4 / 14
Рис. 1. Схема ИППУ с ССП:
1
— стационарные плазмотроны;
2
— межэлектродная вставка;
3
— анод;
4
— катод;
5
— область невозмущенного стационарного течения плазмы;
6
— формируемое
плазменное образование;
7
— газ слева от движущегося плазменного образования;
8
— зона инициации импульсного разряда;
9
— коммутатор импульсного сильноточ-
ного разряда
поршень переменной массы
m
(
z
)
движется под действием силы маг-
нитного давления, а силами газостатического давления среды можно
пренебречь. Такое допущение оправдано [8] наличием перетока части
нагретой плазмы через поршень, так что ускоряется лишь часть газа,
выталкиваемая поршнем, а другая часть попадает обратно в область
слева от поршня, образуя область нагретого (до температуры 3. . . 4 кK)
газа с приблизительно атмосферным давлением.
Следует обратить внимание на то, что ускорение магнитного порш-
ня осуществляется до скоростей
v
п
, превышающих скорость звука в
разреженной плазме. Поэтому перед поршнем формируется ударная
волна (УВ), движущаяся со скоростью
D
и вовлекающая в движение
дополнительную к
m
(
z
(
t
))
массу газа
Δ
m
ув
(
t
)
≈
ρ
п
S
t
Z
0
(
D
−
v
п
)
dt
(здесь
ρ
п
— плотность ударно сжатого газа в поршне,
S
— пло-
щадь поперечного сечения канала ИПУ). Учитывая, что для силь-
ной УВ:
D
≈
γ
+ 1
2
v
п
, а значение показателя адиабаты
γ
в обла-
сти температур разреженной плазмы
T
п
≈
3
кK составляет 1,2–1,25
(для воздуха), то, следовательно, масса вытесненного поршнем га-
за
m
(
z
(
t
)) =
ρ
п
S
t
Z
0
v
п
dt
существенно больше, чем
Δ
m
ув
(
t
)
≈
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 89