Technology

Tehnologija

Futuristic planes with glowing wings

 

Futuristički zrakoplovi s užarenim krilima

 

A dramatic effect on airflow

 

Dramatičan učinak na protok zraka

 

Wings of fire

 

Vatrena krila

 

Can plasmas make any difference?

 

Mogu li plazme napraviti razliku?

 

The benefits of plasma technology

 

Prednosti tehnologije plazme

 

Great airflow

 

Odličan protok zraka

 

A virtual wing

 

Virtualno krilo

 

Fly like lightning

 

Letite poput munje

 

Futuristic planes with glowing wings

It was a clear, moonlit night when the two men set up their video cameras in the Mojave Desert. A little north of Edwards Air Force Base in California, they were hoping to shoot footage of the top-secret futuristic aircraft being tested there. What happened next amazed them. A glowing object flew out of the west. It was long and thin, photographer Bill Hartenstein recalls, and surrounded by a glowing layer of gold-and-white light. The object accelerated and disappeared so fast that Hartenstein almost didn't catch it on film. "I was too clumsy due to excitement", he says.

At first they assumed the object was a meteor, but then they began to suspect it was a plane...  Search for more... 

It was a clear, moonlit night when the two men set up their video cameras in the Mojave Desert. A little north of Edwards Air Force Base in California, they were hoping to shoot footage of the top-secret futuristic aircraft being tested there. What happened next amazed them. A glowing object flew out of the west. It was long and thin, photographer Bill Hartenstein recalls, and surrounded by a glowing layer of gold-and-white light. The object accelerated and disappeared so fast that Hartenstein almost didn't catch it on film. "I was too clumsy due to excitement", he says.

At first they assumed the object was a meteor, but then they began to suspect it was a plane. But who had ever heard of a glowing plane? They showed their footage to physicists at the California Institute of Technology in Pasadena. The scientists suggested that the glowing light might resemble plasma - a cloud of ions and electrons formed when gas is ionised. Plasma is formed in neon lights, by lightning and on the surface of the sun. Could the air force be testing plasma-coated planes?

Yes, very possibly. In the decades since Hartenstein's mysterious encounter in July 1991, there have been suggestions that military labs are wrapping planes with "plasma coats" which absorb radar waves, creating a new kind of stealth bomber. But other research now suggests a very different rationale for such glowing coats.  » Search for more... 

Futuristički zrakoplovi s užarenim krilima

Bila je to jasna noć osvijetljena mjesečinom kada su dvojica muškaraca postavila svoje video kamere u pustinji Mojave. Malo sjeverno od vojne zrakoplovne baze Edwards u Kaliforniji, nadali su se da će snimiti tajni futuristički zrakoplov koji se tamo testira. Ono što se zatim dogodilo zaprepastilo ih je. Užareni je objekt doletio sa zapada. Bio je dug i tanak, prisjeća se fotograf Bill Hartenstein, a bio je okružen užarenim slojem zlatno-bijele svjetlosti. Objekt je ubrzao i nestao tako brzo da ga Hartenstein gotovo nije uspio zabilježiti na filmu. "Bio sam previše nespretan zbog uzbuđenja", kaže on.

Isprva su pretpostavili da je objekt bio meteor, ali su zatim počeli su sumnjati da se radi o zrakoplovu...  Potraži više... 

Bila je to jasna noć osvijetljena mjesečinom kada su dvojica muškaraca postavila svoje video kamere u pustinji Mojave. Malo sjeverno od vojne zrakoplovne baze Edwards u Kaliforniji, nadali su se da će snimiti tajni futuristički zrakoplov koji se tamo testira. Ono što se zatim dogodilo zaprepastilo ih je. Užareni je objekt doletio sa zapada. Bio je dug i tanak, prisjeća se fotograf Bill Hartenstein, a bio je okružen užarenim slojem zlatno-bijele svjetlosti. Objekt je ubrzao i nestao tako brzo da ga Hartenstein gotovo nije uspio zabilježiti na filmu. "Bio sam previše nespretan zbog uzbuđenja", kaže on.

