Исследование электроразрядных ускорителей масс, работающих на водороде тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

Институт проблем электрофизики Российской академии наук

На правах рукописи ^ УДК 537.525.001.5

I

БУДИН Александр Васильевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ МАСС, РАБОТАЮЩИХ НА ВОДОРОДЕ

Специальность 01.04.13 — "электрофизика"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт—Петербург 1997 г.

Работа выполнена в Институте проблем электрофизики Российской академии наук

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор, член —корр. РАН Рутберг Ф.Г.

доктор технических наук, профессор Горячев В.Л.

кандидат технических наук, с.н.с. Кислов В.И.

НИИ Электрофизической аппаратуры им. Ефремова

Защита диссертации состоится " июня 1997 : в " " час. на заседании Специализированного Совет К 200.32.01 по присуждению ученой степени кандидат технических наук в Институте проблем электрофизик РАН по адресу: 191186, г. Санкт-Петербург, Дворцова наб., 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотек ИПЭФ РАН.

Отзывы на диссертацию в двух экземплярах, заверенны печатью учреждения, просим направлять по адрес 191186, г. Санкт-Петербург, Дворцовая наб., д. И Ученому секретарю Специализированного Совета.

Автореферат разослан "22=J' мая 1997 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

кандидат технических наук^^^^-—--^-/Киселев A.A./

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы диссертадии Происходящее последние десятилетия интенсивное развитие космической, авиационной и энергетической отраслей техники, а также физики высоких плотностей энергии и физики твердого тела потребовало изучения процессов, возникающих при движении и соударении тел со скоростями от нескольких километров до десятков километров в секунду. Чтобы проводить такие исследования необходимо, прежде всего, разработать методы сообщения высоких скоростей телам различной массы и формы. Усилия по созданию установок для ускорения тел в немалой степени стимулировались также потребностью в разработке новых систем вооружений.

Одним из перспективных типов устройств высокоскоростного метания являются электроразрядные легкогазовые ускорители (ЭРУ). В этих системах метаемое тело ускоряется при помощи газа с низким молекулярным весом (водорода или гелия) нагретого мощной электрической дугой. Для существующих ЭРУ характерен диапазон ускоряемых масс от 1 г до сотен грамм и соответствующих скоростей —7,0—2,5 км/с. К настоящему времени накоплен большой опыт конструирования и эксплуатации ЭРУ, однако остается нерешенным ряд проблем, не позволяющих реализовать их предельные скоростные и энергетические возможности: загрязнение рабочего газа продуктами эрозии электродов, недостаточная механическая и электрическая прочность изоляции токовводов, осуществление энерговклада в дугу более 2 МДж.

Для достижения высокой эффективности ускорения и максимальных скоростей метания электроразрядный легкогазовый ускоритель должен обладать следующими качествами:

— высокой эффективностью преобразования энергии источника питания в энергию электрической дуги;

— высокой эффективностью нагрева рабочего газа электрической дугой;

— низким уровнем эрозии электродов, не приводящим к существенному увеличению молекулярного веса рабочего газа;

—высокой живучестью элементов конструкции и возможностью их оперативной замены;

— надежностью конструкции установки, удобством и безопасностью ее эксплуатации;

— низкими эксплуатационными расходами;

— надежной воспроизводимостью результатов.

Целью диссертационной работы является: разработка конструкции разрядной камеры ЭРУ, рассчитанной на энерговклад более 2 МДж, токи 2 МА и выше и отвечающей сформулированным выше требованиям, исследование физических процессов, происходящих в разрядной камере ускорителя, определение баллистических характеристик ЭРУ в диапазоне масс метаемых тел от 3 г до 300 г.

Научная новизна полученных в настоящей работе результатов состоит в следующем:

1. В результате исследований режимов горения разряда в коаксиальной электродной системе с самоустанавливающейся длиной дуги при начальном давлении водорода 40 МПа достигнута эффективность перевода энергии дуги во внутреннюю энергию газа 90%. Впервые получен энерговклад в импульсную водородную дугу, превышающий 2 МДж при длительности импульса тока 1,5 мс.

