作者：远航
一、概述
“主动射流控制”（ Active Flow Control，AFC）一词原指流体动力学控制方法。在航空领域，根据DARPA的“革命性飞机全新效应器控制”项目（Control of Revolutionary Aircraft withNovel Effectors，CRANE）的特性，“主动射流控制”技术是指按照需求量的多少向边界层输送能量，以维持、恢复或提高飞行器的空气动力学性能。主动射流控制技术被认为未来可为国防和民用飞机开辟全新的结构设计、制造和材料应用空间。它被认为在降低飞机生产成本、重量、性能和可靠性方面具有明显的优势，并被看作航空领域非常有潜力的一种机上碳减排技术，而成为未来绿色航空发展的一个技术创新点。
二、技术现状
当前关于AFC技术的创新发展主要集中在美欧国家和地区，美国以军事应用创新研究为主，欧洲则以民用飞机和发动机的创新应用研究为主。AFC的技术应用水平正如DARPA战术技术办公室(TTO)的CRANE项目主管亚历山大·瓦兰(Alexander Walan)所表示的那样，AFC技术已在元器件水平上得到应用，但还没有延伸到飞机整体设计层面上；在元器件水平上，AFC技术已经成熟，并有可能实现向飞机整体技术的跨越。
三、主要研发机构
在军民飞机和发动机领域关于AFC技术的研发，近两年来正呈现出发热状态，相关技术应用研究已在无人机、隐身作战飞机、民用飞机/发动机领域开展，并将进一步向更广泛范围内扩展。目前一些主要的研究发起或推动机构包括美国DARPA、北约科学技术组织、欧盟等，一些开发企业包括美国极光飞行科学公司、洛马公司、乔治亚科技研究公司等。
四、主要项目及进展
（1）DARPA的AFC FX试验机项目
关注点：“AFC”技术在飞机机成本、重量、性能和可靠性等方面的改善效果。
该项目下有一个名为“革命性飞机全新效应器控制”(Control of Revolutionary Aircraft withNovel Effectors，CRANE)的项目。
2020年6月19日，美国DARPA与极光飞行科学公司签订CRANE项目开发合同，开始启动AFCFX试验机的开发工作。CRANE项目重在展示AFC技术在降低飞机生产成本、重量、性能和可靠性方面所具有的明显优势。CRANE项目的AFC技术是按照需求量的多少向边界层输送能量，以维持、恢复或提高飞行器的空气动力学性能。按照DARPACRANE项目主管亚历山大·瓦兰的说法，CRANE项目通过改变设计方法，力求在FX试验机稳定性、控制性方面融入AFC技术，同时最大限度地提高项目开发成功率。
2021年8月26日，DARPA公布已选择多家公司来继续推进CRANE项目。极光飞行科学公司和洛马公司现在已经进入阶段1研发工作，该阶段包括系统需求开发、初始设计工作、软件开发和初始适航活动等，最后进行初步设计审查。亚历山大·瓦兰表示，在阶段1中，研究人员已经通过量化AFC技术的性能优势，完成了新型飞机飞行演示配置的概念设计。多种AFC技术将通过一系列先进的分析和测试活动继续成熟，以纳入相关的演示设计。
2021年9月7日，BAE系统公司公布，DARPA授予其一项合同，设计以AFC为核心的全尺寸演示验证机。该机使用AFC技术取代传统控制面，可以提高飞行机动性、可维护性及生存能力。作为CRANE项目的一部分，该合同项目旨在通过在飞机设计初期采用AFC技术，演示验证其对飞机设计和飞行带来的显著效率提升，以及在飞机成本、重量、性能和可靠性等方面的改善。
（2）北约科学技术组织（STO）隐身作战飞机AFC技术应用可行性研究
关注点：未来研发投资的重点领域包括AFC阀的可靠性/可维护性以及技术，集成和制造成熟度达到5级或更高的成熟度。
2020年11月11日，北约科学技术组织（STO）的技术任务组发布了一份报告《用于飞行器操纵的创新控制效应器》，研究了将AFC应用于隐身作战飞机配置的可行性，探索了多种主动流控制技术，并对两种飞机配置（ICE和SACCON / MULDICON）进行了性能和集成评估。报告认为，未来研发投资的重点领域包括：AFC阀的可靠性/可维护性以及技术，集成和制造成熟度达到5级或更高的成熟度。同时，报告建议进行进一步评估，以探索将AFC应用于起飞/着陆和机动任务阶段，并建立将AFC集成到下一代无人机的空气动力学设计中，并评估其系统对该飞机的影响的综合框架。
（3）欧盟“洁净天空”（Clean Sky）计划中的研究项目
关注点：AFC技术的部件制造涉及到增材制造如激光熔炼工艺。
2021年1月，有消息显示，为实现“洁净天空”计划和“地平线2020”计划（Horizon 2020）目标，欧盟“洁净天空”（Clean Sky）计划团队正在加速推进基于发动机/机翼的改进设计--AFC项目，以实现飞机飞行性能提升。欧盟“洁净天空”（Clean Sky）计划团队拟基于AFC技术实现相同燃料条件下超高涵道比涡扇发动机（UHBR）效率提升10%。AFC技术旨在研发、设计、制造、测试各种AFC设备，使飞机升力得到有效保持/提升。该技术不仅能有效促进飞机发动机/机翼集成，还能为其他欧洲航空项目提供更先进的飞机动力领域的AFC技术支撑。当前，“洁净天空”计划团队正在设计开发两种不同类型的AFC作动器：稳定喷射作动器（SBA）、脉冲射流作动器（PJA）。
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