¿Qué es un actuador de plasma?

Un actuador de plasma es una forma de servomecanismo avanzado que se está desarrollando principalmente para superficies de control de aeronaves a partir de 2011. El sistema de actuador utiliza el flujo de plasma, que es un gas altamente ionizado, para crear una superficie fácilmente moldeable que puede funcionar como alerones típicos. o los flaps en los aviones, creando resistencia y sustentación en puntos clave en las maniobras de vuelo, como despegues y aterrizajes. El efecto se crea mediante corriente eléctrica alterna de alto voltaje y utiliza aire atmosférico normal para crear el gas de plasma en sí.

Las especificaciones para un actuador de plasma siguen un diseño rectangular de múltiples capas similar a un panqueque en la forma general de un ala de avión. Dos láminas de conductores de electrodos están separadas por un material aislante dieléctrico. Una hoja de electrodo está expuesta encima del medio dieléctrico, y una está incrustada dentro de ella y descentrada del otro electrodo. El aire fluye primero sobre el electrodo expuesto y, a medida que pasa corriente de alto voltaje a través del sistema, se forma una región de plasma de gas en el aire directamente detrás del electrodo superior y por encima del electrodo incrustado, que luego se puede controlar y moldear para afectar flujo de aire sobre toda la región del actuador durante el vuelo. Esto imita el efecto de un alerón mecánico sin requerir partes móviles o sistemas hidráulicos, al mismo tiempo que crea una forma más versátil con un control potencialmente mayor sobre la aerodinámica de la aeronave.

El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) en los EE. UU. Ha estado investigando el actuador de plasma desde al menos 2006 para su uso en diseños de aviones supersónicos. Se cree que tales dispositivos ofrecen una mayor confiabilidad que los flaps mecánicos tradicionales con la probabilidad de reducir el peso de la carrocería del vehículo, lo que le ofrecería una mayor maniobrabilidad y capacidades de largo alcance. En una investigación en AFRL, el actuador de plasma se ha probado en un túnel de viento a velocidades hasta cinco veces superiores a la velocidad del sonido.

La tecnología para un sistema de actuador de plasma se considera relativamente práctica a partir de 2011. Esto se debe, en parte, a que la tecnología de plasma se emplea comúnmente en dispositivos de consumo como iluminación fluorescente y pantallas de plasma de televisión, y no requiere las altas temperaturas para generarla. donde es producido naturalmente por estrellas. La capacidad de encender y apagar un campo de plasma a velocidades extremadamente altas también le da a la tecnología una ventaja única en las maniobras de la aeronave que no se puede lograr con medios hidráulicos convencionales.

Algunas de las limitaciones de la tecnología aún existen a partir de 2011. El control del caudal para el actuador ha requerido la adición de osciladores fluídicos, donde dos sistemas de actuador de plasma funcionan en conjunto para crear esquemas de flujo pulsado o modulado. La función de las partes del actuador también se basa inherentemente en la densidad del gas circundante que se convierte en plasma, por lo que la altitud de la aeronave, así como su velocidad, pueden tener efectos directos en el rendimiento que deben ajustarse antes. se puede contar con que funcionará de manera confiable cuando sea necesario.