Ce este un actuator cu plasmă?

Un actuator cu plasmă este o formă de servomecanism avansat dezvoltat în primul rând pentru suprafețele de control a aeronavelor începând cu 2011. Sistemul de acționare utilizează fluxul de plasmă, care este un gaz puternic ionizat, pentru a crea o suprafață ușor de modelat care poate funcționa ca eleronoane tipice. sau flaps-ul se desfășoară pe aeronave, creând tragere și susținere în punctele cheie ale manevrelor de zbor, cum ar fi decolările și aterizările. Efectul este creat de curentul electric alternativ de înaltă tensiune și folosește aerul atmosferic normal pentru a crea gazul plasmatic în sine.

Specificațiile pentru un actuator cu plasmă urmează un design dreptunghiular, cu mai multe straturi, asemănător unei clătite, în forma generală a unei aripi de avion. Două foi de conductori de electrozi sunt separate printr-un material izolator dielectric. O foaie de electrod este expusă deasupra mediului dielectric, iar una este încorporată în acesta și decentrată față de celălalt electrod. Aerul curge mai întâi peste electrodul expus și, pe măsură ce curentul de înaltă tensiune trece prin sistem, în aer se formează o regiune de plasmă de gaz direct în spatele electrodului superior și deasupra celui încorporat, care poate fi apoi controlată și modelată pentru a afecta. fluxul de aer pe întreaga regiune a actuatorului în timpul zborului. Aceasta imită efectul unui eleron mecanic fără a necesita piese mobile sau sisteme hidraulice, creând în același timp o formă mai versatilă, cu un control potențial mai mare asupra aerodinamicii aeronavei.

Laboratorul de Cercetare a Forțelor Aeriene (AFRL) din SUA a cercetat actuatorul cu plasmă din cel puțin 2006 pentru a fi utilizat în proiecte de avioane supersonice. Se crede că astfel de dispozitive oferă o fiabilitate mai mare decât clapetele mecanice tradiționale, cu probabilitatea unei greutăți reduse pentru caroseria vehiculului, ceea ce i-ar oferi o manevrabilitate mai mare și capacități pe rază lungă de acțiune. În cercetările de la AFRL, actuatorul cu plasmă a fost testat într-un tunel de vânt la viteze de până la cinci ori mai mari decât viteza sunetului.

Tehnologia pentru un sistem de acţionare cu plasmă este văzută ca fiind relativ practică din 2011. Acest lucru se datorează, în parte, pentru că tehnologia cu plasmă este folosită în mod obişnuit în dispozitivele de consum, cum ar fi iluminatul fluorescent şi ecranele cu plasmă de televiziune, şi nu necesită temperaturi ridicate pentru a o genera. unde este produs în mod natural de stele. Abilitatea de a porni și opri un câmp de plasmă la viteze extrem de ridicate conferă tehnologiei un avantaj unic în manevrele aeronavei, care nu poate fi realizat prin mijloace hidraulice convenționale.

Unele dintre limitările tehnologiei încă există încă din 2011. Controlul debitului pentru actuator a necesitat adăugarea de oscilatoare fluidice, în care două sisteme de acţionare cu plasmă lucrează în tandem pentru a crea scheme de debit pulsat sau modulat. Funcția pieselor actuatorului se bazează, de asemenea, în mod inerent pe densitatea gazului înconjurător care este convertit într-o plasmă, astfel încât altitudinea pentru aeronave, precum și viteza lor, pot avea efecte directe asupra performanței care trebuie ajustate înainte. se poate conta că va funcționa într-o manieră fiabilă atunci când este necesar.