11 / 14
при одинаковых значениях запасенной в накопителе энергии
W
Σ
и па-
раметра
А
скорость плазменного образования в ИПУ с двухзвенной
емкостной формирующей линией будет превышать скорость плазмы в
ИПУ с одиночной емкостью. Здесь отметим, что двухзвенная форми-
рующая линия в диапазоне изменения
0
,
04
≤
A
≤
0
,
4
представляется
наиболее выгодной по сравнению с 3-звенными и более формирую-
щими линиями (см. рис. 5).
Рассмотрение случаев со значениями параметра
A
≤
0
,
04
не пред-
ставляет интереса по причинам малости скоростей генерируемых
плазменных образований и нарушения работоспособности предло-
женной модели расчета.
В заключение проведем расчет оптимальных параметров ИППУ,
описанных в работах [4, 5].
В установке [5] в качестве накопителя энергии ИПУ реализована
5-звенная емкостная формирующая линия. Полная емкость накопите-
ля энергии выбрана равной
C
Σ
≈
600
мкФ, а емкость конденсатора
первого звена равна
C
0
=
C
Σ
/
5 = 120
мкФ. При напряжении зарядки
U
0
= 4
кВ запасаемая полная энергия накопителя
W
Σ
≈
5
кДж. Элек-
тродный канал представлял собой систему коаксиальных электродов
с радиусом внутреннего электрода (катода)
r
1
= 12
,
5
мм, радиусом
анода
r
2
= 17
,
5
мм и длиной канала
l
= 200
мм. Полное активное со-
противление
R
Σ
и индуктивность
L
0
оцениваются как
R
Σ
≈
5
∙
10
−
3
Ом
и
L
0
= 2
мкГн. Значение ускоряемой массы
m
0
составляло
2
∙
10
−
5
кг
(при
β
≈
0
,
5
).
Основные безразмерные электротехнические параметры равны:
ε
≈
0
,
1
θ
≈
0
,
07
. Значение силового параметра
A
≈
0
,
04
. При указан-
ных параметрах безразмерная скорость плазменного образования на
выходе из электродного канала может достигать значений не более
0,03, а следовательно, размерное значение скорости может составлять
∼
0
,
6
км/с.
Из результатов настоящей работы следует, что в качестве накопите-
ля энергии ИПУ следует выбрать (поскольку
A
≤
0
,
4
) либо накопитель
с одиночной емкостью, либо двухзвенную емкостную формирующую
линию. Оценим параметры ИПУ для этих двух вариантов реализации.
Для накопителя с одиночной емкостью (
n
= 1
)
C
0
=
C
Σ
= 600
мкФ
силовой параметр можно увеличить до
A
1
≈
0
,
2
, а соответствующее
значение показателя энергетической эффективности до
ϕ
1
≈
0
,
2
.
Для
n
= 2
емкость конденсатора первого звена (для заданных
W
Σ
и
U
0
) равна
C
0
=
C
Σ
/
2 = 300
мкФ, а силовой параметр
A
2
≈
0
,
1
.
Показатель энергетической эффективности в этом случае
ϕ
2
≈
0
,
2
приблизительно равен
ϕ
1
≈
0
,
2
. Следовательно, скорость плазменного
образования для обоих вариантов будет приблизительно одинакова и
составит, как следует из (8),
∼
3
км/с.
96 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 4