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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 % J. `. H. d! K# F0 H: x6 b
! A; f- p3 Y/ c1 O$ J  q
《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:+ Y- t! \' L. N* w' \
9 _+ K% M1 k% l
: _8 n( U$ Z; P6 x
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。, G( h1 F- O6 F" w) |+ I
4 q2 \& _4 l6 i9 O: a
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。/ ]1 M2 m8 ]8 E/ k/ a( C

* C4 U- ]) W) A1 |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。
% E; ?' D3 }& T
* ]; F: U. t' z2 y- m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。
% D8 y* r5 \  w0 j) C5 D/ g
9 z" H7 U1 _6 H, @; s* j1 c根据看来的一知半解,大概是这么回事:( W7 ^2 V$ f& D  y$ t6 W

! d+ n' u6 }- L4 z" {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 Z& h/ H2 T0 g2 k2 K3 Z7 Y. N" X8 {8 ^
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。( \8 S3 R+ h8 u1 {* Z1 ?

& \2 P; D7 v* i" c' `- u
4 ?0 X* ^7 Y: L4 _" t; [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  f5 A- Z( Y* H) ]& u$ |
2 C9 h* }) G: }2 B, w" @6 _
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。( o, c% X2 v0 q3 y' ?. S; P. I
: h' s/ q$ [' g# m0 y
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。
3 |9 A- m. j0 K/ g4 M% B! l: B% {1 B  ~+ Z0 U
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。
% Q6 a& J! o6 I) r3 h9 S- `( E% _; q# Y
3 V0 e5 G; I8 H  |( ]  n6 b- A  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。/ a9 [$ X9 a; a/ t. q6 @( n
/ T5 K' [# ^" j) F2 }3 {" W
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?
; i& I6 d- d0 o, F* K6 y8 {' I& H9 B( j3 {: m' |! V
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。9 B2 m2 `# S% W
; y3 T8 b7 `( n) G. d2 W6 d' j# T
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 00:065 z% |, [3 Z1 \: M
    图中的模型还是带副翼啊。
      ~# t5 C( P- M
    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~
    " b+ G. |: _! ?3 [/ j" _+ I' g! T- M6 L1 e8 H( a2 r
    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。
    . i! r4 l1 x: L" D3 r9 Y  M# p' o% g0 b! o) d4 o8 R
    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 09:425 B( R- L/ F4 G
    工程能实现的话及其牛逼~ 这么下去离造飞碟也不远了~7 q: q( C: \6 x

    8 h8 g# y6 @( {0 D8 V副翼等机构省下来的话减重不少,不知电力方面增重 ...

    5 M: U: _/ m6 E: n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?6 N' H" p2 C" Y7 Q" u* r% {+ c1 Y

    ' G( M3 A+ g$ ]+ w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/ N3 S8 I# g6 m0 Z/ A9 J
    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?
    % z( h: \9 p- O3 R( n7 Y: v5 z* m( }2 X$ O  u5 S' S& L
    想想就兴奋~ ...
    $ S# ?$ i0 ^% D
    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 01:381 i) j0 R. y$ l% S
    这就是磁流体推进
    9 {; L3 P' w  Z. R, `
    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
    1 w$ Q+ G2 V3 F* W: f- K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。
    . s3 ?/ X1 i0 i3 Z4 L  S+ y
    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* q0 v- c; l5 W; i% S+ s# O
    8080年代就传说苏联以经搞成了,结果是误传。

    & @% H# h+ p9 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
    + S0 s) h* I- o6 r6 y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。 ...
    $ ^0 [. x, ?$ T; S$ f
    正是这个问题。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-12-4 07:09
  • 签到天数: 2924 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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    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
    . y- D, b- k, h这算不算是官泄H20的小照?

    . [  N! k' W0 J' q. X, c我什么也不知道
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  • TA的每日心情
    郁闷
    10 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. x% p9 p, M/ P% d: T( J/ v
    这算不算是官泄H20的小照?
    . i& K4 k9 [. 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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