Was ist Plasma Tarnung

[Bleiente]

Ich habe auf N24 mall ein Beitrag gesehen, indem es hieß dass Diese Plasma Tarnung nicht nur unsichtbar macht, sondern auch den Luftwiderstand erheblich verringert. Mann könnte Geschwindigkeiten über Mach 10 erreichen.

Hurra, und bis zum Beamen ist dann auch nur noch ein Katzensprung.

 

[Air Power]

Die Teilchen bzw Ionen "Reibung" ist gerniger als die von Luft Molekülen. + und - ve Ionen ...
Somit wird der Luftwiederstand verringert.

Allerdings wenn man Plasmaionen mit Luft vermischt, so dass entstehende Ionen an Staupunkten weggeblasen werden (Trägheit), braucht man immer mehr Energie wenn man immer schneller fliegen möchte.

Aber würde sich dann nicht auch der Auftrieb drastisch reduzieren? Die Kräfte, die auf ein Flugzeug wirken sind normalerweise im Gleichgewicht (oder sollten es im Idealfall sein). Demnach wäre die Frage ob sich ein Plasmastealth (das ich an sich schon für schweren Unsinn halte, man möge mir verzeihen) für Flugzeuge wirklich auszahlt doch gar nicht so unberechtigt.

 

[L29]

Hurra, und bis zum Beamen ist dann auch nur noch ein Katzensprung.

ja eh die ersten Quanten wurden ja schon gebeamt von Professor Zeilinger

das Plasma hat ja eine geringere Dichte als Luft demnach trägt es ja auch zum auftrieb bei

 

[intelion]

Aber würde sich dann nicht auch der Auftrieb drastisch reduzieren? Die Kräfte, die auf ein Flugzeug wirken sind normalerweise im Gleichgewicht (oder sollten es im Idealfall sein). Demnach wäre die Frage ob sich ein Plasmastealth (das ich an sich schon für schweren Unsinn halte, man möge mir verzeihen) für Flugzeuge wirklich auszahlt doch gar nicht so unberechtigt.

Hm* gute Frage. hm * Laut Formel. Angenommen die Dichte vom Gemisch wird kleiner, Cw wird auch kleiner, somit wird der Widerstand kleiner also braucht man weniger Schub.Ob es sich auf Auftrieb auch auswirkt, müsste man dazu ein paar Versuchstests durchführen.
Es wäre aber ungefähr wie beim Vergleich glatte Haut und Sharkskin unter Wasser. hm ja oder so
Eine wirkliche Anwendung könnte man bei Supersonic Flugzeugen vorstellen. Vor allem bei ScramJet getriebenem Flugzeug ist der Widerstand so groß, dass man die Aussen"haut" eigentlich kühlen sollte. Hängt natürlich von der Höhe ab. Allerdings auch Scram und Ramjet haben eine optimale Einsatzhöhe. Aber auch hier Energie Verbrauch ...

 

[Scorpion]

@Intelion,
was Du gehört hast im Zusammenhang mit der Rafale ist sicher "Active Cancelation". Dabei wird das gegnerische Radarsignal imitiert und um eine eine halbe Phase versetzt zurückgesendet. Dadurch soll das Flugzeug dann praktisch von der Radaranzeige verschwinden. An dieser Technologie wird gearbeitet, exakter Status unbekannt. Wie gut das Ganze funktioniert ist dann noch ne andere Frage.

 

[Schorsch]

@Intelion,
was Du gehört hast im Zusammenhang mit der Rafale ist sicher "Active Cancelation". Dabei wird das gegnerische Radarsignal imitiert und um eine eine halbe Phase versetzt zurückgesendet. Dadurch soll das Flugzeug dann praktisch von der Radaranzeige verschwinden. An dieser Technologie wird gearbeitet, exakter Status unbekannt. Wie gut das Ganze funktioniert ist dann noch ne andere Frage.

Das fällt dann unter ECM, oder? Ich denke das Vertrauen auf "Verstecken" ist weniger sinnvoll als die Kombination von radarsignaturreduzierenden Maßnahmen und aktive Störmaßnahmen. Das komplette Tarnen eines Flugzeugs zerrt zu stark an der Leistung.

 

[Scorpion]

Das fällt dann unter ECM, oder? Ich denke das Vertrauen auf "Verstecken" ist weniger sinnvoll als die Kombination von radarsignaturreduzierenden Maßnahmen und aktive Störmaßnahmen. Das komplette Tarnen eines Flugzeugs zerrt zu stark an der Leistung.

