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我国设立首个航空等离子国家重点实验室

行业聚焦点中国仪表网2011年05月17日 11:18人气:946

  据悉,近日,中国首个航空等离子体动力学国家级重点实验室在空军工程大学成立。对于大多数人来说,等离子体这种宏观的中性电离气体距离他们的生活实在是太遥远了。即使是热爱军事的网友,很多对这方面也仅仅是表面的了解。等离子体与军用航空的关系,流传最广泛的就是所谓的“俄罗斯战机使用等离子体隐身”这个说法了。
  
  说到“等离子体隐身”,就要提到人类的载人航天。在一次次飞船、航天飞机返回地球的过程中,由于他们和大气层的剧烈摩擦,飞船表面产生了等离子层,形成了电磁屏蔽。很多中国人都会记得几次神舟飞船返回地球的时候都会有一段时间和地面暂时中断联系,就是这种现象的反映。当然,这种现象早就受到了军事技术人员的注意,就是有可能通过这种等离子体的电磁屏蔽来实现作战飞机的主动隐身。然而设想并不等于工程实践,实际上通过等离子体来实现隐身从工程角度来讲很难实现。因为想实现覆盖几十米长作战飞机的等离子层,要么会牺牲飞机的气动外形,要么会对飞机的电源和燃料提出了很难实现的要求。
  
  现在对等离子体的研究,基本上已经可以确定。那种大气摩擦产生的热等离子,是不可能应用于飞机隐身的。即使在俄罗斯,现在也没有没有确凿的证据来证明有实用的等离子体飞机隐身技术。唯一在技术界流传广泛的,就是有传闻美国在B-2轰炸机上使用了一些由稳态电源或者微波产生的冷等离子体来实现隐身。这种传闻,和美国公开B-2采用飞翼和涂料来实现隐身的说法差异很大。由于B-2轰炸机涉及到美军的核心机密,等离子体隐身的说法只能是个疑问。
  
  除了等离子体隐身,那么等离子体和军用航空的契合点又在哪里呢?
  
  我们不妨再看看原来的那条新闻。不难发现,这个实验室的全称是“航空等离子体动力学国家级重点实验室”,里面有动力学这个关键词。而新闻中还提到:“这个实验室的成立,是推进我国在航空动力发展领域实现理论和技术创新的重要举措,并为解决制约航空装备发展和空军战斗力生成的瓶颈问题提供了重要的研究平台……”答案已经很明显了,等离子体研究与“航空动力”这制约中国航空装备发展和空军战斗力生成的瓶颈问题有着直接的关系。
  
  一些公开的资料表明,等离子体在航空动力上,可以有效地提高燃烧稳定性和燃烧效率,极大改善航空发动机压气机增压比升高后的工作稳定性,从而实现推重比10甚至更高涡扇发动机的生产;而在飞机气动力上,等离子体可以减少飞机阻力,增加升力,提高战机的失速攻角和机动性。
  
  例如在航空发动机上,风扇、压气机是航空涡扇发动机的核心部件。提高航空涡扇发动机的推重比,只能增加压气机的增压比,而随之带来的问题就是压气机出口面积急剧缩小、效率严重降低。而通过在压气机的特定位置上布置等离子体激励装置,则会有效改善发动机内气体的流动效果。
  
  毫无疑问,等离子体动力学的研究在全球范围内都是一个非常超前的领域。以至于在公开的资料中,只知道等离子体对空气的流动会产生作用,但是其作用的机理却不清楚。那么国外的一些先进航空动力,例如F-119、F-135发动机,是否使用了等离子体技术,也是一个谜。不过这次我国成立等离子体国家级重点实验室,显示我国在航空动力、飞行器气动力研究方面,已经进入了最前沿领域。随着我国在等离子体动力学研究上的不断深入,中国在研制推重比10以上的先进航空发动机的技术积淀,将更为深厚,从而为先进战机、空天飞行器、大型军用运输机的发展奠定坚实的基础。
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