¿Qué es un actuador de plasma?
Un actuador de plasma es una forma de servomecanismo avanzado desarrollado 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 flaps en aviones, creando arrastre y elevación en puntos clave en maniobras de vuelo como despegues y aterrizajes. El efecto es creado por la corriente eléctrica alterna de alto voltaje y utiliza aire atmosférico normal para crear el gas de plasma.
Las especificaciones para un actuador de plasma siguen un diseño rectangular tipo tortita de varias capas 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 sobre el medio dieléctrico, y una está incrustada dentro de él y fuera del centro del otro electrodo. El aire fluye primero sobre el electrodo expuesto y, a medida que la corriente de alto voltaje pasa a través del sistema, se forma una región de plasma de gas en el aire directamente detrás del electrodo superior y sobre el incrustado, que luego puede controlarse y conformarse para afectar flujo de aire sobre toda la región del actuador durante el vuelo. Esto imita el efecto de un alerón mecánico sin necesidad de partes móviles o sistemas hidráulicos, al 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 Estados Unidos ha estado investigando el actuador de plasma desde al menos 2006 para su uso en diseños de aviones supersónicos. Se cree que dichos dispositivos ofrecen una mayor confiabilidad que las aletas mecánicas tradicionales con la probabilidad de reducir el peso del cuerpo del vehículo, lo que le ofrecería una mayor maniobrabilidad y capacidades de largo alcance. En una investigación en AFRL, el actuador de plasma ha sido probado en un túnel de viento a velocidades hasta cinco veces mayores que 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 las 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 aeronaves que no se pueden lograr por medios hidráulicos convencionales.
Algunas de las limitaciones de la tecnología aún existen a partir de 2011. El control de la velocidad de flujo para el actuador ha requerido la adición de osciladores fluídicos, donde dos sistemas de actuador de plasma trabajan 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 sobre el rendimiento que deben ajustarse antes Se puede contar con un rendimiento confiable cuando sea necesario.