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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
. ^$ \; l6 w1 m+ e1 w
  t0 S3 s0 ^7 Q5 M《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:7 w: k  P% v4 [  H1 a

0 O; {' _& g; I& j1 V
! c* _3 N8 F6 S8 C5 |, E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。
1 B" s$ Y- c7 y4 D4 L* W- _9 `- c3 ^+ `  H
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。
  \: Z* a# m& M6 N, L2 L0 g* U
# h7 d' y" e2 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。
+ w/ s+ l+ X( ~7 j; a
; o* X+ U2 x) ]% h0 ~& E) k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。
/ A8 ^1 Q8 E6 g: N: j- g6 H$ e0 ]: ]( U5 X! [
根据看来的一知半解,大概是这么回事:
& l0 p0 w/ A+ N) v% Y: J+ w9 g1 Q2 B2 E/ M; S/ ]6 t9 t: |. `
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。
0 W0 H9 E) H  h' B1 a' b2 P+ m- l5 _2 q- z2 d
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。
7 t4 }# h) ~7 V0 s& ^. h3 a* z; y* o; O  J4 j

5 I6 D9 A' C  |: l9 [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) ~) x1 j. E) Y0 a

  a8 ~' b  p, V" c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。
9 D/ @" q5 e$ ~- V! ?0 i$ e7 i4 a) Z# k8 }7 K1 [! f
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。
, A* Z( X3 @" Q' {# f- y* z& M3 x2 a. E7 \0 A1 ^7 ^5 I
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。
# I# y7 A4 Z0 }! @( v$ R- J
0 F) q! ]# {/ }; H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。; n) w' T  Y2 {, u0 z( n

4 l3 b# i+ D0 m7 D4 p; F& T$ Q5 y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?
' f2 N" x9 G' [5 _) K: w4 J# S8 a: J  C1 t
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。
. ?; @' l% m% R, j5 b" ]
1 M1 b0 z' t# e( N) S. o) a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+ R$ a0 w3 R2 s; V) d2 p8 A* M4 U6 Z
    图中的模型还是带副翼啊。

    ! e/ n9 E- `6 u- d, o- b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 x& s# `) X
    * b' ~, ~2 E# S9 q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。! `8 \6 x% Z) j7 K' b) x5 V( s
    3 F6 O: k% t# Z- Y' E0 B
    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
    % v  C- x( ~  E/ A$ I工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~
    " d( ^3 i3 f! s' v/ \/ h; ]' N" d; O+ Q8 g" X& E& k# C& |
    副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...

    0 X4 L% n% r5 U* R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?
    2 |: p/ }9 J: y8 k6 H4 m" O; C# V- x; m9 V
    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
    8 A, a* o2 D6 b  D0 @( D! t+ A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?
    6 N' [* e. O# L3 @  }; z' G; [& r. m7 D  L1 f1 D, k7 g% m
    想想就兴奋~ ...
    $ m  {! x- @6 V# e1 N) |2 W
    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 01:383 @, ?% f% m& h# b4 \5 Z2 }
    这就是磁流体推进
    $ v% K2 w$ K, y* H# v4 M* h# t
    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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    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$ u0 e. p( t/ _6 r: \6 t
    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。

    + v9 x" J: M3 o. X4 j8080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, L* E. t$ X( m
    8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。
    ( d. z- B7 f5 H, M9 A) ^. ]0 C
    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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    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# d& f  Q4 P8 `, f  ?% F! d
    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 r& K4 ?  f- f# ~
    正是这个问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    3 天前
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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 19:321 l! A$ n# r; a9 Y0 \: M
    这算不算是官泄H20的小照?

    " f: n, r9 o+ X5 U& s) E. ~我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 05:41
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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
    23 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! X8 O% f" K; a5 |+ F$ @- K# s9 F
    这算不算是官泄H20的小照?

    $ F# D, B- B, n. b1 c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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