2. Исследованы параметры сильноточных дуг, горящих в водородной среде при начальной концентрации 4хЮ20-7х1021 см-3, токах от 300 кА до 2 МА и

скорости нарастания тока (0,5— 1,0)хЮ10 А/с. На основании оптических измерений и данных о проводимости плазмы сделана оценка температура канала дуги. Определены скорость движения дуги и скорость расширения канала разряда. Обнаружено образование ударных волн при пробоях разрядного промежутка

5. Получены зависимости эффективности передачи энергии из дуги в газ от начального давления и конечной среднемассовой температуры водорода. Проведен анализ основных механизмов теплопереноса от дуги к рабочему газу в разрядной камере ускорителя, в результате которого сделан вывод, что 40 — 60% энергии передается из дуги в газ путем турбулентного теплообмена, остальная часть отводится за счет излучения, кондуктивной теплопроводности и диссипации внутренней энергии плазмы дуги. Потери энергии в основном обусловлены лучистым нагревом стенок разрядной камеры и эрозией электродов.

1. В результате исследований баллистических характеристик трех метательных установок: калибром 16 мм, 30 мм и 31 мм получена скорость 6,2 км/с для массы 17 г и кинетическая энергия метаемого тела свыше 400 кДж (260 г до 1,73 км/с). Впервые достигнута эффективность преобразования энергии дуги в кинетическую энергию снаряда 30%.

Практическая ценность:

1. Создана новая конструкция разрядной камеры электроразрядного легкогазового ускорителя масс, надежно работающая при энерговкладе более 2 МДж, токах до 2 МА, мощности дуги до 6 ГВт, максимальном импульсном давлении 500 МПа и среднемассовой температуре газа до 3500 К.

2. Проведен анализ применимости различных электродных материалов с точки зрения их

эрозионной стойкости, механической прочности, технологичности и стоимости при разрядных токах до 2 МА и протекающем электрическом заряде до 800 Кл. На основании полученных данных обоснован выбор электродных материалов и режима горения разряда. 3. Полученные экспериментальные данные и зависимости, а также выводы и рекомендации, сделанные в диссертации могут быть использованы при создании электроразрядных ускорителей масс, а также импульсных генераторов плазмы.

Реализадия результатов работы» Созданные метательные установки используются в ИПЭФ РАН для отработки конструкций метаемых тел и исследования процесса их соударения с преградами, на базе ЭРУ разрабатывается комбинированное устройство высокоскоростного метания с расчетной скоростью металлических пластин массой 0,1 —1,0 г до 10—15 км/с.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертации докладывались на: \ Международной конференции по генерации Мегагауссных полей и родственным экспериментам Новосибирск, 1989; Forth European Symposium, or Electromagnetic Launch Technology, Celle, Germany, 1993 Seventh Symposium on Electromagnetic Launch Technology San—Diego, California, 1994; Symposium on Hypervelocit) Impact, Santa Fe, New Mexico, 1994; Fifth Europear Symposium on Electromagnetic Launch Technology Toulouse, 1995; International Conference on Shod Compression of Condensed Matter, Seattle, Washington 1995; Eighth Symposium on Electromagnetic Launcl Technology, Baltimore, Maryland, 1996; 23-th IEEE International Conference on Plasma Science, Boston Massachusetts, 1996; 27 —th AIAA Plasmadynamics and Lase:

Conference, New Orlean, 1996 и опубликованы в 16 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация :остоит из введения, четырех глав и заключения, :одержит 125 страниц машинописного текста, в том *исле 64 рисунка и три таблицы. Список цитированной мггературы включает 120 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснованы выбор темы диссертации и ее актуальность, сформулированы решаемые проблемы и цели исследований, дана оценка научной и практической значимости работы.

В первой главе рассмотрены методы ускорения тел с использованием электрической энергии, дана их классификация, проанализированы достоинства и недостатки. Приведены конструкции различных типов разрядных камер ЭРУ, показаны преимущества коаксиальной электродной системы с

самоустанавливающейся длиной дуги. Обоснована перспективность дальнейшего конструирования и исследования ЭРУ, а также необходимость использования в качестве рабочего газа водорода.

Во второй главе описаны процессы преобразования энергии в ЭРУ и проанализированы факторы, влияющие на их эффективность. Важнейшим показателем метательной установки является коэффициент полезного действия т}, под которым понимают отношение кинетической энергии снаряда WK к электрической энергии, запасенной в источнике питания WH: ц — WKЛЛ/"И. Весь процесс преобразования энергии в ЭРУ можно разбить на три этапа. Первый —

это перевод энергии, запасенной в источнике питания, в электрическую дугу, его эффективность г|э определяется отношением энергии, вложенной в дугу к \¥и: г\3 = №эЛМи. Второй этап —это нагрев рабочего газа электрической дугой. Его эффективность % равна отношению приращения внутренней энергии газа к энергии, вложенной в дугу т|х=Д\\^гЛ/Уэ. Третий

этап —это разгон снаряда в канале ствола, в процессе которого часть внутренней энергии толкающего газа Шг превращается в кинетическую энергию снаряда его эффективность Лк=^ЛЛ^. Общий КПД ЭРУ определится как произведение трех вышеуказанных коэффициентов:

Ч = Т1эТ1тПкх100% .

