Применение плазменных образований в задачах движения тел с высокими скоростями тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

На правах рукописи

Постников Борис Викторович

ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В ЗАДАЧАХ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ С ВЫСОКИМИ СКОРОСТЯМИ

01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск-2004

Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск.

Научные руководители:

член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор Фомин Василий Михайлович;

доктор физико-математических наук, профессор Маслов Анатолий Александрович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Аньшаков Анатолий Степанович;

доктор физико-математических наук, снс Бойко Виктор Михайлович.

Ведущая организация: Институт высоких температур РАН, г. Москва.

Защита состоится «_»_2004 г. в «_» часов на заседании

диссертационного совета Д 003.035.02 по присуждению ученой степени доктора наук в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, 4/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теоретической и прикладной механики СО РАН.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью учреждения, просьба направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Корнилов В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Задача оптимизации высокоскоростных плазменных течений в настоящее время является одной из приоритетных задач современной газовой динамики. Исследования, проведенные за последние десятилетия в области сверх-и гиперзвуковой аэродинамики с целью увеличения аэродинамического качества летательных аппаратов (ЛА), их управляемости, не коснулись в достаточной степени применения плазменных технологий. Низкотемпературная плазма представляет собой интересный объект для решения проблем аэродинамики, позволяя создавать области низкой плотности вблизи обтекаемых тел, изменять физико-химический состав газа. Плазменные зоны разрежения могут быть организованы различными способами, например электрическими разрядами, плазменными генераторами или электронными пучками. Такие плазменные образования могут дополнительно управляться воздействием электрических и магнитных полей, что усиливает эффект воздействия плазмы на картину течения вблизи обтекаемого тела. Пространственно области энерговыделения могут быть размещены как на поверхности летательных аппаратов, так и вблизи их составных частей: носа, оперения, донной части и др. Плазма является достаточно сложным объектом для управления, и ее применение в задачах аэродинамики сопровождается сопутствующим температурным воздействием. Высокая температура плазменных образований приводит не только к нагреву поверхности, но и, как следствие этого, к эрозии материала поверхности. Попытки преодоления эрозионных эффектов, вызванных воздействием плазменного поршня, разгоняющего метаемое тело в рельсовых ускорителях (рельсотронах), до сих пор не увенчались успехом.

Настоящая работа посвящена исследованию воздействия плазменных образований на движение тел с высокими скоростями: при выдуве из тела, находящегося в сверх- и гиперзвуковом потоке, встречной плазменной струи и

РОС. национальная библиотека

«

повышению эффективности энергоподвода в плазменный поршень в донной части разгоняемого рельсовым ускорителем тела.

Актуальность темы

Плазменные струи, выдуваемые из носовой части ЛА навстречу потоку, позволяющие повысить аэродинамическое качество, снизить полное аэродинамическое сопротивление и улучшить управляемость ЛА, могут быть успешно применены в решении задач современной высокоскоростной аэрогазодинамики. Возможность преодоления пороговых скоростей метания тел (67 км/с) рельсовыми ускорителями повышением эффективности плазменных процессов вблизи донной части метаемого тела представляет широкий интерес в задачах аэробаллистического эксперимента, космических приложениях и высокоскоростного взаимодействия тел. Цели работы:

а) получить экспериментальные данные о взаимодействии встречных плазменных струй со сверх- и гиперзвуковыми потоками вблизи обтекаемых тел, и в частности:

- выявить степень снижения полного аэродинамического сопротивления;

- получить количественные данные об изменении интегральных характеристик обтекания в присутствии встречной плазменной струи;

- провести анализ картины течения вблизи обтекаемого тела.

б) экспериментально исследовать возможность повышения эффективности метания тел в рельсовом ускорителе посредством пережатия плазменного поршня высокоскоростным ударником.

Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается их воспроизводимостью в многократных экспериментах и удовлетворительным согласием с результатами численных расчетов, а также с данными, полученными другими авторами в сходных условиях исследований.

Научная новизна работы и практическая ценность заключается в том, что:

- впервые обнаружены два стабильных режима истечения плазменной струи во встречный сверх- и гиперзвуковой поток: короткое проникновение (SPM-режим) и длинное проникновение (LPM-режим);

- впервые получено распределение давления на поверхности модели в сверх-и гиперзвуковом потоке в присутствии встречной струи плазмы;

- подтверждено, что встречная плазменная струя позволяет значительно снизить аэродинамическое сопротивление затупленного тела при сверх- и гиперзвуковом обтекании. Наибольший эффект снижения сопротивления на затупленном конусе наблюдается на LPM и переходном БРМ—»ЬРМ режимах;

- впервые предложен и экспериментально исследован новый способ ускорения макротел в рельсовом ускорителе в режиме плазменного поршня посредством пережатия его высокоскоростным ударником.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке перспективных летательных аппаратов, а также в создании эффективных высокоскоростных метательных систем. На защиту выносятся

- результаты экспериментального исследования воздействия встречной плазменной струи на картину течения вблизи тела, находящегося в сверх- и гиперзвуковом потоке.

- результаты экспериментального исследования двухступенчатого ускорения макротел в рельсовом ускорителе в режиме пережатия плазменного поршня.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на Международном совещании по магнитоплазменной аэродинамике в аэрокосмических приложениях (Москва, 2000 г.), Международном симпозиуме по баллистике (Интерлакен, Швейцария, 2001 г.), Международной конференции по методам аэрофизических исследований (Новосибирск, 2002 г.), Международном семинаре «Гид-

родинамика высоких плотностей энергии» (Новосибирск, 2003 г.), а также на

научных семинарах ИТПМ СО РАН.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, список которых приведен в конце реферата. Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 163 наименований и 100 рисунков. Полный объем диссертационной работы составляет 197 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко анализируется состояние исследуемого вопроса. Обосновывается актуальность темы, формулируется цель работы. Приводится краткое описание диссертации по главам, и формулируются основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору литературы методов энергетического воздействия на высокоскоростные потоки газа и плазмы с целью воздействия на аэродинамические свойства обтекаемых тел (§1.1) и разгонные характеристики метаемых тел (§1.2). Рассмотрены как экспериментальные работы, так и работы по численному моделированию.

В обзоре кратко отмечены известные способы воздействия на сверхзвуковой встречный поток газа: механическая игла, игла с выдувом газа, встречная холодная (горячая) газовая струя, выдув гетерогенной среды газ-твердые частицы, струя жидкости. Более подробно проанализированы особенности истечения звуковых и сверхзвуковых газовых струй и их влияние на картину течения вблизи обтекаемого тела. Приведен обзор экспериментальных и численных работ, направленных на исследование зон энерговыделения вблизи обтекаемых тел. Анализ литературных данных дал основание для проведения более детального исследования воздействия встречных плазменных струй на картину течения вблизи тела, когда эффект воздействия области энерговы-

деления одновременно дополняется струйным эффектом. Положительный эффект выдува импульсных плазменных струй на снижение лобового сопротивления был получен в работах ЦНИИМаш (Красильников А.В. и др.), ИВТ РАН (Леонов СБ. и др.). Однако структура течения в области взаимодействия встречных потоков авторами этих работ подробно не исследовалась.

Во второй части обзора рассматривается современное состояние вопроса по различным способам повышения метательных характеристик рельсовых ускорителей, работающих в режиме плазменного поршня. Интенсивные исследования таких ускорителей велись с конца 70-х годов и были направлены на получение гиперскоростей метания твердых тел (более 10 км/с). Однако трудности, связанные прежде всего с получением компактного малоинерционного плазменного поршня, пока не позволили достичь желаемых результатов.

