 |& }. S- ?: W% }# R; J% U
    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。
    % u8 w( H+ W! L' x& u8 F& ^
    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
    2 V+ n: |; G  o8 E8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。

    % L0 p# c. h( 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。
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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 18:247 L9 Z) [9 y; ^
    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。 ...
    & @# |5 Z$ i% l0 [. {
    正是这个问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 11:17
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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: b' q2 D9 J6 R
    这算不算是官泄H20的小照?
    . f% s! G  v0 H$ u! @9 {3 F
    我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 05:54
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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
    8 分钟前
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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
    , t. w4 v4 [8 {2 d" C& M2 j0 p这算不算是官泄H20的小照?

    - Q9 T: `+ Y2 D0 {2 j) f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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