Un actionneur à plasma est une forme de servomécanisme avancé développé principalement pour les gouvernes d’avions à partir de 2011. Le système d’actionneur utilise le flux de plasma, qui est un gaz hautement ionisé, pour créer une surface facilement moulable qui peut fonctionner comme des ailerons typiques. ou les volets font sur les avions, créant une traînée et une portance à des points clés des 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 plasma lui-même.
Les spécifications d’un actionneur à plasma suivent une conception rectangulaire et multicouche en forme de crêpe ayant la forme générale d’une aile d’avion. Deux feuilles d’électrodes conductrices sont séparées par un matériau isolant diélectrique. Une feuille d’électrode est exposée au-dessus du milieu diélectrique, et une est intégrée à l’intérieur et excentrée par rapport à l’autre électrode. L’air circule d’abord sur l’électrode exposée et, au fur et à mesure que le courant à haute tension traverse le système, une région de plasma de gaz se forme dans l’air directement derrière l’électrode supérieure et au-dessus de l’électrode intégrée, qui peut ensuite être contrôlée et façonnée pour affecter flux d’air sur toute la région de l’actionneur pendant le vol. Cela imite l’effet d’un aileron mécanique sans nécessiter de pièces mobiles ou de systèmes hydrauliques, tout en créant une forme plus polyvalente avec un contrôle potentiellement plus important sur l’aérodynamique de l’avion.
L’Air Force Research Laboratory (AFRL) aux États-Unis étudie l’actionneur à plasma depuis au moins 2006 pour une utilisation dans la conception d’avions supersoniques. De tels dispositifs sont censés offrir une plus grande fiabilité que les volets mécaniques traditionnels avec la probabilité d’un poids réduit pour la carrosserie du véhicule, ce qui lui offrirait une plus grande maniabilité et des capacités à longue portée. Dans le cadre de recherches à l’AFRL, l’actionneur à plasma a été testé en soufflerie à des vitesses jusqu’à cinq fois supérieures à la vitesse du son.
La technologie pour un système d’actionneur plasma est considérée comme relativement pratique à partir de 2011. Cela est dû en partie au fait que la technologie plasma est couramment utilisée dans les appareils grand public tels que les éclairages fluorescents et les écrans plasma de télévision, et ne nécessite pas les températures élevées pour la générer. où il est produit naturellement par les étoiles. La possibilité d’activer et de désactiver un champ de plasma à des vitesses extrêmement élevées confère également à la technologie un avantage unique dans les manœuvres d’avion qui ne peuvent pas être accomplies par des moyens hydrauliques conventionnels.
Certaines des limitations de la technologie existent toujours à partir de 2011. Le contrôle du débit de l’actionneur a nécessité l’ajout d’oscillateurs fluidiques, où deux systèmes d’actionneurs à plasma fonctionnent en tandem pour créer des schémas d’écoulement pulsés ou modulés. La fonction des pièces de l’actionneur est également intrinsèquement basée sur la densité du gaz environnant qui est converti en plasma, de sorte que l’altitude de l’avion, ainsi que sa vitesse, peuvent avoir des effets directs sur les performances qui doivent être affinées avant on peut compter sur lui pour fonctionner de manière fiable en cas de besoin.