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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 2 ?2 b. w+ D# U( ^& j7 x4 }
8 ^- v( X- F8 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:
+ `  T& b% M- B) C$ }3 j4 z4 w, k( _, M' W1 H

2 T1 O4 J- d- S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。
' P: j0 n, j! ]. R/ d& S' V5 X. K+ k/ d6 ?% }
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。0 \& v$ i' P$ o3 A$ n1 y% X
/ N/ |4 ]; ^' z2 U
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。! v9 h6 l" m! q% K7 E# J( a, x

, ?6 K7 `. P$ V' F' S4 _$ n: M2 \4 s3 S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。
. f" {) l8 n& K8 ~6 k
" o5 M8 ^3 U* m根据看来的一知半解,大概是这么回事:1 _9 N8 b* k8 E4 F3 }- g

6 l. ~& e* j2 P' [3 l/ f6 D. a: Y" V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。
7 `* Q! M; M& W% V, C! O8 L7 o& e1 A9 E4 `$ l
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。& U2 m' T0 N$ \! \; _, K: K- M2 d

+ v2 O# L( i% L7 w* i3 |2 |) M# B: M* Q2 K) o, N
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
1 T4 d" t3 R2 t
2 \4 |$ u! t! @2 M% x& 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。2 O- u% |& }' b/ t6 N" t
+ w' g! Q4 t6 ^
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 X; z( R0 g9 o4 _: N1 {6 B
' X6 h; p/ c2 s6 _& T2 t4 Q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。" C# n! i6 e- q( {. L1 i  \
! O! C0 K. B! h4 B% z! N3 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。
* S( `( G% b4 A) ]! W+ n( H) U" Z- H! T0 D  {1 I
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?- i5 g: @( U# _6 a: f

" O7 R( I6 T6 ?# T6 ^; }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。
( ^& h) t4 |7 C, k9 H. c9 Z3 v3 M, N6 K9 V( d# ]3 U1 @: _% \
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
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 天

    [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
    & O! p. _; z4 {5 F% ^9 j+ Z1 u$ z- T5 Z图中的模型还是带副翼啊。

    9 m% ~& C& P8 h" O! \# c" l  O* G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
    2024-9-2 01:41
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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~
    9 Y5 E: Y+ D5 q3 B2 \
    # ^; L8 D, a' d5 P& _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。3 F3 d5 a; d. x) b+ o) r6 `

    2 L7 _6 j  O: }, R+ P5 D: {0 L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 d, [. w3 `- t7 k! g" ]0 f7 H/ b1 s工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~" |3 L! [9 {0 m0 Q% \$ R
    / J# R7 B3 c# P) a' ]/ n& \2 ]
    副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...

    8 Y& E+ j7 k0 L$ O" e' G8 o( c. U& m: F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
    2024-9-2 01:41
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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?
    + f1 {! _: U8 g: b$ G% V. w
    ( q1 K0 q5 O! ?1 c& R  A$ @2 p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* ~2 ?% c4 p$ t7 C  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?  c! b0 f% f& _( p
    8 A* u9 ]% E# f0 A
    想想就兴奋~ ...
    . L2 o" }2 O$ T6 k9 V* g' }
    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 01:38
    - B7 g9 N0 K8 o6 V这就是磁流体推进
    & C7 D6 d0 z* t& B  a" _7 [
    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' \5 ?3 P0 L6 m/ E" H" }
    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$ x- n! H% m5 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
    2024-9-2 01:41
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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
    9 j/ q  r4 G8 i$ i5 _" ?8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。

    " l( t1 N3 X4 ^- I1 u0 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。
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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 18:249 `7 @; h+ ]$ F' v1 [$ e6 \4 E
    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。 ...

    ' r. i+ |$ A& j/ t" Q正是这个问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 09:30
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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
    ( }0 B+ N# ^, m; Z0 [/ A这算不算是官泄H20的小照?
    . {4 L: y6 S& Y2 U, [4 P
    我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2 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
    2 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, g2 c: F2 ?3 D
    这算不算是官泄H20的小照?
    % g* ?0 [7 r7 I% d
    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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