Влияние полярности и скорости роста тока вакуумного сильноточного разряда на характеристики плазменных струй

Аннотация

В работе представлены результаты экспериментального исследования плазменных потоков, сформированных высоковольтным сильноточным вакуумным разрядом, инициированным напряжением 50–70 кВ по поверхности диэлектрической вставки из корунда. Схемные модификации емкостных накопителей и диапазон рабочих напряжений позволяли изменять амплитуду тока колебательного разряда от 5 до 18 кА с полупериодами 630, 900, 1 250 и 2 500 нс. Измерение скорости плазменного потока с помощью двойных зондов с опорным электродом по времяпролетной методике позволило установить, что плазменный поток имеет максимальную скорость в начальной стадии формирования разряда на участке фронта до половины амплитуды тока. Это означает, что плазменная струя формируется в области максимальной скорости нарастания тока и ее скорость возрастает с 5 см/мкс до 12 см/мкс при увеличении средней скоростью нарастания тока от 6 до 50 А/нс. Для электродов из меди и алюминия протестировано влияние полярности центрального электрода на характеристики плазменного потока. При отрицательной полярности центрального электрода скорость плазмы на 10–15% ниже, чем при положительной полярности. Это связано с лучшей фокусировкой плазменной струи при положительной полярности за счет сжатия плазмы собственным магнитным полем тока разряда. Установленный экспериментальный факт является подтверждением важности роли электродинамического механизма ускорения токонесущей плазмы сильноточного вакуумного разряда