Co to jest siłownik plazmowy?

Siłownik plazmowy jest formą zaawansowanego serwomechanizmu opracowywanego głównie z myślą o powierzchniach sterowych samolotów od 2011 roku. System siłownika wykorzystuje przepływ plazmy, która jest silnie zjonizowanym gazem, do tworzenia łatwo formowalnej powierzchni, która może pełnić funkcję typowych lotek lub klapy działają na samolotach, tworząc przeciąganie i podnoszenie w kluczowych punktach manewrów lotniczych, takich jak starty i lądowania. Efekt jest tworzony przez przemienny prąd elektryczny o wysokim napięciu i wykorzystuje normalne powietrze atmosferyczne do wytworzenia samego gazu plazmowego.

Specyfikacje siłownika plazmowego odpowiadają prostokątnej, wielowarstwowej konstrukcji przypominającej naleśnik w ogólnym kształcie skrzydła samolotu. Dwa arkusze przewodników elektrod są oddzielone dielektrycznym materiałem izolacyjnym. Jeden arkusz elektrody jest odsłonięty na wierzchu ośrodka dielektrycznego, a jeden jest osadzony w nim i poza środkiem drugiej elektrody. Powietrze najpierw przepływa przez odsłoniętą elektrodę, a gdy prąd o wysokim napięciu przepływa przez system, obszar plazmy gazu tworzy się w powietrzu bezpośrednio za górną elektrodą i nad osadzoną elektrodą, który można następnie kontrolować i kształtować w celu oddziaływania przepływ powietrza przez cały obszar siłownika podczas lotu. Naśladuje to efekt mechanicznej lotki, nie wymagając ruchomych części ani układów hydraulicznych, jednocześnie tworząc bardziej uniwersalny kształt z potencjalnie większą kontrolą nad aerodynamiką samolotu.

Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych (AFRL) w USA prowadzi badania nad aktywatorem plazmowym od co najmniej 2006 roku do użytku w naddźwiękowych projektach samolotów. Uważa się, że takie urządzenia zapewniają większą niezawodność niż tradycyjne klapy mechaniczne z prawdopodobieństwem zmniejszenia masy nadwozia pojazdu, co zapewniłoby mu większą manewrowość i możliwości dalekiego zasięgu. W badaniach AFRL siłownik plazmowy został przetestowany w tunelu aerodynamicznym przy prędkościach do pięciu razy większych od prędkości dźwięku.

Technologia systemu siłownika plazmowego jest postrzegana jako stosunkowo praktyczna od 2011 r. Wynika to częściowo z tego, że technologia plazmowa jest powszechnie stosowana w urządzeniach konsumenckich, takich jak oświetlenie fluorescencyjne i telewizyjne ekrany plazmowe, i nie wymaga wysokich temperatur do jej wytworzenia gdzie jest wytwarzany naturalnie przez gwiazdy. Możliwość włączania i wyłączania pola plazmy z bardzo dużą szybkością daje również tej technologii wyjątkową przewagę w manewrach samolotów, której nie można osiągnąć za pomocą konwencjonalnych środków hydraulicznych.

Niektóre ograniczenia tej technologii nadal istnieją od 2011 r. Sterowanie natężeniem przepływu dla siłownika wymagało dodania oscylatorów strumieniowych, w których dwa systemy siłowników plazmowych pracują w tandemie, tworząc schematy przepływu pulsacyjnego lub modulowanego. Funkcja części siłownika jest również z natury oparta na gęstości otaczającego gazu, który jest przekształcany w plazmę, więc wysokość samolotów, a także ich prędkość, mogą mieć bezpośredni wpływ na wydajność, którą należy wcześniej dostroić. można liczyć na to, że w razie potrzeby będzie działać niezawodnie.