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[武器展望] 等离子体流动控制的应用

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晨枫

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楼主
 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 2 N4 Q8 s. e+ I+ x$ D7 a
9 s5 T3 R2 i: _& Q9 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：
( W2 D6 V# V3 b; h# y/ C8 p4 \1 o& x. ]! K0 |7 j

! h) J1 D" H, s& v" _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。# T5 u" Q, L! V: J
3 A; ]2 Y4 N- ^& W! b  M1 `
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。# V) s% T0 C- o- z8 e
- H. W* t( J6 e( m
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。& o, T: p* O9 Y
) |$ \" q5 B. _% d
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。
4 i7 V! @! W3 C0 x6 P
' {7 D( V3 n; b% m根据看来的一知半解，大概是这么回事：
3 X5 n# r- t( d8 G0 r  e: b; _, ?
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, G3 H7 q# u% T) L5 \
  [- Q' |. h) O/ n
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。' L; N- }) n; p; j3 i
8 V, ~7 F$ U* G4 \; G" j

& B! Q  h5 }2 J: h& {  K: ~* f1 W# ~7 ?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# _# f1 G2 u0 V% a0 x9 J
8 e% Q( t+ H. U1 _( z+ h
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。
5 E" X* t; {' z
. D( i  L; A' D5 C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。& D6 j  X6 p6 q/ S: l
: N) M1 |1 [* U! x4 s* g
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。
" r5 r8 a' U1 q8 N2 E8 T  |5 {4 }. _6 S2 T
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 R( |- Z) X: Q( E+ c; V

3 o  Y' |8 |" W# U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？$ M2 r' ]: a& O- j- F  |

2 `4 X) w- w5 G* V! C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。
: d1 ?3 a: A( B5 f$ Q6 o. P
: L; Q7 l, M9 O. e但这到底是什么，我真是什么也不知道。

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鳕鱼邪恶
  • 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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    晨枫

    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/ e3 p1 }4 I1 S' M" |7 I
    图中的模型还是带副翼啊。
    " i+ i, B4 {5 T: P( H% x# z
    是的，这是失速控制研究，没有用于飞行控制
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    鳕鱼邪恶
  • 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～
    4 h3 t* `; l3 `) z3 }/ e- V/ f: H7 K
    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。
    & y. l  u: \6 Z4 h3 r
      Y1 N6 s$ R- f! V这东西跟马伟明教授搞的沾边不？
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    晨枫

    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' M" ^- j7 ]8 |, O9 E; }% n# j/ b* ^
    工程能实现的话及其牛逼～ 这么下去离造飞碟也不远了～
    $ r* C" h- f* w8 |/ u5 Y) x, b- D% J4 K
    副翼等机构省下来的话减重不少，不知电力方面增重 ...

    9 ?  ^4 B: C! P. R, 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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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    6 天前

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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？3 x4 v. \% }9 P* ]* m* }) g  K
      O6 X! c' k9 v7 @) _. q
    想想就兴奋～
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    晨枫

    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  o( _) w7 T1 W% g* G
    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？  c% c4 f* U. Q. ?6 M3 X5 S

    * k4 h' ~# c2 u6 j想想就兴奋～ ...
    4 M* Q) Y+ V2 v6 M. z- }
    这就是磁流体推进
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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    6 天前

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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" m3 F( b6 R! K; d4 D( I" ?
    这就是磁流体推进

    % @& L) F7 p: R  f. T2 q; \8 s/ b9 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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    晨枫

    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, {, [2 }8 @) g# m" q! 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。
    ) ^: i# J" x7 n5 W7 f6 Q3 P
    8080年代就传说苏联以经搞成了，结果是误传。
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    鳕鱼邪恶
  • 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  _$ Y$ l0 J- s- L8 ]
    8080年代就传说苏联以经搞成了，结果是误传。

    6 {2 B% }# @* @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。
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    晨枫

    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( K$ S$ h: c/ Q* w) J
    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。 ...
    7 Y5 @3 |0 e7 p  w9 Q
    正是这个问题。
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    料理鼠王
  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-12-29 14:41

    • 签到天数: 2969 天

    [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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    晨枫

    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
    " h/ _7 R9 k* n' Y( J  n这算不算是官泄H20的小照？
    * c8 ?8 X9 B' B, T) J7 R1 o1 B
    我什么也不知道
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    testjhy
  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 05:29

    • 签到天数: 3165 天

    [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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    北京阿新
  • TA的每日心情
    慵懒
    5 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+ @; s. D+ b4 G+ P: g
    这算不算是官泄H20的小照？
    - v3 C0 R2 Q6 y2 v! `
    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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