VLIYaNIE POLYaRNOSTI ELEKTRODOV NA GAZODINAMIKU PLAZMY KAPILLYaRNOGO RAZRYaDA

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В результате экспериментальных исследований импульсного эрозионного разряда в открытом с обоих торцов капилляре обнаружена асимметрия структуры и дисбаланс импульса плазменных струй, истекающих из противоположных торцов капилляра, разность полных давлений между которыми достигает единиц атмосфер. Анализ ударно-волновой структуры сверхзвуковых плазменных струй, результатов измерения их импульса, а также электрических параметров разряда показывает, что основной причиной наблюдаемой асимметрии является различный энерговклад на отдельных участках разряда, зависящий от ориентации внешнего электрического поля относительно направления потока и знаков градиентов присутствующих в нем неоднородностей. Градиенты давления, плотности и температуры потока, достигающие максимальных значений в окрестности торцов капилляра и скачков уплотнения, являются причиной возникновения полей поляризации. Эти поля, складываясь с внешним электрическим полем, определяют вкладываемую в разряд электрическую мощность, влияя тем самым на характеристики течения на противоположных сторонах разрядника.

About the authors

A. S Pashchina

Author for correspondence.
Email: fgrach@mail.ru

A. I Klimov

Email: fgrach@mail.ru

P. N Kazanskiy

Email: fgrach@mail.ru

References

  1. Френкель Я.И. Теория явлений атмосферного электричества. 2-е изд. М.: КомКнига, 2007. 160 с.
  2. Лебедев Ю.А. Общие вопросы прикладной плазмохимии // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Т. 4 / Ред. Фортов В.Е. М.: Наука, 2000. С. 331.
  3. Велихов Е.П., Голубев В.С., Пашкин С.В. Тлеющий разряд в потоке газа // УФН. 1982. Т. 137. № 5. С. 117.
  4. Велихов Е.П., Баранов В.Ю., Летохов B.C. Импульсные СО2-лазеры и их применение для разделения изо-топов. М.: Наука, 1983.
  5. Bletzinger P., Ganguly B.N., Van Wie D., Garscadden A. Plasmas in High Speed Aerodynamics // J. Phys. D. Appl. Phys. 2005. V. 38. № 4. P. R33.
  6. Herdrich G., Auweter-Kurtz M., Fertig M., Nawaz A., Petkow D. MHD Flow Control for Plasma Techno-logy Appli-cations // Vacuum. 2006. V. 80. № 11–12. P. 1167.
  7. Lapushkina T.A., Erofeev A.V. Supersonic Flow Control Via Plasma, Electric and Magnetic Impacts // Aerosp. Sci. Technol. 2017. V. 69. P. 313.
  8. Shang J.S. Recent Research in Magneto-aerodyna-mics // Prog. Aerosp. Sci. 2001. V. 37. № 1. P. 1.
  9. Chernyi G. Some Recent Results in Aerodynamic Applications of Flows with Localized Energy Addition // AIAA 1999-4819. 1999.
  10. Klimov A., Bityurin V., Brovkin V., Kuznetsov A., Leonov S., Sukovatkin N., Vystavkin N., Van Wie D.M. Optimiza-tion of Plasma Assisted Combustion // AIAA 2002-2250. 2002.
  11. Битюрин В.А., Бочаров А.Н., Попов Н.А. Численное моделирование электрического разряда в сверхзвуко-вом потоке // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2008. № 4. С. 160.
  12. Beaulieu W., Bityurin V., Klimov A., Leonov S., Pashchina A.S., Timofeev B. Plasma Aerodynamic WT Tests with 1/6 Scale Model of Nose Part of F-15 // I Int. Workshop Perspectives of MHD and Plasma Technologies in Aerospace Applications / Ed. Bityurin V.A. Moscow, Russia: IVTAN, 1999. P. 44.
  13. Мишин Г.И., Серов Ю.Л., Явор И.П. Обтекание сферы при сверхзвуковом движении в газоразрядной плазме // Письма в ЖТФ. 1991. Т. 17. № 11. С. 65.
  14. Bityurin V., Klimov A. Non-Thermal Plasma Aerodynamics Effects // AIAA 2005-0978. 2005.
  15. Bityurin V., Bocharov A., Klimov A., Leonov S. Analysis of Non-Thermal Plasma Aerodynamics Effects // AIAA 2006-1209. 2006.
  16. Kolesnichenko Y.F., Brovkin V.G., Leonov S.B., Krylov A.A., Lashkov V.A., Mashek I.C., Gorynya A.A., Ryvkin M.I. Influence of Differently Organized Microwave Discharge on AD-Body Characteristics in Supersonic Flow // AIAA 2001-3060. 2001.
