(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送機関の表面上の気流を制御するための装置であって、
可撓性材料からなる第１の層数の層と、
誘電体材料からなる第２の層数の層であって、前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を、前記第１の層数の層の中の前記可撓性材料からなる層と前記第２の層数の層の中の前記誘電体材料からなる層を交互に積層することにより前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を混在させる、前記誘電体材料からなる第２の層数の層と、
前記第１の層数の層の中の表面層に取り付けられる第１電極であって、前記第１電極が空気に曝されるように構成される、前記第１電極と、
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けられる第２電極であって、前記第１電極及び前記第２電極が、プラズマを電圧に応じて形成するように構成される、前記第２電極と、
を備え、
前記可撓性材料は、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有する、
装置。
【請求項２】
前記可撓性材料は、フッ化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、フルオロカーボン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、シリコーンテープ、熱可塑性可撓性材料、及びポリウレタンのうちの１つとして選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記誘電体材料は、ポリイミド膜、及び４，４’−オキシジフェニレン−ピロメリットイミドのうちの１つとして選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層の各層が、０．０２５ミリ〜０．２５４ミリ（１０００分の１インチ〜１０００分の１０インチ）の厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の層数の層の各層が、２〜４の誘電率、及び０．０２５ミリ（１０００分の１インチ）当たり３キロボルトの絶縁耐力を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極は、プラズマアクチュエータを形成し、そして前記プラズマアクチュエータは、気流が流れるように構成される表面に追従するように構成される可撓性を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層は積層板を形成し、そして前記積層板は、曲がって湾曲面に追従するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記表面層は第１表面層であり、そして前記装置は更に：
前記第１電極に接続される接続部を備え、前記接続部は、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を貫通して、前記第１表面層とは反対側の第２表面層にまで延びる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１電極は、複数の第２細長電極部が第１細長電極部から延出する構成の第１細長電極部を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
更に：
前記第１の層数の層の中の１つの層、及び前記第２の層数の層の中の１つの層のうちの少なくとも１つの層に取り付けられる第３電極を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
輸送機関の表面上の気流を制御するための装置に使用するプラズマアクチュエータを製造する方法であって、前記方法は：
可撓性材料からなる第１の層数の層、及び誘電体材料からなる第２の層数の層を互いに接合させて複数の層を形成するステップであって、前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層の中の１つの層と前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層の中の１つの層を交互に積層することにより前記複数の層が混在し、前記複数の層の表面層が前記可撓性材料からなる層を含み、前記可撓性材料が前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有する、前記形成するステップと、
第１電極を前記表面層に取り付けるステップであって、前記第１電極が空気に曝されるように構成される、前記取り付けるステップと、
第２電極を、前記第１の層数の層、及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けるステップであって、前記第１電極及び前記第２電極が、プラズマを電圧に応じて形成するように構成される、前記取り付けるステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極は、プラズマアクチュエータを形成し、そして前記プラズマアクチュエータは、気流が流れるように構成される表面に追従するように構成される可撓性を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
更に：
熱成形プロセスを用いて、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を備える積層板を成形するステップを含み、前記積層板は、曲がって湾曲面に追従するように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
更に：
第３電極を、前記第１の層数の層の中の１つの層、及び前記第２の層数の層の中の１つの層のうちの少なくとも１つの層に取り付けるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、航空機に関するものであり、特に航空機の飛行の制御に関するものである。更に具体的には、本開示は、空気の流れを、プラズマアクチュエータを利用して制御する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛行中、パイロットは、コントロールを利用して、航空機の動きを調整し、そして制御することができる。これらのコントロールを利用して、航空機の種々の部分に沿って流れる気流を操作することができる。制御面は、空気の流れを、空気が流れる航空機の表面に沿って制御することができる。制御面を用いることにより、異なる軸の回りの航空機の動きを制御することができる。例えば、これらの制御面を用いて、航空機のピッチ、ロール、及びヨーのうちの少なくとも１つを制御することができる。
【０００３】
制御面として、例えばこれらには限定されないが、エルロン（ａｉｌｅｒｏｎｓ：補助翼）、エレベータ（ｅｌｅｖａｔｏｒｓ：昇降蛇）、ラダー（ｒｕｄｄｅｒｓ：方向蛇）、水平尾翼、垂直尾翼、方向蛇、スポイラー（ｓｐｏｉｌｅｒｓ）、フラップ（ｆｌａｐｓ）、スラット（ｓｌａｔｓ）、エアブレーキ、及び他の種類の制御面を挙げることができる。しかしながら、これらの種類の機構は、メンテナンスを必要とし、そして所望の水準の性能を達成するような気流制御を実現することができない。更に、これらの制御面は、構造物の移動を必要とする。これらの構造物の移動では、アクチュエータ、ヒンジ、及び他の構造物を使用して、制御面を移動させることができる。
【０００４】
現在利用されている制御面に代わるものとして、プラズマアクチュエータを挙げることができる。プラズマアクチュエータは、空気の流れを表面に沿って、プラズマを形成することにより制御することができる。このプラズマは、誘電性バリア放電（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）と表記することもできる。プラズマアクチュエータを用いることにより、交流電流またはナノ秒パルス電圧を電極間に印加すると、プラズマを１対の電極の間に形成することができる。空気分子を電極群の近傍でイオン化することができ、そして電界を通過することにより加速することができる。プラズマ放電によって、気流、衝撃、及び／又は音響外乱を起こして、気流を表面に沿って変化させることができる。
【０００５】
プラズマアクチュエータは、翼型の揚力を大きくし、剥離を遅れさせ、境界層遷移を促進し、抗力減少効果を誘起させ、そして他の所望の特徴を促進することができる。更に、プラズマアクチュエータを用いることにより、補助翼またはフラップのような制御面の必要性を低減する、そして／または無くすことができる。プラズマアクチュエータによって、これらの制御面の有効性を高めることもできる。
【０００６】
現在入手可能なプラズマアクチュエータは、所望の通りには動作しない虞がある、または所望の大きさの力を、種々の圧力を受けた状態で加えることができない可能性がある。一例として、現在入手可能なプラズマアクチュエータは、予測できない時点で非動作状態になる虞がある。更に、現在入手可能なプラズマアクチュエータは、所望のメンテナンスよりも多くの労力を要するメンテナンスを必要とする可能性がある。
【０００７】
従って、上に説明した問題のうちの１つ以上の問題だけでなく、起こり得る他の問題を考慮に入れた方法及び装置を有することができれば有利となる。
【発明の概要】
【０００８】
１つの有利な実施形態では、装置は、可撓性材料からなる第１の層数の層と、誘電体材料からなる第２の層数の層と、前記第１の層数の層の中の表面層に取り付けられる第１電極と、そして前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けられる第２電極と、を備えることができる。前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を混在させることができる。前記第１電極は、空気に曝されるように構成することができる。前記第１電極及び前記第２電極は、プラズマを電圧に応じて形成するように構成することができる。
【０００９】
