大气压放电等离子体核心关键技术及应用前景-新观点新学说学术沙龙文集-66

　　前面，我仅仅谈了等离子体主动流动控制技术这个大题目下三个具体应用涉及的问题，从中看见，这里面主要是流动和燃烧，有了多物理强耦合问题。这种强耦合由于等离子体参数、流动参数、燃烧参数的不同等，使其变成了非常复杂的物理力学问题，也是基础科学问题。　　在这个领域里，国内外在应用需求的牵引下做了哪几个方面的工作呢？我们首先看逆向喷流减阻。对于一个钝头体，它前面形成一个很大的弓体激波，在超速飞行的时候，为了减少钝头体带来的压力（前面的波阻），我们从钝头体里面向外喷射等离子体，所以叫逆向喷流，非常有效，目前的实验结果表明，阻力可以减少30%，这是很值得我们深入研究的方向。　　第二，等离子体边界层控制减阻技术。我们知道各类飞行器都有极大的表面和气流相接触，这个接触带来很大的流动问题，引起气动力和气动热问题。通过表面等离子体发生器来产生静电侧体力来控制附面层结构以减少摩阻，实验结果表明能减少300-/0左右。还有平行电容器控制附面层的例子，美国的B-2A轰炸机是靠发动机羽流中的带电粒子分离技术，让飞行器壳体前后表面形成一个大的电容器，在飞行器表面形成薄层等离子体，既有隐身又有减阻的效应。　　第三，点源能量注入等离子体减阻技术。激光等离子体或者微波等离子体在钝头体前面形成局部的能量注入，把弓体激波变成斜激波来减阻，提炼无量纲因子，并通过进一步优化无量纲因子，减小波阻可以到70%，基本抑制了波阻，而在超过5马赫以后，这种波阻占整个飞行器摩擦阻力的1/3甚至更强，所以激光等离子体减小波阻是非常值得做的方向。　　第四，等离子体产生激波增强掺混技术。在掺混方面，据我们了解，我国基本没有开展研究。但是国外做了较多的研究，主要是俄罗斯、日本和美国等国家在持续地开展研究。2002年，俄罗斯利用脉冲激光束影响剪切层的发展，实现流动增强掺混；2003年，日本通过等离子体火炬喷注来改变燃料的掺混；2008年，美国也是利用等离子体火炬在超燃冲压发动机里注入等离子体，实际上是为了点火注入的，但是研究表明燃料的穿透性增强了，也就是增强了燃料掺混。　　……