•
первая стадия соответствует случаю, когда весь объем лазерного
факела движется от конденсированной преграды в сторону невозму-
щенной газовой среды (давление за ударной волной сопоставимо с
давлением внутри объема плазменного образования). При этом пер-
вая стадия может быть представлена в виде начальной фазы — фазы
формирования лазерного факела — и фазы затухания, когда ударно-
волновые характеристики лазерного факела деградируют с течением
времени;
•
вторая стадия соответствует случаю, когда лишь ударная волна
(отделяющая лазерный факел от окружающей невозмущенной среды)
движется в сторону невозмущенной газовой среды, а б ´ольшая часть
объема плазменного образования схлопывается на оси системы ко-
ординат
rz
. В этом случае давление за ударной волной существенно
(приблизительно на порядок) превышает давление внутри объема ла-
зерного факела, а динамический напор внутри лазерного факела не-
велик. Такая особенность в пространственном распределении давле-
ния приводит к появлению возвратного движения внутри плазменного
образования (часть плазмы начинает двигаться в сторону облучаемой
мишени и оси симметрии плазменного образования).
На рис. 5,
б
–8,
а
показаны пространственные распределения га-
зодинамических параметров, полученные в первой группе двумер-
ных расчетов (
q
Laz
= 2
·
10
7
Вт
/
см
2
,
E
Laz
= 0
,
3
Дж,
t
Laz
= 500
нс,
P
∞
= 0
,
1
атм,
P
∞
= 1
атм
)
. Сразу отметим, что в данной груп-
пе расчетов (в отличие от одномерных расчетов) на ранних фазах
образования и расширения лазерного факела наблюдается оптический
пробой.
На рис. 5,
а, в
показаны двумерные распределения, соответствую-
щие начальной фазе первой стадии формирования лазерного факела
и демонстрируют волновую структуру сильно недорасширенной им-
пульсной струи паров материала преграды, истекающей в затопленное
пространство, состоящее из плазмы воздуха и эрозионных паров.
В этой фазе расширения (см. рис. 5,
а, в
) вблизи поверхности ми-
шени на границе лазерного факела и окружающей среды формируется
ударно-волновой комплекс, состоящий из двух ударных волн (УВ) —
внешней УВ, распространяющейся в невозмущенной газовой среде, и
внутренней УВ, двигающейся внутри плазменного образования лазер-
ного факела), разделенных между собой контактной границей.
Из пространственных распределений, приведенных на рис. 5,
а, в
,
следует, что при достаточно больших значениях степени нерасчетно-
сти
n
=
P
a
P
∞
100
(
P
a
— давление на поверхности мишени в обла-
сти испарения) вблизи края пятна облучения мишени в окружающем
воздухе на начальной стадии взаимодействия возникает система боч-
кообразных УВ (см. рис. 5,
а, в
), распространяющихся в направлении
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 4 65