  17. Алферов В.П., Дмитриев Л.М. Электрический разряд в потоке газа при наличии градиентов плотности // ТВТ. 1985. Т. 23. № 4. С. 677.
  18. Знаменская И.А., Коротеев Д.А., Попов Н.А. Наносекундный сильноточный разряд в сверхзвуковом потоке газа // ТВТ. 2005. Т. 43. № 6. С. 820.
  19. Kosarev I.N., Starikovskiy A.Y., Aleksandrov N.L. Development of High-voltage Nanosecond Discharge in Strongly Non-uniform Gas // Plasma Sources Sci. Technol. 2019. V. 28. № 1. P. 015005.
  20. Jaffrin M.Y. Shock Structure in a Partially Ionized Gas // Phys. Fluids. 1965. V. 8. № 4. P. 606.
  21. Zel’dovich Y.B., Raizer Y.P. Physics of Shock Waves and High-temperature Hydrodynamic Phenomena / Ed. Hayes W.D., Probstein R.F. N.Y.: Acad. Press, 1967. 451 p.
  22. Огурцова Н.Н., Подмошенский И.В., Шелемина В.М. Исследование самосжатого разряда с осевым про-дувом токового канала плазмой // ЖТФ. 1975. Т. 45. № 9. С. 2011.
  23. Демидов М.И., Огурцова Н.Н., Подмошенский И.В., Шелемина В.М. О неустойчивости капиллярного разряда с испаряющейся стенкой // ТВТ. 1971. Т. 9. № 5. С. 890.
  24. Белов С.Н., Жилин А.Н., Огурцова Н.Н., Подмошенский И.В. Магнитогазодинамический режим сильноточного капиллярного разряда // ТВТ. 1978. Т. 16. № 3. С. 473.
  25. Пащина А.С., Ефимов А.В., Чиннов В.Ф. Оптические исследования многокомпонентной плазмы капилляр-ного разряда. Сверхзвуковой режим истечения // ТВТ. 2017. Т. 55. № 5. С. 669.
  26. Pashchina A.S. Measurements of Electron Number Density and Temperature in a Supersonic Plasma Jet by Opti-cal Emission Spectroscopy // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2100. № 1. P. 012003.
  27. Pashchina A.S., Chinnov V.F. The Influence of the Geometry and Power of a Pulsed Capillary Discharge on the Properties of Erosive Plasma // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 1112. P. 012012.
  28. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 1. М.: Наука, 1989. С. 157, 207.
  29. Брон О.Б., Сушков Л.К. Потоки плазмы в электрической дуге выключающих аппаратов. Л.: Энергия, 1975. 212 с.
  30. Минько Л.Я. Получение и исследование импульсных плазменных потоков. Минск: Наука и техника, 1970. 184 с.
  31. Franquet E., Perrier V., Gibout S., Bruel P. Free Underexpanded Jets in a Quiescent Medium: A Review // Prog. Aerosp. Sci. 2015. V. 77. P. 25.
  32. Лукьянов Г.А. Сверхзвуковые струи плазмы. Л.: Машиностроение, 1985. 264 с.
  33. Lewis C.H., Carlson D.J. Normal Shock Location in Underexpanded Gas and Gas-Particle Jets // AIAA J. 1964. V. 2. № 4. P. 776.
  34. Pashchina A.S. The Influence of Spatial Inhomogeneity of Pulsed Capillary Discharge on the Gas Dynamics of Multicomponent Plasma // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 1112. № 1. P. 012013.
  35. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1991. 600 с.
  36. Belov S.N. Axial Distribution of Plasma Parameters in a Capillary Discharge with a Vaporizing Wall // J. Appl. Spectrosc. 1978. V. 28. № 4. P. 412.
  37. Raizer Y.P. Gas Discharge Physics. 1st ed. / Ed. Allen J.E. Berlin: Springer-Verlag, 1991. 449 p.
  38. Вулис Л.А. Термодинамика газовых потоков. М.: Госэнергоиздат, 1950. 304 с.
  39. Klimov A., Bityurin V., Charitonov A., Fokeev V., Shakarov A., Vystavkin N., Kuznetsov A. Shock Wave Propaga-tion Through Non-equilibrium Cluster Plasma // AIAA 2002-0639. 2002.
  40. Finkelnburg W., Maecker H. Elektrische Bögen und thermisches Plasma // Handbuch der Physik. 1956. Bd. XXII. S. 254.
  41. Maecker H. Plasmaströmungen in Lichtbögen infolge eigenmagnetischer Kompression // Zeitschrift für Phys. 1955. Bd. 141. № 1–2. S. 198.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».