Vehículo aéreo electromagnético sin alas

El diseño convencional de actuador de descarga de barrera dieléctrica (DBD) simple se compone de dos electrodos separados por un único material dieléctrico. Se ha trabajado mucho en la optimización del diseño y el rendimiento del diseño DBD simple, ^{[ 12 ]} sin embargo, la investigación continúa para mejorar el rendimiento de estos actuadores. El diseño MBPA es una extensión del diseño de actuador DBD simple que introduce barreras dieléctricas y electrodos adicionales, y por lo tanto, parámetros de diseño adicionales. La investigación indica que los diseños MBPA pueden lograr un empuje resultante mayor y mejores relaciones empuje-potencia que el diseño de actuador DBD simple. ^{[ 11 ] [ 13 ] [ 14 ]} Las pruebas de muestra de un diseño MBPA de doble capa demostraron un aumento de aproximadamente el 40 % en la efectividad con respecto al diseño convencional de una sola capa. ^{[ 2 ] [ 13 ]}

El WEAV empleó actuadores de plasma con geometría serpentina para un control de flujo tridimensional completo que combina los efectos de un actuador lineal y un chorro sintético de plasma. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} Debido a la geometría periódica del diseño serpentino, se produce un estrechamiento y una expansión del aire circundante a lo largo del actuador. ^{[ 18 ]}

Los resultados experimentales y la simulación numérica demuestran que al reducir la distancia entre los electrodos a un tamaño micrométrico, ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} la densidad de fuerza eléctrica en la región de descarga aumenta al menos en un orden de magnitud y la potencia requerida para la descarga de plasma disminuye en un orden de magnitud. En consecuencia, se pueden utilizar fuentes de alimentación físicamente más pequeñas y ligeras con estos denominados actuadores a microescala. Las investigaciones demostraron que, por actuador, las velocidades inducidas por el actuador de plasma a microescala son comparables a sus contrapartes estándar a macroescala, aunque con un empuje un orden de magnitud menor. ^{[ 2 ]} Sin embargo, debido a los menores requisitos de potencia de los actuadores de plasma a microescala, los experimentos sugieren un control de flujo macroscópico efectivo mediante grandes conjuntos de actuadores de plasma a microescala. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

Además de los diseños y geometrías experimentales de actuadores de plasma, el WEAV investigó el rendimiento de una gran variedad de materiales aislantes para su uso en la capa de barrera dieléctrica, incluidos materiales flexibles como el caucho de silicona y el zirconato-titanato de plomo (PZT) modificado ferroeléctrico y el aerogel de sílice. ^{[ 24 ]}