Научный архив: статьи

Теоретически и экспериментально исследован электрогидродинамический поток в газе, индуцируемый высокочастотным барьерным разрядом, распределенным по поверхности диэлектрика. Приводятся зависимости ионного тока, скорости газового потока и их пространственные распределения от параметров питания плазменного эмиттера ионов и внешнего электрического поля, определяемого потенциалом на сеточном коллекторе.

Описана установка на основе мощного высоковольтного генератора прямоугольных импульсов и автоматизированного измерительного комплекса для исследования плазменных актуаторов с разветвленной поверхностью барьерного разряда. Экспериментально исследовано влияние параметров электродной системы и толщины актуаторов на скорость электрогидродинамического потока и КПД актуаторов.

Проведено расчетно-экспериментальное исследование модельной канальной системы охлаждения с использованием принудительной конвекции воздуха и вспомогательных электрогидродинамических (ЭГД) потоков, создаваемых коронным разрядом, при варьировании геометрических параметров канала и мощности устройств для создания охлаждающих потоков. Для рассматриваемых условий показана область эффективного использования ЭГД-потоков и выявлена нелинейная зависимость температуры стенок канала от мощности создающего ЭГД-поток коронного разряда.

В работе представлены экспериментальные результаты исследования радиального распределения тока наносекундного барьерного разряда в плоских миллиметровых воздушных промежутках при атмосферном давлении и относительной влажности 40—60 % при скорости нарастания напряжения на электродах 250 В/нс. Установлено, что при высоте разрядного промежутка больше 3 мм наблюдается возрастание временной задержки между возникновением разрядных токов от центра к периферии воздушного промежутка, что коррелирует с появлением контрагированных каналов на фоне объемной плазмы барьерного разряда. На основании критерия лавинно-стримерного перехода установлено, что развитие наносекундного барьерного разряда в воздушных промежутках 1÷3 мм происходит по стримерному механизму.

Разработан, изготовлен и протестирован высоковольтный генератор синусоидального сигнала с изменяемой частотой для питания плазменных актуаторов. Использована схема усилителя класса D. Частота и амплитуда задается внешним низковольтным генератором синуса. Основные параметры: выходная мощность до 1 кВт, амплитуда выходного сигнала до 10 кВ, диапазон изменения частоты 4–10 кГц. Получены осциллограммы выходного напряжения генератора на емкостной нагрузке при частотах 4–10 кГц.

Исследована многоразрядная актуаторная система (МАС) на основе усовершенствованной трехэлектродной схемы с экранирующим электродом. Проведена оптимизация геометрических и физических параметров подобной МАС с целью повышения скорости и энергетической эффективности создаваемого потока. Получены экспериментальные зависимости скорости воздушного потока на выходе МАС от частоты, амплитуды напряжения и средней мощности питания. Также представлены зависимости максимальной скорости от суммарной толщины диэлектрической подложки.

В работе исследован ряд высоковольтных коммутаторов на основе дискретных полупроводниковых приборов для электрофизических установок формования полимерных материалов. Представлены характеристики работы высоковольтных ключей в составе генераторов импульсов для формирования сигнала прямоугольной формы.

В работе представлена система послойной ориентированной укладки волокон методом электроформования с помощью многоканального высоковольтного наносекундного генератора импульсов на основе твердотельных коммутаторов с рабочим напряжением до 32 кВ. Описаны примененные схемотехнические решения и принцип его работы.

Разработана четырехканальная схема эксперимента по регистрации оптических и рентгеновских спектров и изображений излучения, генерируемого в плазменных каналах оптического пробоя в бесселевых пучках, получаемых при фокусировке электромагнитного излучения коноидными системами фокусировки типа аксикон.

Экспериментально исследованы электрические характеристики разряда с микрополым катодом в воздухе при атмосферном давлении. Установлено, что разряд с микрополым катодом развивается в самопульсирующем режиме при среднем потребляемом токе сотни микроампер – единицы миллиампер. На основании экспериментальных данных сделан вывод о том, что частота самопульсации линейно зависит от потребляемого тока. Получены данные о напряжении зажигания самопульсирующего разряда с микрополым катодом при различных диаметрах отверстия в катоде 200–500 мкм.

Описан принцип работы мощного понижающего преобразователя напряжения мощностью 16 кВт для использования в составе силовой установки гибридных летательных аппаратов. Преобразователь работает в диапазоне входных напряжений 1000–1300 В и диапазоне выходных 800–1000 В с ограничением по току в 20 А. Коэффициент полезного действия созданного преобразователя составляет около 99 %.

Представлена разработка системы управления двунаправленного инверторного привода синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ). Система позволяет осуществлять оптимальное управление СДПМ в условиях нелинейности нагрузки как в режиме генерации крутящего момента, так и в режиме рекуперации мощности, обеспечивая высокую эффективность работы и безопасность функционирования СДПМ.