имеющиеся данные позволяют сделать вывод, что величина т| может достигать 30%.

Для оценки параметров метательной установки проведено решение задачи Лагранжа при следующих условиях: подвод энергии к рабочему телу происходит мгновенно, давление газа во всей расчетной области одинаково, газ идеальный, потери отсутствуют, разрядная камера цилиндрическая, ее диаметр равен диаметру ствола, предельное давление в камере — 400 МПа, температура газа — 3000 К. Результатом решения является выражение для максимальной скорости снаряда:

I 2У/Т \ ( Ук Г1

где — внутренняя энергия газа;

Мг — масса газа;

Мс — масса снаряда;

УК — объем разрядной камеры;

Уст — объем ствола; к — показатель адиабаты.

С помощью формулы (1) проведен расчет зависимости скорости метания от массы тела и степени расширения 2 = (УК+УСТ)/УК для трех установок: калибром 30 мм, длиной ствола 2 м и объемом разрядной камеры 0,7—1,2 дм3; калибром 16 мм, длиной ствола 3,6 м и объемом разрядной камеры 0,25 дм3; калибром 31 мм, длиной ствола 4 м и объемом разрядной камеры 1,5 дм3. Расчет показал, что оптимальной является степень расширения Ъ~2., при этом для тел с массой Мс < 0,5МГ возможно получение скорости 6 км/с и более. Из формулы (1) также следует выражение для коэффициента %:

где Мг — масса рабочего газа;

Мс — масса метаемого тела.

Разработана конструкция разрядной камеры ЭРУ, рассчитанная на импульсное давление до 800 МПа (рис.1). Наиболее ответственным элементом конструкции является изоляция токоввода, она изготавливалась из высокомодульной стеклонити, пропитанной эпоксидной смолой. В качестве материала для изготовления катодов использовались сплавы алюминия, сталь, а также металлокерамики на основе вольфрама. Аноды изготавливались из стали, в ряде случаев их внутренняя поверхность покрывалась слоем вольфрама.

В третьей главе дано описание стенда высокоскоростного метания и методов измерения экспериментальных параметров. Кроме собственно электроразрядного ускорителя, стенд состоит из системы энергопитания, системы контроля и управления, системы регистрации и обработки данных, а также баллистической трассы. Источником питания установки служит конденсаторная батарея энергоемкостью

2к Мс

Рйс.1. Разрядная камера электроразрядного легкогазового ускорителя масс.

1 — корпус; 2 — укрепляющий стальной бандаж; 3— канал для напуска газа; 4 — диафрагма; 5 — метаемое тело; 6 — токоввод: 7 — кольцевые резиновые уплотнения; 8 — державка; 9 — запорная гайка; 10 — катод; 11 — анод; 12 — гайка уплотнения токоввода; 13 — диэлектрическая втулка; 14 — инициирующая проволочка; 15 — ствольная втулка; 16 — упор для извлечения державки.

5,7 МДж и рабочим напряжением 10 кВ. Емкость батареи — 0,113 Ф, активное сопротивление разрядной цепи—1,5 мОм, индуктивность—0,25 мкГн, полупериод колебаний тока в режиме КЗ — 600 мкс. Коммутация токов до 2 МА осуществляется с помощью воздушных разрядников тригатронного типа с поджигающим электродом.

Экспериментальные диагностики включают в себя регистрацию разрядного тока, падения напряжения на дуге, импульсного давления в камере и в стволе, измерение скорости снаряда, скоростную фоторегистрацию полета снаряда и процесса его

и

соударения с преградой, а также определение момента раскрытия запорной диафрагмы путем регистрации светового потока, проходящего через полупрозрачное метаемое тело.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований ЭРУ и дан их анализ.

