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 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