На основе проведенного литературного обзора делается вывод о необходимости привлечения новых методов повышения эффективности метания рельсовых ускорителей.

Вторая глава посвящена описанию экспериментальной установки, методики, результатов экспериментальных исследований воздействия встречных плазменных струй на аэродинамику сверхзвукового обтекания тел, проведен анализ картины течения вблизи обтекаемого тела в присутствии встречной плазменной струи.

Экспериментальные исследования проводились в малотурбулентной сверхзвуковой трубе периодического действия Т-325 ИТПМ СО РАН. Исследуемая модель представляла собой усеченный конус-цилиндр диаметром

40 мм с удлинением 5. Угол полураствора конуса составлял ©с =30'. Было выполнено затупление конической части модели для размещения сопла плазменного генератора (плазмотрона) и инжекции плазменной струи. Носовая измерительная часть представляла собой тонкостенную оболочку, имеющую жесткую связь с однокомпонентными тензометрическими весами. Для измерения давления на конической части были выполнены дренажные отверстия. Плазмотрон крепился к жестко закрепленному пилону и не оказывал влияния на

измерение аэродинамического сопротивления модели. Специально для проводимых экспериментов был изготовлен плазмотрон постоянного тока с самоустанавливающейся длиной дуги и газодинамическим смещением анодного пятна по поверхности анода, рабочий газ - азот. Среднемассовая температура плазменной струи рабочего газа составляла от 4500 до 5400 К в различных экспериментах. На выходе из сопла число Маха струи Сопротивление

модели с инжектируемой плазменной струей исследовалось в зависимости от двух критериев: отношения полных давлений набегающего потока и встречной струи, отношения чисел Маха потока и струи. В экспериментах варьировалось давление торможения (от 1 до 4 атм) и число Маха набегающего

потока N10=2,0; 2,5; 4,0. Экспериментальное исследование включало в себя: а) весовые измерения аэродинамического сопротивления модели; б) измерение внутримодельного давления и давления на поверхности модели; в) шлирен-визуализацию и видеорегистрацию течения вблизи модели (§2.1-2.4).

Эксперименты показали, что существует два режима проникновения плазменной струи в сверхзвуковой поток: длинное проникновение - LPM и короткое - SPM (рис. 1). Встречная плазменная струя существенно меняет волновую картину обтекания затупленного конуса. В случае длинного проникновения струя имеет многобочковую структуру, проникая вперед тела на расстояния в несколько диаметров затупления торца конуса, формируя систему косых конических ударных волн. В режиме короткого проникновения плазменная струя только отодвигает прямой скачок вверх по потоку, не образуя многобочковых структур (§2.5).

Соответственно режимам получено два результата по снижению коэффициента сопротивления. В случае LPM максимальный эффект снижения составляет 45%, тогда как в случае SPM - 15%. Сравнение режимов истечения при различных числах Маха при одном и том же давлении показывает, что при меньших числах Маха встречная струя проникает на большее расстояние. Для всех чисел Маха увеличение давления торможения ведет к уменьшению эффекта снижения сопротивления модели с выдувом плазменной струн (рис. 2).

Одновременно с проведением экспериментов выполнены численные расчеты течения на основе трехмерных невязких уравнений Эйлера для идеального газа для числа Маха МаГ-2,0 (§2.6). Температура торможения горячей струи принималась равной 5000 К. В расчетах также было получено два режима проникновения: LPM и SPM (рис.1). Будет ли реализовано короткое или длинное проникновение, зависит от значения Р (отношение давления торможения за головным скачком к давлению торможения плазменной струи). Но результатам анализа полученных экспериментальных данных и проведенных расчетов сделан вывод, что для устойчивости режима истечения струи необходимо присоединение тороидального вихря к кромке торца, а не к конической или цилиндрической поверхности носовой части. Для звуковых струй, что соответствует условиям эксперимента, после выхода из сопла могут реа-лизовываться как дозвуковые течения, так и сверхзвуковые. Слабо недорас-ширенная струя может расшириться и перейти в сверхзвуковой режим истечения, что в дальнейшем приведет к снижению давления и поджатию струи с установлением LPM режима. Слабо перерасширенная струя всегда выходит на длинное проникновение. Численные расчеты находятся в хорошем соответствии с результатами экспериментов. Это говорит о доминирующей роли газодинамики в рассматриваемом течении, а также о том, что плазменные эффекты не играют определяющей роли на умеренных сверхзвуковых скоростях.

Третья глава структурно и методологически соответствует главе 2. Экспериментальные исследования проведены в гиперзвуковом потоке Давление торможение набегающего потока составляло 20-40 атм. С учетом результатов предыдущих исследований (Глава 2) и в соответствии с условиями гиперзвукового эксперимента была изменена конструкция внутримодель-ного плазмотрона, плазменная струя истекала со сверхзвуковой скоростью изготовлены сменные головные части с углами полураствора 15° и 30° (§3.1-3.4)

Экспериментальные исследования проводились на гиперзвуковой трубе периодического действия Т-326 ИТПМ СО РАН. В результате экспери-

ментов было выявлено, как и в случае сверхзвуковых скоростей, два режима устойчивого течения (рис. 3): с длинным проникновением LPM и с коротким SPM. При выдуве встречной плазменной струи существенно меняется ударно-волновая картина обтекания - головная ударная волна смещается вперед. Как следует из данных о распределении давления по поверхности модели на носовой части, при выдуве струи образуется область пониженного давления (рис. 4). В случае установления LPM-режима в плазменной струе организуется бочкообразная структура. Выдув встречной струи плазмы позволяет снизить полное сопротивление и на гиперзвуковых скоростях набегающего потока: лучший результат, с точки зрения снижения сопротивления для LPM-моды, составляет 25% и для SPM-моды 5%. Наивысшее снижение сопротивления отмечено на режимах LPM, и переходном SPM —> LPM, причем больший эффект снижения получен на конусе 30° (§3.5). Численное исследование, как и для случая сверхзвуковых скоростей, проводилось на основе трехмерных невязких уравнений Эйлера для идеального газа (§3.6). Сравнительный анализ экспериментальных данных и результатов расчетов показал, что для области исследуемых параметров существование длинного проникновения возможно со всеми особеностями, присущими типичному LPM режиму. Тем не менее длина проникновения во встречный поток не превышает диаметр торца затупления конуса, тогда как в экспериментах наблюдается более глубокое проникновение струи во встречный поток. Это может быть связано с не учетом плазменных и вязкостных эффектов при численном моделировании течения. Законы формирования режимов SPM и LPM, их влияние на полное сопротивление те же, что и для горячих струй при меньших значениях числа Маха свободного потока. Заметное снижение сопротивления имеет место на LPM режиме, что согласуется с экспериментальными данными. Однако в отличие от малых чисел Маха длина струи и ее влияние на сопротивление при

меньше.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию впервые предложенного способа многоступенчатого разгона метаемых тел з рель-

совых ускорителях (рельсотронах) с пережатием плазменного поршня (ПП). Приводится подробное описание экспериментальной установки, методики проведенных исследований, результатов экспериментов. Рельсотрон представляет собой линейный электродвигатель, параллельные токонесущие электроды которого замкнуты подвижным якорем (рис. 5,а). Пондеромоторная сила непосредственно воздействует на якорь, ускоряя его вдоль оси канала. В режиме плазменного поршня токовый канал формируется вблизи донной части диэлектрического метаемого тела и толкает его перед собой.

Большинство исследователей связывают ограничение скорости метания с эрозионной парадигмой, когда эрозия материала со стенок канала ускорения приводит к целому комплексу отрицательных эффектов, среди которых отметим вторичные пробои в следе плазменного поршня, увеличение его массы, турбулентное трение, потеря устойчивости и др.