Isprva su pretpostavili da je objekt bio meteor, ali su zatim počeli su sumnjati da se radi o zrakoplovu. No, tko je ikad čuo za užareni zrakoplov? Pokazali su svoje snimke fizičarima na Tehnološkom institutu u Kaliforniji u Pasadeni. Znanstvenici su sugerirali da bi užarena svjetlost mogla predstavljati plazmu - oblak iona i elektrona koji nastaje kada se plin ionizira. Plazma se stvara u neonskim svjetiljkama, uz pomoć munje i na površini Sunca. Testira li možda vojno zrakoplovstvo zrakoplove obložene plazmom?

Da, vrlo vjerojatno. U desetljećima nakon Hartensteinovog tajanstvenog susreta u srpnju 1991. godine, bilo je prijedloga da vojni laboratoriji omataju zrakoplove "ogrtačima od plazme" koji upijaju radarske valove i stvaraju novu vrstu nevidljivih bombardera. Međutim, druga istraživanja sada pokazuju sasvim drugačije razloge za takve užarene ogrtače.  » Potraži više... 

A dramatic effect on airflow

It turns out that ionised gas can have a dramatic effect on airflow, and this could bring us numerous benefits. Plasmas on wind-turbine blades, for instance, could help us cut the cost of renewable energy. Cars and planes can also benefit from plasmas; we could travel cheaper and cleaner. Ultimately, plasmas allow engineers to think of aerodynamics in a whole different way, and this could have remarkable implications for the future of transport.


The foundations of plasma research were laid half a century ago, when the space race was in full swing. At the time, scientists were intrigued by events that occur when space capsules return to Earth. They discovered that as a capsule hits the upper atmosphere, it generates friction, heating the gas around it so much that the molecules ionise, forming a coating of plasma. This plasma does not behave in the same way as normal gas. In particular, experiments showed that plasmas reduce drag...  Search for more... 

Dramatičan učinak na protok zraka

Ispada da ionizirani plin može imati dramatičan učinak na protok zraka, a to bi nam moglo donijeti brojne koristi. Na primjer, plazma na oštricama vjetroturbina mogla bi nam pomoći da smanjimo cijenu energije iz obnovljivih izvora. Automobili i zrakoplovi bi također mogli imati koristi od plazme; mogli bismo putovati jeftinije i čišće. U konačnici, plazme omogućuju inženjerima da razmišljaju o aerodinamici na sasvim drugačiji način, a to bi moglo imati znatan utjecaj na budućnost prijevoza.

Temelji istraživanja plazme položeni su prije pola stoljeća, kada je svemirska utrka bila u punom zamahu. U to su vrijeme znanstvenici bili zaintrigirani događajima koji se javljaju kada se svemirske kapsule vraćaju na Zemlju. Otkrili su da kapsula stvara trenje kada udari u gornju atmosferu, te oko sebe toliko zagrijava plin da se molekule ioniziraju, stvarajući sloj plazme. Ova se plazma ne ponaša na isti način kao običan plin. Konkretno, eksperimenti su pokazali da plazme smanjuju otpor zraka...  Potraži više... 

Wings of fire

To minimise friction on a wing, the layer of air nearest the surface should always move smoothly - a phenomenon called laminar flow. However in practice this "boundary" layer of air is easily disrupted; it moves away from the surface. This creates turbulence, which can account for up to a third of an aircraft's drag.

To try to counter this, Roth and his colleagues devised a pair of electrodes, separated by a thin insulating film and set it into the wing's upper surface near the leading edge...  Search for more... 

Vatrena krila

Kako bi se smanjilo trenje na krilu, sloj zraka koji je najbliži površini morao bi se uvijek kretati ujednačeno - što je fenomen koji ima naziv laminarno strujanje. Međutim, u praksi je ovaj "granični" sloj zraka lako narušiti; on se udaljuje od površine. To stvara turbulencije, koje mogu iznositi i do trećine otpora zraka kod zrakoplova.

Kako bi se tome pokušali suprotstaviti, Roth i njegovi kolege osmislili su par elektroda, odvojenih tankim izolacijskim filmom i postavili ih na gornju površinu krila kraj njegovog prednjeg ruba...  Potraži više... 

Can plasmas make any difference?