別の有利な実施形態では、プラズマアクチュエータは、可撓性材料からなる第１の層数の層と、誘電体材料からなる第２の層数の層と、前記第１の層数の層の中の第１表面層に取り付けられる第１電極と、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けられる第２電極と、前記第１電極に接続される接続部（ｃｏｎｅｃｔｏｒ）と、そして前記第１の層数の層の中の前記表面層に取り付けられる第３電極と、を備えることができる。前記第１の層数の層の各層は、約２〜約４の誘電率、及び１０００分の１インチ当たり約３キロボルトの絶縁耐力を有することができる。前記可撓性材料は、フッ化エチレンプロピレンとすることができ、かつ熱可塑性とすることができる。前記誘電体材料は、ポリイミド膜、及び４，４’−オキシジフェニレン−ピロメリットイミドのうちの一方として選択することができる。前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を、前記可撓性材料からなる層と前記誘電体材料からなる層を交互に積層することにより混在させることができる。前記第１の層数の層、及び前記第２の層数の層は積層板を形成することができる。前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層の各層は、約１０００分の１インチ〜約１０００分の１０インチの厚さを有することができる。前記可撓性材料は、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有することができる。前記第１電極は、空気に曝されるように構成することができる。前記第１電極は、複数の第２細長電極部が第１細長電極部から延出する構成の第１細長電極部を有することができる。前記第１電極及び前記第２電極は、プラズマを電圧に応じて形成するように構成することができる。前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極は、プラズマアクチュエータを形成することができ、そして前記プラズマアクチュエータは、気流が流れるように構成される湾曲面に追従するように構成される所望の可撓性、所望の成形性、所望の耐久性、所望の耐熱性、及び所望の環境耐性のうちの少なくとも１つを有することができる。前記湾曲面は、翼型部の前縁、翼型部の後縁、ダクト、インレット、ストラット部、スタビライザー部、方向蛇（ｒｕｄｄｅｒ）、及び胴体部のうちの１つとして選択することができる。前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層、及び前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層は、前記第１電極と前記第２電極との間のアーク放電を低減するように構成することができる。前記接続部は、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を貫通して、前記第１表面層とは反対側の第２表面層にまで延びることができる。
【００１０】
更に別の有利な実施形態では、プラズマアクチュエータを製造する方法は、可撓性材料からなる第１の層数の層、及び誘電体材料からなる第２の層数の層を互いに接合させて複数の層を形成するステップを含むことができる。前記複数の層は混在させることができる。前記複数の層の表面層は、前記可撓性材料からなる層を含むことができる。前記可撓性材料は、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有することができる。第１電極は前記表面層に取り付けることができる。前記第１電極は、空気に曝されるように構成することができる。第２電極は、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けることができる。前記第１電極及び前記第２電極は、プラズマを電圧に応じて形成するように構成することができる。
【００１１】
別の有利な実施形態では、プラズマアクチュエータを製造する方法は、可撓性材料からなる第１の層数の層、及び誘電体材料からなる第２の層数の層を互いに接合させて複数の層を形成するステップを含むことができる。前記複数の層は、前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層の中の１つの層と、前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層の中の１つの層を交互に積層することにより混在させることができる。前記複数の層の第１表面層は前記可撓性材料からなる層を含むことができる。前記第１の層数の層の各層は、約２〜約４の誘電率、及び１０００分の１インチ当たり約３キロボルトの絶縁耐力を有することができる。前記可撓性材料は、フッ化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、フルオロカーボン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、シリコーンテープ、熱可塑性可撓性材料、及びポリウレタンのうちの１つとして選択することができ、かつ熱可塑性とすることができる。前記誘電体材料は、ポリイミド膜、及び４，４’−オキシジフェニレン−ピロメリットイミドのうちの一方として選択することができる。前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層は積層板を形成することができる。前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層の各層は、約１０００分の１インチ〜約１０００分の１０インチの厚さを有することができる。前記可撓性材料は、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有することができる。第１電極は前記第１表面層に取り付けることができる。前記第１電極は、空気に曝されるように構成することができる。前記第１電極は、複数の第２細長電極部が第１細長電極部から延出する構成の第１細長電極部を有することができる。前記第１電極は接続部に接続することができる。前記接続部は、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を貫通して、前記第１表面層とは反対側の第２表面層にまで延びることができる。第２電極は、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けることができる。前記第１電極及び前記第２電極は、プラズマを電圧に応じて形成するように構成することができる。前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極は、プラズマアクチュエータを形成することができ、そして前記プラズマアクチュエータは、気流が流れるように構成される湾曲面に追従するように構成される所望の可撓性、所望の成形性、所望の耐久性、所望の耐熱性、及び所望の環境耐性のうちの少なくとも１つを有することができる。前記湾曲面は、翼型部の前縁、翼型部の後縁、ダクト、インレット、ストラット部、スタビライザー部、方向蛇（ｒｕｄｄｅｒ）、及び胴体部のうちの１つとして選択することができる。前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層、及び前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層は、前記第１電極と前記第２電極との間のアーク放電を低減するように構成することができる。
【００１２】
更に別の有利な実施形態では、気流を制御する方法を提示することができる。多数のプラズマアクチュエータにより形成されるプラズマは、変化させることができる。前記多数のプラズマアクチュエータの各プラズマアクチュエータは、前記プラズマを電圧に応じて形成するように構成することができる。前記多数のプラズマアクチュエータは、表面に取り付けることができる。前記表面に沿った気流は、前記プラズマを変化させるのに応じて変更することができる。
【００１３】
１．
可撓性材料からなる第１の層数の層と、
誘電体材料からなる第２の層数の層であって、前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を混在させる、前記誘電体材料からなる第２の層数の層と、
前記第１の層数の層の中の表面層に取り付けられる第１電極であって、前記第１電極が空気に曝されるように構成される、前記第１電極と、
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けられる第２電極であって、前記第１電極及び前記第２電極が、プラズマを電圧に応じて形成するように構成される、前記第２電極と、
を備える、装置。
２．
前記可撓性材料は、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有する、１に記載の装置。
３．
前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極は、プラズマアクチュエータを形成し、そして前記プラズマアクチュエータは、気流が流れるように構成される表面に追従するように構成される可撓性を有する、１に記載の装置。
４．
前記表面は、翼型部の前縁、翼型部の後縁、ダクト、インレット、ストラット部、スタビライザー部、ラダー（ｒｕｄｄｅｒ：方向蛇）、及び胴体部のうちの１つとして選択される、３に記載の装置。
５．
前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を、前記第１の層数の層の中の前記可撓性材料からなる層と前記第２の層数の層の中の前記誘電体材料からなる層を交互に積層することにより混在させる、１に記載の装置。
６．
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層は積層板を形成し、そして前記積層板は、曲がって湾曲面に追従するように構成される、１に記載の装置。
７．
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層は積層板に、熱成形プロセスを用いて成形される、１に記載の装置。
８．
前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極は、所望の可撓性、所望の成形性、所望の耐久性、所望の耐熱性、及び所望の環境耐性のうちの少なくとも１つを有するプラズマアクチュエータを形成する、１に記載の装置。