В работе предложен новый способ ускорения макротел в рельсовом ускорителе посредством пережатия плазменного поршня высокоскоростным ударником, разгоняемым на предыдущей ступени ускорителя (рис. 5,в), (§4.1). Отличительной особенностью организуемой системы тело-плазма-тело является распределенный во времени и, фактически, управляемый энерговвод в промежуточный плазменный слой. Кроме того, пережатие плазменного поршня между ударником и метаемым телом позволяет организовывать тыльную границу и компактировать ПП, частично избежать нежелательных эффектов, связанных с эрозией электродов и потерей устойчивости ПП, оптимизировать ударно-волновой механизм взаимодействия системы плазма-метаемое тело и в конечном счете повысить скорость метания. Экспериментальное исследование проводилось на базе установки для исследования плазменных потоков «Поток-2» ИТПМ СО РАН (§4.2). Был разработан канал двухступенчатого ускорения (общая длина тракта ускорения 0,7 м, внутреннее сечение канала -квадрат со стороной 10 мм) с емкостным источником питания полной энергии 0,8 МДж. Ударник разгоняется на первой ступени и через ПП взаимодействует

с метаемым телом во второй секции ускорителя (см. рис. 5,в). Были проведены эксперименты в диапазоне скоростей до 2 км/с (§4.3).

Применение разнесенной схемы ускорения с формированием пережатия ПП позволило существенно повысить скорость метаемого тела (до 4 раз по сравнению с вариантом плазма-тело со свободной тыльной границей и на 75%, - с жесткой стенкой (рис. 5,6)). Одновременно возрастает и эффективность ускорения. Темп набора скорости метаемым телом по результатам обработки сигналов внутриканальных магнитных датчиков приведен на рис. 6 (§4.4).

Варьирование скоростью ударника, его массой, моментом времени начала взаимодействия с ПП, функцией энерговвода дает возможность оптимизировать процесс ускорения метаемого тела и надеяться на преодоление критических скоростей метания рельсовыми ускорителями.

В заключении приводятся основные результаты и выводы:

1. Экспериментально исследовано воздействие встречной плазменной струи на аэродинамические характеристики затупленного тела, находящегося в сверхзвуковом и гиперзвуковом потоке при числах Маха набегающего потока М«,=2,0; 2,5; 4,0; 6,0;

2. Впервые обнаружены два стабильных режима истечения плазменной струи во встречный сверх- и гиперзвуковой поток: режим длинного проникновения LPM и режим короткого проникновения SPM.

3. Впервые получено распределение давления на поверхности модели в сверх- и гиперзвуковом потоке в присутствии встречной струи плазмы;

4. Подтверждено, что встречная плазменная струя позволяет снизить аэродинамическое сопротивление затупленного тела, находящегося в сверх- и гиперзвуковом потоке. Наибольший эффект снижения сопротивления на затупленном конусе наблюдается на LPM и переходном ЭРМ—режи-мах:

5. Экспериментальные данные и результаты численного моделирования позволили проанализировать газодинамику взаимодействия струи и потока, выявить влияние определяющих параметров, а именно: отношение полных

давлений встречных потоков, числа Маха выдуваемой струи, степени ее нерасчетности и места расположения присоединенного вихря относительно кромки торца модели;

6. Впервые предложен новый способ повышения эффективности электромагнитного метания макротел в рельсовом ускорителе в режиме пережатия плазменного поршня (ПП);

7. Проведены экспериментальные исследования, показавшие, что применение разнесенной схемы ускорения с организацией пережатием ПП позволяет компактировать плазменный поршень и существенно повысить скорость метаемого тела.

Основные результаты работы опубликованы:

1. Фомин В.М., Малмус Н., Маслов А.А., Фомичев В.П., Шиплюк А.Н., Поздняков Г.А., Постников Б.В., Поздняков Б.А. Влияние встречной плазменной струи на суммарные и распределенные аэродинамические характеристики затупленного тела // ДАН. 1999. Т.368. №2. С. 197-200.

2. Fomin V.M., Maslov A.A., Fomichev V.P., Sidorenko A.A., Pozdnyakov G.A., Postnikov B.V., Pozdnyakov B.A. Experimental Investigation of Coun-terflow Plasma Jet in Front of Blunted Body for High Mach Number Flows // Proc. 2 nd Workshop on Magnetoplasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow: IVTAN, 2000. P. 112-115.

3. Fomichev V.P., Fomin V.M., Korotaeva T.A., Malmuth N.D., Maslov A.A., Postnikov B.V., Pozdnyakov G.A., Shashkin A.P., and Sidorenko A.A. Hypersonic Flow Around a Blunted Body with Counterflow Plasma Jet // 11th Intern. Conf. on Methods of Aerophys. Research: Proc. V. HI. Novosibirsk, 2002. P. 50-54.

4. Фомин В.М., Постников Б.В., Сапожников Г.А., Фомичев В.П. Многоступенчатый метод разгона тел // ДАН. 2000. Т. 374. №2. С. 198-201.

5. Fomin V.M., Postnikov B.V., Sapozhnikov G.A., and Fomichev V.P. Multistage Method for Acceleration of Bodies by a Railgun // Proc. 19- Intern. Svmp. on Ballistics. Intcrlaken, 2001. P. 257-265.

6. Постников Б.В. Метание макротел рельсовым ускорителем с пережатием плазменного поршня // Тр. Всерос. конф. молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии». Новосибирск, 2002. С. 138-144.

7. Постников Б.В., Сапожников ГА, Фомин В.М., Фомичев В.П. Двухступенчатый рельсовый ускоритель с пережатым плазменным поршнем // Тр. Междунар. семинара «Гидродинамика высоких плотностей энергии». Новосибирск, 2003.

Рис. 1. Стоп-кадры видеосъемки и расчетные изобары, М«.=2Д a)LPM, б)SPM

Рис. 2. Зависимость коэффициента полного аэродинамического сопротивления от полного давления набегающего потока

0/1 - затупленный конус без струи; 2 - режим с выдувом плазменной струи.

Рис. 3. Обтекание модели с углом полураствора 15° гиперзвуковым потоком Мо=6,0 (шлирен-снимки) а - режим длинного проникновения (LPM), б - режим короткого проникновения (SPM)

Рис. 4 Распределение давления на конусе 15°. 1 - режим без струи, 2-с выдувом плазменной струи. (Ми=6,0, р0/ « 40 атм, ЬРМ).

Рис.5. Принцип действия рельсового ускорителя и организация тыльной границы плазменного поршня в процессе ускорения, а - плазма-тело, свободная граница; б - плазма-тело, жесткая граница; в - тело-плазма-тело, подвижная граница; 1 - ударник; 2 - плазменный поршень; 3 - метаемое тело.

Рис. 6. Темп набора скорости метаемым телом при ускорении в режиме пережатия плазменного поршня (1) и в случае «жесткой» тыльной границы (2).

