Установлено, что при работе ЭМД (сильноточного ускорителя плазмы) за срез анода выносится до 20…30% полного тока разряда при протяженности токов выноса не более калибра ускорителя. Исследование рабочего процесса и параметров ЭМД может проводиться в квазистационарном режиме, что существенно облегчает условия моделирования работы сильноточных ускорителей плазмы в области больших мощностей, которые трудно реализовать в стационарных условиях. Если используются импульсы тока прямоугольной формы длительностью 10-8 с, то течение плазмы устанавливается, а тепловые процессы на электродах нет. Такой подход обладает следующими преимуществами: облегчаются требования к испытательному оборудованию при работе с максимальными разрядными токами до 105 А, к конструкционным материалам и к измерительным системам. Однако при работе в таком режиме должны быть приняты специальные меры для устранения влияния процессов сорбции газов и паров конструкционными материалами. Для этого проводят предварительную тренировку тракта ЭМД.
При испытании торцевого ЭМД (сильноточного плазменного ускорителя) в квазистационарном режиме необходимо обеспечить импульсную подачу рабочего тела. Например, для подачи аргона (при сохранении постоянства его расхода за время импульса тока ~10-3 с) использовалась ударная труба, которая присоединялась к ресиверу высокого давления.
При проведении таких испытаний исследуются распределения: потенциалов, электронной температуры, скоростей и т. д. Для этого комплексно используются различные диагностические методы: зондовые, спектральные, микроволновое зондирование, высокоскоростное фотографирование и т. д.
4.9.3. Испытания импульсных двигателей (ЭМД)
Для проведения испытаний импульсных ЭМД (импульсных ускорителей плазмы) необходимо иметь комплекс испытательного стендового оборудования и контрольно-измерительных приборов.
Стенд должен иметь вакуумную камеру, в которой создается и поддерживается высокий вакуум, порядка 1,3*10-3…1,3*10-4 Па. Такой вакуум необходим, чтобы результаты испытаний не были искажены влиянием остаточного газа. Для того чтобы со стенок вакуумной камеры не было газовыделения, осуществляют ее тренировку. Важно исключить возможность эрозии внутренней поверхности вакуумной камеры при попадании плазмы. Для этого камера должна иметь достаточные размеры, а для ее изготовления могут использоваться диэлектрические материалы.
Стенд, предназначенный для испытаний импульсных ЭМД, имеет силовые электрические конденсаторы.
Стенд оборудован системой питания ЭМД рабочим телом. Важным элементом такой системы являются быстродействующие клапаны и дозирующие устройства. Могут применяться различные конструкции клапанов (электромагнитные, пьезоэлектрические и т. п.). На стенде должно быть поджигающее устройство, которое необходимо для запуска ЭМД.
Основная особенность применяемой измерительной аппаратуры — быстродействие, возможность регистрации быстропротекающих процессов.
Для измерения электрических характеристик импульсного ЭМД и параметров плазмы используются следующие методы:
Ø импульсная осциллография, которая обеспечивает возможность регистрации тока и напряжения: ток измеряется с помощью измерительного трансформатора (пояс Роговского), а напряжение с помощью делителя;
Ø зондовые методы (электрический зонд Ленгмюра; цилиндр Фарадея и т. п.);
Ø кинофотографическая регистрация (режимы покадровой съемки и щелевой развертки);
Ø голографический метод;
Ø оптическая диагностика (теневой и интерферометрический методы);
Ø СВЧ - диагностика;
Ø активная корпускулярная диагностика (с использованием пучков легких атомов и ионов);
Ø масс-спектрометрические методы;
Ø спектральные методы диагностики (эффект Доплера, временная развертка спектра);
Ø калориметрия плазмы (определение энергии плазменных сгустков).
Для оценки импульсного ЭМД, как двигательной установки, важное значение имеет измерение параметров импульсов и силы тяги (силы отдачи).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.