９．
前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層、及び前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層は、前記第１電極と前記第２電極との間のアーク放電を低減するように構成される、１に記載の装置。
１０．
前記表面層は第１表面層であり、そして前記装置は更に：
前記第１電極に接続される接続部を備え、前記接続部は、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を貫通して、前記第１表面層とは反対側の第２表面層にまで延びる、１に記載の装置。
１１．
前記第１電極は、複数の第２細長電極部が第１細長電極部から延出する構成の第１細長電極部を有する、１に記載の装置。
１２．
更に：
前記第１の層数の層の中の１つの層、及び前記第２の層数の層の中の１つの層のうちの少なくとも１つの層に取り付けられる第３電極を備える、１に記載の装置。
１３．
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層の各層は、約１０００分の１インチ〜約１０００分の１０インチの厚さを有する、１に記載の装置。
１４．
前記可撓性材料は、フッ化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、フルオロカーボン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、シリコーンテープ、熱可塑性可撓性材料、及びポリウレタンのうちの１つとして選択される、１に記載の装置。
１５．
前記誘電体材料は、ポリイミド膜、及び４，４’−オキシジフェニレン−ピロメリットイミドのうちの一方として選択される、１に記載の装置。
１６．
可撓性材料からなる第１の層数の層であって、前記第１の層数の層の各層が、約２〜約４の誘電率、及び１０００分の１インチ当たり約３キロボルトの絶縁耐力を有し、前記可撓性材料が、フッ化エチレンプロピレンであり、かつ熱可塑性である、前記可撓性材料からなる第１の層数の層と、
誘電体材料からなる第２の層数の層であって、前記誘電体材料が、ポリイミド膜、及び４，４’−オキシジフェニレン−ピロメリットイミドのうちの一方として選択され、前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を、前記可撓性材料からなる層と前記誘電体材料からなる層を交互に積層することにより混在させ、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層が積層板を形成し、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層の各層が、約１０００分の１インチ〜約１０００分の１０インチの厚さを有し、そして前記可撓性材料が、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有する、前記誘電体材料からなる第２の層数の層と、
前記第１の層数の層の中の第１表面層に取り付けられる第１電極であって、前記第１電極が、空気に曝されるように構成され、そして前記第１電極が、複数の第２細長電極部が第１細長電極部から延出する構成の第１細長電極部を有する、前記第１電極と、
前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けられる第２電極であって、前記第１電極及び前記第２電極が、プラズマを電圧に応じて形成するように構成され、前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極が、プラズマアクチュエータを形成し、そして前記プラズマアクチュエータが、気流が流れるように構成される湾曲面に追従するように構成される所望の可撓性、所望の成形性、所望の耐久性、所望の耐熱性、及び所望の環境耐性のうちの少なくとも１つを有し、前記湾曲面が、翼型部の前縁、翼型部の後縁、ダクト、インレット、ストラット部、スタビライザー部、ラダー（ｒｕｄｄｅｒ：方向蛇）、及び胴体部のうちの１つとして選択され、そして前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層、及び前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層が、前記第１電極と前記第２電極との間のアーク放電を低減するように構成される、前記第２電極と、
前記第１電極に接続される接続部であって、前記接続部が、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を貫通して、前記第１表面層とは反対側の第２表面層にまで延びる、前記接続部と、
前記第１の層数の層の中の前記第１表面層に取り付けられる第３電極と、
を備える、プラズマアクチュエータ。
１７．
プラズマアクチュエータを製造する方法であって、前記方法は：
可撓性材料からなる第１の層数の層、及び誘電体材料からなる第２の層数の層を互いに接合させて複数の層を形成するステップであって、前記複数の層が混在し、前記複数の層の表面層が前記可撓性材料からなる層を含み、前記可撓性材料が前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有する、前記形成するステップと、
第１電極を前記表面層に取り付けるステップであって、前記第１電極が空気に曝されるように構成される、前記取り付けるステップと、
第２電極を、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けるステップであって、前記第１電極及び前記第２電極が、プラズマを電圧に応じて形成するように構成される、前記取り付けるステップと、
を含む、方法。
１８．
前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極は、プラズマアクチュエータを形成し、そして前記プラズマアクチュエータは、気流が流れるように構成される表面に追従するように構成される可撓性を有する、１７に記載の方法。
１９．
前記表面は、翼型部の前縁、翼型部の後縁、ダクト、インレット、ストラット部、スタビライザー部、ラダー（ｒｕｄｄｅｒ：方向蛇）、及び胴体部のうちの１つとして選択される、１８に記載の方法。
２０．
前記複数の層を、前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層の中の１つの層と前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層の中の１つの層を交互に積層することにより混在させる、１７に記載の方法。
２１．
更に：
熱成形プロセスを用いて、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を備える積層板を成形するステップを含み、前記積層板は、曲がって湾曲面に追従するように構成される、１７に記載の方法。
２２．
更に：
第３電極を、前記第１の層数の層の中の１つの層、及び前記第２の層数の層の中の１つの層のうちの少なくとも１つの層に取り付けるステップを含む、１８に記載の方法。
２３．
プラズマアクチュエータを製造する方法であって、前記方法は：
可撓性材料からなる第１の層数の層、及び誘電体材料からなる第２の層数の層を互いに接合させて複数の層を形成するステップであって、前記複数の層を、前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層の中の１つの層と、前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層の中の１つの層を交互に積層することにより混在させ、前記複数の層の第１表面層が前記可撓性材料からなる層を含み、前記第１の層数の層の各層が、約２〜約４の誘電率、及び１０００分の１インチ当たり約３キロボルトの絶縁耐力を有し、前記可撓性材料が、フッ化エチレンプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、フルオロカーボン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、シリコーンテープ、及びポリウレタンのうちの１つとして選択され、かつ熱可塑性であり、前記誘電体材料が、ポリイミド膜、及び４，４’−オキシジフェニレン−ピロメリットイミドのうちの一方として選択され、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層が積層板を形成し、そして前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層の各層が、約１０００分の１インチ〜約１０００分の１０インチの厚さを有し、そして前記可撓性材料が、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有する、前記形成するステップと、
第１電極を前記第１表面層に取り付けるステップであって、前記第１電極が、空気に曝されるように構成され、前記第１電極が、複数の第２細長電極部が第１細長電極部から延出する構成の第１細長電極部を有し、そして前記第１電極が接続部に接続され、前記接続部が、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層を貫通して、前記第１表面層とは反対側の第２表面層にまで延びる、前記取り付けるステップと、
第２電極を、前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けるステップであって、前記第１電極及び前記第２電極が、プラズマを電圧に応じて形成するように構成され、前記第１の層数の層、前記第２の層数の層、前記第１電極、及び前記第２電極が、プラズマアクチュエータを形成し、そして前記プラズマアクチュエータが、気流が流れるように構成される湾曲面に追従するように構成される所望の可撓性、所望の成形性、所望の耐久性、所望の耐熱性、及び所望の環境耐性のうちの少なくとも１つを有し、前記湾曲面が、翼型部の前縁、翼型部の後縁、ダクト、インレット、ストラット部、スタビライザー部、ラダー（ｒｕｄｄｅｒ：方向蛇）、及び胴体部のうちの１つとして選択され、そして前記可撓性材料からなる前記第１の層数の層、及び前記誘電体材料からなる前記第２の層数の層が、前記第１電極と前記第２電極との間のアーク放電を低減するように構成される、前記取り付けるステップと、