Ответственный за выпуск Б.В. Постников

Формат бумаги 64 х 80 / 16. Усл. п. л. 1.0 Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 100 экз. Заказ № 1

Отпечатано на ризографе ЗАО "ИНТЕРТЕК" 630090, Новосибирск-90, Институтская, 4/1

1-7725

Введение

Глава 1 Подвод энергии к потоку как средство воздействия на 16 аэродинамические характеристики литературный обзор)

1.1 Энерговвод в высокоскоростной поток в задачах 16 управления движением

1.2 Высокоскоростное метание макротел рельсовыми 45 электромагнитными ускорителями

Глава 2 Экспериментальное исследование воздействия встречных 60 плазменных струй на аэродинамику сверхзвукового обтекания тел

2.1 Сверхзвуковая труба Т

2.2 Модель

2.3 Плазменный генератор

2.4 Методика экспериментальных исследований

2.4.1 Весовые измерения

2.4.2 Измерение давления

2.4.3 Визуализация

2.4.4 Процедура измерений

2.5 Результаты экспериментов

2.6 Анализ картины течения ш

Глава 3 Экспериментальное исследование воздействия встречных плазменных струй на аэродинамику гиперзвукового обтеканиия тел

3.1 Гиперзвуковая труба Т

3.2 Модель

3.3 Плазменный генератор

3.4 Методика экспериментальных исследований

3.4.1 Весовые измерения

3.4.2 Измерения давления

3.4.3 Визуализация

3.4.4 Процедура измерений

3.5 Результаты экспериментов

3.6 Анализ картины течения

Глава 4 Повышение эффективности высокоскоростного метания 148 макротел рельсовым ускорителем

4.1 Постановка задачи

Ф. 4.2 Экспериментальная установка

4.3 Конструкции канала ускорителя, метаемых тел и методика 154 экспериментальных исследований

4.4 Результаты экспериментальных исследований 167 Заключение 177 Литература

Перечень основных условных обозначений

Мда - число Маха набегающего потока

Mj - число Маха газовой струи

Maj - число Маха плазменной струи на выходе из сопла pof - давление торможения набегающего потока

- давление торможения за прямым скачком pQJ - давление торможения струи рт - статическое давление набегающего потока р . — статическое давление струи р ~ pQj Ipof - отношение давлений торможения струи и потока п = Pjjрт — степень нерасчетности струи

Г0/ - температура торможения набегающего потока

TQJ — температура торможения струи Т = TQJ/Tof - отношение температур торможения струи и потока qю — скоростной напор набегающего потока

Nm - молекулярный вес газа потока

Nj - молекулярный вес газа струи ую - показатель адиабаты газа набегающего потока уj - показатель адиабаты газа струи

Ср - коэффициент давления

Cd - коэффициент полного аэродинамического сопротивления

N - сила полного аэродинамического сопротивления

G . - расход газа струи

Q - электрическая мощность в дуге плазмотрона

Rei - число Рейнольдса на единицу длины

X - параметр формы носовой части обтекаемого тела в - угол полураствора конической носовой части а - угол атаки s — площадь миделя модели dx - диаметр струи d2 - диаметр торца с1ъ ~ диаметр модели

I - высота усеченного конуса

F - вектор пондермоторной силы

I - вектор силы тока

В - вектор магнитной индукции

4 - баллистический коэффициент

И — погонная индуктивность т - масса плазменного поршня т — масса ударника т - масса метаемого тела

V - скорость метаемого тела, определенная по рам-мишеням

V - скорость ударника

VM - скорость метаемого тела

Е - энергия, запасенная в конденсаторной батарее

Еу — кинетическая энергия ударника

Ем — кинетическая энергия метаемого тела рп - коэффициент передачи энергии

С - емкость

Rn - сопротивление пояса Роговского

Ьп - индуктивность пояса Роговского

R-осц ~ входное сопротивление осциллографа dw - диаметр провода пояса Роговского ф db — диаметр основы намотки пояса Роговского

I — длина намотки провода пояса Роговского

К — коэффициент преобразования ток-напряжение

Задача оптимизации высокоскоростных плазменных течений в настоящее время является одной из приоритетных задач современной газовой динамики. Исследования, проведенные за последние десятилетия в области сверх- и гиперзвуковой аэродинамики с целью увеличения аэродинамического качества летательных аппаратов (J1A), их управляемости, не коснулись в достаточной степени применения плазменных технологий. Низкотемпературная плазма представляет собой интересный объект для решения проблем аэродинамики, позволяя создавать области низкой плотности вблизи обтекаемых тел, изменять физико-химический состав газа. Плазменные зоны разряжения могут быть организованы различными способами, например, электрическими разрядами, плазменными генераторами или электронными пучками. Такие плазменные образования могут дополнительно управляться воздействием электрических и магнитных полей, что усиливает эффект воздействия плазмы на картину течения вблизи обтекаемого тела. Пространственно области энерговыделения могут быть размещены как на поверхности летательных аппаратов, так и вблизи их составных частей: носа, оперения, донной части и др. Плазма является достаточно сложным объектом для управления и ее применение в задачах аэродинамики сопровождается сопутствующим температурным воздействием. Высокая температура плазменных образований приводит не только к нагреву поверхности, но и как следствие этого к эрозии материала поверхности. Попытки преодоления эрозионных эффектов, вызванных воздействием плазменного поршня, разгоняющего метаемое тело в рельсовых ускорителях (рельсотронах), до сих пор не увенчались успехом.

Настоящая работа посвящена исследованию воздействия плазменных образований на движение тел с высокими скоростями: при выдуве навстречу потоку плазменной струи достигается снижение аэродинамического сопротивления тел, обтекаемых сверх- и гиперзвуковым потоком, а посредством повышения эффективности энергоподвода в плазменный поршень в донной части разгоняемого тела улучшаются метательные характеристики рельсовых ускорителей.

Актуальность темы

Плазменные струи, выдуваемые из носовой части JIA навстречу потоку, позволяющие повысить аэродинамическое качество, снизить полное аэродинамическое сопротивление и улучшить управляемость JIA могут быть успешно применены в решении задач современной высокоскоростной аэрогазодинамики. Возможность преодоления пороговых скоростей метания тел (6-7 км/с) рельсовыми ускорителями повышением эффективности плазменных процессов вблизи донной части метаемого тела представляет значительный интерес в задачах аэробаллистического эксперимента, космических приложениях и высокоскоростного взаимодействия тел.

Цели работы: а) получить экспериментальные данные о взаимодействии встречных плазменных струй со сверх- и гиперзвуковыми потоками вблизи обтекаемых тел и в частности:

- выявить степень снижения полного аэродинамического сопротивления;

- получить количественные данные об изменении величины полного аэродинамического сопротивления и интегральных характеристик обтекания в присутствии встречной плазменной струи;

- провести анализ картины течения вблизи обтекаемого тела. б) получить экспериментальные данные о возможности повышения эффективности метания тел в рельсовом ускорителе посредством пережатия плазменного поршня высокоскоростным ударником.

Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается воспроизводимостью в многократных экспериментах и удовлетворительным согласием с численными расчетами, а также данными, полученными другими авторами.

Научная новизна работы и практическая ценность заключается в том, что:

- впервые получено два стабильных режима истечения плазменной струи во встречный сверх- и гиперзвуковой поток: короткое проникновение — SPM-режим и длинное проникновение - LPM-режим;

- впервые получено распределение давления на поверхности модели в сверх-и гиперзвуковом потоке в присутствии встречной струи плазмы;

- подтверждено, что встречная плазменная струя позволяет значительно снизить аэродинамическое сопротивление затупленного тела при сверх- и гиперзвуковом обтекании. Наибольший эффект снижения сопротивления на затупленном конусе наблюдается на LPM и переходном SPM—>LPM режимах;

- впервые предложен и экспериментально исследован новый способ ускорения макротел в рельсовом ускорителе в режиме плазменного поршня посредством пережатия его высокоскоростным ударником. Сделан вывод о перспективности его применения для достижения скорости метания макротел рельсовыми ускорителями более 6-7 км/с.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке перспективных летательных аппаратов, а также в создании эффективных высокоскоростных метательных систем.

На защиту выносятся:

- Результаты экспериментального исследования воздействия встречной плазменной струи на картину течения вблизи тела, находящегося в сверх- и гиперзвуковом потоке.