Ja gehört zur Sparte ECM. Ich denke auch, dass eine Kombination aus Tarnen und Stören am sinnvollsten ist. Das haben denke ich auch die Amerikaner erkannt, die jetzt das Radar der F-22 modifizieren, um es auch als Störsender einsetzen zu können. Eine Fähigkeit, die künftig zum Standard mit AESA Radar bestückten Maschinen werden könnte.

 

[Air Power]

Laut Formel. Angenommen die Dichte vom Gemisch wird kleiner, Cw wird auch kleiner, somit wird der Widerstand kleiner also braucht man weniger Schub.Ob es sich auf Auftrieb auch auswirkt, müsste man dazu ein paar Versuchstests durchführen.
.

Es wirkt sich garantiert auf den Auftrieb aus, denn auch dieser hängt mit der Luftdichte zusammen. Habe ja letztes Jahr eine Fachbereichsarbeit über die zivile Luftfahrt (genauer gesagt Antriebe in der zivilien Luftfahrt) geschrieben, jedoch auch die Flugphysik miteinbezogen.

Ich zitiere:
Je größer die Luftmasse pro Volumen, umso mehr kann sie „tragen“. Da die Luftdichte mit zunehmender Höhe abnimmt, wird auch der Auftrieb in größeren Höhen geringer.

Auch in der Formel des Auftriebs spielt die Luftdichte eine Rolle:

A = CA * ½ ρ * v² * S

Also würde dieses Plasma-Luft-Gemisch mit Sicherheit auch den Auftrieb negativ beeinflussen. Die Frage bleibt also, um welchen Faktor?

Grüsse
Air Power

 

[Schorsch]

Hm* gute Frage. hm * Laut Formel. Angenommen die Dichte vom Gemisch wird kleiner, Cw wird auch kleiner, somit wird der Widerstand kleiner also braucht man weniger Schub.Ob es sich auf Auftrieb auch auswirkt, müsste man dazu ein paar Versuchstests durchführen.
Es wäre aber ungefähr wie beim Vergleich glatte Haut und Sharkskin unter Wasser. hm ja oder so
Eine wirkliche Anwendung könnte man bei Supersonic Flugzeugen vorstellen. Vor allem bei ScramJet getriebenem Flugzeug ist der Widerstand so groß, dass man die Aussen"haut" eigentlich kühlen sollte. Hängt natürlich von der Höhe ab. Allerdings auch Scram und Ramjet haben eine optimale Einsatzhöhe. Aber auch hier Energie Verbrauch ...

Das wäre schon etwas zu schön, wenn ich meine lokale Luftdichte "einfach" absenke und dadurch meinen Widerstand reduzieren könnte. Geht aber nicht. Abgesehen bleibt gemäss Lehrbuch (Flugmechanik I, subsonische Strömungen) Cw konstant, egal welche Luftdichte herrscht.
Was mache ich denn mit der Luft, welche wegen Dichteabsenkung draußen bleiben muss? Abgesehen denke ich, dass irgendwelche Plasmageneratoren hammermäßige Turbulenzen erzeugen.

Also würde dieses Plasma-Luft-Gemisch mit Sicherheit auch den Auftrieb negativ beeinflussen. Die Frage bleibt also, um welchen Faktor?

Nun, man müsste CA erhöhen oder die Geschwindigkeit. Letzteres ungut bei Marschgeschwindigkeit. Bei einem wendigen Kampfflugzeug ist der Spielraum für CA im Level-Flug recht groß. Aber nochmal: die Theorie mit weniger Widerstand wegen geringerer Luftdichte in der Plasmagrenzschicht riecht etwas fischig.

 

[intelion]

Aber nochmal: die Theorie mit weniger Widerstand wegen geringerer Luftdichte in der Plasmagrenzschicht riecht etwas fischig.

Ich hab zwar noch keine Ahnung von Strömungslehre aber mir kommt es irgendwie komisch vor.
Plasma und Luft würde ich als Sonderfall einstufen, das eine Sonderbehandlung ( Versuch ) benötigt. Bzw. neue Herleitung. Ein Fall für Physiker unter uns.

AESA
Schorsch du hast es schon wieder geschaft, dass ich an meinen Aussagen Zweifel bekomme grrr :D
Danke Skorpion, ich dachte schon wirklich, dass ich mir etwas eingebildet habe.