を含む、方法。
２４．
気流を制御する方法であって、前記方法は：
多数のプラズマアクチュエータにより形成されるプラズマを変化させるステップであって、前記多数のプラズマアクチュエータが、前記プラズマを電圧に応じて形成するように構成され、そして前記多数のプラズマアクチュエータが、表面に取り付けられる、前記変化させるステップと、
前記気流を前記表面に沿って、前記プラズマを変化させるのに応じて変更するステップと、
を含む、方法。
２５．
前記多数のプラズマアクチュエータの各プラズマアクチュエータは、可撓性材料からなる第１の層数の層と、誘電体材料からなる第２の層数の層であって、前記第１の層数の層に前記第２の層数の層を混在させ、そして前記可撓性材料が、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有する、前記誘電体材料からなる第２の層数の層と、前記第１の層数の中の表面層に取り付けられる第１電極であって、前記第１電極が空気に曝されるように構成される、前記第１電極と、そして前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層のうちの一方の層数の層の中の第２層に取り付けられる第２電極であって、前記第１電極及び前記第２電極が、前記プラズマを電圧に応じて形成するように構成される、前記第２電極と、を備える、２４に記載の方法。
２６．
前記表面は、航空機の表面であり、そして前記方法は更に：
前記空気の動きを、前記気流を前記表面に沿って変更するのに応じて変化させるステップを含む、２４に記載の方法。
２７．
前記多数のプラズマアクチュエータにより形成される前記プラズマを変化させる前記ステップは：
前記多数のプラズマアクチュエータにより形成される前記プラズマを、オペレータ入力装置から受信する入力に応じて変化させるステップを含む、２４に記載の方法。
【００１４】
特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に実現することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、更なる詳細は、次の説明及び以下の図面を参照することにより理解することができる。
【００１５】
有利な実施形態に固有と考えられる新規の特徴は、添付の請求項において説明される。しかしながら、有利な実施形態だけでなく、これらの実施形態の好適な使用形態、更に別の目的、及び利点は、本開示の有利な実施形態に関する以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて一読することにより、最も深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、有利な実施形態による航空機製造及び整備方法の図である。
【図２】図２は、有利な実施形態を実現することができる航空機の図である。
【図３】図３は、有利な実施形態を実現することができるプラズマアクチュエータ環境の図である。
【図４】図４は、有利な実施形態を実現することができる航空機の図である。
【図５】図５は、有利な実施形態による翼の一部の図である。
【図６】図６は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータを設置した翼の一部の断面図である。
【図７】図７は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータを有する翼の一部の断面図である。
【図８】図８は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータの図である。
【図９】図９は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータを断面で見た図である。
【図１０】図１０は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータを上方から見た図である。
【図１１】図１１は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータを底面から見た図である。
【図１２】図１２は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータの図である。
【図１３】図１３は、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータを製造するプロセスのフローチャートの図である。
【図１４】図１４は、有利な実施形態による気流を制御するプロセスのフローチャートの図である。
【図１５】図１５は、有利な実施形態による気流を航空機の表面に沿って制御するプロセスのフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
これらの図面を更に詳細に参照するに、本開示の種々の実施形態は、図１に示す航空機製造及び整備方法１００、及び図２に示す航空機２００に関連して説明することができる。まず、図１を参照するに、航空機製造及び整備方法の図が有利な実施形態に従って描かれている。製造前段階では、航空機製造及び整備方法１００において、図２の航空機２００の仕様決定及び設計１０２、及び材料調達１０４を行なうことができる。
【００１８】
製造段階では、図２の航空機２００の部品及びサブアセンブリ製造１０６、及びシステム統合１０８が行なわれる。その後、図２の航空機２００は、証明書発行及び機体引き渡し１１０を経て、供用１１２される。顧客が供用１１２している間、図２の航空機２００は、日常的なメンテナンス及び整備１１４を行うようにスケジューリングされ、このメンテナンス及び整備１１４は、改修、再構成、改装、及び他のメンテナンスまたは整備を含むことができる。
【００１９】
航空機製造及び整備方法１００のプロセス群の各プロセスは、システムインテグレータ、サードパーティ、及び／又はオペレータによって行なうことができるか、または実行することができる。これらの例では、オペレータは顧客とすることができる。この説明を進めるために、システムインテグレータとして、これらには限定されないが、任意の数の航空機製造業者、及び航空機大手システムサブコントラクタを挙げることができ；サードパーティとして、これらには限定されないが、任意の数のベンダー、サブコントラクタ、及びサプライヤーを挙げることができ；そしてオペレータは、航空会社、リース会社、軍隊、航空機整備機関などとすることができる。
【００２０】
次に、図２を参照するに、有利な実施形態を実現することができる航空機の図が描かれている。この例では、航空機２００は、図１の航空機製造及び整備方法１００により製造され、そして複数のシステム２０４を搭載した機体２０２と、そして機内２０６と、を含むことができる。システム群２０４の例として、推進システム２０８、電気システム２１０、油圧システム２１２、及び環境システム２１４のうちの１つ以上を挙げることができる。任意の数の他のシステムを含めてもよい。航空宇宙用の例を示しているが、異なる有利な実施形態は、自動車産業のような他の産業に適用することができる。例えば、これに限定されないが、有利な実施形態によるプラズマアクチュエータは、自動車において用いることにより、気流を自動車の表面に沿って制御することができる。
【００２１】
本明細書において具体化される装置及び方法は、図１の航空機製造及び整備方法１００の種々の段階のうちの少なくとも１つの段階において用いることができる。本明細書において使用されるように、「ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ」というフレーズは、複数のアイテムを列挙して使用される場合に、列挙されるこれらのアイテムのうちの１つ以上のアイテムの異なる組み合わせを用いることができ、そして列挙されるアイテムの中の各アイテムの１つだけで済ませることができることを意味する。例えば、「ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ  ｉｔｅｍ  Ａ，  ｉｔｅｍ  Ｂ，  ａｎｄ  ｉｔｅｍ  Ｃ」は、例えばこれらには限定されないが、「ｉｔｅｍ  Ａ（アイテムＡ）」または「ｉｔｅｍ  Ａ  ａｎｄ  ｉｔｅｍ  Ｂ（アイテムＡ及びアイテムＢ）」を含むことができる。この例は更に、「ｉｔｅｍ  Ａ，  ｉｔｅｍ  Ｂ，  ａｎｄ  ｉｔｅｍ  Ｃ（アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣ）」または「ｉｔｅｍ  Ｂ  ａｎｄ  ｉｔｅｍ  Ｃ（アイテムＢ及びアイテムＣ）」を含むことができる。
【００２２】
１つの例示的な例では、図１の部品及びサブアセンブリ製造１０６において製造される部品群またはサブアセンブリ群は、航空機２００を図１において供用１１２している状態で製造される部品群またはサブアセンブリ群と同様の方法で組み立てる、または製造することができる。更に別の例として、多数の装置実施形態、方法実施形態、またはこれらの実施形態の組み合わせは、図１の部品及びサブアセンブリ製造１０６、及びシステム統合１０８のような製造段階において利用することができる。「Ａ  ｎｕｍｂｅｒ（多数）」とは、アイテム群を指すために用いられる場合に、１つ以上のアイテムを意味する。例えば、多数の装置実施形態とは、１つ以上の装置実施形態である。多数の装置実施形態、方法実施形態、またはこれらの実施形態の組み合わせは、航空機２００を供用１１２している状態で、そして／または航空機２００に、図１のメンテナンス及び整備１１４が施されている状態で利用することができる。多数の異なる有利な実施形態を利用することにより、航空機２００の組み立てを大幅に促進することができる、そして／または航空機２００のコストを大幅に低減することができる。
【００２３】