- Результаты экспериментального исследования двухступенчатого ускорения макротел в рельсовом ускорителе в режиме пережатия плазменного поршня.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на Международном совещании по магнитоплазменной аэродинамике в аэрокосмических приложениях (Москва, 2000 г.), Международном симпозиуме по баллистике (Интерлакен, Швейцария, 2001 г.), Международной конференции по методам аэрофизических исследований (Новосибирск, 2002 г.), Международном семинаре «Гидродинамика высоких плотностей энергии» (Новосибирск, 2003), а также на научных семинарах ИТПМ СО РАН.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 163 наименований и 100 рисунков. Полный объем диссертационной работы составляет 197 страниц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе получены следующие основные результаты:

1. Экспериментально исследовано воздействие встречной плазменной струи на аэродинамические характеристики затупленного тела, находящегося в сверхзвуковом и гиперзвуковом потоке при числах Маха набегающего потока МвгЗ,0; 2,5; 4,0; 6,0;

2. Впервые получено два стабильных режима истечения плазменной струи во встречный сверх- и гиперзвуковой поток: режим длинного проникновения LPM и режим короткого проникновения SPM.

3. Впервые получено распределение давления на поверхности модели в сверх- и гиперзвуковом потоке в присутствии встречной струи плазмы;

4. Подтверждено, что встречная плазменная струя позволяет снизить аэродинамическое сопротивление затупленного тела, находящегося в сверх- и гиперзвуковом потоке. Наибольший эффект снижения сопротивления на затупленном конусе наблюдается на LPM и переходном SPM-»LPM режимах;

5. Экспериментальные данные и результаты численного моделирования позволили проанализировать газодинамику взаимодействия струи и потока, выявить влияние определяющих параметров, а именно: отношения полных давлений встречных потоков, числа Маха выдуваемой струи, степени ее нерасчетности и места расположения присоединенного вихря относительно кромки торца модели;

Предложен новый способ повышения эффективности электромагнитного метания макротел в рельсовом ускорителе в режиме пережатия плазменного поршня (1111);

Проведены экспериментальные исследования, показавшие, что применение разнесенной схемы ускорения с организацией пережатия ПП позволяет компактировать плазменный поршень и существенно повысить скорость метаемого тела.

1. Чжен П. К. Отрывные течения. - М.: Мир, 1973.

2. Чжен П. К. Управление отрывом потока. М.: Мир, 1979.

3. Хлебников B.C. Сверхзвуковое трехмерное течение в передней отрывной зоне //МЖГ.-1995-№1.-С. 152-162.

4. Хлебников B.C. Влияние нестационарных возмущений на течение в передней отрывной зоне перед конусом// МЖГ.-1996.-№2.-С. 132-143.

5. Finley P.J. The flow of a jet from a body opposing a supersonicfree stream //Journal of Fluid Mechanics. -1966. -V.26, -Pt.2, -P. 337-368.

6. Zhirilcov B.L., Petrov K.P. Research of interaction of jets with a counter flow flowing from a frontal surface of a body of revolution // Prikladnye voprosy aerodinamiki letatelnykh apparatov. — Naukova dumka, Kiev, -1984. -P.153-156.

7. Zhirikov B.L., Petrov K.P. Research of interaction of jets with a counter flow flowing from a frontal surface of a body of revolution // Sovremennye problemy aerodinamiki, Machinostroenie, Moskva. -1987. -P.l 14-122.

8. Калинин B.M., A.M. Мельбард. Параметры моделирования в задаче об истечении сверхзвуковой недорасширенной струи, вытекающей навстречу сверхзвуковому потоку // МЖГ, 1980, №3, С. 83-89.

9. Юдинцев Ю.Н., Чиркашенко В.Ф. Режимы взаимодействия встречной струи с набегающим сверхзвуковым потоком // Газодинамика и акустика струйных течений, ИТПМ, 1979, С. 75-106.

10. Бердюгин А.Е., Фомин В.М., Фомичев В.П. Управление сопротивлением тел в сверхзвуковых потоках газа за счет выдува струй жидкости // ПМТФ, 1995, Т.36, №5, С. 40-47.

11. Бердюгин А.Е., Фомин В.М., Фомичев В.П. Экспериментальное исследование сопротивления головной и цилиндрической частей модели НВ-1 при выдуве жидкости навстречу сверхзвуковому потоку // ПМТФ, 1998, Т. 39, №6, С. 110-112.

12. Коваль М.А., Швец А.И., Взаимодействие струи жидкости со втречным потоком газа. Изв. АН СССР. МЖГ. 1987. №3. С.178-181.

13. Карловский В.Н., Левин В.А., Сахаров В.И. Обтекание затупленных тел с передними иглами при наличии вдува через их поверхность // МЖГ, 1987, №4, С. 128-133.

14. Ryizhov Е., Yuriev A., Tsvetkov О. Interaction Between Trans- and Supersonic Flows and Fan-shaped Jets Injected from Nose Aerospike // AIAA-99-4950. PP. 1-8.

15. Глотов Г.Ф. Интерферирование вихревого шнура со скачками уплотнения в свободном потоке и неизобарических струях // Ученые записки ЦАГИ. Том XX. 1989. С. 21-32.

16. Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Сверхзвуковое обтекание тел при наличи внешних источников тепловыделения // Письма в ЖТФ.-1988.-Т.14, В.8.-С.684-687.

17. Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Сверхзвуковое обтекание объемных источников энерговыделения // Механика: Современные проблемы.-М.: Изд-во МГУ.-1987.-С.93-99.

18. Георгиевский П.Ю., Левин В.А. Сверхзвуковое обтекание тела при подводе тепла перед ним // Труды Математического института АН СССР.-1989.-Т.186.- С. 197-202.

19. Левин В.А., Терентьева Л.В. Сверхзвуковое обтекание конуса при теплоподводе в окрестности его вершины // МЖГ.-1993.-№ 2.-С. 110114.

20. Georgievsky P.Yu., Levin V.A. Gas dynamics effects for supersonic flow over space-distributed energy sources of high power // The 2nd Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2000.

21. Левин В., Афонина H., Георгиевский П. Возможность управления течением около летательных аппаратов с помощью внешнего подвода энергии // Институт механики МГУ, Препринт № 24-27.- 1997.

22. Georgievsky P.Yu., Levin V.A. Effective Control of Supersonic Flows Past Different Bodies by Energy Input to Incendent Flow // The 4th Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2002. PP. 40-43.

23. Georgievsky P.Yu., Levin V.A. Bow-Shock-Wave-Structure Dynamics for Pulse-Periodic Energy Input into a Supersonic Flow// The 5th Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2003.

24. Korotaeva T.A., Fomin V.M., Shashkin A.P. The effect of a local energy source on the aerodynamic characteristics of pointed bodies at supersonic flow // Proc. of ICMAR' 98, Novosibirsk.-1998.-PP. 111-116.

25. Коротаева T.A., Фомин B.M., Шашкин А.П. Пространственное сверхзвуковое обтекание заостренного тела при подводе энергии перед ним // ПМТФ. 1998. Т.39. №5. С.116-121.

26. Борзов В.Ю., Рыбка И.В., Юрьев А.С. Оценка энергозатрат при снижении лобового сопротивления тела в сверхзвуковом потоке // ИФЖ.-1992.-Т.63, № 6.-С. 659-664.

27. Арафайлов С.И. Влияние энерговыделения в ударном слое на сверхзвуковой полет тел // Изв. АН СССР.-1987.-№ 4.-С. 178-181.

