Нагрев металлов в условиях приповерхостного пробоя газа излучением СО2-лазера

• Автор: Силенок, Александр Степанович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 209 c. : ил

ГЛАВА I. ОПТИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В ГАЗЕ В УСЛОВИЯХ МАЛЫХ ПЯТЕН ОБЛУЧЕНИЯ

§ I. Обзор литературы

§ 2. Экспериментальная установка

§ 3. Распространение оптического разряда в условиях малых пятен облучения. Экспериментальное определение спектральной яркостной и истинной температур плазмы разряда
§ 4^ Додетонационные режимы распространения оптиче-" ских разрядов в условиях бокового выталкивания
газа
Выводы

Глава II. ОСНОВНЫЕ КАНАЛЫ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ

ЭНЕРГИИ

§ I. Энерговыделение в плазме

§ 2. Разлет плазмы и формирование ударной волны

2.1. йзлучательные потери энергии в полупространство, ограниченное плоскостью мишени
2.2. Диссипация энергии в мишень
2.3. Определение энергии, участвующей в процессе
к концу второй фазы по движению ударной волш 81 § 3. Распад оставшейся на месте лазерного энерговыделения области горячего газа атмосферного давления
3.1. Формирование огненного шара
3.2. Энергия, переданная огненному шару

3.3. Визуализация огненного шара
3.4. Распад огненного шара
Выводы
Глава III. ЭНЕРГОПЕРЕДАЧА МИШЕНИ
§ I. Методика измерений
§ 2. Основные закономерности процесса теплопередачи из импульсной плазмы
§ 3. Энергопередача через пятно облучения
3.1. Обсуждение результатов
§ 4. Энергопередача вне пятна облучения
4.1. Размерный эффект
4.2. Временные характеристики процесса теплопередачи вне пятна облучения
4.3. Механизм теплопередачи вне пятна облучения 150 § 5. Импульсное тепловое воздействие в атмосфере
различных газов и в воздухе пониженного давления
§ 6. Импульсно-периодический режим лазерного воздействия на металлическую мишень
6.1. Низкие частоты следования импульсов
6.2. Высокие частоты следования импульсов
Выводы
Глава IV. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ПЛАЗМЫ НИЗКОПОРОГОВОГО ПРОБОЯ ВОЗДУХА НА МИШЕНЬ
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Эффективность теплового воздействия излучения С02-лазера на металлы при низких плотностях световых потоков Т определяется их поглощательной способностью, которая для инфракрасного ( Л =10,6 мкм) излучения мала и составляет единицы процентов. При увеличении создаются условия для возникновения вблизи облучаемой поверхности оптического пробоя газа (см,напр., [I] ), в плазме которого поглощается практически вся лазерная энергия. Становится возможной передача лазерной энергии мишени иным механизмом - через контактирующую с металлом плазму. Первые же эксперименты, выполненные с длинными (=^3 мс [2] и .$100 мкс [3] ) импульсами излучения С02-лазеров действительно показали, что инициирование приповерхностной плазмы пробоя сопровождается некоторым, довольно незначительным увеличением эффективности энергопередачи через облучаемую площадку. Несколько позднее, на стыке 76 и 77 годов, практически одновремен-но,нами [4,5] и в работе [б] было обнаружено, что образование приповерхностной плазмы более короткими, микросекундными импульсами, приводит к существенному (для хорошо отражающих мишеней - более чем на порядок величины) усилению теплового воздействия через пятно облучения. Суммарная энергия, передаваемая мишени,в этом случае может достигать ^50^ от энергии импульса генерации.
Исследование процесса передачи энергии металлическим мишеням в условиях образования вблизи их поверхности плазмы пробоя актуально по нескольким причинам.
Во-первых, установление закономерностей энергопередачи включает в себя исследование целого круга явлений, сопровож-

Выход на детонационную зависимость (кривая I) происходит при и ~ 8 км/с.
Таблица 1.2.
X, МВт/см2 : Т2, кК об : 3) , км/с
75 ©о 0,0 4,76
62 33 0,4 5,32
60 23,3 0,63 6,0
61 21,8 0,72 6,36
64,5 21,8 0,78 6,75
85 22,9 0,92 8,0
104 24,3 0,98 8,85
Табл.1.2 указывает также на существование минимальной интенсивности 1**60 МВт/см2, при которой распространение разряда в виде ДВ с ЕВ еще возможно. Этому значению интенсивности соответствует *0,6). Естественно считать
условие ИпJUj *1,6 пороговым для существования ДВ в режиме с БВ. Отметим, что близкий критерий порога ДВ: @п был получен в работе [зо] при рассмотрении бокового разлета газа в ЗЭ. Наши результаты однако показывают, что более важную роль играет разлет газа перед ЗЭ, сразу же за УВ; он приводит к такому увеличению температуры газа в ЗЭ, что разлет его на длинах становится уже несущественным.
Как это видно из табл.1.2, вблизи зависимости Т(1)
и М) являются двузначными. Вопрос об устойчивости ветви, соответствующей значениям об =04-0,6, где неприменимо соотношение (I.10), полученное для об £ I, нуждается в отдель-