異なる有利な実施形態では、多数の異なる注意事項を認識し、そして考慮に入れる。例えば、異なる有利な実施形態では、現在製造されているプラズマアクチュエータが、電気アークが生じるときに所望の通りに動作しない可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。プラズマアクチュエータの２つの電極は、互いから絶縁体で分離することができる。絶縁体は、誘電体材料を使用して形成することができる。しかしながら、幾つかの場合では、電気アークは、絶縁体で分離された電極群の間に生じる可能性がある。例えば、電気アークが、プラズマアクチュエータのこれらの電極の間に生じる場合、これらの電極の間の誘電体材料は、所望の特性を持たなくなって、所望の特性を示すプラズマを形成することができない可能性がある。誘電体材料のこの変化によって、カーボン汚れが残る、または電極が蒸発する虞がある。その結果、プラズマアクチュエータは、所望の精度で機能することができなくなる。
【００２４】
異なる有利な実施形態では、電気アークが、構造を積層させてプラズマアクチュエータとして動作させるために使用される材料の内部に在るエアギャップまたは多数の空隙によって生じる可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。これらのエアギャップ及び／又は多数の空隙によって、プラズマアクチュエータの局所的なイオン化加熱、及び動作不能が生じて、プラズマアクチュエータが所望の通りに機能しなくなる可能性がある。加熱による性能の変化は、アーク放電または過熱によって生じる可能性がある。更に、異なる有利な実施形態では、多くの場合、電極群が、でこぼこで起伏のある辺縁を有する可能性があり、これによって、電界容量が所望の容量よりも小さくなる虞があることを認識し、そして考慮に入れる。
【００２５】
使用することができるポリイミドのような幾つかの材料は、剛性を持っているので湾曲面に追従するように十分に屈曲することができない。このようなポリイミドの例が、デュポン社（ＤｕＰｏｎｔ）から入手することができるカプトン（Ｋａｐｔｏｎ：登録商標）である。更に、異なる有利な実施形態では、プラズマアクチュエータを製造するために使用することができる他の材料として、フォトリソグラフィー法による回路基板を挙げることができることを認識する。これらの基板の材料もまた、剛性を持っているので翼型のような湾曲面に取り付けるためには適さない可能性がある。
【００２６】
異なる有利な実施形態では更に、カプトン（登録商標）が、プラズマ放電で発生するオゾンによって劣化することを認識し、そして考慮に入れる。その結果、カプトン（登録商標）の特性が低下する虞がある。更に、使用によって、剥離が更に、異なる層に発生する虞がある。
【００２７】
従って、多数の異なる有利な実施形態は、プラズマアクチュエータに関する方法及び装置を提供する。装置は、可撓性材料からなる第１の層数の層と、誘電体材料からなる第２の層数の層と、第１電極と、そして第２電極と、を備えることができる。前記可撓性材料は、前記誘電体材料よりも大きい可撓性を有することができる。前記第１の層数の層及び前記第２の層数の層は、前記可撓性材料からなる層と前記誘電体材料からなる層を交互に積層することにより設けることができる。前記第１電極は、前記第１の層数の層のうちの表面層に取り付けることができ、この場合、前記第１電極は空気に曝されるように構成される。前記第２電極は、多数の層の中の第２層に取り付けることができる。前記第１電極及び第２電極は、プラズマ場を電圧に応じて形成するように構成することができる。
【００２８】
次に、図３を参照するに、プラズマアクチュエータ環境の図が、有利な実施形態に従って描かれている。プラズマアクチュエータ環境３００は、図２の航空機２００に関して設定することができる環境の一例とすることができる。
【００２９】
この例示的な例では、プラズマアクチュエータ環境３００は、表面３０４を有するプラットフォーム３０２を含むことができる。プラットフォーム３０２は、例えばこれに限定されないが、図２の航空機２００とすることができる。表面３０４は、気流３０６が流れるように構成することができる。別の表現をすると、空気３０８は、表面３０４に沿って流れることができる。これらの例示的な例では、表面３０４は、多数の異なる形態を採ることができる。
【００３０】
例えば、これらには限定されないが、表面３０４は、翼型部の前縁、翼型部の後縁、ダクト、インレット（空気取り入れ口）、ストラット部、スタビライザー部、方向蛇、胴体、及び空気３０８が表面に沿って流れることができる他の適切な表面のうちの１つとして選択することができる。更に、表面３０４は、湾曲面３０９の形態を採ることができる。これらの例示的な例では、プラズマアクチュエータシステム３１０は、気流３０６を表面３０４に沿って変化させることができる。
【００３１】
図示のように、プラズマアクチュエータシステム３１０は、多数のプラズマアクチュエータ３１２と、電源システム３１４と、そしてコントローラ３１６と、を含むことができる。多数のプラズマアクチュエータ３１２によって、空気３０８の流れを表面３０４に沿って変化させて、気流３０６を変化させることができる。多数のプラズマアクチュエータ３１２はプラズマ３１８を発生させることができる。電源システム３１４は、交流電圧を多数のプラズマアクチュエータ３１２に供給することができる。この交流電流によって、プラズマ３１８を発生させることができる。
【００３２】
コントローラ３１６は、プラズマ３１８の発生量を、多数のアクチュエータ３１２によって制御することができる。コントローラ３１６は、入力３１３をオペレータ入力装置３１５から受信することができる。入力３１３によってコントローラ３１６は、気流３０６が表面３０４に沿って変化するようにプラズマ３１８を変化させることができる。表面３０４に沿った気流３０６の変化によって、プラットフォーム３０２が図２の航空機２００の形態を採る場合のプラットフォーム３０２の動きを制御することができる。オペレータ入力装置３１５は、例えばこれらには限定されないが、フライトスティック、ヨーク、コントロールカラム、スイッチ、レバー、ボタン、ペダル、コンピュータ、及び／又は他の適切な入力装置とすることができる。
【００３３】
プラズマ３１８は、多数のプラズマアクチュエータ３１２の近傍の空気３０８中の粒子群の少なくとも一部がイオン化されるときに生成することができる。これらの例示的な例では、プラズマ３１８によって気流３０６を表面に沿って変化させる。
【００３４】
これらの例示的な例では、プラズマアクチュエータ３２０は、多数のプラズマアクチュエータ３１２内の１つのアクチュエータの一例である。プラズマアクチュエータ３２０は、第１の層数の層３２２と、そして第２の層数の層３２４と、を含むことができる。第１の層数の層３２２はそれぞれ、可撓性材料３２６により構成することができる。第２の層数の層３２４はそれぞれ、誘電体材料３２８により構成することができる。
【００３５】
この例示的な例では、可撓性材料３２６は可撓性３２９を有することができる。可撓性材料３２６は更に、接着性３３３を有することができる。更に、可撓性材料３２６は、熱可塑性可撓性材料３２７として選択することができる。例えば、可撓性材料３２６は、この例示的な例では、フッ化エチレンプロピレンとすることができる。フッ化エチレンプロピレンは、デュポン社（Ｄｕｐｏｎｔ）からテフロン（登録商標：Ｔｅｆｌｏｎ）−ＦＥＰとして入手することができる。他の有利な実施形態では、可撓性材料３２６は、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、フルオロカーボン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、シリコーンテープ、熱可塑性可撓性材料、ポリウレタン、または他の或る適切な材料のうちの１つとして選択することができる。
【００３６】
誘電体材料３２８は電気絶縁体とすることができ、この電気絶縁体は、電界が印加されると分極することができる。誘電体材料３２８は、ポリイミド膜、４，４’−オキシジフェニレン−ピロメリットイミドまたは他の或る適切な誘電体材料３２８のうちの１つとして選択することができる。
【００３７】
第１の層数の層３２２及び第２の層数の層３２４は積層板３３０を形成することができる。例えば、第１の層数の層３２２及び第２の層数の層３２４は、互いに接合させることができる。第１の層数の層３２２は第２の層数の層３２４に、第１の層数の層３２２が第２の層数の層３２４に接着することにより接合することができる。例えば、可撓性材料３２６の接着性３３３によって、第１の層数の層３２２を第２の層数の層３２４に接着させることができる。
【００３８】
積層板３３０は、第１の層数の層３２２に第２の層数の層３２４を混在させることができるように構成することができる。この例示的な例では、第１の層数の層３２２に第２の層数の層３２４を、可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２の中の１つの層と、誘電体材料３２８からなる第２の層数の層３２４の中の１つの層を積層板３３０内で交互に積層させることにより混在させることができる。
【００３９】
幾つかの例示的な例では、積層板３３０内で、第１の層数の層３２２の中の１つよりも多くの層を互いに接着させることができる、そして／または第２の層数の層３２４の中の１つよりも多くの層を互いに接着させることができる。例えば、第１の層数の層３２２の中の２つ以上の層を、第２の層数の層３２４の中の２つの層の間に接着させることができる、そして／または第２の層数の層３２４の中の２つ以上の層を、第１の層数の層３２２の中の２つの層の間に接着させることができる。
【００４０】
可撓性材料３２６は、可撓性材料３２６の可撓性３２９が、誘電体材料３２８の可撓性よりも大きくなるように選択することができる。可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２に、誘電体材料３２８からなる第２の層数の層３２４を積層板３３０内で混在させることにより、積層板３３０を曲げて湾曲面３０９に追従させることができる。別の表現をすると、可撓性材料３２６に誘電体材料３２８を混在させることにより、プラズマアクチュエータ３２０に所望の可撓性３３１を付与することができる。プラズマアクチュエータ３２０の所望の可撓性３３１は、プラズマアクチュエータ３２０が、湾曲面３０９に追従するように構成することができるような可撓性とすることができる。
【００４１】
