Исследование радиационно-газодинамических процессов взаимодействия гиперзвуковых потоков излучающей плазмы с конденсированными и газовыми средами

• Автор: Щепанюк, Тадеуш Сигизмундович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1.0 динамике и макроструктуре светоэрозионных сильноточных

излучающих плазмодинамических разрядов в газах

1.2. О нелинейных радиационно-газодинамических эффектах взаимодействия ускоренных потоков излучающей плазмы с газовыми средами
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ И ДИАГНОСТИКА РАДИАЦИОННО-ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГИПЕРЗВУКОВЫХ ПОТОКОВ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ ПЛАЗМЫ С ГАЗОВЫМИ И КОНДЕНСИРОВАННЫМИ СРЕДАМИ

2.1. Экспериментальный электрофизический стенд и экспериментальные условия

2.2. Оптические методы исследования макроструктуры и динамики зоны взаимодействия ускоренных плазменных потоков с газовыми и конденсированными средами
2.3. Экспериментальная технология, метрологическая поверка и юстировка диагностического оборудования для голографической интерферометрии, шлирен-регистрации плазмодинамических излучающих структур
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ТУРБУЛЕНТНОЙ МОДИФИКАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТАКТНОЙ ГРАНИЦЫ «ПЛАЗМА - ХОЛОДНЫЙ ГАЗ»
3.1. Динамика и макроструктура зоны взаимодействия гиперзвуковых потоков излучающей плазмы сложного химического состава с газовыми средами

3.2. Эффект турбулентной модификации и радиационные процессы в зоне взаимодействия

3.3. Динамика и ударно-волновая структура внутренней (плазменной) области взаимодействия ускоренного потока плазмы сложного химического состава с
газовой средой
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАДИАЦИОННОГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНДЕНСИРОВАНИЕ СРЕДЫ
4.1. Сравнительный анализ результатов исследований радиационногазодинамического взаимодействия широкополосного некогерентного излучения с конденсированным средами
4.2. Экспериментальное исследование радиационно-газодинамического взаимодействия широкополосного излучения ускоренных плазменных потоков с конденсированными средами в газах
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ВВЕДЕНИЕ
1.1. О динамике и макроструктуре светоэрозионных сильноточных излучающих плазмодинамических разрядов в газах
Сильноточные плазмодинамические излучающие разряды (СПДР). В настоящее время представляет большой научный и практический интерес разработка и создание мощных излучателей в видимой, ультрафиолетовой (УФ) и вакуумной ультрафиолетовой (ВУФ) областях спектра. Они необходимы для решения задач по созданию мощных лазеров видимого и ближнего УФ-диапазонов, полосы поглощения рабочих сред которых расположены в области ВУФ, а также при создании новых типов лазеров. Кроме того, такие источники применяются и для других целей - для исследования фотохимических реакций, процессов взаимодействия лучистых потоков большой мощности с конденсированными средами и др.
Наиболее общие требования, предъявляемые к этим источника связаны с возможностью достижения высоких яркостных температур (Гярк > 20000 К), получением больших размеров излучающей поверхности, обеспечением высоких КПД в требуемом спектральном диапазоне и формированием импульсов излучения с определенными временными параметрами. Эти задачи могут быть решены применением плазмодинамических сильноточных излучающих систем.
Низкотемпературная плотная плазма является мощным источником излучения в видимой, УФ и ВУФ-областях спектра. Наиболее распространенными методами получения плотной плазмы (У£ ~ 1017 - 1019 см-3) с температурой Те ~ 2 - 10 эВ в настоящее время являются: омический нагрев плазмы при протекании через нее больших импульсных токов и нагрев газа во фронте сильной ударном волны, создаваемой с помощью взрывчатых веществ.
Оптический нагрев плазмы наряду с преимуществами (управление длительностью и энергии разряда, возможность работы в импульсноЗона ударно-сжатой плазмы. Это область, где набегающие потоки эрозионной плазмы тормозятся на холодном газе и перемешиваются с ним.
Зона свободно истекающей плазмы (расположена между двумя выше упомянутыми). В этой промежуточной области плазменные потоки, ускоренные в зоне фокуса свободно движутся в головную часть разряда, где и происходит их торможение. Наблюдаемая здесь ударная волна аналогично висящему скачку, возникающему при истечении из сопла в режиме недорасширения.
В первом разделе приводятся результаты исследования зоны ударносжатой плазмы. Зарегистрировано отсутствие гладкого фронта ударной волны в головной части такого разряда в первом полупериоде. Во втором разделе исследуются особенности излучательных свойств разряда вызванные турбулентным перемешиванием плазмы и газа. Следующий раздел посвящен исследованию двух других зон. Обнаружены ударные волны, возникающие в этих областях. Изучена их динамика. Получены поля концентрации электронов для этих зон. В четвертом разделе определялось число Маха в истекающем потоке, что позволило установить некоторые особенности истечения плазмы и оценить температуру. Этот же раздел содержит результаты спектральных исследований разряда методом относительных интенсивностей, по полученным спектрохронограммам определялась температура плазмы, что позволило в приближении равновесной плазмы определить все параметры плазмы в потоке.
3.1. Динамика и макроструктура зоны взаимодействия гиперзвуковых потоков излучающей плазмы сложного химического состава с газовыми средами
Существующая точка зрения на процессы взаимодействия плазменных потоков МПК с газом описана в [5] и заключается в следующем: электроэрози-онный поток тормозится на газе как о деформируемую преграду, возникает в терминах [99] произвольный разрыв, распадающийся на две ударные волны и