Their effect in testing is remarkable, but can plasmas make any difference to real aircraft? Take the "Bell Boeing V-22 Osprey" with its two tilting rotors. It is a military transport plane that lifts off like a helicopter and then rotates its engines through 90 degrees so it can fly like a twin-propeller aircraft. Maintaining smooth airflow during this transition has proved tricky. The wings of the craft are covered with small "fins" which suppress turbulence at low speed. But these fins have an unwelcome side effect: they add drag when the Osprey flies at maximum speed.


According to Chuan He at the University of Notre Dame in Indiana, plasmas are the solution...  Search for more... 

Mogu li plazme napraviti razliku?

Njihov je učinak kod testiranja izvanredan, ali mogu li plazme napraviti razliku i kod pravih zrakoplova? Uzmimo za primjer "Bell Boeing V-22 Osprey" s njegova dva nagibna rotora. To je vojni transportni zrakoplov koji polijeće poput helikoptera, a zatim zakreće svoje motore za 90 stupnjeva, tako da može letjeti poput zrakoplova s dva propelera. Održavanje neometanog protoka zraka tijekom ove tranzicije pokazalo se problematičnim. Krila letjelice prekrivena su malim "krilcima" koja priječe turbulenciju pri maloj brzini. Međutim, ova krilca imaju neželjenu nuspojavu: povećavaju otpor zraka kada Osprey leti maksimalnom brzinom.

Kako kaže Chuan He sa Sveučilišta Notre Dame u Indiani, plazme su rješenje...  Potraži više... 

The benefits of plasma technology

The wind-energy industry is particularly interested in the benefits plasma technology can offer. The rotor blades on wind turbines are precisely shaped to generate maximum lift over a broad range of wind speeds. To improve efficiency, some turbines use adjustable-pitch blades which are rotated by motors in the turbine hub to ensure they maximise lift in calm conditions or reduce it during storms.


Plasma actuators could do a similar job without the need for this heavy, expensive machinery. Better still, with separate actuators mounted along the blade, the airflow over the entire blade could be optimised in real time. "It is a very promising technology, especially due to the low manufacturing cost and absence of moving parts", says Georgios Pechlivanoglou, technical director of Smart Blade based in Ravensburg, Germany, which is developing plasma control for wind turbines...  Search for more... 

Prednosti tehnologije plazme

Industrija energije vjetra posebno je zainteresirana za prednosti koje može ponuditi tehnologija plazme. Lopatice rotora na vjetroturbinama precizno su oblikovane kako bi generirale maksimalan uzgon pod utjecajem širokog raspona brzina vjetra. U cilju poboljšanja učinkovitosti, neke turbine koriste lopatice s podesivim nagibom koje zakreću motori u središtu turbine kako bi se osigurao maksimalan uzgon u mirnim uvjetima ili njegovo smanjenje za vrijeme oluja.

Pokretači plazme mogli bi obaviti sličan posao, bez potrebe za ovim teškim i skupim strojevima. Što je još bolje, uz odvojene pokretače ugrađene uzduž lopatice, protok zraka preko cijele lopatice mogao bi biti optimiziran u stvarnom vremenu. "To je vrlo obećavajuća tehnologija, pogotovo zbog niske cijene proizvodnje i odsutnosti pokretnih dijelova", kaže Georgios Pechlivanoglou, tehnički direktor tvrtke Smart Blade sa sjedištem u Ravensburgu u Njemačkoj, koja razvija kontrolu plazme za vjetroturbine...  Potraži više... 

Great airflow

There are still some serious problems to address. To start with, the position of the actuators is critical. The French team found that changing the electrode placement slightly can increase drag on the car by almost 6 per cent. And to make such systems practical, the benefit they bring must outweigh the energy needed to create the plasma. Here, engineers have made some progress: generating plasmas by using a high voltage signal can maintain smooth airflow while halving the energy used. Still, warns Birch, controlling these systems in real time will be a challenge.



Since 2009, a consortium of European universities and other organisations has been tackling some of these problems. Their "Plasmaero" project will possibly improve the efficiency of plasma actuators. It also has a more ambitious goal: to control the flight of an unmanned aerial vehicle (UAV) using plasmas alone...  Search for more... 

