Стимулированная детонация высокоэнергетичных гетерогенных плазмоидов, созданных плазменным эрозионным генератором и магнитоплазменным компрессором

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучение физических свойств долгоживущих плазменных образований может приблизить нас к пониманию природы электрофизических явлений в грозовых облаках, нижней ионосфере, торнадо, вулканической активности и появлением связанных с ними природных плазмоидов (таких как шаровые молнии, спрайты, джеты и др.). В работе представлены результаты изучения стимулированной детонации долгоживущих энергоемких плазмоидов, получаемых в лабораторных условиях с помощью плазмогенератора комбинированного типа, состоящего из эрозионного плазмотрона и магнитоплазменного компрессора. Обнаружено, что необходимым условием детонации является превышение некоторых пороговых величин давления и температуры. Установлено существование режима направленного взрыва, который реализуется только при оптимальных временах задержки (порядка td ~ 2000 мкс) между моментами запусков импульсного эрозионного плазмотрона и магнитоплазменного компрессора. Измерены параметры ударных волн, а также оптические и рентгеновские спектры долгоживущих энергоемких плазмоидов в режиме стимулированной детонации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Климов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: klimov.anatoly@gmail.com
Россия, Москва

В. Г. Бровкин

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: klimov.anatoly@gmail.com
Россия, Москва

А. С. Пащина

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: klimov.anatoly@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Mashek I.C., Lashkov V.A., Kolesnichenko Y.F, Brovkin V.G. // AIAA 2011-1274; https://doi.org/10.2514/6.2011-1274
  2. Klimov A.I., Belov N.K., Brovkin V.G., Pashchina A.S. // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2100. P. 012006; https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012006
  3. Физика и применение плазменных ускорителей /Под ред. Морозова А.И., Минск: Наука и техника, 1974. С. 103.
  4. Rout R.K., Mishra P., Rawool A.M. et al. // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2008. V. 41. № 20. P. 205211. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/20/205211
  5. Shumlak U. // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. № 20. P. 200901; https://doi.org/10.1063/5.0004228
  6. Soto L., Pavéz C., Moreno J. et al. // Phys. Plasma. 2017. V. 24. № 8. P. 082703; https://doi.org/10.1063/1.4989845
  7. Verma R., Rawat R.S., Lee P. et al. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 2009. V. 51. № 7. P. 075008; https://doi.org/10.1088/0741-3335/51/7/075008
  8. Pashchina A.S., Efimov A.V., Chinnov V.F. // High Temp. 2017. V. 55. № 5. P. 650; https://doi.org/10.1134/S0018151X17040174
  9. Пащина А.С., Климов А.И. // Хим. физика. 2014. Т. 33. № 2. С. 78; https://doi.org/10.7868/S0207401X14020083
  10. Авраменко Р.Ф., Бахтин Б.И., Николаева В.И. и др. // ЖТФ. 1990. Т. 60. № 12. С. 57.
  11. Климов А.И. // Хим. физика. 2006. Т. 25. № 3. С. 104.
  12. Емелин С.Е., Пирозерский А.Л. // Хим. физика. 2006. Т. 25. № 3. С. 7.
  13. Шаровая молния в лаборатории. Сб. статей. М.: Химия, 1994.
  14. Klimov A.I., Belov N.K., Tolkunov B.N. // J. Phys. Conf. Ser. 2020. V. 1698. P. 012034; https://doi.org/10.1088/1742-6596/1698/1/012034
  15. Наливкин Д.В. Ураганы, бури и смерчи. Л.: Наука, 1969.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Электрическая схема и общий вид комбинированного разрядника МПК-ЭП: 1 – внутренний электрод (анод) ЭП; 2 – капиллярный разрядный канал ЭП; 3 – корпус разрядника; 4 – катод ЭП / анод МПК; 5 – изолятор; 6 – катодный фланец МПК, 7 – катодные стержни МПК; 8 – гетерогенная плазменная струя (ДЭП).

Скачать (118KB)
3. Рис. 2. Общий вид лабораторного стенда: 1 – комбинированный разрядник МПК-ЭП; 2 – датчики давления; 3 – высоковольтный пробник P6015; 4 – емкостной накопитель.

Скачать (230KB)
4. Рис. 3. Кадры высокоскоростной видеосъемки эволюции “плазменного поршня”, созданного МПК-ЭП: время задержки между включением ЭП и МПК - td~ 2000 мкс, частота кадров – 125 000 кадр/с, время экспозиции кадра – 0.2 мкс. Кадр 1 соответствует состоянию плазменной струи ЭП до момента включения МПК; кадры 2–4 эволюция плазменной струи после включения МПК. Моменты времени t относительно начала разряда ЭП: 1 – 1512 мкс, 2 – 2024 мкс, 3 – 2040 мкс, 4 – 2056 мкс.

Скачать (181KB)
5. Рис. 4. Временная эволюция давления P2(t) за фронтом УВ, зарегистрированная датчиком давления: 1 – рабочая смесь ПММА + TiHx, 2 – рабочая смесь ПММА. Время задержки между включением ЭП и МПК – td ~ 2000 мкс.

Скачать (37KB)
6. Рис. 5. Оптические спектры излучения ДЭП: 1 – спектр излучения при инжекции примеси NiHx, 2 – исходный спектр излучения при отсутствии инжекции примеси.

Скачать (42KB)
7. Рис. 6. Типичный спектр излучения ДЭП в рентгеновском диапазоне.

Скачать (26KB)

© Российская академия наук, 2024