更に、これらの例示的な例では、積層板３３０は、湾曲面３０９に取り付けられるように構成することができる。積層板３３０は湾曲面３０９に、湾曲面３０９に接着剤３２３を用いて接着させることにより取り付けることができる。これらの例では、可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２の中の１つの層を接着剤３２３として用いて、積層板３３０を湾曲面３０９に取り付けることができる。他の例では、接着剤３２３は、糊の形態を採ることができる、または他の或る適切な種類の接着剤の形態を採ることができる。
【００４２】
更に、誘電体材料３２８に可撓性材料３２６を混在させることにより、プラズマアクチュエータ３２０に、所望の成形性３３５、所望の耐久性３４１、所望の耐熱性３３７、所望の環境耐性３３９、及び他の所望の特徴のうちの少なくとも１つを付与することができる。所望の成形性３３５によって、プラズマアクチュエータ３２０を所望の形状に形成することができる。プラズマアクチュエータ３２０を所望の形状に、例えばこれに限定されないが、熱成形プロセスを用いて成形することができる。
【００４３】
所望の耐久性３４１によって、プラズマアクチュエータ３２０は、プラズマアクチュエータ３２０の不具合の発生を経時的に少なくなるようにすることができる。所望の耐熱性３３７は、プラズマアクチュエータ３２０が、選択される温度を最大とする発熱に耐え得る能力とすることができる。所望の環境耐性３３９によって、プラズマアクチュエータ３２０は、例えば風、雪、雨、化学物質、空気、及び／又は他の環境因子のような環境因子に耐えることができる。
【００４４】
誘電体材料３２８を含むが可撓性材料３２６は含まない積層板３３０は、可撓性材料３２６及び誘電体材料３２８を含む同じ厚さの積層板３３０の場合に得られる所望の可撓性３３１を実現することができない。この例示的な例では、可撓性材料３２６及び誘電体材料３２８を共に含む積層板３３０は、所望の環境耐性、所望の機械的耐性、及び所望の電気特性を実現するように構成することができる。
【００４５】
例えば、これに限定されないが、積層板３３０は、不所望の温度、化学物質、紫外線照射、及び／又は他の環境因子に対する耐性を実現するように構成することができる。更に、積層板３３０は、衝撃及び／又は疲労に耐えるように構成することができる。これらの例では、積層板３３０は、所望の絶縁耐力、所望のインピーダンス、所望の静電容量、及び／又は他の所望の電気特性を実現するように構成することができる。
【００４６】
また、プラズマアクチュエータ３２０は更に、第１電極３３２及び第２電極３３４を含むことができる。第１電極３３２は、第１の層数の層３２２の中の第１表面層３３６に取り付けることができる。第１表面層３３６は、積層板３３０の表面層とすることができる。このようにして、第１電極３３２は、これらの例では、空気３０８に曝されるように構成することができる。
【００４７】
第２電極３３４は、第１の層数の層３２２の中の層３３８に取り付けることができる。層３３８は、積層板３３０の内部３４０に配置することができる。幾つかの例示的な例では、層３３８は、積層板３３０の第２表面層３４２とすることができる。この例では、第２表面層３４２は、第１表面層３３６の反対側に位置することができる。
【００４８】
第１電極３３２及び第２電極３３４は、電圧３４８が第１電極３３２及び第２電極３３４に印加されると、プラズマ３１８を形成するように構成することができる。これらの例示的な例では、可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２、及び誘電体材料３２８からなる第２の層数の層３２４は、第１電極３３２と第２電極３３４との間のアーク放電３４９を低減するように構成することができる。別の表現をすると、第１電極３３２と第２電極３３４との間のプラズマ３１８の放電を低減することができる。
【００４９】
第１電極３３２及び第２電極３３４は、導電材料により構成することができる。これらの導電材料は、多数の要素に基づいて選択することができ、これらの要素として、これらには限定されないが、電気伝導率、環境耐性、可撓性、及び／又は他の適切な要素を挙げることができる。例えば、第１電極３３２及び第２電極３３４は、銅、アルミニウム、スチール、ニッケル、チタン、チタン合金、金属合金、または他の適切な導電材料により構成することができる。
【００５０】
図３のプラズマアクチュエータ環境３００は、有利な実施形態を実現することができる態様に物理的な、または構造上の制約があることを示すために図示しているのではない。図示される構成要素群の他に、そして／または代わりに、他の構成要素群を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では不要とすることができる。また、ブロック群を提示して、幾つかの機能的構成要素を示している。これらのブロックのうちの１つ以上のブロックは、有利な実施形態において実現される場合に、組み合わせることができる、そして／または異なるブロックに分割することができる。
【００５１】
例えば、幾つかの有利な実施形態では、第３電極３５０は、第１の層数の層３２２、及び第２の層数の層３２４のうちの少なくとも１つの層に取り付けることができる。例えば、第３電極３５０は、第１の層数の層３２２の中の第１表面層３３６に取り付けることができる。他の有利な実施形態では、プラズマアクチュエータ３２０は、第１の層数の層３２２及び第２の層数の層３２４の他に、更に別の層を含むことができる。
【００５２】
例えば、これに限定されないが、プラズマアクチュエータ３２０は、第３の層数の層３４４を含むことができる。第３の層数の層３４４の各層は、メタ−アラミド材料のような材料により構成することができる。メタ−アラミド材料は、例えばこれに限定されないが、デュポン社（Ｄｕｐｏｎｔ）から入手することができるノメックス（登録商標：Ｎｏｍｅｘ）とすることができる。
【００５３】
更に他の有利な実施形態では、プラットフォーム３０２は、航空機２００以外の他の形態を採ることができる。例えば、異なる有利な実施形態では、プラットフォーム３０２は、移動プラットフォーム、静止プラットフォーム、陸上構造物、水上構造物、宇宙構造物、及び／又は他の或る適切な物体のような他の形態を採ることができる。更に詳細には、異なる有利な実施形態は、例えばこれらには限定されないが、バス（ｂｕｓ）、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、水上艦、発電所、ダム（ｄａｍ）、製造工場、建物、及び／又は他の或る適切な物体の形態のプラットフォーム３０２に適用することができる。
【００５４】
次に、図４を参照するに、有利な実施形態を実現することができる航空機の図が描かれている。航空機４００は、図２の航空機２００の１つの実施形態の一例であり、そして図３のプラットフォーム３０２の１つの実施形態の一例である。この例示的な例では、航空機４００は、胴体４０６に取り付けられる翼４０２及び翼４０４を有することができる。航空機４００は、翼に装着されたエンジン４０８と、翼に装着されたエンジン４１０と、そして尾翼４１２と、を含むことができる。
【００５５】
これらの例示的な例では、プラズマアクチュエータ４１３は航空機４００の種々の表面に取り付けられる。図示のように、プラズマアクチュエータ４１４，４１６，４１８，及び４２０は、翼４０２の前縁４２２に配置することができる。プラズマアクチュエータ４２４，４２６，４２８，及び４３０は、翼４０４の前縁４３２に配置することができる。プラズマアクチュエータ４３４及び４３６は、胴体４０６の表面４３８に配置することができる。プラズマアクチュエータ４４０及び４４２は、尾翼の後縁４４４に配置することができる。
【００５６】
この例示的な例では、プラズマアクチュエータ４１４，４１６，４１８，４２０，４２４，４２６，４２８，４３０，４３４，４３６，４４０，及び４４２は、図３の多数のプラズマアクチュエータ３１２の例とすることができる。具体的には、プラズマアクチュエータ４１４，４１６，４１８，４２０，４２４，４２６，４２８，４３０，４３４，４３６，４４０，及び４４２は、図３のプラズマアクチュエータ３２０の例とすることができる。異なる有利な実施形態では、任意の数のプラズマアクチュエータを航空機４００の任意の表面に配置して、空気の流れを表面に沿って制御することができる。
【００５７】
次に、図５を参照するに、翼の一部の図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、翼４０４の一部５００が描かれている。この例では、プラズマアクチュエータ４２８を翼４０４の一部５００の表面５０４に取り付けることができる。
【００５８】
この例から分かるように、プラズマアクチュエータ４２８は、翼４０４の前縁５０６に配置することができる。プラズマアクチュエータ４２８は、翼４０４の前縁５０６の湾曲面５０８に追従する。プラズマアクチュエータ４２８は、空気の流れを表面５０４に沿って制御するように構成することができる。
【００５９】
この例示的な例では、プラズマアクチュエータ４２８は、湾曲面５０８に取り付けることができる。例えば、プラズマアクチュエータ４２８は、湾曲面５０８に取り付けられるアップリケの形状を採ることができる。プラズマアクチュエータ４２８は湾曲面５０８に、図３の接着剤３２３のような接着剤の付いているプラズマアクチュエータ４２８の面を湾曲面５０８に接着させることにより取り付けることができる。
【００６０】
次に、図６を参照するに、プラズマアクチュエータを取り付けた翼の一部の断面の図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、プラズマアクチュエータ４２８を有する翼４０４の一部５００の断面が描かれている。プラズマアクチュエータ４２８は、この図示の例では、作動していないので図３のプラズマ３１８のようなプラズマを形成していない。
【００６１】
空気６００は、この例示的な例では、翼４０４の一部５００の近傍を流れることができる。図示のように、翼４０４の前縁５０６の表面５０４に沿った空気６００の流れは、表面５０４から離れてしまう。別の表現をすると、表面５０４に沿った気流６０２は、表面５０４の形状に所望の通りに近接して追従するということができない。例えば、これに限定されないが、気流６０２は、湾曲面５０８に所望の通りに近接して追従するということができない。また、この図示の例では、翼４０４は、揚力６０４を発生させることができる。
【００６２】