 

[Suchoi]

Wie soll das gehen? :?!

Die haben es mit Superkavitation vergliechen. Das Flugzeug wird in eine Plasmablase eingehühlt.
Die Amis und Russen forschen schon ganz kräftig daran. Wie genau das gehen soll.. keine Ahnung.

 

[Suchoi]

Die haben es mit Superkavitation vergliechen. Das Flugzeug wird in eine Plasmablase eingehühlt.
Die Amis und Russen forschen schon ganz kräftig daran. Wie genau das gehen soll.. keine Ahnung.

Stichwort: Superkavitation

Superkavitation galt bis zum Zusammenbruch der Sowjetunion in der westlichen Wissenschaft als mathematisch und physikalisch extrem schwierig und beschreibt einen Effekt, der im Wasser auftritt, wenn sich ein Objekt mit 50 m/s bewegt und so Wasser zu Dampf dissoziiert, das einen Hohlraum bildet und ein Objekt (z. B. Torpedo) vollständig umhüllt.

Doch bereits 1977 nahm die sowjetische Marine nach 10-jähriger Entwicklungszeit heimlich die ersten raketengetriebenen "Schkwal" Torpedos in Betrieb, die mit Schallgeschwindigkeit unter Wasser "fliegen". Dieser Torpedo besteht aus einem zylindrischen Rumpf, der ein Feststoff-Raketentriebwerk enthält und von acht kleineren Startraketen umringt ist, die den Torpedo auf Superkavitationsgeschwindigkeit bringen, bevor der Hauptantrieb gezündet wird. Während die erste Generation sich nur geradeaus bewegen konnte, vermag die aktuelle Generation auch zu manövrieren und den Rumpf dabei in der künstlichen Blase zu halten. (Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in Spektrum der Wissenschaft Ausgabe 8/2001 S.62-69).

Einen ähnlichen Effekt machten sich auch Ende der 80er Jahre sowjetische Luftfahrtingenieure zunutze, denn lange Zeit hielt man auch ein "Hypersonic" Flugzeug für nicht umsetzbar, da die Kräfte die auf dem Flugzeug und seinem Piloten bei x-facher Schallgeschwindigkeit wirken zu groß wären. Optimistische Schätzungen gingen davon aus, dass man eines Tages vielleicht in großer Höhe, wo die Luft extrem dünn ist, mit zigfacher Schallgeschwindigkeit fliegen könnte. Die sowjetischen Ingenieure entdeckten aber, dass man durch ein künstliches Plasmafeld aus ionisiertem Gas um ein Flugzeug herum, den Luftwiderstand extrem verringern kann und so auch die Belastungen stark mindert. Außerdem führt dieses künstliche Plasmafeld zu einem verspäteten Überschallknall. (Informationen über die aktuelle Forschung auf dem Gebiet der Plasmaforschung in der Luftfahrt finden Sie bei den Luftfahrtspezialisten von Jane's)


Quelle:http://www.extrasolar-planets.com/specials/ufo2.php

 

[intelion]

...
Einen ähnlichen Effekt machten sich auch Ende der 80er Jahre sowjetische Luftfahrtingenieure zunutze, denn lange Zeit hielt man auch ein "Hypersonic" Flugzeug für nicht umsetzbar, da die Kräfte die auf dem Flugzeug und seinem Piloten bei x-facher Schallgeschwindigkeit wirken zu groß wären. Optimistische Schätzungen gingen davon aus, dass man eines Tages vielleicht in großer Höhe, wo die Luft extrem dünn ist, mit zigfacher Schallgeschwindigkeit fliegen könnte. Die sowjetischen Ingenieure entdeckten aber, dass man durch ein künstliches Plasmafeld aus ionisiertem Gas um ein Flugzeug herum, den Luftwiderstand extrem verringern kann und so auch die Belastungen stark mindert. Außerdem führt dieses künstliche Plasmafeld zu einem verspäteten Überschallknall. (Informationen über die aktuelle Forschung auf dem Gebiet der Plasmaforschung in der Luftfahrt finden Sie bei den Luftfahrtspezialisten von Jane's)


Quelle:http://www.extrasolar-planets.com/specials/ufo2.php

Dann war meine Behauptung doch gar nicht so gewagt.

Eine wirkliche Anwendung könnte man bei Supersonic Flugzeugen vorstellen. Vor allem bei ScramJet getriebenem Flugzeug ist der Widerstand so groß, dass man die Aussen"haut" eigentlich kühlen sollte. Hängt natürlich von der Höhe ab. Allerdings auch Scram und Ramjet haben eine optimale Einsatzhöhe. Aber auch hier Energie Verbrauch ...

