Τι είναι ένας ενεργοποιητής πλάσματος;

Ένας ενεργοποιητής πλάσματος είναι μια μορφή προηγμένου σερβομηχανισμού που αναπτύσσεται κυρίως για επιφάνειες ελέγχου αεροσκαφών από το 2011. Το σύστημα ενεργοποιητή χρησιμοποιεί τη ροή του πλάσματος, το οποίο είναι ένα αέριο υψηλού ιονισμού, για να δημιουργήσει μια εύκολα διαμορφώσιμη επιφάνεια που μπορεί να λειτουργήσει ως τυπικά αεροσκάφη ή πτερύγια κάνει στα αεροσκάφη, δημιουργώντας έλξη και ανύψωση σε βασικά σημεία ελιγμών πτήσης, όπως απογειώσεις και προσγειώσεις. Το φαινόμενο δημιουργείται από εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης και χρησιμοποιεί κανονικό ατμοσφαιρικό αέρα για να δημιουργήσει το ίδιο το αέριο πλάσματος.

Οι προδιαγραφές για έναν ενεργοποιητή πλάσματος ακολουθούν ένα ορθογώνιο σχέδιο που μοιάζει με τηγανίτα πολλαπλών στρωμάτων στο γενικό σχήμα ενός πτερυγίου αεροσκάφους. Δύο φύλλα αγωγών ηλεκτροδίων χωρίζονται από ένα διηλεκτρικό μονωτικό υλικό. Ένα φύλλο ηλεκτροδίου εκτίθεται πάνω από το διηλεκτρικό μέσο και ένα είναι ενσωματωμένο μέσα σε αυτό και εκτός κέντρου από το άλλο ηλεκτρόδιο. Ο αέρας ρέει πάνω από το εκτεθειμένο ηλεκτρόδιο πρώτα και, καθώς το ρεύμα υψηλής τάσης διέρχεται από το σύστημα, σχηματίζεται μια περιοχή πλάσματος αερίου στον αέρα ακριβώς πίσω από το επάνω ηλεκτρόδιο και πάνω από το ενσωματωμένο, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να ελεγχθεί και να διαμορφωθεί ώστε να επηρεάσει ροή αέρα σε ολόκληρη την περιοχή του ενεργοποιητή κατά την πτήση. Αυτό μιμείται την επίδραση ενός μηχανικού αεροπλάνου χωρίς να απαιτεί κινούμενα μέρη ή υδραυλικά συστήματα, ενώ δημιουργεί επίσης ένα πιο ευέλικτο σχήμα με δυνητικά μεγαλύτερο έλεγχο της αεροδυναμικής του αεροσκάφους.

Το Ερευνητικό Εργαστήριο της Πολεμικής Αεροπορίας (AFRL) στις ΗΠΑ ερευνά τον ενεργοποιητή πλάσματος τουλάχιστον από το 2006 για χρήση σε σχέδια υπερηχητικών αεροσκαφών. Τέτοιες συσκευές πιστεύεται ότι προσφέρουν μεγαλύτερη αξιοπιστία από τα παραδοσιακά μηχανικά πτερύγια με την πιθανότητα μειωμένου βάρους για το σώμα του οχήματος, κάτι που θα του πρόσφερε μεγαλύτερη ευελιξία και δυνατότητες μεγάλης εμβέλειας. Σε έρευνα στο AFRL, ο ενεργοποιητής πλάσματος έχει δοκιμαστεί σε μια αεροδυναμική σήραγγα με ταχύτητες έως και πέντε φορές μεγαλύτερες από την ταχύτητα του ήχου.

Η τεχνολογία για ένα σύστημα ενεργοποιητή πλάσματος θεωρείται σχετικά πρακτική από το 2011. Αυτό οφείλεται, εν μέρει, στο γεγονός ότι η τεχνολογία πλάσματος χρησιμοποιείται συνήθως σε καταναλωτικές συσκευές όπως ο φωτισμός φθορισμού και οθόνες πλάσματος τηλεόρασης, και δεν απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες για τη δημιουργία της όπου παράγεται φυσικά από αστέρια. Η δυνατότητα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης ενός πεδίου πλάσματος σε εξαιρετικά υψηλούς ρυθμούς δίνει επίσης στην τεχνολογία ένα μοναδικό πλεονέκτημα στους ελιγμούς αεροσκαφών που δεν μπορούν να επιτευχθούν με συμβατικά υδραυλικά μέσα.

Ορισμένοι από τους περιορισμούς της τεχνολογίας εξακολουθούν να υπάρχουν από το 2011. Ο έλεγχος του ρυθμού ροής για τον ενεργοποιητή απαιτούσε την προσθήκη ρευστών ταλαντωτών, όπου δύο συστήματα ενεργοποιητών πλάσματος λειτουργούν παράλληλα για να δημιουργήσουν παλμικά ή διαμορφωμένα σχήματα ροής. Η λειτουργία των τμημάτων του ενεργοποιητή βασίζεται επίσης εγγενώς στην πυκνότητα του περιβάλλοντος αερίου που μετατρέπεται σε πλάσμα, επομένως το υψόμετρο για τα αεροσκάφη, καθώς και η ταχύτητά τους, μπορούν να έχουν άμεσες επιπτώσεις στην απόδοση που πρέπει να ρυθμιστούν με ακρίβεια πριν μπορεί να υπολογίζεται ότι θα λειτουργεί με αξιόπιστο τρόπο όταν χρειάζεται.