Рассмотрены плазмохимические процессы в больших областях воздуха (на больших временах) в экстремальных грозовых и атмосферных условиях. Проведено математическое моделирование, на основе которого оценены эффективные величины приведенных напряжённостей электрических полей при лавинном развитии процессов нагрева газа. Оценены величины температуры локального разогрева. Дана оценка роли острий в объеме газа в исследуемых процессах развития нагрева. Развитие разрядов на этих объектах может порождать появление очагов свечения и воспламенения углеводородных материалов, которые будут проявляться в виде огней Хессдалена и лесных светящихся шаров.
effective value of effective ionization electric field in dry and humid air has been conducted. Values of local heating temperature have been estimated. Effect of spikes in the considered processes has been estimated. Appearance of discharges near these objects can lead to local heating to temperatures typical for ignition of hydrocarbons. These events can be realized in the form of Hessdallen lights and forest fireballs.
Идентификаторы и классификаторы
В работе проведены расчеты эффективных электрических полей, которые могут приводить к локальному разогреву воздуха в экстремальных физических условиях.
Температура нагрева воздуха вполне может достигать значения Т = 2500 К. При такой температуре возможно воспламенение углеводородных материалов: древесины, деревянных построек, исходящего из Земли метана и др.
Результаты наших расчетов находятся в разумном согласии (до 30 %) с данными расчётов [17] для cухого воздуха при давлении 13 кПа, E/N = 310-16 Всм2 и скорости ионизации пучком электронов Q = 31015см-3с-1 на временах порядка 0,1 с. При больших временах наши результаты растут, а в [17] падают. Это, видимо, связано с тем, что в [17] не проводилось одновременного расчета температуры газа. С ростом температуры газа увеличиваются скорости отлипания электронов от молекул кислорода и уменьшаются коэффициенты рекомбинации электронов и ионов [18], причем эффективные значения концентрации электронов тоже растут.
Следует учитывать роль проводящих острий. В частности, при отношении продольных и поперечных размеров тонких предметов a / b 8—10, будет происходить усиление поля у острия, и, следовательно, реализовываться локальный разогрев или воспламенение углеводородов. Именно развитие таких разрядов может порождать появление очагов свечения, которые будут проявляться в виде различного рода огней (типа огней Хессдаллена и лесных светящихся шаров).
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Мазур И. И., Иванов О. П. Опасные природные процессы. — М.: Экономика, 2004.
2. Драйсден Д. Введение в динамику пожаров. — М.: Стройиздат, 1990.
3. Taylor A. R. Forest Fire. In Yearbook of Science and Technology — McGraw-Hill, 1974.
4. Хргиан А. Х. Физическая метеорология. В разделе «Метеорология и климатология». Т. 3. Итоги науки и техники. — М.: ВИНИТИ, 1976.
5. Reiter R. Phenomena in Atmospheric and Environmental Electricity. — Amsterdam-London-New-York: Elsevier, 1992.
6. Enomoto Y., Hashimoto T. // Nature. 1990. V. 346. P. 641.
7. Zou Y.-S. // Physica Scripta. 1995. V. 52. P. 726.
8. Икея М. Землетрясения и животные. — М.: Научный Мир, 2008.
9. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. — М.: Наука, 1982.
10. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — M.: Наука, 1992.
11. Ardelyan N. V., Bychkov V. L., Bychkov D. V., et al. / In Plasma Assisted Combustion, Gasification and Pollution Control. Chapter 3. Electron-Beam and Non-Self-Maintained Driven Plasmas for PAC. (Denver: Outskirts press, 2013).
12. Ardelyan N. V., Bychkov V. L., Kosmachevskii K. V., et al. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2013. V. 41. P. 3240.
13. Ardelyan N. V., Bychkov V. L., Kosmachevskii K. V., et al. / AIAA-2009-0693. 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting. 5–8 January 2009. Electron-beams for Plasma Impact on Gas Flammable Mixtures (Orlando World Center Marriott. Orlando. Florida).
14. Kostinsky A. Y., Matveev A. A., Silakov V. P., et al. // Plasma Sources. Sci. Tech. 1992. V. 1. P. 207.
15. Konovalov V. P. // Journal of Technical Physics. 1993. V. 63. P. 23.
16. Коновалов В. П., Сон Е. Е. // Химия плазмы. 1987. Т. 14. С. 194.
