Активный ракетный эксперимент "Электрон-1" с инжекцией электронных пучков в ионосферу

• Автор: Быковский, Владимир Федорович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Глава 1. Состав комплекса аппаратуры активного эксперимента "Электрон-1"

1.1. Особенности активного ракетного эксперимента с инжекцией электронных пучков с носителя

1.2 Условия и цель активного эксперимента "Электрон-1". Головная часть ракеты

1.3. Бортовой инжектор электронов

1.4. Блок измерительной аппаратуры:

1.4.1. Измерители заряженных частиц

1.4.2. Измеритель энергии возвратных электронов

1.4.3. Система сбора-распределения данных

1.5. Блок диагностических контейнеров:

1.5.1. Выбор количества и типа контейнеров

1.5.2. Аппаратура контейнеров АКЗ

1.5.3. Конструкция контейнеров АКЗ
1.5.4. Отделение контейнеров АКЗ от ракеты
1.5.5. Телеметрическая система АКЗ
1.5.6. Волновой контейнер
1.6. Эксплуатационные требования и результаты испытаний
1.7. Наземная диагностика
Глава 2. Результаты активного эксперимента "Электрон-1"
Глава 3. Лабораторные эксперименты
3.1. Лабораторный эксперимент "Электрон-М"
3.2. Лабораторный эксперимент "Электрон"
3.3. Потенциал изолированного инжектора электронов в лабораторных
экспериментах
3.4. Пучково - плазменный разряд, стимулированный при зарядке изолированного инжектора электронов
Глава 4. Анализ результатов ракетного и стендовых экспериментов
Заключение
Литература

С развитием ракетно-космической техники большое развитие получили эксперименты с инжекцией электронных пучков с борта космических аппаратов в ионосфере и магнитосфере Земли, позволяющие исследовать большой круг проблем геофизики и физики плазмы при контролируемых начальных условиях [1-6]. Уровень развития ракетной техники и техники физического эксперимента позволил перейти от традиционных пассивных наблюдений за состоянием ионосферы к активным экспериментам, целью которых является воспроизведение определенных явлений в заданном месте в конкретный момент времени. Одним из наиболее общих способов подобного воздействия на атмосферу и эффективным средством решения ряда научных и прикладных задач геофизики является пропускание через нее искусственно сформированных потоков частиц, что практически выражается в изучении возможностей применения электронных пучков (ЭП), инжектируемых с борта носителя (метеоракет и спутников). Экспериментальные и теоретические исследования последних десятилетий позволили в общих чертах понять природу явлений, связанных с инжекцией ЭП в ионосферную и космическую плазму. Однако сложность и многообразие сопровождающих инжекцию явлений и их зависимость от большого числа контролируемых и неконтролируемых параметров требуют проведения дальнейшего детального теоретического и экспериментального изучения.
Эксперименты по инжекции электронных пучков в ионосферу позволяют выявить ряд основных характеристик плазменно-пучковых взаимодействий, таких как возникновение пучково-плазменного разряда (ППР), возбуждение электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот, изучить механизмы образования полярных сияний, исследовать возможности распространения ЭП на большие расстояния и т.д. На пути практической реализации пучковых методов зондирования ионосферы возникает ряд как физических, так и технических проблем. Наиболее серьезные из них связаны с механизмом взаимодействия электронов пучка с ионосферной плазмой, нейтрализующей

момент времени (рис. 1.12). Составляющая центробежной силы Рцб cos а производит работу по перемещению контейнера, преобразуя начальную кинетическую энергию Ек0 контейнера
во вращательную вокруг собственной оси и кинетическую поступательного
тхК2 П
движения 2 ДРУгая же составляющая, перпендикулярная вектору скорости Vr,
Fu6sina не совершает работу, а лишь изменяет направление скорости Vr, обеспечивая вращение центра масс контейнера относительно оси ракеты, не влияя на величину Vr .Вращение центра масс вокруг оси ракеты исчезает, когда вся Ек0 переходит в Ек вр и Екг, запишем это в таком виде:
^ ко ~ ^квр
г __mVl _фр(кО - 'о)]2 *-»*•/» — — _ <1
m[2nwp(R0-r0)f _ (2п(ок)г mKVr2
Тогда =
2 к 2
здесь сор - угловая скорость вращения ракеты вокруг своей оси, об/с; сок - угловая
скорость вращения контейнера вокруг своей продольной оси, об/с; V, =2пак -г0, м/с;
JK - собственный момент инерции контейнера: JK
mrr.

к'О

После преобразований находим:
~го І2
х(0р 11 Го V3
В нашем случае /?о=0,18 м - радиус сечения головной части в месте сопряжения с ней контейнера; гй=0,06 м - радиус контейнера; о>р=4 об-с'1.
Подставляя реальные величины, находим:
сок=6,53 об/с, Уг=2,46 м/с. Это максимум того, что мы можем получить в рассматриваемом варианте схода.