ИСТИНА

В НИИ механики МГУ (начиная с начала 60-х годов прошлого века) активно проводились работы по разработке электродуговых генераторов плазмы – плазматронов. В данном докладе приводятся результаты текущих экспериментальных исследований движущихся плазменных сгустков, формируемых как в рельсовых системах с переменным межрельсовым расстоянием, так и коаксиальном плазмотроне с элементами капиллярного разряда. Одной из областей приложения таких плазменных струй может быть электроразрядное инициирование детонации, например, посредством инжекции плазменных струй в детонационный резервуар. Такая дозвуковая плазменная струя в воздушной среде атмосферного давления, создаваемая на опытном образце импульсного инжектора плазмы имеет следующие параметры: диаметр выходного сопла – несколько мм; толщина анодной стенки канала – до 4 мм; диаметр струи – до 10 мм; температура – 5-12 кК; скорость потока плазмы, оцененная по скорости частиц-маркеров, – порядка 200 м/с; отношение длины плазменной струи к её диаметру – более 17. КПД генератора плазмы  30%; Вложенная в струю мощность W  20-24 кВт (50-60 В, 400 А). Для экспериментального моделирования движущихся плазменных сгустков была использована схема рельсотрона. Инициирование дуги осуществлялось взрывом проволочек. Для оптимизации движения дуговой плазмы по рельсам накладывалось внешнее магнитное поле, создаваемое протекающим током по шинам, параллельным току дуги. Токи рельсотрона и витков подмагничивания питались от разных источников и достигали уровня 350 А. Использовались медные и графитовые рельсы и шины. Межрельсовый зазор от зоны инициирования до зоны вылета дуги рос линейно от 4 до 7 мм. Проводилось осциллографирование токов и напряжений и видео регистрация (со скоростью 1200 к/с) движения дуги. Проведен анализ устойчивости направленно движущихся электрических дуг. Эксперименты без наложения внешнего магнитного поля показали, что на круглых или плоских шинах движение свободной дуги нестабильно: замедлен старт дуги, значительна эрозия с анода, токовый канал может уходить в бока от направления рельсов. Показано, что cтабилизация направленно движущейся дуги внешним магнитным полем позволяет существенно (на два порядка) увеличить ее скорость.