Высокая величина начального и импульсного давления не позволяли осуществлять достаточно полное диагностирование процессов в разрядной камере ЭРУ. Необходимое моделирование этих процессов было проведено на диагностической установке (рис.2). При

4 3 2 1 « 7 б 9 10 11 12 13 И 15

Рис.2. Диагностическая камера.

1 — корпус; 2 — гоковвод; 3 — изоляция; 4 — диэлектрическая втулка; 5 — гайка; 6 — катод; 7 — инициирующая проволочка; 8 — гнездо датчика давления; 9 — окна; 10 — втулка; 11 — канал закачки газа; 12 — гайка; 13 — диафрагма; 14 — гайка; 15 — трубка.

начальных давлениях 2—5 МПа, токах 250—400 кА и (НЛП = (6—8) х 109А/с были зарегистрированы

напряженность Е = 290 В/см и плотностью тока ] = (3 — 4)х104А/см2, на основании которых оценивалась проводимость сг=105 (Омхсм)-1, концентрация электронов пе ~1019 см-3 и температура канала дуги

Т= (1,6 —2,0)х104 К. На проводимость дуги заметное влияние оказывают примеси металла, эродировавшего с электродов. По скоростным фотографиям разряда определена скорость перемещения переднего фронта дуги уд= 1,6—3,0 км/с (число Маха составляло 1,2—1,4), средняя за процесс скорость расширения канала разряда—0,2—0,4 км/с, передний фронт дуги совпадает с фронтом ударной волны, возникающей в момент пробоя и формирующейся при движении по электродам. Измеренная по уширению дублета Иа 5890Л и 5896А температура переходной зоны между дугой и газом составила (1,1—1,4) хШ4 К, что находится в разумном согласии с температурой канала дуги, определенной по проводимости. На основании полученных данных делались оценки параметров дуги в разрядной камере ЭРУ.

Эксперименты по ускорению тел проводились при начальном давлении водорода 20 — 40 МПа, зарядном напряжении батареи 6 — 8 кВ и разрядном токе 0,5— 1,8 МА. В основе работы используемой электродной системы лежит принцип электродинамического ускорения дуги в поле собственного тока (рельсотронный эффект). Движение дуги в разрядной камере показано на рис.3.

В зависимости от размера межэлектродного расстояния АЬ, осуществляются три режима горения дуги в данной электродной системе: моноимпульсный при котором дуга совершает однократное перемещение и гаснет (большое ДЬ), многоимпульсный без обрыва тока и многоимпульсный с обрывом тока (рис.4). Последний режим является наилучшим с точки зрения эффективности энерговклада в дугу и нагрева газа, а также минимизации эрозионного износа электродов. При уменьшении АЬ ниже 0,6—0,7 мм разрядный ток и падение напряжение на дуге имеют форму, характерную

Рис.3. Схема движения дуги в электродной системе.

1 — катод ; 2 — анод; 3 — диафрагма; 4 — метаемое тело.

для режима короткого замыкания, дуга в таком режиме горит в минимальном зазоре в месте установки инициирующей проволочки и не перемещается по электродам. Определен оптимальный диапазон величины ЛЬ для различных объемов камер и материала электродов—от 0,8 мм до 3 мм. Активное сопротивление дуги составляло 2 — 8 мОм. В результате отработки конструкции электродной системы удалось довести эффективность перевода энергии источника питания в электрическую дугу т|э до 0,7—0,85. Скорость движения

К*А) 731.ОО

618.ОО

515.ОО

412.00

309.ОО

206.00

юэ.оо

0.00

-юэ.оо о

Рис.4. Осциллограмма разрядного тока в режиме многократного пробоя разрядного промежутка.

дуги, определенная по осциллограммам импульсного давления в камере, а также по моменту раскрытия диафрагмы составила 1,6 — 2,0 км/с, что соответствовало числу Маха 1,2—1,4.

Получены данные по удельной эрозии различных электродных материалов, суммарная эрозия катода и анода при токах 0,5-1,5 МА лежала в пределах 10 — 60 мг/Кл. При этом снижение скорости звука в рабочем газе вследствие загрязнения продуктами эрозии составляло 10—15%, а кажущийся средний молекулярный вес не превышал 2,8. При среднамассовой температуре рабочего газа до 3500 К имеет место преимущественно электроэрозионный износ электродов, при более высоких температурах начинает шрать существенную роль термическая эрозия, при этом величина удельной эрозии значительно возрастает.

