Научный архив: статьи

Для инициирования дуги трехфазного плазмотрона с рельсовыми электродами разработан инжектор плазмы на основе плазмотронов постоянного тока c торцевым катодом из композитного материала и медным анодом. Поджиг дуги в инжекторе осуществляется с помощью скользящего разряда на поверхности электроизоляционной втулки, расположенной между катодом и дополнительным электродом. Получены вольт-амперные характеристики инжектора в широком диапазоне токов и расходов газа. Описана возможность его работы в составе трехфазного плазмотрона переменного тока с рельсовыми электродами.

Выполнено математическое моделирование гибридного разряда на основе высокочастотного емкостного разряда с постоянной составляющей, помещенного в магнитное поле с преимущественной радиальной компонентой. Геометрия рассмотренного источника плазмы близка к ускорителю с замкнутым дрейфом электронов. Показано, что рядом с активным электродом и на срезе канала возникают квазистационарные скачки потенциала, ускоряющие ионы в сторону активного электрода и в направлении из канала. В области скачков потенциала возникает азимутальный дрейф электронов. Наличие постоянного смещения активного электрода приводит к повышению потенциала плазмы и увеличению энергии ионов на выходе из канала.

Продемонстрирована высокая эффективность диффузионной камеры в качестве детектора мягкого рентгеновского излучения для исследований импульсной высокотемпературной плазмы методами дифракционной спектроскопии высокого разрешения. В виде отдельных линий в спектре излучения низкоиндуктивной вакуумной искры удалось зарегистрировать характеристическое излучение K и K железа и излучение многозарядных ионов FeXVIII  FeXXV. Согласно полученным результатам, признаком перехода к радиационному сжатию микропинча является появление в спектре излучения линии иона FeXVIII, что соответствует представлениям модели радиационного сжатия. Получены свидетельства опережающего развития ускорительных процессов по отношению к процессу распада микропинча.

Проведены измерения потенциала изолированного коллектора и параметров пучковой плазмы, генерируемой вблизи коллектора при давлении рабочего газа (аргон) в несколько Па. Установлена связь концентрации плазмы с потенциалом коллектора. Показано, что характер этой связи не зависит от способа изменения потенциала. В установлении потенциала изолированного коллектора решающее значение имеет материал коллектора. При изменении энергии электронов в пучке от 2 до 7 кВ потенциалы коллекторов из меди, титана и нержавеющей стали изменяются от десятков до нескольких сотен вольт, в то время как потенциал алюминиевого коллектора не превышает 100 В. Сформулировано предположение о существенной роли вторично-эмиссионных процессов как в установлении потенциала коллектора, так и в формировании пучковой плазмы.

Установлена причина возникновения устойчивых синфазных НЧ-колебаний в плазменном кольце, формируемом ЭЦР-разрядом в узком коаксиальном резонаторе. Определена зависимость частоты НЧ-колебаний от природы рабочего газа, показывающая, что регистрируемые колебания являются следствием возникновения ионно-звуковой волны, распространяющейся в азимутальном направлении.

Проведено экспериментальное изучение динамики формирования плазмы инертных газов (Ar, He) импульсно-периодического резонансного СВЧ-разряда в диапазоне давлений 1×10-3–10 Торр и подводимой мощности от 100 до 600 Вт. Проведены измерения временных зависимостей падающей и отраженной мощности, а также интегральной интенсивности оптического излучения в фазе пробоя и формирования стационарного состояния. Определены зависимости характерных времен формирования плазмы от рабочих параметров разряда: давления плазмообразующего газа, вкладываемой мощности и скважности импульсов нагрева.

В данной работе теоретически исследовано взаимодействие лазерного излучения с длиной волны 650 нм с объёмной звуковой волной в составном акустическом резонаторе на алмазе на частоте 6 ГГц. Построена математическая модель этого взаимодействия и на её основании исследована дифракция Брэгга световой волны в алмазе. Было показано, что угол Брэгга в алмазе при дифракции на звуковой волне с частотой 6 ГГц составляет 6 градусов. Максимальная дифракционная эффективность (при длине взаимодействия света со звуком равной 2 мм и ширине пучка – 1 мм) достигается при акустической мощности 125 Вт. Ширина полосы модуляции звуковой волны в этих условиях равна 191,85 МГц. При уменьшении длины волны оптического излучения до 226 нм удалось расширить ширину полосы модуляции звуковой волны до 520,64 МГц. На основании полученных данных был сделан вывод о том, что полоса пропускания в составном акустическом резонаторе на алмазе лимитируется именно акустооптическим взаимодействием, а не акустоэлектрическим.

Предлагаемые на мировом рынке микроволновые плазмотроны построены по так называемой классической схеме: блок питания магнетрона – магнетрон – циркулятор с поглощающей нагрузкой – измеритель падающей/отраженной волны – устройство согласования – собственно плазмотрон – устройство подстройки. Мы оптимизировали классическую схему, оставив только самые необходимые компоненты: блок питания – магнетрон – волноводный тракт – плазмотрон – водяная нагрузка и максимально упростили конструкцию самого волноводного тракта. В результате разработаны бюджетные источники микроволновой плазмы с мощностью до 3 кВт.

Разработан сильноточный газовый разрядник для применения в составе малоиндуктивной конденсаторно-коммутаторной сборки. Представлены зависимости задержки и разброса срабатывания разрядника от давления рабочего газа (сухого воздуха) при различном уровне рабочего напряжения. Исследования показали, что при давлении рабочего газа 8,6 атм., зарядном напряжении ±80 кВ и импульсе запуска положительной полярност с амплитудой 80 кВ среднее значение задержки срабатывания разрядника составляет 11,2 нс, а разброс времени срабатывания составляет ±1,3 нс.

Рассматриваются результаты разработки БИС считывания для сканирующих ИК МФПУ с цифровым режимом ВЗН. Накопление и обработка фотосигнала в цифровом виде на кристалле БИС считывания позволяют повысить отношение сигнал-шум на выходе БИС считывания, а также существенно улучшить весогабаритные характеристики ИК МФПУ. Обосновывается целесообразность реализации цифрового режима ВЗН по конвейерной архитектуре, являющейся цифровым аналогом приборов с зарядовой связью. Отмечены преимущества конвейерной архитектуры: меньший шаг следования каналов в сочетании с пониженной потребляемой мощностью. Приводятся результаты тестирования первой отечественной БИС считывания с цифровым режимом ВЗН формата 102410 и с шагом каналов 15 мкм, получены выходные цифровые сигналы в формате 12-битного последовательного кода.

В работе разработаны методы расчета податливости деталей в местах соединений болтами с учетом свойств изотропных композитных материалов, из которых они изготовлены. Авторами приведены обоснования расчета податливостей соединяемых деталей. Применены случаи многоосного и одноосного напряженных состояний для различных композитных материалов. Выработаны методы по расчету коэффициента внешней нагрузки в зависимости от свойств материалов. На основании этих методов даны рекомендации о подборе размеров и формы проектируемых соединений деталей из композитных материалов.

Исследован процесс холодного одностороннего формования в закрытой пресс-форме смеси порошков Cu и SiC с различным содержанием карбида кремния. Получены данные о микро-структуре, плотности, пористости и фазовом составе порошкового тела после прессования.