Aber dass künstliche Plasmafeld zu einem verspäteten Überschallknall führt ... wer kanns erklähren?

 

[DDA]

Wir sind hier leider auf einem Gebiete, das viele Spekulationen und wenig gesicherte, öffentlich zugängliche Daten enthält.

Versuchen wir uns mal mit einigen Aussagen auseinander zu setzen:
1.) Die Erzeugung eines Plasmas ist sehr energieaufwendig.
Nicht unbedingt, wir wollen mitdem Plasma ja weder schweißen, noch die Kernfusion zünden. Es genügt wahrscheinlich, die Leitfähigkeit der Luft soweit zu erhöhen, daß sie einen geeignet abgestimmten Dipol für die Wellenlänge der einfallenden Strahlung darstellt. Außerdem würde die einfallende HF eines Radars die Bildung des Plasmas sogar unterstützen.

2.) Es werden extreme Werte für Temperatur oder Druck erzeugt
Auch dies muß nicht zutreffen, es gibt Plasmen bei Zimmertemperatur und Normaldruck, die sog. AD-Plasmen oder Normaldruckplasmen. Auch eine Gasentladungslampe (Energiesparlampe, Leuchtstoffröhre, NA-Dampflampe) wird nicht so wahnsinnig heiß. Mittels geeigneter Injektoren funktioniert auch alles bei Umgebungsbedingungen. Problematisch könnte ich mir allerdings hohe Luftfeuchtigkeit oder Regen vorstellen, da zur Erzeugung eines Plasmas sehr hohe Spannungen (im Bereich bis zu einigen 100 kV) nötig sind.

3) Das getarnte Gerät leuchtet wie eine kleine Sonne.
Dies ist wahrscheinlich richtig, es geht ja zumindest, nachdem, was ich herausgelesen hab, auch nur um die Radar-Tarnung, nicht um Unsichtbarkeit im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Die Frage, in welcher "Farbe" das ganze leuchtet, ist nicht so leicht zu beantworten. Prinzipiell könnte jeder Bestandteil des Gasgemisches der Atmosphäre leuchtende Linien zum Spektrum beitragen. Betrachten wir hier allerdings nur die wichtigsten Bestandteile N und O, so wird im sichtbaren Bereich kaum Energie emmitiert, der Hauptteil der Emmissionen liegt sicher im UV- Bereich ( um Größenordnungen höher). Damit ist ein so getarntes Gerät mit alternativen Detektoren sicher recht leicht aufzufinden, aber die dazu nötigen optischen Sensoren haben auch nur begrenzte Reichweiten.

4) Der Überschallknall wird verzögert.
Hmm, hier kann ich auch nur versuchen, mich an meine doch recht lange zurückliegenden Physikvorlesungen aus dem Grundstudium zu erinnern (ich hab Strahlenschutz als Spezialisierung gemacht und jetzt eher mit optischen Systemen zu tun).
Fakt ist, daß eine Plasmahülle auf die Stoßwelle, die den Knall erzeugt, wie ein Impulsformer wirkt, da wahrscheinlich sprungartige Dichteschwankungen auftreten. Damit entsteht unmittelbar eine Gruppenlaufzeit des Stoßes, die zu einer späteren und dank Impulsformung auch anders klingenden Abstrahlung des Schalles führt.

5) Der Widerstand der Luft wird herabgesetzt.
Auch hier kann ich nur vermuten. Das Gleichnis zur Superkavitation ist gar nicht so falsch, schließlich sind die beschreibenden Gleichungen strömender Flüssigkeiten und Gase sehr ähnlich. Natürlich kommen damit auch die Probleme der Steuerbarkeit des Flugobjektes zum Tragen (auch die ersten reaktiven Superkavitationstorpedos waren ungelenkt). Der Energieaufwand für diese Effekte dürfte jedoch den für die elektromagnetische Tarnung weit übersteigen.

Leider begeben wir uns insbesondere beim letzten Punkt auf reichlich spekulatives Gebiet, zumindest hält sich die Information über praktische Anwendungen, die über den Labortisch hinausgeht, doch leider in Grenzen.

Axel

PS Physiker wehren sich übrigens gegen die Bezeichnung Ingenieur, schließlich wollen wir ja keine Schrauben erfinden ;)