Проведена оценка параметров разряда при начальной концентрации водорода (4 — 7)х1021 см-3, токах 0,5—1,5 МА, и скорости нарастания тока сИ/<И = (0,5 — 1,0)х101ОА/с Установлено, что дуга горит в режиме теплового катодного пятна II рода с плотностью тока ] = (3,5 — 5,0) х 104А/см2 и имеет следующие характеристики: Е= 180—250 В/см; а=220 - 300 (Омхсм)-1; пе~1020см_3; Т=(2,2-2,7) хЮ4 К; степень ионизации водорода с^ ~0,3. Относительная концентрация примесей металла не превышает 3,5%, и они не оказывают существенного влияния на проводимость разряда, что подтверждалось слабой зависимостью величины а от материала электродов.

В результате экспериментов в режиме "манометрической бомбы" получена зависимость эффективности передачи энергии из дуги в газ т]т от начального давления газа Р0 (рис.5). При Р0>30 МПа величина % достигает 90%.

Чх

Рис.5. Зависимость эффективности нагрева водорода энергией электрической дуги от начального давления газа.

Анализ процессов теплопереноса от электрической дуги к окружающему ее водороду показал, что основным механизмом, обеспечивающим передачу более 50% энергии дуги в газ, является турбулентный теплообмен. Остальная часть энергии примерно в равных долях отводится за счет излучения, кондуктивной теплопроводности и диссипации внутренней энергии плазмы дуги. Незначительный (5—7%) вклад в нагрев газа могут вносить ударные волны, формирующиеся при пробое разрядного промежутка. Потери энергии, в основном, обусловлены лучистым нагревом стенок разрядной камеры и эрозией электродов и могут составлять 10 — 20% энергии дуги. При росте конечной среднемассовой температуры водорода от 2500 К до 4000 К величина потерь возрастала в 1,4—1,6 раза.

Проведен анализ влияния на скорость метания различных видов потерь, а также "бутылочности" разрядной камеры, т. е. превышения ее диаметра над диаметром ствола. Установлено, что снижение скорости метаемых тел по сравнению с расчитанной по формуле (1) при массах снарядов, меньших массы газа,

обусловлено присутствием продуктов эрозии, которое приводит к уменьшению скорости звука в рабочем газе на 10—15% и к увеличению кинетической энергии движущейся в стволе смеси, а также тем обстоятельством, что при скоростях метания, близких к скорости звука в толкающем газе, время нагрева газа становится сравнимым с временем ускорения, и значительная часть внутренней энергии газа остается неиспользованной. На основании экспериментальных данных получен полуэмпирический коэффициент щ (рис.6), зависящий от отношения масс газа и снаряда, который позволяет рассчитывать предполагаемую скорость метаемого тела с погрешностью не более 10%:

ус ~ Ф^*, (3)

где V* — скорость, задаваемая формулой (1).

Исследования баллистических характеристик метательных установок калибром 16 мм, 30 мм и 31 мм показали удовлетворительное совпадение данных эксперимента с расчетами. Были получены следующие максимальные параметры: скорость 6,2 км/с для массы

Рис.6. Зависимость коэффициент ф£ от массы метаемого тела к массе толкающего газа.

17 г; 2,77 км/с для 71 г; кинетическая энергия 405 кДж (260 г до 1,73 км/с). Величина коэффициентов т^ и г)т лежала в пределах 0,7 — 0,85. Эффективность перевода энергии, запасенной в источнике питания в кинетическую энергию метаемых тел достигала 24%. Анализ энергетического баланса ЭРУ показал, что при массе снаряда в несколько раз большей массы толкающего газа и степени расширения 7>3 КПД ускорения может быть близким к 30%.

Исследовано влияние молекулярного веса и рода рабочего газа на параметры дуги, скорость метания и эффективность ускорения путем проведения серии экспериментов на азоте. Получены энергетические и баллистические характеристики процесса ускорения при работе на азоте. Сделана оценка параметров сильноточного разряда в азоте при начальном давлении 20-40 МПа и токе 0,5-1,5 МА: ] = (0,25- 1,0) х106А/см2; Е = 2 —3 кВ/см; а=300-330 (Омхсм)"1; Т~5х104 К. Показано, что дуга горит в парах металла, эродировавшего с электродов. Основную роль в передаче энергии от дуги в газ играет излучение, заметный вклад в нагрев газа могут вносить ударные волны, возникающие при пробое разрядного промежутка. В отличие от водородной, дуга в азоте практически не перемещается по электродам и имеет низкое (2 — 3 мОм) активное сопротивление, что обусловливает низкую эффективность энерговклада в дугу (% = 0,5 — 0,6) и нагрева газа (г]т=0,6 — 0,7).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате проведенных исследований обоснована целесообразность и перспективность использования ЭРУ в качестве средства разгона тел массой от 3 г до 300 г до скоростей соответственно 7,0—2,5 км/с. ЭРУ отличаются хорошей воспроизводимостью результатов,

простотой конструкции, надежностью и длительным ресурсом работы. Для получения максимальных параметров необходимо использовать в качестве рабочего газа ЭРУ водород.

