2008年2月23日，美军一架B-2幽灵战略轰炸机在关岛安德森空军基地起飞时坠毁，14亿美元付之一炬，事后调查是飞机进入了不可控的失速状态。近日多家外媒发表文章称，中航工业空气动力研究所牛中国领衔的一项研究，发现在机翼前面覆盖一层新型等离子体装置，就可以防止飞机失速，从而制造最具挑战性的隐形轰炸机。
B-2幽灵是目前世界上唯一的隐形战略轰炸机，一架24亿美元，比相同重量的黄金还贵两三倍，一共只生产了21架。B-2的隐身是全方位的，包括雷达、红外线、可见光与噪音等，都将受到侦测与锁定的可能性降到了最低，其最大雷达截面积可能仅有0.1平方米。最大起飞重量176吨的大家伙，你在雷达上看到它，就和一只小鸟差不多大，肯定不会认为它是来要命的。
1999年5月7日，就是美军的B-2隐形轰炸机，悄无声息地用5枚导弹袭击了中国驻南斯拉夫大使馆，导致3名记者死亡，数十人受伤，引发中国人民的巨大愤怒，最后美国总统克林顿公开道歉，并进行了赔偿。
B-2隐形战略轰炸机可以说领先全球几十年，到现在其他任何国家也没有与之对位的武器装备，其重要性可想而知，以至于每一架都用美国的州名来命名，比如美利坚幽灵号、加利福尼亚幽灵号等。但即使如此先进、如此重要的轰炸机，还是逃不过失速坠毁的命运。
失事的这架B-2叫堪萨斯幽灵号，当时从跑道起飞，由于环境湿度太大，大气数据惯性基准单元内部出现了冷凝水，影响了空压换能器正常运作，让飞控电脑算出错误的空速和攻角，导致电脑提前拉升机头，之后错误的攻角计算又让电脑以为是在俯冲，又控制飞机快速地拉升机头，最终攻角向上超过30度，而空速却不够，导致飞机进入不可控的失速状态，在即将撞击地面前不到1秒钟，弹出了两名飞行员，飞机瞬间燃起了大火。
失速实际是飞行中比较常见的现象，是指机翼上的升力突然减小，导致飞行高度快速降低的状态。一般飞行员都会专门训练如何从失速中恢复，比如增加空速，降低迎角，让气流重新从机翼上下稳定流过。飞机失速只要高度够，是有机会恢复正常飞行的，但如果是在起飞、着陆或翻越障碍的时候失速，就可能导致机毁人亡。
而美军的B-2隐形轰炸机，由于隐形需要，没有尾翼，机身扁平，这让对飞机的控制变得非常困难，尤其是在低速的情况下。我感觉有点像放风筝，风筝越飞越高，有时甚至会越过你的头顶，这时候你就会感到绷得很紧的风筝线突然一松，风筝就开始不受控制地飘落了。
其他的隐形轰炸机设计大抵也是这样，这就需要解决飞机在低速状态下机翼上发生的局部湍流问题，正是这些湍流让机翼表面和气流之间产生分离，物理上相当于飞机在静止的空气中停下了，虽然发动机还在工作，但仍然会像石头一样掉下来。这有点像车轮在泥浆中打滑，只是泥浆中打滑不会有多大危险，空中打滑就直接掉下来了。
牛中国的团队研制了一种等离子体合成射流激励器，主要由陶瓷腔体和盖板组成，通过高压放电产生火花，加热腔内气体形成等离子体射流，对机翼上的气流进行扰动，减少旋转湍流，让气流向下直接接触机翼表面，从而改善了气动特性。
根据研究人员的说法，这种装置可以将飞机的升力系数恢复近三分之一，即使飞机机头倾斜，速度降低到108公里/小时，也能避免飞机失速。牛中国说，该技术“可以帮助防止（B-2失事）这种代价高昂的事故”。不过研究人员也说，这种装置需要飞机在进入失速前主动激活，而机翼湍流是随机出现的，无法预测，因而实际如何应用还需要进一步的研究。
飞机的控制是靠尾翼、襟翼等可运动组件重新分配气流方向和压力来实现的，这些接头、接缝或间隙导致更大的雷达截面，等离子体合成射流激励器是一种主动流动控制技术，或许可以在隐形战斗机、轰炸机的设计中发挥作用。
而隐形飞机的另一个设计方向，则是取消可移动组件，把飞机设计为雷达截面极小的整体，完全靠重新分配和引导气流，来实现对飞机的操控。
根据外媒的说法，这项研究上周发表在中国的《航天动力杂志》上，不过我看了一下，牛中国类似的研究2019年就发表在《实验流体力学》上了，不知道是不是一回事，还是又有了更深入的研究。
参考：
实验流体力学/基于等离子体合成射流的飞翼布局模型主动流动控制风洞实验研究