17. Александров Н. Л., Высикайло Ф. И., Исламов Р. Ш. и др. // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19. С. 485.
18. Мнацаканян А. Х., Найдис Г. В. // Химия плазмы. 1987. Т. 14. С. 227.
1. I. I. Mazur and O. P. Ivanov, Danger Nature Processes (Ekonomika, Moscow, 2004) [in Russian].
2. D. Draisden, Introduction in Dynamics of Fires (Stroiizdat, Moscow, 1990) [in Russian].
3. A. R. Taylor, Forest Fire. In Yearbook of Science and Technology (McGraw-Hill, 1974).
4. A. Kh. Khrgian, Physical Meteorology, in Book: Itogi Nauki Tekhniki Vol. 3 (VINITI, Moscow, 1976).
5. R. Reiter Phenomena in Atmospheric and Environmental Electricity. — Amsterdam-London-New-York: Elsevier, 1992.
6. Y. Enomoto and T. Hashimoto, Nature 346, 641 (1990).
7. Y.-S. Zou, Physica Scripta 52, 726 (1995).
8. M. Ikeya, Macroseisms and Animals. (nauch. Mir, Moscow, 2008) [in Russian].
9. L. D. Landau and E. M. Lifshits, Electrodynamics of Continua (Nauka, Moscow, 1982) [in Russian].
10. Yu. P. Raizer, Physics of Gas Discharge (Nauka, Moscow, 1992) [in Russian].
11. N. V. Ardelyan, V. L. Bychkov, D. V. Bychkov, et al., in Proc. Plasma Assisted Combustion, Gasification and Pollution Control. Chapter 3. Electron-Beam and Non-Self-Maintained Driven Plasmas for PAC. (Denver: Outskirts press, 2013).
12. N. V. Ardelyan, V. L. Bychkov, K. V. Kosmachevskii, et al., IEEE Transactions on Plasma Science 41, 3240 (2013).
13. N. V. Ardelyan, V. L. Bychkov, K. V. Kosmachevskii, et al., in Proc. AIAA-2009-0693. 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting. 5–8 January 2009. Electron-beams for Plasma Impact on Gas Flammable Mixtures (Orlando World Center Marriott. Orlando. Florida).
14. A. Y. Kostinsky, A. A. Matveev, V. P. Silakov, et al., Plasma Sources. Sci. Tech. 1, 207 (1992).
15. V. P. Konovalov, Tech. Phys. 63, 23 (1993).
16. V. P. Konovalov and E. E. Son, Chemistry of Plasma 14, 194 (1987).
17. N. L. Aleksandrov, F. I. Vysikailo, R. Sh. Islamov, et al., High Temp. 19, 485 (1981).
18. A. Kh. Mnatsakanyan and G. V. Naidis, Chemistry of Plasma 14, 227 (1987).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Гитлин М. С. Визуализация пространственного распределения интенсивности миллиметровых волн при помощи оптического континуума, излучаемого газовым разрядом в смеси Cs–Xe. Часть I. Метод и его физические основы (обзор) 515
Шемухин А. А., Назаров А. В., Кожемяко А. В., Балакшин Ю. В. Влияние энергии ионов пучка Si+ на образование дефектов и твердофазную рекристаллизацию вблизи границы раздела кремний-сапфир 537
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Асюнин В. И., Бушин С. А., Давыдов С. Г., Долгов А. Н., Пилюшенко А. В., Пшеничный А. А., Ревазов В. О., Якубов Р. Х. Эрозионные процессы в малогабаритном вакуумном разряднике с искровым поджигом 542
Арделян Н. В., Бычков В. Л., Космачевский К. В., Максимов Д. С. Ионизация воздуха в предгрозовых атмосферных условиях 553
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Бурлаков И. Д., Болтарь К. О., Мирофянченко А. Е., Власов П. В., Лопухин А. А., Пряникова Е. В., Соловьев В. А., Семенов А. Н., Мельцер Б. Я., Комиссарова Т. А., Львова Т. В., Иванов С. В. Исследование структур InSb, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии 559
Дражников Б. Н., Козлов К. В., Кузнецов П. А., Соляков В. Н. Анализ эффективности пространственной фильтрации сигналов на выходе фотоприемного устройства с режимом временной задержки и накопления 566
Жегалов С. И., Фадеев В. В. Исследование нейронной схемы формирования изображения для фотоприемного устройства с микросканированием 573
Яковлева Н. И., Никонов А. В., Шабаров В. В. Экспериментальные исследования и расчеты спектральной зависимости коэффициента поглощения в однослойных эпитаксиальных структурах HgCdTe 579
Лобачев А. В., Соломонова Н. А., Тресак В. К., Шкетов А. И., Фирсенкова Ю. А. Исследование коэффициента фотоэлектрической связи ультрафиолетового матричного фотоприемного устройства 589
