ОПТИМИЗАЦИЯ ДЛИНЫ УСКОРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА КМПУ ч2
12 сентября 2010Повышение подведенной к ускорителю энергии производится за счет повышения энергии накопителя и мощности разряда, т.е. разрядного тока и напряжения на электродах ускорителя. При этом устойчивое состояние плазменной структуры типа Z-пинч сохраняется в течение большого времени и разряд углубляется в УК на большее расстояние, вызывая соответственно электроэрозионный износ на большей длине. Оптимальная длина УК естественно оказывается меньше длины эродированного участка. Если ограничить ствол размером ℓо., то то-коведущая плазменная структура в виде фонтанирующего разряда будет выходить из УК, снижая эффективность использования энергии на наработку материала и кинетические параметры. С целью сохранения кинетических параметров струйного течения предложено металлическую часть ствола, с оптимальной длиной, дополнить диэлектрическим каналом длиной, обеспечивающей требуемую скорость или другие параметры ударно-волновой структуры течения. Это техническое решение было проверено экспериментально. Для проверки этого решения была проведена серия опытов с близкими начальными условиями, но разными длинами УК: 1) ℓ = 278 мм; 2) ℓ = 200 мм; 3)ℓ = 200+ +80 мм (длина металлической части ствола+длина диэлектрического канала). Дополнительная насадка с продолжением УК изготавливалась из полиэтилена. Сравнение эпюр ∆m(ℓ) серии (рис. 3) показывает их практическое совпадение на длине УК ~ 170 мм. При этом, как видно из сравнения кривых затухания скорости головной ударной волны (рис. 4) обеспечива-ется сохранение конфигурации ударно-волновой структуры течения и скорости.
Рис. 3. Эпюры дифференциального электроэрозионного износа по длине УК
Рис. 4. Кривые затухания скорости фронта плазменной струи в свободном пространстве с расстоянием от среза ствола
На основании результатов проведенных исследований можно заключить:
• установлено существование оптимальной длины ускорительного канала титанового ствола с практически равномерным износом его поверхности и получена зависимость этой длины от величины подведенной энергии;
• показана возможность сохранения динамических характеристик струйного течения за срезом ствола при использовании металлической части УК равной оптимальной длине ℓo за счет увеличения длины УК диэлектрическим каналом требуемой длины.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект 07-08-00804.
Список литературы
1. Сивков А.А., Решетов А.А., Сайгаш А.С., ГерасимовД.Ю., Привезенцев С.И. Исследование возможностидинамического синтеза и формирования нанодис-персных кристаллических структур сверхтвердыхматериалов в гиперзвуковой плазменной струеэлектроразрядной плазмы // Изв. вузов. Физика.-2007. – №2. – С. 57–62.
2. Д.Ю. Герасимов, А.А. Сивков, А.С. Сайгаш, Р.Р.Шарипов, С.И. Привезенцев. Электроэрозионныйизнос поверхности ускорительного канала в гибридном коаксиальном магнитоплазменном ускорителе //Известия Томского политехнического университета.2006 г, № 2, Том 309. – С. 97–102.