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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 3 U* N7 n- o8 C+ f

4 E$ q3 b) E/ z: v《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:; z! z  P9 f" J

0 i2 q+ J* @- v* J( e * |0 B% Y" z' R3 Y
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。
* Y: }$ A# T9 L- [+ j* v; r; ^
" V# n6 c5 w. ?2 m' y) L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。$ @' G* [& a% ~$ J
* m- T9 x( K1 U' z: {; w
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。$ |; F& m$ e3 o1 A# j& F& r! W
, Q9 x4 u3 q) {6 }
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。
( g3 K; y% g% Z, `; J1 L. L: G+ v
根据看来的一知半解,大概是这么回事:5 |3 \; g) F9 X3 D2 S( p9 d
  M& e/ o3 s: V. q+ y4 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。
6 ^3 g# s% p, d) x7 H, A3 a' e7 t, c! V% H
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。
1 X- G# W$ H7 a$ d" E
" W7 B+ |; h8 Z3 R  l
; B, N# \9 Q. t: T5 B( B$ k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
' a0 V4 `" o2 M$ s% h% D( M, h, ]7 k6 B8 L! d9 K- P
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。
* |7 J9 B2 b  Q$ s7 E/ _& u& j; Y
3 `5 n. ^. B4 Z) k. T/ {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。
/ m& ?* e- N7 i% A3 p7 d7 M- h: w  R: k) `
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。
+ T! B$ u/ r- t8 ?) }, ~
" k4 G# F9 f  l3 i; B8 l1 I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。
0 z+ \. C4 K, n/ y( e. M( m  H! @4 y6 \  f3 u# x6 z1 n/ f
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?# S9 r' ~1 H) v" ?
8 w, f+ x* _0 Z' S+ E7 }
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。
% M% t0 i" ]! J( c! _! D1 {9 c
( K2 |# q* G- R. 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
    6 天前
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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
    9 P4 |' r; t, H# R6 f& ~9 n图中的模型还是带副翼啊。

    # v5 U3 G' W: p# v! 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
    6 天前
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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~
    * H1 J: V" u. Q; X5 U
    ' N4 b: u: B8 z/ Q; E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。9 {1 U% z8 N) Z+ R9 U& j

    / o/ k0 o7 ?# {. W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$ }7 C, {5 D- h' |  A! z
    工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~
    ( _' |  L, c/ r' v$ H
    8 E0 {" A" _% ~! c+ t& A2 H副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...

    % q. I) M- h- v/ {* }6 m4 A/ {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
    6 天前
  • 签到天数: 303 天

    [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?
    3 m' n3 |9 _8 L8 U
    ' f' e1 G* [* T" Q& u+ g9 m! ]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, g( V1 Q4 r  S0 R/ \9 F
    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?
    2 A7 z4 u6 L2 j; [# Q- k: h8 T( a/ S% w
    想想就兴奋~ ...
    6 w6 E+ R: l( G  {' T
    这就是磁流体推进
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  • TA的每日心情
    开心
    6 天前
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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
    2 f& n& W  Y; V0 J' l$ z这就是磁流体推进

    1 P" k+ O: Y9 v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
    7 E& N0 j. d( c8 k" T1 J* G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。
    + I/ M0 B3 H! e) L- n% v  u2 w' {3 t
    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
    6 天前
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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
    / N" t" I; p; z6 [; X' x) B8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。

    " Q- K$ H; ~; G; C) b& j( Z; i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 18:241 _/ \0 o& m+ I
    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。 ...
    ' A' ?  P/ l- p
    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
    - \) d- V4 l/ R+ p2 J! r& w这算不算是官泄H20的小照?
    2 t) k( v" q* g7 j
    我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 05:29
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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
    12 小时前
  • 签到天数: 3684 天

    [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
    % E: Z% i9 H& l8 T, C! z" N3 q% ^这算不算是官泄H20的小照?
    $ ^/ \0 Y. X( F4 O2 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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