Hvad er en plasmeaktuator?
En plasmaaktuator er en form for avanceret servomekanisme, der primært udvikles til flykontroloverflader fra 2011. Aktuatorsystemet bruger strømmen af plasma, som er en stærkt ioniseret gas, til at skabe en let formbar overflade, der kan fungere som typiske luftkonditioneringer eller klapper gør på fly, skaber træk og løft på nøglepunkter i flyvningsmanøvrer såsom start og landinger. Effekten skabes af højspændingsskiftende elektrisk strøm og bruger normal atmosfærisk luft til at skabe selve plasmagassen.
Specifikationerne for en plasmeaktuator følger et rektangulært, flerlagd pandekage-lignende design i den generelle form af en flyvinge. To lag elektrodeledere adskilles af et dielektrisk isolerende materiale. Et elektrodeark udsættes ovenpå det dielektriske medium, og det ene er indlejret i det og ligger uden for midten fra den anden elektrode. Luft strømmer først over den eksponerede elektrode, og når højspændingsstrøm ledes gennem systemet, dannes et plasmaområde af gas i luften direkte bag den øverste elektrode og over den indlejrede, som derefter kan styres og formes til at påvirke luftstrøm over hele aktuatorregionen, mens du er i flyvning. Dette efterligner virkningen af en mekanisk aileron uden at kræve bevægelige dele eller hydrauliske systemer, mens det også skaber en mere alsidig form med potentielt større kontrol over flyets aerodynamik.
Air Force Research Laboratory (AFRL) i USA har undersøgt plasmaaktuatoren siden mindst 2006 til brug i supersoniske flydesign. Sådanne anordninger antages at tilbyde større pålidelighed end traditionelle mekaniske klapper med sandsynligheden for reduceret vægt for køretøjets karosseri, hvilket ville give det større manøvrerbarhed og langdistancefunktioner. Ved forskning på AFRL er plasmaaktuatoren testet i en vindtunnel i hastigheder op til fem gange så høj som lydhastigheden.
Teknologien til et plasmeaktuatorsystem betragtes som relativt praktisk fra 2011. Dette er delvis fordi plasmateknologi ofte bruges i forbrugerenheder såsom fluorescerende belysning og tv-plasmaskærme og ikke kræver de høje temperaturer for at generere den hvor det produceres naturligt af stjerner. Evnen til at tænde og slukke et plasmafelt med ekstremt høje hastigheder giver teknologien også en unik fordel i flymanøvrer, som ikke kan opnås med konventionelle hydrauliske midler.
Nogle af teknologiens begrænsninger eksisterer stadig fra 2011. Kontrol af strømningshastigheden for aktuatoren har krævet tilføjelse af fluidiske oscillatorer, hvor to plasmakontrolsystemer arbejder i tandem for at skabe pulserede eller modulerede strømningsskemaer. Funktionen af aktuatordelene er også iboende baseret på densiteten af den omgivende gas, der omdannes til et plasma, så højden for fly, såvel som deres hastighed, kan have direkte effekter på ydelsen, der skal finjusteres før det kan regnes med at udføre pålidelig måde, når det er nødvendigt.