Was ist ein Plasmaaktor?
Ein Plasmaaktuator ist eine Form des fortschrittlichen Servomechanismus, der ab 2011 in erster Linie für Flugzeugsteuerflächen entwickelt wurde. Das Aktuatorsystem verwendet den Plasmafluss, ein hochionisiertes Gas, um eine leicht formbare Oberfläche zu erzeugen, die als typische Querruder fungieren kann oder Klappen in Flugzeugen, die bei wichtigen Flugmanövern wie Starts und Landungen Luftwiderstand und Auftrieb erzeugen. Der Effekt wird durch elektrischen Hochspannungswechselstrom erzeugt und verwendet normale atmosphärische Luft, um das Plasmagas selbst zu erzeugen.
Die Spezifikationen für einen Plasmaaktor folgen einem rechteckigen, mehrschichtigen, pfannkuchenartigen Design in der allgemeinen Form eines Flugzeugflügels. Zwei Lagen von Elektrodenleitern sind durch ein dielektrisches Isoliermaterial getrennt. Ein Elektrodenblatt ist auf dem dielektrischen Medium freigelegt, und eines ist darin eingebettet und von der anderen Elektrode außermittig. Luft strömt zuerst über die freiliegende Elektrode, und wenn Hochspannungsstrom durch das System geleitet wird, bildet sich in der Luft direkt hinter der oberen und über der eingebetteten Elektrode ein Plasmabereich aus Gas, der dann gesteuert und beeinflusst werden kann Luftstrom über den gesamten Aktuatorbereich während des Fluges. Dies ahmt den Effekt eines mechanischen Querruders nach, ohne dass bewegliche Teile oder Hydrauliksysteme erforderlich sind, und schafft gleichzeitig eine vielseitigere Form mit potenziell größerer Kontrolle über die Aerodynamik des Flugzeugs.
Das Air Force Research Laboratory (AFRL) in den USA erforscht den Plasmaaktor seit mindestens 2006 für den Einsatz in Überschallflugzeugkonstruktionen. Es wird angenommen, dass solche Vorrichtungen eine größere Zuverlässigkeit bieten als herkömmliche mechanische Klappen, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Gewichtsreduzierung für die Karosserie des Fahrzeugs besteht, wodurch eine größere Manövrierfähigkeit und eine größere Reichweite erzielt werden. In der Forschung am AFRL wurde der Plasmaaktor in einem Windkanal mit einer bis zu fünffachen Schallgeschwindigkeit getestet.
Die Technologie für ein Plasmaaktuatorsystem wird ab 2011 als relativ praktisch angesehen. Dies liegt zum Teil daran, dass die Plasmatechnologie häufig in Verbrauchergeräten wie Leuchtstofflampen und Fernseh-Plasmabildschirmen eingesetzt wird und nicht die hohen Temperaturen erfordert, um sie zu erzeugen wo es natürlich von Sternen produziert wird. Die Fähigkeit, ein Plasmafeld mit extrem hohen Geschwindigkeiten ein- und auszuschalten, gibt der Technologie auch einen einzigartigen Vorteil bei Flugzeugmanövern, die mit herkömmlichen hydraulischen Mitteln nicht erreicht werden können.
Einige der Einschränkungen der Technologie bestehen ab 2011 immer noch. Für die Steuerung der Durchflussmenge für den Aktuator sind Fluidoszillatoren erforderlich, bei denen zwei Plasmaaktuatorsysteme zusammenarbeiten, um gepulste oder modulierte Durchflussschemata zu erstellen. Die Funktion der Aktuatorteile hängt auch von der Dichte des umgebenden Gases ab, das in ein Plasma umgewandelt wird, sodass die Höhe des Flugzeugs sowie dessen Geschwindigkeit direkte Auswirkungen auf die Leistung haben können, die zuvor genau abgestimmt werden müssen Sie können sich darauf verlassen, dass sie bei Bedarf zuverlässig arbeiten.