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Высикайло Ф. И., Митин В. С., Митин А. В., Краснобаев Н. Н., Беляев В. В. Высокоскоростное ионно-плазменное магнетронное распыление для металлизации керамических теплоотводов мощных СВЧ-транзисторов (обзор) 594
ИНФОРМАЦИЯ
XLIII Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу 604
24-я Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения 607
Сводный перечень статей, опубликованных в журнале «Успехи прикладной физики» в 2015 г. 608
Правила для авторов 610
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
M. S. Gitlin Imaging of millimeter wave intensity profiles using a visible continuum radiation from a Cs–Xe DC discharge. Part I. A technique and its fundamentals (a review) 515
A. A. Shemukhin, A. V. Nazarov, A. V. Kozhemyako, and Yu. V. Balakshin The influence of the ion energy for the Si+ beam on the defect formation and solid-phase recrystallization near the silicon-sapphire interface 537
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
V. I. Asiunin, S. A. Bushin, S. G. Davydov, A. N. Dolgov, A. V. Pilyushenko, A. A. Pshenichniy, V. O. Revazov, and R. Kh. Yakubov Erosion processes in a small-size vacuum spark gap 542
N. V. Ardelyan, V. L. Bychkov, K. V. Kosmachevskii, and D. S. Maximov Air ionization under extreme physical conditions 553
PHOTOELECTRONICS
I. D. Burlakov, K. O. Boltar, A. E. Mirofyanchenko, P. V. Vlasov, A. A. Lopukhin, E. V. Pryanikova, V. A. Solov’ev, A. N. Semenov, B. Ya. Mel’tser, T. A. Komissarova, T. V. L’vova, and S. V. Ivanov Investigation of InSb structures grown by molecular beam epitaxy 559
B. N. Drajnikov, K. V. Kozlov, P. A. Kyznetsov, and V. N. Solyakov The analysis of TDI FPA images dimensional filtration efficiency 566
S. I. Zhegalov and V. V. Fadeev A neural scheme for the FPA image formation with microscanning 573
N. I. Iakovleva, V. Nikonov, and V. V. Shabarov Investigation and calculation of absorption spectra in the HgCdTe single-layer epitaxial structures 579
A. V. Lobachyov, N. A. Solomonova, V. C. Tresak, A. I. Shketov, and Yu. A. Firsenkova The dependence of the coefficient of pixel crosstalk for a ultraviolet FPA on the operating point 589
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
P. I. Vysikaylo, V. S. Mitin, A. V. Mitin, N. N. Krasnobaev, and V. V. Belyaev Using the high-speed ion plasma magnetron sputtering to metallization of ceramic heatsinks in cooling devices of the powerful microwave transistors (a review) 594
INFORMATION
XLIII International Zvenigorod Conference on Plasma Physics and Controlled Thermonuclear Fusion 604
XXIV International Conference on Photoelectronics and Nigth Vision Devices 607
The summary list of the articles published in Uspekhi Prikladnoi Fiziki in 2015 608
Rules for authors 610
Другие статьи выпуска
Обобщены экспериментальные и теоретические исследования механизма адгезии металлического покрытия к керамической подложке на примере оксида бериллия. Предложенный механизм адгезии основывается на увеличении концентрации структурных дефектов (вакансий) и электронно-обменном взаимодействии пары металл-оксид бериллия при температурной активации процесса. Аналитически и экспериментально для различных металлов обоснованы и рекомендованы оптимальные режимы осаждения покрытия (температура и время осаждения, энергия активации) с максимальным значением адгезии металлического покрытия.
Приведены результаты измерений величины фотоэлектрической связи от положения рабочей точки УФ матричного фотоприемного устройства (МФПУ). Для измерения величины фотоэлектрической связи ультрафиолетового МФПУ был использован «классический» метод. В результате проведенных исследований были получены зависимости коэффициента фотоэлектрической связи от величины управляющих напряжений.
