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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 ~% h  Y2 \
  R8 z; e% o! d; q. G( {《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:
: H7 H+ F3 I+ e( ~; t2 W$ D
, T9 ~7 [" P1 i8 I: r5 I2 s* N6 P  l4 |' I
7 E8 t0 ^) n$ g- K+ }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。6 t. v1 A9 }! h, h1 c  O% B

6 A% R+ q# K7 r$ i  N! 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。
6 s6 b7 j2 H4 Z' B
. x  @- P/ K5 K  v# u$ R5 A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。
; T# Q. e' A! M. t  ?+ V9 E& A6 x+ G- i3 ?
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。
% _) ^+ g- k$ T  @' Z( n+ U+ R& J
6 Y/ T- y8 B' Q# y! V" H# `5 `根据看来的一知半解,大概是这么回事:( M% K$ m) F" S. u# Z, v8 O

9 K+ W  Q2 J7 s5 i, d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。% T* [4 [" `+ Q2 l

# x( t2 X$ |, \! ^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。
2 s/ q: k" X. i4 f9 j2 I
& S# v5 |9 Z9 }: i# q1 y
" s, p7 [0 h$ X/ K  A) c5 M/ S) @- r* y, H4 I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
' V# C  r. j( ]& W3 v; ~' b+ g+ Y: n& ~; T/ }6 M4 Z! {
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。
0 G' n% q1 V* i# S- A' v4 ^8 a. R8 P  w$ K" 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。; O$ U' o3 O2 k! _0 P  @' \# ?& v/ z

' R! u- h$ m' ]6 p# c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。: ~! V, Y3 L" R( n9 r: W5 g4 I% K& S! R

) Z3 J) k' e0 z/ d% ^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。& b4 g/ A: }  s1 k8 ?& D6 L/ G6 E2 l
: t& l, s2 s9 W% ?, x1 [
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?- y8 k8 F2 |. Y9 g1 `2 {# `( |
1 o7 E! n% {  f5 _9 C0 Z- a* k% x9 B& i0 O
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。6 \6 q$ J! x. ~" @2 y( w0 V

* `+ c' ^1 u, [* o% D: p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
    2025-5-12 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
    1 ^( V) O3 D( b9 g: N, D2 a3 _图中的模型还是带副翼啊。

    # `0 `2 e2 L+ R. P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
    2025-5-12 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~4 U% T: U$ `4 o% f

    # v! b+ _7 A% V  P& a2 [' V* Z( M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。
    ; `) t, i5 A0 m& e) D$ @/ ~, q! G% q; H0 c9 f7 M* f2 v
    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 09:427 @: _8 _% g& F! R' J/ V3 V$ Q% X
    工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~
    4 C, n; C7 y, C1 t" I0 c0 c1 A! {' B5 k6 x
    副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...

    7 P! @0 B3 s8 b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
    2025-5-12 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?& [  o1 L% O& f$ g
    3 @( T0 [  k6 M; r& n
    想想就兴奋~
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    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 10:520 e& [7 z" r; X+ f5 I2 s4 j' n
    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?& L( J4 U3 T7 ]  I: f
    . _) _, B7 l6 l; ^
    想想就兴奋~ ...

    1 |3 S3 L2 B! \; p4 u这就是磁流体推进
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  • TA的每日心情
    开心
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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 01:385 a0 I8 p; t" C0 ]2 S4 j
    这就是磁流体推进

    2 D) z  `4 S& Y6 d* Q4 B3 {$ 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
    : M% w2 V4 J1 ?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。

    % g( C) D: Q" ?! x* I8080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
    2025-5-12 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" F" {6 I1 ?8 \  p/ a/ {4 ]6 V
    8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。

    & o8 ~1 I$ C& a& ]7 T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 18:242 `$ i! P8 K+ O
    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。 ...

    4 f$ k/ M1 r3 M# ~2 [正是这个问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-6-30 08:53
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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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    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
    7 Q0 q( N3 u8 D) j! e4 f/ U2 {& B这算不算是官泄H20的小照?

    1 B, E3 t6 a) h. E8 @6 E我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    无聊
    4 小时前
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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
    10 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
    ' S& H9 I$ Q. e3 h+ G* {这算不算是官泄H20的小照?

    2 V9 Q! i' q. B* u+ t) s, h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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