次に、図７を参照するに、プラズマアクチュエータを有する翼の一部の断面の図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、プラズマアクチュエータ４２８を作動させることができ、そしてプラズマ７００をプラズマアクチュエータ４２８に沿って形成することができる。
【００６３】
図示のように、プラズマ７００によって、気流６０２が表面５０４に沿って表面５０４の形状に、プラズマ７００が形成されない場合に比べてより接近して追従するようになる。例えば、これに限定されないが、プラズマ７００によって、気流６０２が湾曲面５０８の曲線に、より接近して追従するようになる。他の例示的な例では、形成されるプラズマ７００の量を変化させて、気流６０２が表面５０４の形状に接近して追従するときの接近度合いを調整することができる。
【００６４】
プラズマ７００を変化させて気流６０２を変化させると、揚力６０４を変化させることもできる。例えば、これに限定されないが、揚力６０４は、形成されるプラズマ７００の量の変化に依存して大きくする、または小さくすることができる。更に、プラズマ７００の変化によって、例えばこれらに限定されないが、抗力特性、及び／又は他の適切な空力特性のような他の空力特性に変化を生じさせることができる。
【００６５】
次に、図８を参照するに、プラズマアクチュエータの図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、プラズマアクチュエータ８００は、図３のプラズマアクチュエータ３２０の１つの実施形態の一例である。更に、プラズマアクチュエータ８００は、図４のプラズマアクチュエータ群４１３の中の１つのプラズマアクチュエータの１つの実施形態の一例とすることができる。
【００６６】
図示のように、プラズマアクチュエータ８００は、第１表面層８０２、層８０３、層８０４、層８０５、層８０６、第２表面層８０７、第１電極８０８、及び第２電極８０９を含むことができる。この図示の例では、プラズマアクチュエータ８００は、プラズマアクチュエータ８００内の全ての層を積層して合体させる前の様子が図示されている。別の表現をすると、第１表面層８０２、層８０３、層８０４、層８０５、層８０６、及び第２表面層８０７は未だ、図３の積層板３３０のような積層板となるようには形成されていない。
【００６７】
第１表面層８０２、層８０４、層８０５、及び第２表面層８０７は、図３の可撓性材料３２６のような可撓性材料により構成することができる。この可撓性材料は、この例示的な例では、テフロン（登録商標：Ｔｅｆｌｏｎ）−ＦＴＰとすることができる。更に、第１表面層８０２及び第２表面層８０７は、プラズマアクチュエータ８００を周囲から保護するバリア層となることができる。層８０３及び層８０６は、図３の誘電体材料３２８のような誘電体材料により構成することができる。この誘電体材料は、カプトン（登録商標：Ｋａｐｔｏｎ）とすることができる。
【００６８】
この例示的な例では、第１電極８０８は、第１細長電極部８１０と、そして複数の細長電極部８１２と、を有する。複数の細長電極部８１２は、この例示的な例では、第１細長電極部８１０から、第１細長電極部８１０に略直交して延びている。第１電極８０８は、この例示的な例では、銅、アルミニウム、スチール、ニッケル、チタン、及びこれらの金属の合金、及び他の導電材料により構成することができる。
【００６９】
図示のように、リード線８１４及びリード線８１６は、第１電極８０８及び第２電極８０９にそれぞれ取り付けることができる。電圧を第１電極８０８及び第２電極８０９に、リード線８１４及びリード線８１６をそれぞれ介して印加することにより、図３のプラズマ３１８のようなプラズマを形成することができる。
【００７０】
次に、図９を参照するに、プラズマアクチュエータを断面で見た図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、プラズマアクチュエータ９００は、図３のプラズマアクチュエータ３２０の１つの実施形態の一例である。更に、プラズマアクチュエータ９００は、図４のプラズマアクチュエータ群４１３の中の１つのプラズマアクチュエータの１つの実施形態の一例とすることができる。
【００７１】
図示のように、プラズマアクチュエータ９００は、第１表面層９０２、内側層９０４、第２表面層９０６、第１電極９０８、及び第２電極９１０を含むことができる。第１表面層９０２及び第２表面層９０６は、カプトン（登録商標：Ｋａｐｔｏｎ）のような誘電体材料により構成することができる。内側層９０４は、テフロン（登録商標：Ｔｅｆｌｏｎ）−ＦＥＰのような可撓性材料により構成することができる。
【００７２】
第１表面層９０２、内側層９０４、及び第２表面層９０６は、この図示の例では、積層板９１２を形成することができる。積層板９１２は、図３の積層板３３０の１つの実施形態の一例である。
【００７３】
第１電極９０８は、第１表面層９０２に取り付けることができる。第２電極９１０は、第２表面層９０６に取り付けることができる。これらの例示的な例では、１つの電極は、積層板９１２内の１つの層に、当該層に接合させることにより取り付けることができる。他の例示的な例では、当該電極は当該層に、当該層内の材料の少なくとも一部を溶融させ、そして次に、当該材料を当該電極の接続部の近傍で再形成することができるようにすることにより取り付けることができる。
【００７４】
次に、図１０を参照するに、プラズマアクチュエータを上方から見た図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、図９のプラズマアクチュエータ９００の上面図が図示されている。図示のように、第１電極９０８が第１表面層９０２に取り付けられている様子が分かる。
【００７５】
次に、図１１を参照するに、プラズマアクチュエータを底面から見た図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、図９のプラズマアクチュエータ９００の底面図が図示されている。図示のように、第２電極９１０が第２表面層９０６に取り付けられている様子が分かる。
【００７６】
次に、図１２を参照するに、プラズマアクチュエータの図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、プラズマアクチュエータ１２００は、図３のプラズマアクチュエータ３２０の１つの実施形態の一例である。更に、プラズマアクチュエータ１２００は、図４のプラズマアクチュエータ群４１３の中の１つのプラズマアクチュエータの１つの実施形態の一例とすることができる。
【００７７】
図示のように、プラズマアクチュエータ１２００は、第１表面層１２０２、層１２０４、層１２０６、層１２０８、層１２１０、及び第２表面層１２１２を含むことができる。この例示的な例では、第１表面層１２０２、層１２０６、及び層１２１０は、テフロン（登録商標：Ｔｅｆｌｏｎ）−ＦＥＰのような可撓性材料により構成することができる。層１２０４、層１２０８、及び第２表面層１２１２は、カプトン（登録商標：Ｋａｐｔｏｎ）のような誘電体材料により構成することができる。第１表面層１２０２、層１２０４、層１２０６、層１２０８、層１２１０、及び第２表面層１２１２は積層板１２１１を形成することができる。
【００７８】
プラズマアクチュエータ１２００は更に、第１電極１２１３及び第２電極１２１４を含むことができる。第１電極１２１３は、第１表面層１２０２に取り付けることができる。第２電極１２１４は、層１２０６及び層１２１０に取り付けることができ、かつ層１２０８の外側部分１２１５と層１２０８の外側部分１２１７との間に配置することができる。
【００７９】
更に、第２電極１２１４は、層１２０８、層１２１０、及び第２表面層１２１２で封止することができる。第２電極１２１４をこのように封止することにより、アーク放電が近くの物体に与える影響、及び／又はコロナ放電の影響を低減する、そして／または防止することができる。コロナ放電に不所望の電力が消費される可能性がある。
【００８０】
図示のように、接続経路１２１８、及び接続経路１２１８内の接続部１２１６は、第１電極１２１３から積層板１２１１の第１表面層１２０２、層１２０４、層１２０６、層１２０８、層１２１０、及び第２表面層１２１２を通って延在することができる。リード線を接続部１２１６に取り付けて、電圧を第１電極１２１３に印加することができるようにする。
【００８１】
同様にして、接続経路１２２２、及び接続経路１２２２内の接続部１２２０は、第２電極１２１４から積層板１２１１の層１２１０及び第２表面層１２１２を通って延在することができる。他の例示的な例では、リード線（図示せず）を接続部１２２０に取り付けて、電圧を第２電極１２１４に印加することができるようにする。
【００８２】
異なる有利な実施形態では、物理的構成要素群及び／又は特徴部群を積層板１２１１に組み込んで、プラズマアクチュエータ１２００を、図３のプラットフォーム３０２の表面３０４のような、プラットフォームの表面に締結固定する、そして／または位置合わせすることができる。
【００８３】
次に、図１３を参照するに、プラズマアクチュエータを製造するプロセスのフローチャートの図が、有利な実施形態に従って描かれている。図１３に示すプロセスは、図３のプラズマアクチュエータ環境３００において実行することができる。更に、当該プロセスを実行して、図３のプラズマアクチュエータ３２０を製造することができる。
【００８４】
当該プロセスは、可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２、及び誘電体材料３２８からなる第２の層数の層３２４を互いに接合させて複数の層を形成する（操作１３００）ことから始まる。操作１３００では、第１の層数の層３２２を第２の層数の層３２４に接合させる操作は、第１の層数の層３２２を第２の層数の層３２４に接着させることにより行なうことができる。可撓性材料３２６の接着性により、第１の層数の層３２２を第２の層数の層３２４に接着させることができる。
【００８５】
更に、幾つかの例示的な例では、第１の層数の層３２２及び第２の層数の層３２４を互いに、自動組立技術または他の積層技術を用いて接合させることができる。
【００８６】
複数の層は積層板３３０を形成することができる。複数の層は、可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２の中の１つの層と、誘電体材料３２８からなる第２の層数の層３２４の中の１つの層が交互になる積層順を有することができる。可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２は、第１表面層３３６を含むことができる。この例示的な例では、可撓性材料３２６は、誘電体材料３２８の可撓性よりも大きい可撓性３２９を有することができる。