2. Разработана новая конструкция разрядной камеры ЭРУ, рассчитанная на работу при энерговкладе в дугу более 2 МДж, токах до 2 МА и выше, мощности дуги до 6 ГВт, максимальном импульсном давлении 800 МПа и среднемассовой температуре газа до 3500 К. Созданы три метательные установки: калибром 30 мм, длиной ствола 2 м и объемом разрядной камеры 0,7—1,2 дм3; калибром 16 мм, длиной ствола 3,6 м и объемом разрядной камеры 0,25 дм3; калибром 31 мм, длиной ствола 4 м и объемом разрядной камеры 1,5 дм3.

3. Исследованы режимы горения дуги в коаксиальной электродной системе. Определены условия, обеспечивающие: максимальную эффективность перевода энергии источника питания в дугу; максимальную эффективность перевода энергии дуги во внутреннюю энергию рабочего газа; минимальный эрозионный износ электродов. Обоснованный выбор режима горения дуги и материала электродов позволил ограничить снижение скорости звука в рабочем газе вследствие загрязнения продуктами эрозии величиной 10-20%.

4. На основании полученных экспериментальных данных оценена проводимость и температура сильноточной дуги, горящей в водородной среде при начальной концентрации 4хЮ20 —7Х1021 см-3, токах от 300 кА до 2 МА и скорости нарастания тока (0,5— 1,0)хЮ10 А/с. Получены зависимости эффективности передачи энергии из душ в газ от начального давления и конечной среднемассовой температуры газа. Проведен анализ основных механизмов теплопереноса от дуги к рабочему газу в разрядной камере ускорителя,

показано, что основная часть энергии передается из дуги в газ путем турбулентного теплообмена.

5. Для исследования процессов в разрядной камере ЭРУ создана модельная диагностическая установка, с помощью которой измерена скорость движения и расширения канала дуги а также температура переходной зоны между дугой и газом. Проведена оценка основных параметров разряда в водороде при начальных давлениях 2 — 5 МПа и токах 250—400 кА.

6. В результате анализа факторов, влияющих на эффективность метания тел при помощи ЭРУ, получена зависимость дульной скорости от соотношения массы газа и метаемого тела. Получены баллистические характеристики трех метательных установок: калибром 16 мм, 30 мм и 31 мм. Определены значения составляющих энергетического баланса ЭРУ, достигнута эффективность преобразования энергии дуги в кинетическую энергию снаряда ~30%.

7. Исследованы электрофизические и баллистические параметры ЭРУ при использования в качестве рабочего газа азота. Проведена оценка параметров азотной дуги при начальной концентрации (4-7)х1021 см-3 и токах 0,5- 1,5 МА.

8. На трех метательных установках проведено более 100 экспериментов по отработке конструкций метаемых тел и исследованию процесса их взаимодействия с преградами. На базе ЭРУ создается комбинированное устройство высокоскоростного метания с расчетной скоростью метания тел массой 0,1 —1,0 г до 10-15 км/с.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Расчет конических электроизолированных уплотнений. / Генераторы плазмы и системы электропитания. Л.: ВНИИэлектромаш, 1987, с.91-96.

(соавтор Смирнов М.Г.).

2. Генерация Мегаамперных импульсов тока в водороде высокой плотности./ Тезисы докладов V международной конференции по генерации Мегагауссных полей и родственным экспериментам. Новосибирск, 1989, с.286 —290. (соавторы Глухов А.М., Коликов В.А., Рутберг Ф.Г., Широков Н.А.).

3. Megaampere Current Pulse Generation in High Density Hydrogen. Megagauss Fields and Pulsed Power Systems (MG-V). Nova Science Publ., New York, 1990, p.313-317. (соавторы Глухов A.M., Коликов B.A., Рутберг Ф.Г., Широков Н.А.).

