Qu'est-ce qu'un actionneur à plasma?
Un actionneur à plasma est une forme de servomécanisme de pointe développé principalement pour les gouvernes d'aéronefs à partir de 2011. Le système d'actionneur utilise le flux de plasma, un gaz fortement ionisé, pour créer une surface facile à mouler pouvant fonctionner comme des ailerons typiques. ou des volets en avion, créant une traînée et une portance à des points clés lors de manœuvres de vol telles que les décollages et les atterrissages. L'effet est créé par un courant électrique alternatif à haute tension et utilise l'air atmosphérique normal pour créer le gaz plasmatique lui-même.
Les spécifications d'un actionneur à plasma suivent une conception rectangulaire en forme de crêpe multicouche de la forme générale d'une aile d'avion. Deux feuilles de conducteurs d'électrodes sont séparées par un matériau isolant diélectrique. Une feuille d'électrode est exposée au sommet du milieu diélectrique, et une est incorporée à l'intérieur de celle-ci et excentrée de l'autre électrode. L’air passe d’abord sur l’électrode exposée, puis lorsqu’un courant à haute tension passe dans le système, une région de plasma de gaz se forme dans l’air directement derrière l’électrode supérieure et au-dessus de celle intégrée, qui peut ensuite être contrôlée et façonnée de manière à affecter flux d’air sur toute la région de l’actionneur en vol. Ceci imite l'effet d'un aileron mécanique sans nécessiter de pièces mobiles ni de systèmes hydrauliques, tout en créant une forme plus polyvalente avec un potentiel de contrôle accru sur l'aérodynamique de l'aéronef.
Aux États-Unis, le Laboratoire de recherche de la Force aérienne (AFRL) effectue des recherches sur l'actionneur à plasma depuis au moins 2006 pour une utilisation dans la conception d'aéronefs supersoniques. On pense que de tels dispositifs offrent une plus grande fiabilité que les volets mécaniques traditionnels avec la possibilité d'un poids réduit pour la carrosserie du véhicule, ce qui lui offrirait une plus grande maniabilité et des capacités à longue portée. Dans les recherches à AFRL, l'actionneur à plasma a été testé dans une soufflerie à une vitesse jusqu'à cinq fois supérieure à celle du son.
La technologie pour un système d'actionneur à plasma est considérée comme relativement pratique à partir de 2011. Ceci est en partie dû au fait que la technologie à plasma est couramment utilisée dans les appareils grand public tels que les éclairages fluorescents et les écrans plasma de télévision, et qu'elle ne nécessite pas les températures élevées où il est produit naturellement par les étoiles. La possibilité d'allumer et d'éteindre un champ de plasma à des vitesses extrêmement élevées confère également à la technologie un avantage unique en termes de manœuvres d'aéronefs qui ne peut être accompli par des moyens hydrauliques conventionnels.
Certaines des limitations de la technologie existaient encore à partir de 2011. Pour contrôler le débit de l'actionneur, il a été nécessaire d'ajouter des oscillateurs fluidiques, deux systèmes d'actionneurs à plasma travaillant en tandem pour créer des schémas d'écoulement pulsé ou modulé. La fonction des pièces de l'actionneur est également basée de manière inhérente sur la densité du gaz environnant qui est converti en plasma, de sorte que l'altitude des aéronefs, ainsi que leur vitesse, peuvent avoir des effets directs sur les performances qui doivent être ajustés avant on peut compter sur lui pour effectuer de manière fiable en cas de besoin.