Ein Plasmaaktuator ist eine Form fortschrittlicher Servomechanismen, die ab 2011 hauptsächlich für Flugzeugsteuerflächen entwickelt wird. Das Aktuatorsystem nutzt den Plasmastrom, ein hochionisiertes Gas, um eine leicht formbare Oberfläche zu schaffen, die als typische Querruder fungieren kann oder Klappen bei Flugzeugen, die an Schlüsselpunkten bei Flugmanövern wie Starts und Landungen Widerstand und Auftrieb erzeugen. Der Effekt wird durch elektrischen Wechselstrom hoher Spannung erzeugt und verwendet normale atmosphärische Luft, um das Plasmagas selbst zu erzeugen.
Die Spezifikationen für einen Plasmaaktor folgen einem rechteckigen, mehrschichtigen pfannkuchenähnlichen Design in der allgemeinen Form eines Flugzeugflügels. Zwei Schichten von Elektrodenleitern sind durch ein dielektrisches Isoliermaterial getrennt. Ein Elektrodenblatt liegt auf dem dielektrischen Medium frei, und eines ist darin eingebettet und außerhalb der Mitte von der anderen Elektrode. Luft strömt zuerst über die freiliegende Elektrode, und wenn Hochspannungsstrom durch das System geleitet wird, bildet sich in der Luft direkt hinter der oberen Elektrode und über der eingebetteten ein Plasmabereich aus Gas, der dann gesteuert und so geformt werden kann, dass er beeinflusst wird Luftstrom über den gesamten Aktuatorbereich während des Fluges. Dies ahmt die Wirkung eines mechanischen Querruders nach, ohne bewegliche Teile oder hydraulische Systeme zu benötigen, 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 mit der Wahrscheinlichkeit eines verringerten Gewichts für die Fahrzeugkarosserie, was ihr eine größere Manövrierfähigkeit und Langstreckenfähigkeiten bieten würde. In der Forschung am AFRL wurde der Plasmaaktor im Windkanal bei Geschwindigkeiten bis zum Fünffachen der Schallgeschwindigkeit getestet.
Die Technologie für ein Plasma-Aktorsystem wird seit 2011 als relativ praktisch angesehen. Dies liegt zum Teil daran, dass die Plasmatechnologie häufig in Verbrauchergeräten wie Leuchtstofflampen und Fernsehplasmabildschirmen verwendet wird und nicht die hohen Temperaturen benötigt, um sie zu erzeugen wo es natürlich von Sternen produziert wird. Die Möglichkeit, ein Plasmafeld mit extrem hohen Geschwindigkeiten ein- und auszuschalten, verleiht der Technologie auch einen einzigartigen Vorteil bei Flugzeugmanövern, die mit herkömmlichen hydraulischen Mitteln nicht bewerkstelligt werden können.
Einige der Einschränkungen der Technologie bestehen nach 2011 noch. Die Steuerung der Durchflussrate für den Aktuator erforderte das Hinzufügen von Fluidoszillatoren, bei denen zwei Plasmaaktuatorsysteme zusammenwirken, um gepulste oder modulierte Durchflussschemata zu erzeugen. Die Funktion der Aktuatorteile basiert auch von Natur aus auf der Dichte des umgebenden Gases, das in ein Plasma umgewandelt wird, sodass die Höhe für Flugzeuge sowie deren Geschwindigkeit direkte Auswirkungen auf die Leistung haben können, die zuvor fein abgestimmt werden müssen Sie kann sich darauf verlassen, dass sie im Bedarfsfall zuverlässig arbeitet.