Проведены исследования и расчеты коэффициента поглощения для структур HgCdTe, выращенных методами жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) и эпитаксией металлоорганических соединений из газовой фазы (MOCVD) и сравнение экспериментальных данных с теоретической моделью спектра поглощения, основанной на явлении собственного поглощения и общей теории прямых межзонных оптических переходов, и с другими эмпирическими зависимостями. Проведены расчеты смещения уровня Ферми исследованных структур HgCdTe, а также наклона экспериментальных характеристик поглощения.
Исследуется нейронная схема формирования изображения для ФПУ с микросканированием. Нейронная схема достигает сопоставимых результатов с коррекцией неоднородности по опорным сигналам с увеличением кадровой скорости ФПУ. Нейронная схема, как и двухточечная коррекция, не корректирует влияние нелинейной составляющей характеристики элементов ФПУ.
Произведен расчет оптимальных коэффициентов пространственного фильтра для выходных изображений многорядного фотоприемного устройства (ФПУ) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН). Представлены результаты анализа эффективности пространственной фильтрации от величины матрицы фильтра, чувствительности и уровня шумов отдельных каналов ФПУ, размера изображения целевого источника излучения. Исследовано влияние оптимальной пространственной фильтрации выходных сигналов ФПУ на пространственное разрешение итогового изображения. Приведены результаты экспериментальных исследований эффективности оптимальной пространственной фильтрации изображений.
В работе различными аналитическими методами исследовались эпитаксиальные структуры InSb, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии на сильнолегированных подложках InSb (100). Подложки предварительно подвергались серной пассивации в Na2S. Исследования показали, что образцы имели гладкую поверхность с значениями среднеквадратичной шероховатости менее 1 нм при достаточно хорошем структурном совершенстве. Исследования на просвечивающем электронном микроскопе подтвердили предположение о гладкости интерфейса между подложкой и эпитаксиальным слоем. На полученных структурах изготовлены и исследованы фотодиодные матрицы формата 320256.
Приведены результаты исследования эрозионных процессов в малогабаритном вакуумном разряднике с искровым поджигом методами электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентного элементного анализа и масс-спектрометрии продуктов газовыделения. Изучены закономерности эрозии и переноса вещества металлических элементов разрядного устройства и диэлектрика, разряд по поверхности которого инициирует процесс коммутации. Обнаружено влияние поверхностной микроструктуры и окисной пленки, присутствующей на поверхности материала катода, на развитие дугового разряда в коммутаторе, что отвечает эктонной модели катодного пятна.
В работе исследовано образование дефектов и последующая твердофазная рекристаллизация в пленках кремния на сапфире в процессе облучения ионами кремния с энергиями в диапазоне от 170 до 230 кэВ при различных температурах подложки. С помощью методики резерфордовского обратного рассеяния в сочетании с каналированием обнаружено, что полное разрушение сильнодефектной области зависит от энергии имплантируемых ионов. Энергия разупорядочения сильнодефектной области при температуре жидкого азота — 200 кэВ, а при комнатной температуре — 230 кэВ.
Представлена первая часть обзора, который посвящен динамическому методу визуализации и измерения пространственного распределения интенсивности миллиметрового (ММ) излучения при помощи оптического континуума (ОК), излучаемого положительным столбом (ПС) разряда постоянного тока в смеси паров цезия с ксеноном. В ней рассмотрены принципы действия и физические основы этого нового метода. Приведено описание разрядной трубки и экспериментальной установки, которые были использованы для создания широкого однородного плазменного слоя с помощью Cs─Xe-разряда при давлении газа 45 Торр. Рассмотрены эксперименты, в которых изучено воздействие ММ-излучения на такой плазменный слой. Обсуждается механизм влияния ММ-излучения на яркость ОК, излучаемого ПС Cs─Xe-разряда, а также причины нарушения локальности связи между интенсивностью MM-излучения и яркостью оптического континуума. Описаны модельные эксперименты по визуализации излучения на выходе рупорных антенн и в квазиоптических пучках, которые показали, что этот метод может быть успешно использован для визуализации электромагнитного излучения средней интенсивности во всем диапазоне ММволн. Метод обладает микросекундным временным разрешением, его пространственное разрешение около 2 мм. Продемонстрировано, что энергетическая чувствительность метода в восьмимиллиметровом и двухмиллиметровом диапазоне не хуже, чем 10 и 200 мкДж/см2 соответственно.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400