我國已進(jìn)入等離子體動力學(xué)研究前沿領(lǐng)域

空軍工程大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師何立明近日表示，近幾年經(jīng)過科研人員的共同努力，我國等離子體技術(shù)的研究隊伍和研究平臺已初步建立，我國已經(jīng)進(jìn)入等離子體動力學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。

何立明介紹說，等離子體在航空領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在減阻增升，提高推進(jìn)效能，材料表面改性等方面。我國首個等離子體動力學(xué)國家級實驗室，于2011年5月12日在空軍工程大學(xué)掛牌成立。該實驗室的建立是推進(jìn)我國將等離子體動力學(xué)在航空飛行器及動力領(lǐng)域的應(yīng)用，實現(xiàn)理論和技術(shù)創(chuàng)新的重要舉措，也為國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域開展學(xué)術(shù)研究和交流活動提供了共享平臺。

近年來，等離子體強(qiáng)化燃燒技術(shù)研究團(tuán)隊，在課題組組長何立明的帶領(lǐng)下，開展了在燃燒室中產(chǎn)生等離子體的條件、機(jī)理、方法的理論分析、參數(shù)控制及實驗測試方法的研究，等離子體助燃效果計算、等離子體點火與助燃過程的數(shù)值仿真和影響因素分析，建立了較為完善的等離子體點火與助燃實驗系統(tǒng)，設(shè)計了原理性和基礎(chǔ)性實驗的等離子體點火器；聯(lián)合研制了等離子體點火驅(qū)動電源，進(jìn)行了等離子體點火器特性和助燃激勵器的激勵特性及點火與助燃特性實驗，為等離子體強(qiáng)化燃燒技術(shù)在工程實際中的應(yīng)用研究奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

該課題研究團(tuán)隊自2007年起，在國家自然科學(xué)基金及其他相關(guān)項目的資助下，結(jié)合重點實驗室建設(shè)，在國內(nèi)率先開展了航空發(fā)動機(jī)燃燒室等離子體點火與助燃技術(shù)研究，探索等離子體點火與助燃的機(jī)理及在燃燒室中實現(xiàn)的技術(shù)途徑，還開展了發(fā)動機(jī)尾噴口等離子體紅外隱身技術(shù)、等離子體氣動激勵改善燃燒室氣膜冷卻效果的探索性研究，和等離子體點火起爆脈沖爆震發(fā)動機(jī)以及加力燃燒室等離子體點火探索性研究，為推動我國航空航天事業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

何立明說，等離子體在航空動力上，可以有效地增強(qiáng)燃燒穩(wěn)定性和提高燃燒效率，降低排氣污染，且能極大改善航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)增壓比升高后的工作穩(wěn)定性；而在飛機(jī)氣動力上，等離子體可以減少飛機(jī)阻力，增加升力，提高戰(zhàn)機(jī)的失速攻角和機(jī)動性，而且還具有隱身能力。美國、前蘇聯(lián)等軍事強(qiáng)國上世紀(jì)60年代便開始了等離子體研究。

何立明課題組以等離子體動力學(xué)、燃燒學(xué)和飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)原理為理論基礎(chǔ)，圍繞提高航空發(fā)動機(jī)動力裝置燃燒室的點火可靠性，擴(kuò)大穩(wěn)定燃燒范圍，開展等離子體強(qiáng)化燃燒技術(shù)研究，極大地推動了國家重點學(xué)科“航空宇航推進(jìn)理論與工程”的建設(shè)和發(fā)展。2005年，以課題組成果為重要支撐的“建設(shè)特色鮮明學(xué)科專業(yè)培養(yǎng)新型軍事航空工程人才”教學(xué)成果榮獲國家教學(xué)成果二等獎。同時也提升了《飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)原理》課程建設(shè)的水平。

“目前看來，我國與發(fā)達(dá)國家之間確實存在不小差距，但要想成為后起之秀也不是不可能，這需要有上至國家，下至科研院所、高校的支持和共同努力。

我國未來應(yīng)大力發(fā)展航空等離子體動力學(xué)與技術(shù)研究，從而為航空裝備研制和維修提供重要的技術(shù)支撐。”何立明說，“我們相信，隨著我國在等離子體動力學(xué)研究上的不斷深入，中國在研制大推重比先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)積累方面，將會更為深厚，從而也會為先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)、航天飛行器等裝備的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。”