4. Electrical Light — Gas Launcher Perfomance Research. Proceedings of the Forth European Symposium on Electromagnetic Launch Technology. May 02 — 06, 1993. Celle, Germany. Paper 501.

(соавторы Коликов B.A., Левченко Б.П., Леонтьев В.В., Макаревич И.П., Рутберг Ф.Г., Широков Н.А.).

5. A study of the operating conditions of the light —gas electric generator s discharge chamber. Proceedings of the Seventh Symposium on Electromagnetic Launch Technology. April 20-24, 1994, San-Diego, California, USA (соавторы Коликов B.A., Левченко Б.П., Леонтьев В.В., Макаревич И.П., Рутберг Ф.Г., Широков Н.А.).

6. Эрозия электродных материалов в мощных импульсных генераторах водородной плазмы./ Теплофизика высоких температур, т.32, N4, 1994, с.628 — 630.

(соавторы Коликов В.А., Левченко Б.П., Леонтьев В.В., Макаревич И.П., Рутберг Ф.Г., Широков Н.А.).

f. Режимы работы разрядной камеры легкогазового ускорителя./ ЖТФ, т.64, вып.8г август 1994, с. 171 — 177. (соавторы Коликов В.А., Левченко Б.П., Леонтьев В.В., Макаревич И.П., Рутберг Ф.Г., Широков Н.А.).

3. Коэффициент превращения электрической энергии дуги во внутреннюю энергию рабочего газа и их доли в энергетическом балансе электроразрядного газового ускорителя./ ЖТФ, т.64, вып.9, сентябрь 1994, с. 198, 199. (соавторы Коликов В.А., Левченко Б.П., Леонтьев В.В., Макаревич И.П., Рутберг Ф.Г., Широков Н.А.). Powerful pulse generator of dense plasma with high concentration of metal vapoir. Proceedings of the 1994 Symposium on Hypervelocity Impact. Santa Fe, New Mexico, 17—19 October 1994. International Journal of Impact Engineering, vol.17, N1, p.93—98. (соавторы Богомаз А.А., Коликов В.А., Рутберг Ф.Г.).

10. Investigation of processes which take place at hydrogen of high initial density heating in powerful electric discharge launchers. Proceedings of the Fifth European Symposium on Electromagnetic Launch Technology. April 10-14, 1995. Toulouse, France. Paper 41. (соавторы Богомаз A.A., Коликов В.А., Куприн А.Г., Рутберг Ф.Г.).

11. Comparative analysis of characteristics of electric discharge launcher in terms of work on hydrogen and nitrogen. Proceedings of the Fifth European Symposium on Electromagnetic Launch Technology. April 10—14, 1995. Toulouse, France. Paper 46.

(соавторы Коликов B.A., Рутберг Ф.Г.).

12. Investigation of heavy current discharges with high initial gas density. Proceedings of the Conference on Shock Compression of Condensed Matter. Seattle, Washington, August 13-18, 1995, part 2, p.937 - 939.

(соавторы Рутберг Ф.Г., Богомаз A.A., Коликов В.А., Куприн А.Г., Леонтьев В.В., Широков Н.А.).

13. Световой метод определения временных характеристик процесса раскрытия запорных

диафрагм. ЖТФ, т.66, вып.2, февраль 1996, с.205, 206. (соавторы Макаревич И.П., Рутберг Ф.Г.,

Коликов В.А., Левченко Б.П., Широков Н.А.).

14. Hypervelocity electric discharge accelerator. Proceedings of the Eighth Symposium on Electromagnetic Launch Technology. April 21 — 24, 1996, Baltimore, Maryland, USA.

(соавторы Коликов В.А., Рутберг Ф.Г., Богомаз А.А.).

15. The investigation of processes in the discharge chamber of ETH—launchers which influence their operation efficiency. Proceedings of the 23—th IEEE International Conference on Plasma Science. June 3 — 5, 1996, Boston, Massachusetts, USA.

(соавторы Коликов В.А., Рутберг Ф.Г., Богомаз А.А.).

16. Estimating of some parameters of the discharge chamber of powerful electric discharge launchers. Proceedings ol the 27 —th AIAA Plasmadynamics and Laser Conference. June 18-20, 1996, New Orlean, LA, USA. AIAA-96-2328.

(соавторы Рутберг Ф.Г., Богомаз А.А., Коликов В.A., Куприн А.Г., Позубенков А.А.).