28. Борзов В.Ю., Рыбка И.В., Юрьев А.С. Влияние локального энергоподвода в гиперзвуковой поток на лобовое сопротивление тел с различным затуплением // ИФЖ.-1994.-Т. 67, №5-6.-С. 355-361.

29. Артемьев В.И., Бергельсон В.И., Немчанов И.В., Орлова Т.Н., Смирнов В.А., Хазинс В.М. Эффект «тепловой» иглы перед затупленным телом в сверхзвуковом потоке // ДАН.-1990.-Т.310, № 1.-С.47-50.

30. Артемьев В.И., Бергельсон В.И., Немчанов И.В., Орлова Т.Н., Смирнов В.А., Хазинс В.М. Измененние режима свехзвукового обтекания препятствия при возникновении перед ним тонкого разреженного кананла // МЖГ.-1989.-№ 5.-С. 146-151.

31. Nemchinov I.V., Artem'evV.I.,Bergelson V.I., Khazins V.M., Orlova T.I., Rybakov V.A. Rearrangment of the bow shock shape using a "hot spike" // Shock waves.-1994.-Vol. 4, No. l.-PP. 35-40.

32. Бергельсон В.И., Медведюк С.А., Немчинов И.В., Орлова Т.И., Хазинс В.М Аэродинамические характеристики обтекаемого тела при различной локализации «тепловой иглы» // Математическое моделирование.-1996.-Т.8, № 1.- С.3-10.

33. Мирабо Л., Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н. Расчет и теория подобия эксперимента, моделирующего эффект «air-spike» в гиперзвуковой аэродинамике // ТВТ.-1998.-Т. 36, № 2.-С.304-309.

34. Lukianov G.A. Drag and heat exchange of an object in a supersonic flow with a source of energy in front of the object // The 2nd Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2000.

35. Solov'ev V.R., Krivtsov V.M., Konchakov A.M., Malmuth N.D. Supersonic body drag reduction during forebody filamentary discharge temperalnrlevolution // The 2 Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2000.

36. Третьяков П.К., Грачев Г.П., Иванченко А.И., Крайнов В.Л., Пономаренко А.Г., Тищенко В.Н. Стабилизация оптического разряда в сверхзвуковом потоке аргона // ДАН.-1994.-Т.36, № 4.- С. 466-467.

37. Третьяков П.К., Гаранин А.Ф., Грачев Г.П., Крайнев В.Л., Пономаренко А.Г., Тищенко В.Н., Яковлев В.И. Управление сверхзвуковым обтеканием тел с использованием мощного оптического пульсирующего разряда // ДАН.-1996.-Т.351, № 3.- С.339-340.

38. Tretyakov Р.К., Fomin V.M., Yakovlev V.I. New Principes of Control of Aerophysical Processes Research Development // ICMAR-96, Proc., Part 2, Novosibirsk, 1996.

39. Yakovlev V.I. Pulsating Laser Plasma in a Supersonic Flow: Experimental and Analytic Simulations // The 3rd Workshop on Magneto-Plasma

40. Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2001. PP. 238-244.

41. Борзов В.Ю., Михайлов B.M., Рыбка И.В., Савищенко Н.П., Юрьев А.С. Экспериментальное исследование сверхзвукового обтекания препятствия при эгнергоподводе в невозмущенный поток // Инженерно-физический журнал.-1994.-Т.66, № 5.- С. 515-520.

42. Мишин Г.И., Климов А.И., Гридин А.Ю. Продольный электрический разряд в сверхзвуковом потоке газа // Письма в ЖТФ.-1992.-Т.18, Вып. 15.-С. 86-92.

43. Klimov A., Lutsky A. Experimental and Numerical Investigation of Supersonic Flow Around Model N with Surface Electric Discharge // The 3rd Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2001. PP. 93-98

44. Alexandrov A.F., Ardelyan N.V., Chuvashev S.N., Ershov A.P., Kukhadze A.A., Timofeev I.B., Timofeev B.I., Shibkov V.M. Supersonic plasma flows and their influence on aerodynamics of flight // Journ. Tech. Phys., 41, I, Special Issue.-2000.-PP. 533-550.

45. Фомин B.M., Лебедев A.B., Иванченко А.И. Пространственно-энергетические характеристики электрического разряда в сверхзвуковом потоке газа // Доклады Академии наук.-1998.-Т.361, № 1.-С. 58-60.

46. Фомин В.М., Т. Алзиари де Рокфор, Лебедев А.В., Иванченко А.И. Самостоятельный тлеющий разряд в гиперзвуковом потоке воздуха // Доклады Академии наук.-2000.-Т.370, № 5.- С. 623-626.

47. Фомин В.М., Т. Алзиари де Рокфор, Лебедев А.В., Иванченко А.И. Катодные явления в самостоятельном тлеющем разряде в сверхзвуковом потоке воздуха // Доклады Академии наук.-2000.-Т.374, № 3.- С. 340-342.

48. Fomin V.M., Lebedev A.V., Ivanchenko A.I. Spatial-energetic structure ofiLglowing discharge in a supersonic gas flows // 9 International Conference on the Methods of Aerophysical Research (ICMAR'98): Proc.-Novosibirsk, 1998.-PL 2.-P. 54-57.

49. Fomin V.M., Т. Alziary de Roquefort, Lebedev A.V., Ivanchenko A.I. Streamwise electric discharge in a supersonic gas flow // 8th International Symposium on Flow Visualization (Sorrento, Italy):Proc.-S.l., 1998.-P. 214.1-214.4.

50. Kolesnichenko Y. F., Azarova O.A., Brovkin V.G., Khmara D.V., Lashkov V.A., Mashek I. Ch., Ryvkin M. I. Flow Control by MW Energy Deposition // The 5th Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2003.

51. Klimov A., Bityurin V., Vystavkin N., Kuznetsov A., Skovatkin N. Supersonic Airflow Around Model E with Plasmoid Created by Combined

52. Discharge // The 5th Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. IVTAN. 2003.

53. Гордеев В.П., Красильников A.B., Лагутин В.И., Отменников В.Н. Экспериментальное исследование возможности снижения аэродинамического сопротивления при сверхзвуковых скоростях с использованием плазменной технологии // МЖГ.-1996.-№ 2.- С. 177182.

54. Ganiev Yu. C., Gordeev V.P., Krasilnikov A.V., Lagutin V.I., Otmennikov V.N. and Panasenko A.V. Aerodynamic Drag Reduction by Plasma and Hot-Gas Injection // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. Vol. 14, No.l, January-March 2000, PP. 10-17.

55. Chernyi G. G. The Impact of Electromagnetic Energy Addition to Air Near the Flying Body on Its Aerodynamic Characteristics (Russian Contribution) // II Workshop Weakly Ionized Gases. Norfolk. AIAA. 1998. PP. 1-20.

56. Fomin V.M., Maslov A.A., Malmuth N.D., Shashkin A.P., Korotaeva T.A. Numerical Investigation of Counterflow Jet Penetration in Hypersonic Flow // Proc. 2nd Workshop on Magnetoplasma Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow. 2000. P. 116-120.

57. Fomin V.M., Maslov A.A., Malmuth N.D., Shashkin A.P., Korotaeva T.A. Numerical Simulation of Supersonic Jet Penetration in Counter Supersonic Flow // Proc. ICMAR-2000. Novosibirsk, 2000. P.2. pp. 49-53.

58. Fomin V.M., Maslov A.A., Malmuth N.D., Fomichev V.P., Shashkin A.P., Korotaeva T.A., Shiplyuk A.N., Pozdnyakov G.A. Influence of a Counterflow Plasma Jet on Supersonic Blunt-Body Pressures // AIAA Journal. Vol. 40. No. 6. June 2002. PP. 1170-1177.