Odličan protok zraka

Još uvijek postoje neki ozbiljni problemi koje je potrebno riješiti. Za početak, pozicija pokretača je od kritične važnosti. Francuski je tim je otkrio da mala promjena lokacije elektrode može povećati otpor zraka na automobilu za gotovo 6 posto. A kako bismo takve sustave učinili praktičnima, korist koju donose mora biti veća od energije koja je potrebna za stvaranje plazme. Ovdje su inženjeri postigli određeni napredak: stvaranje plazmi uz pomoć visokonaponskog signala može održavati neometan protok zraka a istovremeno prepoloviti energiju koja se koristi. Međutim, upozorava Birch, upravljanje tim sustavima u stvarnom vremenu predstavljat će izazov.

Još od 2009. godine, konzorcij europskih sveučilišta i drugih organizacija rješava neke od tih problema. Njihov će projekt "Plasmaero" možda poboljšati učinkovitost pokretača plazme. Također ima i ambiciozniji cilj: upravljati letom bespilotne letjelice (UAV - unmanned aerial vehicle) samo uz pomoć plazme...  Potraži više... 

A virtual wing

Don't expect to see this technology in the next few years. The failure of an actuator on a wind turbine would not be serious but the situation could be life threatening in flight. Besides, the commercial aviation industry is cautious of new technology. Birch suggests that in the short term, plasma actuators may turn up as some kind of back-up control system. This technology is already encouraging engineers to take a fresh look at conventional aerodynamics.


For instance, by coating the entire skin of a wing with plasma actuators there could be considerable benefits. This would not merely reduce drag, it would allow engineers to tailor the airflow as they desire, creating what he calls a "virtual wing". Rather than using a precisely designed aerofoil, a virtual wing could use a generic shape but with a "plasma coat"...  Search for more... 

Virtualno krilo

Nemojte očekivati da ćemo ovu tehnologiju vidjeti u idućih nekoliko godina. Kvar na pokretaču vjetroturbine ne bi bio ozbiljan, ali situacija bi mogla biti opasna po život za vrijeme leta. Osim toga, komercijalna je zrakoplovna industrija oprezna oko nove tehnologije. Birch sugerira da bi se u kratkom roku pokretači plazme mogli pojaviti kao neka vrsta pomoćnog sustava upravljanja. Ova tehnologija već ohrabruje inženjere da iznova prouče konvencionalnu aerodinamiku.

Na primjer, premazivanjem cijele površine krila pokretačima plazme mogle bi se ostvariti značajne koristi. To ne samo da bi smanjilo otpor zraka, već bi omogućilo inženjerima prilagodbu protoka zraka prema želji i stvaranje onog što nazivaju "virtualnim krilom". Umjesto korištenja precizno projektirane aerofolije, virtualno bi krilo moglo koristiti generički oblik, ali s "ogrtačem od plazme"...  Potraži više... 

Fly like lightning

Kevin Kremeyer, CEO of PM&AM Research in Tucson, Arizona, plans to equip an aircraft with powerful lasers that fire a series of intense ultra-short pulses. Each pulse creates a narrow channel of plasma. Capacitors on the aircraft then perform an electrical discharge which flows along these conducting channels, forcing them to expand explosively, much like lightning.

By creating a region of low-density air, Kremeyer calculates that an aircraft flying 5 times faster than sound will experience as much as 90 per cent less drag. At subsonic speeds the effect is more modest, reducing drag by about 10 per cent. Such a plasma tunnel could bring other benefits...  Search for more... 

Letite poput munje

Kevin Kremeyer, predsjednik uprave tvrtke PM&AM Research u Tucsonu u Arizoni, planira opremiti zrakoplov snažnim laserima koji ispaljuju niz intenzivnih ultra-kratkih impulsa. Svaki impuls stvara uski kanal plazme. Kondenzatori na zrakoplovu zatim provode električno pražnjenje koje teče duž ovih vodljivih kanala, prisiljavajući ih da se eksplozivno šire, poput munje.

Stvarajući područje zraka niske gustoće, Kremeyer procjenjuje da će zrakoplov koji leti brzinom 5 puta većom od brzine zvuka doživjeti čak 90 posto manji otpor zraka. Na podzvučnim brzinama učinak je skromniji i otpor zraka se smanjuje za oko 10 posto. Takav bi tunel plazme mogao donijeti i druge pogodnosti...  Potraži više...