プラズマアクチュエータとは？

プラズマアクチュエータは、2011年の時点で主に航空機の操縦面用に開発された高度なサーボ機構です。アクチュエータシステムは、高度にイオン化されたプラズマであるプラズマの流れを使用して、典型的な補助翼として機能できる容易に成形可能な表面を作成しますまたは、フラップが航空機に作用し、離陸や着陸などの飛行操作の重要なポイントで抗力と揚力を生み出します。 効果は、高電圧の交流電流によって作成され、通常の大気を使用してプラズマガス自体を作成します。

プラズマアクチュエータの仕様は、航空機の翼の一般的な形状で、長方形の多層パンケーキのようなデザインに従います。 電極導体の2枚のシートは、誘電絶縁材料によって分離されています。 一方の電極シートは誘電体媒体の上に露出し、もう一方はその中に埋め込まれ、もう一方の電極から中心を外れています。 空気は最初に露出した電極の上を流れ、高電圧電流がシステムに流れると、上部電極のすぐ後ろと埋め込まれた電極の上に空気中にガスのプラズマ領域が形成されます。飛行中のアクチュエータ領域全体にわたる空気の流れ。 これは、可動部品や油圧システムを必要とせずに機械的なエルロンの効果を模倣すると同時に、航空機の空力をより強力に制御できるより汎用性の高い形状を作成します。

米国の空軍研究所（AFRL）は、少なくとも2006年以来、超音速航空機の設計で使用するプラズマアクチュエータを研究しています。 このような装置は、従来の機械式フラップよりも高い信頼性を提供し、車両のボディの重量を減らす可能性があると考えられています。 AFRLの研究では、プラズマアクチュエータは、音速の最大5倍の速度で風洞でテストされています。

プラズマアクチュエータシステムの技術は2011年の時点で比較的実用的と見られています。これは、プラズマ技術が一般に蛍光灯やテレビプラズマスクリーンなどの民生機器で採用されており、生成に高温を必要としないためです。それは星によって自然に生成されます。 プラズマフィールドのオン/オフを非常に高速で切り替える機能は、従来の油圧手段では達成できない航空機の操縦において、この技術に独自の利点をもたらします。

アクチュエータの流量を制御するには、2つのプラズマアクチュエータシステムが連携してパルスまたは変調フロースキームを作成する流体振動子の追加が必要でした。 アクチュエータ部品の機能は、プラズマに変換される周囲のガスの密度にもとづくため、航空機の高度とその速度は、パフォーマンスに直接影響を与える可能性があります。必要なときに信頼できる方法で実行することを期待できます。