59. Багаев Г.И., Лебига B.A., Приданов В.Г., Черных В.В. Сверхзвуковая аэродинамическая труба Т-325 с пониженной степенью турбулентности //Аэрофизические исследования. Новосибирск. 1972.С. 11-13.

60. Григорьев В.Д., Клименков Г.П., Омелаев А.И., Харитонов A.M. Гиперзвуковая аэродинамическая труба Т-326 // Аэрофизические исследования. Новосибирск. 1972. С. 16-18.

61. Краснов Н.Ф. Аэродинамика тел вращения. Москва. Машиностроение. 1964.

62. Манзон Б.М. Ускорение макрочастиц для управляемого термоядерного синтеза // Успехи физических наук. 1981. Том 134. Вып. 4. С.611-639.

63. Sawaoka A., Usuba S., Kondo К. Status of Electromagnetic Mass-Accelerator Development and Prospect of Application to Impact Fusion Research. Shock Waves in Condensed Matter, 1983, p.261-264.

64. Игенберс Э., Джеке Д., Шрайвер И. Новый двухкаскадный ускоритель ф для исследования удара при гиперскоростях // Ракетная техника икосмонавтика. 1975.№8. С.73-81.

65. Кубышкин А.В. Реализуемость некоторых нетрадиционных проектов создания вооружения и военной техники // Оборонная техника. 1998. №10-11. С. 13-15.

66. Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г.А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел. Новосибирск. Издательство СО РАН. 1999. 600с.

67. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях: под ред. Н.А. Златина и Г.И.Мишина. М.: Наука. 1974.s* 344 с.

68. IEEE Transactions on Magnetics. 1982. V. MAG-18. N1. (Proceedings of the Conference on Electomagnetic Launch Technology, San Diego, 1980).

69. IEEE Transactions on Magnetics. 1984. V. MAG-20. N2. (Proceedings of the 2nd Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Boston, 1983).

70. IEEE Transactions on Magnetics. 1986. V. MAG-22. N6. (Proceedings of the 3rd Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Austin, 1986).

71. IEEE Transactions on Magnetics. 1989. V. MAG-25. N1. (Proceedings of the 4th Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Austin, 1988).

72. IEEE Transactions on Magnetics. 1991. V. MAG-27. N1. (Proceedings ofth. •the 5 Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Sandestin, 1990).

73. IEEE Transactions on Magnetics. 1992. V. MAG-29. N1. (Proceedings of the 6th Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Austin, 1992).

74. IEEE Transactions on Magnetics. 1995. V. MAG-31. N1. (Proceedings of the 7th Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Sail Diego, 1994).

75. IEEE Transactions on Magnetics. 1997. V. MAG-33. N1. (Proceedings of the 8th Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Baltimore, 1996).

76. IEEE Transactions on Magnetics. 1998. V. MAG-35. N1. (Proceedings of the 9th Symposium on Electomagnetic Launch Technology, Edingburgh , 1998).

77. IEEE Transactions on Magnetics. 2001. V. MAG-37. N1. (Proceedings of the 10th Symposium on Electomagnetic Launch Technology, San Francisco, 2000).

78. IEEE Transactions on Plasma Science. Jun. 1989. V. 17. N3.th

79. Megagauss fields and pulsed power systems: Proceedings of the 5 International conference on Megagaus Field Generation and related Topics, Novosibirsk, 1989, USSR, 1990, New York.: Plenum Press, 1990.

80. Материалы I Всес. Семинара по динамике сильноточного дугового разряда в магнитном поле / Под. ред. Жукова М.Ф., Новосибирск; ИТФ СО РАН, 1990.

81. Материалы II Всес. Семинара по динамике сильноточного дугового разряда в магнитном поле / Под. ред. Накорякова В.Е., Новосибирск; ИТФ СО РАН, 1991.

82. Труды Седьмой международной конференции по генерации мегагауссных полей и родственным экспериментам, 4.2. под ред. В.К. Чернышева, В.Д. Селемира, JI.H. Пляшкевича. г. Саров. 1996.

83. Осташев В.Е., Лебедев Е.Ф., Фортов В.Е. Причины ограничения скорости разгона макротел в магнитоплазменном ускорителе // ТВТ. 1993. Т. 31. №2. С.313-320.

84. Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю., Подгорный И.М., Чуватин С.А. // Электродинамическое ускорение сгустков плазмы. ЖЭТФ. 1957. Т.ЗЗ. Вып. 1 (7). С. 3-8.

85. Thornhill L.D., Batteh J.H., Brawn J.L. // in 86. P. 552.

86. Thornhill L.D., Batteh J.H., Littrell D. M. // in 93. P. 409-421.

87. Железный В.Б., Лебедев А.Д., Плеханов A.B. Воздействие на динамику разгона якоря в РЭУ // в 95. С. 16-33.

88. Shvetsov G.A., Titov V.M. Railgun acceleratiors of macroparticles: hopes and reality // In 94., PP. 767-772.

89. Швецов Г.А., Титов B.M. Электромагнитное ускорение твердых тел. Достижения. Проблемы. Перспективы // в 97., с.866-869.

90. Rashleigh S.C. and Marshall R.A. Electromagnetic Acceleration of Macroparticles to High velocies // J. Appl. Phys. 1978. Vol. 49. P. 25402542.

91. Parker J.V. Why Plasma Armature Don't Work (And What Can Be Done About It) // In 86. P.418-424.

92. Анисимов А.Г., Губарева H.B., Мали В.И., Соболенко Т.М., Станкевич С.В., Чистяков В.П., Швецов Г.А. Взаимодействие плазменного сгустка с поверхностью электродов // В 95. С. 195-207.

93. А.Г., Тесленко Т.С. Эрозия скомпактированных взрывом Мо/Cu и W/Cu электродов в сильноточных дуговых разрядах // в 97., с. 872876.

94. Shvetsov G.A., Maly V.I., Anisimov A.G., et al. Erosion of explosively compacted Мо/Cu electrodes in high-current arc discharges // in 90., pp. 410-412.

95. Ш.Быков M.A., Джигайло H.T., Нестеренко B.M. и др. Исследование новых эрозионностойких материалов // В 96. С.357-365.

96. Лебедев А.Д., Малевинский К.В. Влияние структуры электродногоматериала на динамику плазменного поршня и эрозионные процессы // В 95. С. 160-187.

97. Лебедев А.Д., Смолянинов А.Н. Экспериментальное исследование влияния состояния поверхности и материала электродов на динамику плазменного сгустка в рельсотроне // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1990. Вып.2. С. 77-83.

98. Tower М.М., Haight С.Н. Development of a High-Energy Distributed Energy Source Electromagnetic Railgun with Iproved Energy Conversion

99. Efficiency // In 84. P.298-301.

100. Hawke R.S., Nellis W.J., Rego J. et al. Rail Accelerator Development for Ultra-High Pressure Research // In 84. P.291 -294.

101. Hawke R.S. , Nellis W.J., Rego J., and Susoeff A.R. Summary of Launcher Experiments performed at LLNL // In 85. P. 1510-1515.

102. Usuba S., Kondo K., Sawaoka A. Development of Railgun Acceleration With Two-stage Light Gas Gmi./Лп 84. P. 260-263.

103. Hawke R.S., Asay J.R. Summary of a Decade of Railgun Development for High Pressure Research // In 94. P. 773-780.

104. Hawke R.S., Susoeff A.R., Asay J.R. et. all. Railgun Performance with a Two-Stage Light-Gas Gun Injector // In 87. P.28-32.

105. Hawke R.S., Asay J.R., Hall C.A., et al. Armature formation in railgun using a two-stage light-gas gun injector // In 93. P. 378-385.

