ИСТИНА

Данные о физико-механических процессах в электродуговых разрядах в плотных газовых средах важны в прикладной аэродинамике высокотемпературных струйных течений и при разработке плазменных устройств, в частности, генераторов плазмы, рельсотронов, дуговых ограничителей и размыкателей тока. Одно из условий их стабильной работы - обеспечение устойчивости процессов инициирования и гашения дуг и условий экологической безопасности окружающей среды, особенно при гашении дуг, что трудно обеспечить, например, при использовании элегазов. Будет проведено теоретическое и экспериментальное исследование МГД-течений, возникающих в электродуговом разряде между первоначально замкнутыми и раздвигающимися впоследствии электродами, при различных режимах выхода на заданное межэлектродное расстояние и наличии внешнего (аксиального, азимутального и комбинированного) магнитного поля. Будет изучено влияние закономерностей движения и колебаний электродов (нестабильности размера межэлектродного зазора) и топологии магнитного поля на устойчивость инициирования, горения и гашения сильноточных (до 1 кА) квазистационарных электрических дуг и сопутствующих им МГД-течений. Будут получены данные о динамике потоков (выходящих как из канала инжекторов, так и с поверхностей электродов) электропроводящего газа в плотных газовых средах и их взаимодействии с внешним магнитным полем. Стабильные плазменные струи могут быть использованы, в частности, для аэродинамических исследований, для возбуждения газов при инициировании детонации и увеличения эффективности сжигания горючих смесей. Задачи об устойчивости электродугового разряда при нестабильном межэлектродном зазоре и структуре и динамике МГД-течений при инициировании разряда путем раздвижки электродов являются новыми для фундаментальной науки, в частности, магнитной газовой динамики, теории гидродинамической устойчивости и низкотемпературной плазмы.

Data about physical and mechanical processes in electric arcs in the dense gas mediums is important in applied aerodynamics of high-temperature jet flows and by working out of plasma devices, in particular, plasma generators, railguns, the arc terminators and current breakers. One of requirements of their stable operation - maintenance of stability of processes of initiation and clearing of arcs and requirements of ecological safety of a surrounding medium, especially at clearing of arcs that it is difficult to provide, for example, at use SF6-gases. It will be spent theoretical and experimental research MGD - the fluxions arising in an electric arc between electrodes initially closed and moved apart subsequently, at various modes of an exit on the given interelectrode distance and presence exterior (axial, azimuthal and combined) a magnetic field. Influence of legitimacies of a motion and oscillations of electrodes (instability of the size of an interelectrode gap) and magnetic field topology on stability of initiation, burning and clearing high-current (to 1 кА) quasi-stationary electrical arcs and MGD-flows accompanying them will be studied. The data about dynamics of streams (leaving both from the channel of injectors, and from surfaces of electrodes) conductive gas in the dense gas mediums and their interaction with an exterior magnetic field will be obtained. Stable plasma streams can be used, in particular, for aerodynamic examinations, for excitation of gases at initiation of a detonation and magnification of efficiency of burning of gas mixtures. Problems about stability of an electric arc at an unstable interelectrode gap and structure and dynamics of MGD-flows at initiation of the discharge by disconnection of electrodes are new to fundamental science, in particular, magnetic gas dynamics, the theory of magnetohydrodynamic stability and the low-temperature plasma.

Будет изучено влияние законов раздвижки электродов, нестабильности размера межэлектродного зазора, и топологии магнитного поля на устойчивость инициирования, горения и гашения сильноточных (до 1 кА) квазистационарных электрических дуг и сопутствующих им плазменных течений. Будут получены данные о динамике выходящих из канала инжектора плазменных струй в плотных газовых средах и их взаимодействии с внешним магнитным полем.

Накоплен многолетний опыт работы с высокотемпературными изоляционными, проводящими и конструкционными материалами для чего имеется технологическая база и задел высокотемпературных материалов. Энергетическое обеспечение экспериментальных стендов осуществляется несколькими группами электромашинных генераторов и накопителей на основе сильноточных аккумуляторов, что позволяет получать токи до 3 кА и развивать мощность до 2,3 МВт в нагрузках. Развита методика проведения и визуализации высокоскоростной видеорегистрации (со скоростями съемки от 1000 до 50000 к/с и экспозициями от 1-5 мкс) разрядных процессов, позволяющая с учетом данных осциллографических и спектральных измерений получать данные о структуре и форме токовых каналов, получать информацию о составе разрядной среды. Созданы импульсные плазматроны, позволяющие получать интенсивные узкие плазменные потоки. Разработан ряд магнитных систем, позволяющих также проводить исследования по устойчивости электродуговых разрядов в магнитном поле. У рабочего коллектива имеется опыт проведения численных расчетов квазиодномерных задач магнитной гидродинамики, двумерных тепловых и электродинамических задач, расчетно-теоретических и экспериментальных исследований газовых разрядов, в частности, электрических разрядов в поле сил тяжести. Имеется опыт исследований плазменных и электрофизических процессов в условиях электродинамических ускорителей макротел, сверхзвуковых плазменных течений в ударных трубах и МГД-каналах.