【００８７】
その後、当該プロセスでは、第１電極３３２を第１表面層３３６に取り付けることができる（操作１３０２）。第１電極３３２は、空気３０８に曝されるように構成することができる。操作１３０２では、第１電極３３２を第１表面層３３６に、第１表面層３３６に接合させることにより取り付けることができる。幾つかの例示的な例では、第１電極３３２を第１表面層３３６に、第１表面層３３６内の可撓性材料３２６の一部を溶融させ、そして可撓性材料３２６の溶融部分を第１電極３３２の近傍で再形成することができるようにすることにより取り付けることができる。可撓性材料３２６の溶融部分を第１電極３３２の近傍で再形成することができるが、第１電極３３２の少なくとも一部は、空気３０８に曝されてもよい。
【００８８】
次に、当該プロセスでは、第２電極３３４を、可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２の中の層３３８に取り付けることができ（操作１３０４）、当該プロセスはその後、終了する。層３３８は、幾つかの例示的な例では、第２表面層３４２とすることができる。第１電極３３２及び第２電極３３４は、プラズマ３１８を、電圧３４８が第１電極３３２及び第２電極３３４に印加されると形成するように構成することができる。
【００８９】
この例示的な例では、第１の層数の層３２２、第２の層数の層３２４、第１電極３３２、及び第２電極３３４は、プラズマアクチュエータ３２０を形成する。プラズマアクチュエータ３２０を用いて、気流３０６をプラットフォーム３０２の表面３０４に沿って変化させることができる。
【００９０】
他の例示的な例では、操作１３０２及び操作１３０４は、第１電極３３２、及び第２電極３３４を、化学気相堆積法を用いて堆積させることにより行なうこともできる。更に他の例では、操作１３０２及び操作１３０４は、半導体処理方法、エッチング法、プリント基板配線技術、スパッタリング法、直接描画法、及び／又は他の適切な方法を用いて行なうことができる。
【００９１】
次に、図１４を参照するに、気流を制御するプロセスのフローチャートの図が、有利な実施形態に従って描かれている。図１４に示すプロセスは、図３のプラズマアクチュエータ環境３００において実行することができる。更に、このプロセスは、図３のプラズマアクチュエータシステム３１０を用いて実行することができる。
【００９２】
当該プロセスは、多数のプラズマアクチュエータ３１２により形成されるプラズマ３１８を変化させる（操作１４００）ことから始まる。操作１４００では、多数のプラズマアクチュエータ３１２の各プラズマアクチュエータは、図１３に記載されるプロセスを用いて製造することができる。更に、多数のプラズマアクチュエータ３１２の各プラズマアクチュエータは、可撓性材料３２６からなる第１の層数の層３２２、誘電体材料３２８からなる第２の層数の層３２４、第１電極３３２、及び第２電極３３４により構成することができる。
【００９３】
プラズマ３１８は、多数のプラズマアクチュエータ３１２の各プラズマアクチュエータの第１電極３３２及び第２電極３３４によって、電圧が第１電極３３２及び第２電極３３４に印加されると形成することができる。多数のプラズマアクチュエータ３１２は、プラットフォーム３０２の表面３０４に取り付けることができる。
【００９４】
操作１４００では、プラズマ３１８は、プラズマ３１８の形成を停止する操作、プラズマ３１８の形成を開始する操作、及び形成されるプラズマ３１８の量を変化させる操作のうちの少なくとも１つの操作を行なうことによりを変化させることができる。例えば、これに限定されないが、プラズマ３１８は、プラズマ３１８が無い状態をプラズマ３１８がある状態に、多数のプラズマアクチュエータ３１２を用いて変化させることにより、変化させることができる。更に、プラズマ３１８を変化させる際に、プラズマ３１８を、現在の量のプラズマ３１８から異なる量のプラズマ３１８に変化させることができる。
【００９５】
次に、当該プロセスでは、気流３０６を表面３０４に沿って、プラズマ３１８の変化に応じて変更することができ（操作１４０２）、当該プロセスはその後、終了する。プラズマ３１８を操作１４００において変化させることにより、表面３０４からの気流３０６の剥離を操作１４０２において低減することができる。別の表現をすると、操作１４０２では、気流３０６を変更して、表面３０４に沿った空気３０８の動きが、プラズマ３１８がある状態で、プラズマ３１８が無い状態と比べて、表面３０４により近く接近して表面３０４の形状に追従するようにすることができる。
【００９６】
次に、図１５を参照するに、気流を、航空機の表面に沿って制御するプロセスのフローチャートの図が、有利な実施形態に従って描かれている。図１５に示すプロセスは、図３のプラズマアクチュエータ環境３００において実行することができる。更に、このプロセスは、気流３０６を、図４の航空機４００の形態のプラットフォーム３０２に沿って制御するために実行することができる。
【００９７】
当該プロセスは、入力３１３をオペレータ入力装置３１５から受信する（操作１５００）ことから始まる。入力３１３から航空機４００が行なっている飛行を特定することができる。例えば、入力３１３から、航空機４００の旋回、上昇、降下、または他の或る適切な種類の飛行を特定することができる。この例示的な例では、オペレータ入力装置３１５は、例えばこれらには限定されないが、航空機４００のフライトスティック（ｆｌｉｇｈｔ  ｓｔｉｃｋ）、ヨーク（ｙｏｋｅ）、コントロールカラム（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｏｌｕｍｎ）、スイッチ、レバー、ボタン、ペダル、コンピュータ、または他の或る適切なオペレータ入力装置の形態を採ることができる。
【００９８】
他の例示的な例では、入力３１３は、航空機４００に搭乗しているパイロットが行なうことができる。次に、入力３１３は、コンピュータの形態のオペレータ入力装置３１５によって処理することができる。
【００９９】
他の例示的な例では、オペレータ入力装置３１５は、航空機４００に搭載されていないコンピュータまたは遠隔制御入力装置の形態を採ることができる。別の表現をすると、幾つかの場合では、オペレータは人間とすることができるのに対し、別の場合では、オペレータはコンピュータプログラムとすることができる。コンピュータプログラムは、例えばこれに限定されないが、無人航空機で使うことができる。
【０１００】
次に、当該プロセスでは、多数のプラズマアクチュエータを航空機４００のプラズマアクチュエータ群４１３の中から入力３１３に基づいて特定することができる（操作１５０２）。例えば、入力３１３から、航空機４００の旋回飛行が特定されると、当該プロセスでは、翼４０２のプラズマアクチュエータ４１４，４１６，４１８，及び４２０、及び翼４０４のプラズマアクチュエータ４２４，４２６，４２８，及び４３０を特定することができる。これらのプラズマアクチュエータは、旋回飛行を行なうときに用いることができる。
【０１０１】
その後、当該プロセスでは、特定される多数のプラズマアクチュエータの各プラズマアクチュエータへの信号を生成して、特定される多数のプラズマアクチュエータにより形成されるプラズマ３１８を変化させることができる（操作１５０４）。１つの例示的な例として、プラズマ３１８が無い状態では、当該信号によって、特定される多数のプラズマアクチュエータを作動させてプラズマ３１８を形成することができる。別の例示的な例として、当該信号によって、多数のプラズマアクチュエータが、形成されるプラズマ３１８の量を変化させるようにすることができる。
【０１０２】
次に、当該プロセスでは、気流３０６を航空機４００の表面に沿って、当該信号を生成してプラズマ３１８を変化させるのに応じて変更することができ（操作１５０６）、当該プロセスはその後、終了する。操作１５０６では、気流３０６を航空機４００の翼４０２及び翼４０４の表面に沿って、具体的には特定される多数のプラズマアクチュエータを用いて変更することができる。その結果、このプロセスでは、航空機４００の動きを変化させることができる。
【０１０３】
この例示的な例では、翼４０２及び翼４０４の表面に沿って流れる気流を変更して、翼４０２及び翼４０４の揚力を変化させることにより、入力３１３から特定される旋回飛行を行なうことができる。
【０１０４】
異なる図示の実施形態におけるフローチャート及びブロック図は、異なる有利な実施形態における装置及び方法の数通りの実施形態の構造、機能、及び動作を示している。この点に関して、これらのフローチャート図またはブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は操作またはステップの一部を表わすことができる。幾つかの別の実施形態では、ブロックに記述される機能または機能群は、これらの図に記述される順番とは異なる順番で行なうことができる。例えば、幾つかの場合では、連続して示される２つのブロックは、略同時に実行することができる、またはこれらのブロックを、搭載される機能によって異なるが、逆の順番で実行することができる場合がある。また、フローチャート図またはブロック図における図示のブロック群の他に、他のブロック群を追加することができる。
【０１０５】
異なる有利な実施形態の説明を提供して、図示及び記述を行なってきたが、当該説明を網羅的に記載しようとするものではない、または開示される構成の実施形態に限定しようとするものではない。多くの変形及び変更が存在することはこの技術分野の当業者には明らかである。更に、異なる有利な実施形態は、他の有利な実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択される実施形態または実施形態群は、これらの実施形態の原理、実際の用途を最も分かり易く説明するために、そしてこの技術分野の他の当業者が、想定される特定の使用に適合するように種々の変更が為される種々の実施形態に関する開示を理解することができるように選択され、そして記載されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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