106. Parker J.V. Prototype Testing for a Hybrid Gas-Gun/Railgun Device// In 94. P. 781-789.

107. Дробышевский Э.М., Розов С.И., Жуков Б.Г., Куракин P.O., Соколов

108. B.М. Влияние размера плазменного поршня на эффективность электродинамического ускорения тела // Письма в ЖТФ. 1991. Том 17. Вып.2. С. 23-27.

109. Потоцкий А.П., Лебедев А.Д., Котова Л.Г., Халимуллин Ю.А. Устойчивость плазменного якоря в комбинированном двухкаскадном ускорителе // в 97. с.897-901.

110. Плеханов А.В., Кудрявцев А.В., Железный В.Б., Хандрыга Д.В. Исследование особенностей разгона макрочастиц в магнитоплазменном ускорителе // ПМТФ, 1996, т.37, №1, с. 15-20.

111. Швецов Г.А., Титов В.М., Башкатов Ю.Л., Стадниченко И.А., Орлов А.В. Исследование работы рельсотронного ускорителя твердых тел с питанием от взрывного МГД-генератора // ФГВ. 1984. 20. №3. С. 111115.

112. Toshiaki Mario, Kazumi Fujioka, Kenji Nagaoka, et al. Electromagnetic Acceleration with Augmented Rails // In 87. P. 65-67.

113. Осташев B.E., Поляков A.A., Фатьянов O.B. Эволюция тока в МПУ-канале с дополнительным подмагничиванием // ТВТ. 1992. Т. 30. №2.1. C. 379-384.

114. Фатьянов О.В., Осташев В.Е., Лопырев А.Н., Ульянов А.В. Электромагнитные конфигурации рельсотронов // ТВТ, 1993, т.31, №3, с. 462-468.

115. Фатьянов О.В., Осташев В.Е., Лебедев Е.Ф. Плазмодинамический разряд в МПУ-каналах с различным направлением токоподвода // ТВТ. 1993. Т.31.№4. С.656-661.

116. Загорский А. В., Кацнельсон С.С., Правдин С.С., Фомичев В.П. О роли лидера в канале рельсотрона при больших скоростях метания // Сибирский физико-технический журнал. 1992. Вып. С.50-54.

117. Фатьянов О.В., Осташев В.Е., Лебедев Е.Ф. Плазмодинамический разряд в МПУ-каналах с различным направлением токоподвода // ТВТ. 1993. Т.31. №4. С.656-661.

118. Beno J.H. An Investigation into the Potential for Multiple Rail Railguns // In86. P. 92-96.

119. Beno J.H. Active Current Management for Four-Rail Railguns // In 87. P. 39-44.

120. Usuba S., Kukudate Y., Yosha M., et al. Performance of Discrete Electrode Railgun // In 87. P. 611-616.

121. Marshall R. The TAERF Scientific Railgun Theoretical Performance // In87. P. 11-15.

122. Parker J.V. Electromagnetic projectile acceleration utilizing distributed energy sources // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. N. 10. P. 6710-6723.

123. Haight C.H., Tower M.M. Distributed Energy Store (DES) Railgun Development //In 85. P.1499-1502.

124. Holland L.D, Distributed-Current-Feed and Distributeed-Energy-Store Railguns // In 84. P. 272-275.

125. Haight C.H., Tower M.M. Distributed Energy Store (DES) Railgun Development//In 85. P.1499-1502.

126. Parker J.V. The SRS Railgun: A New Approach to Restrike Control // In 86. P.418-424.

127. Протасов Ю.С., Чувашев С.Н., Осташев В.Е., Фортов В.Е. О механизмах и критериях потери устойчивости плазмодинамических разрядов с токовой оболочкой // ДАН. 1989. Т. 309. №2. С. 339-343.

128. Кацнельсон С.С., Загорский А.В. Влияние начального состояния на эффективность разгона в рельсовых электромагнитных ускорителях масс // ПМТФ, 2001,Т.42, № 1, С. 13-16

129. Забабахин Е.И. Явления неограниченной кумуляции. Механика в СССР за 50 лет. Т.2. М.: Наука. 1970. С. 313-342.

130. Лаптев В.И, Тришин Ю.А. // ПМТФ. 1974. №6. С. 128-132.

131. Болчан, Коуэн // Приборы для научных исследований. 1964. Т.4. №8. С. 3-10.

132. Альтшулер Л.В., Трунин Р.Ф., Крупников К.К., Панов Н.В. // Успехи физических наук. 1996. Т. 166. №5. С. 575-581.

133. Альтшулер Л.В., Трунин Р.Ф., Урлин В.Д., Фортов В.Е., Фунтиков А.И. // Успехи физических наук. 1999. Т.169. №3. С. 323-344.

134. Fomichev V.P. and Pravdin S.S. Investigation of Discharge in a Railgun by means of Rogowski Coils // IEEE Transactions on Magnetics. Vol. 33. No. 1. January 1997. P.538-543.

135. Fomichev V.P. and Pravdin S.S. Investigation of Dynamic and Structure of a Plasma Armature in the Railgun by means of Rogowsky Inductions Coils // IEEE Ttansactions on Magnetics, vol. 31, No. 1, 1995. C.

136. Подзин B.E., Поздняков Г.А., Правдин C.C., Пушкарева Т.П., Фомичев В.П. Измерение кинематических характеристик снаряда в рельсотроне с помощью поясов Роговского // Теплофизика и аэромеханика. Т.2. №1. 1995. С. 89-92.

137. Бердюгин А.Е., Кучин А.А., Фомичев В.П. Экспериментальное определение баллистического коэффициента тела кубической формы,метаемого рельсовым ускорителем // Теплофизика и аэромеханика. Т. 1. №2. 1994. С. 147-150.

138. Фомин В.М., Постников Б.В., Сапожников Г.А., Фомичев В.П. Многоступенчатый метод разгона тел // Доклады Академии Наук. 2000. Т. 374. №2. С. 198-201.

139. Fomin V.M., Postnikov B.V., Sapozhnikov G.A., and Fomichev V.P. Multistage Method for Acceleration of Bodies by a Railgun //19— International Symposium on Ballistics. Interlaken. Switzerland. 7-11 May 2001. PP.257-265.

140. Постников Б.В. Метание макротел рельсовым ускорителем с пересжатием плазменного поршня // Тезисы Всероссиийской конференции молодых ученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии», 29-31 октября 2001 г., с. 38-39.

141. Труды Международного семинара «Гидродинамика высоких плотностей энергии». 11-15 августа 2003 г., Новосибирск, Россия.

142. Постников Б.В., Сапожников Г.А., Фомин В.М., Фомичев В.П. Двухступенчатый рельсовый ускоритель с пересжатым плазменным поршнем // в 155.

143. Правдин С.С., Фомичев В.П. Исследование токовой структуры и динамики процессов в рельсотроне // в 155.

144. Бахтин Б.И., Бездомников А.В., Беляков Ю.И., Ивашев А.И. Электродинамическая стартовая система // Оборонная техника, №8-9, 1994, с. 50-52.

145. Маликов В.Г. Разработка систем электромагнитного оружия за рубежом // Оборонная техника, №8-9, 1995, с. 25-27

146. Маликов В.Г. Суперэффективные системы оружия/ / Оборонная техника, №9-10, 1999, с. 89-90.

147. IEEE Transactions on Magnetics. 2003. V. MAG-39. N1. (Proceedings of the 11th Symposium on Electomagnetic Launch Technology, La Couple, Saint-Louis, 2002).

148. McNab Ian R. Launch to Space With an Electromagnetic Railgun // in 161., PP.295-304.