Источник плазмы как конечное звено системы обеспечения его функционирования, страница 7

Поскольку при изменении параметров работы источника, возможен переход с одного вида разряда на другой, а любой источник, как правило, нормально может работать, только используя один вид разряда, то границы зоны рабочих режимов источника плазмы не могут быть шире, чем границы реализации в нем именно того вида разряда, на который он рассчитан. Реально же источник плазмы сохраняет свою работоспособность в гораздо более узком диапазоне параметров, определяемом его назначением.

Требования к стабильности параметров разряда является следствием требований к стабильности параметров плазменных образований. Наиболее высокие требования к стабильности параметров ЭРД по тяге, это около 1%. Разряды, применяемые в промышленности, не требуют столь высокой стабильности и точности поддержания их параметров.

К сожалению, стабильность параметров источника плазмы еще не гарантирует стабильность параметров плазменного образования. Дело в том, что при определенных условиях в плазменном образовании могут возникнуть так называемые неустойчивости, т.е. развиваются колебательные процессы, приводящие к изменению параметров ПО и, как правило, к излучению энергии из ПО Не менее, если не более подвержен развитию колебательных процессов и сам генератор плазмы, вместе с системами, обеспечивающими его работу. Следствием этого всегда являются изменение параметров, как генератора, так и создаваемого с его помощью ПО.

Если ЭРД – однорежимный источник плазмы, требующий высокой стабильности параметров, то технологические источники различного назначения требуют возможности регулирования их параметров. Как правило, в технологических источниках возникает необходимость в регулировании либо температуры какой-то компоненты плазмы, т.е. энергии частиц какого-то сорта, либо просто в величине вкладываемой в разряд мощности. Если плазменное образование находится в вакуумной камере, то, в принципе, накладывая на область его существования магнитные или электрические поля, можно в известной степени влиять на его параметры. Если же создается струя плазмы, истекающая в вакуум, то возможностей повлиять на ее поведения после ухода плазмы от источника практически нет, т.е. параметры П.О. можно изменить, изменяя параметры источника, что возможно реализовать изменяя величины массового расхода, разрядной мощности, магнитного поля, т.е. входных параметров источника плазмы или выходных параметров систем его обеспечения.

1.1.4. Влияние выходных параметров систем обеспечения функционирования источника плазмы на режим его работы.

В любом источнике плазмы происходят по сути аналогичные процессы, т. е. имеет место поступление рабочего тела в разрядный промежуток, где оно более или менее эффективно ионизируется и превращается в плазму, а плазма полностью или частично выводится из источника, формируя плазменное образование. По вполне понятным причинам, число частиц, поступающих в источник от СХПРТ, будет равно числу частиц, покидающим его в конечный момент времени. Необходимо отметить, что речь идет о полном числе частиц как нейтральных, так и тяжелых заряженных (ионов). Но для сохранения баланса, необходимо учитывать только число нейтральных частиц и ионов, т. к. из одной нейтральной частицы может образовываться один ион (хотя бы и многозарядный), а вот число электронов может быть различным, в зависимости от процессов, происходящих в разряде. Обозначая секундный расход частиц на входе в генератор плазмы как , а расход нейтральных частиц на выходе, как  и расход ионов, как  приходим к простому уравнению баланса частиц:

.                                         (1.1.4.)

В некоторых случаях, расход ионов на выходе генератора плазмы, связан с расходом частиц РТ на его входе через коэффициент, который разумно назвать коэффициентом использования рабочего вещества x. Иногда он совпадает со степенью ионизации η РТ, а иногда нет, т. к. на величину x влияет характер или вернее организация процессов в плазменном устройстве. Исходя из этого, при необходимости, возможно видоизменить приведенную выше связь: