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.
Экспериментально исследованы электрические разряды атмосферного давления между жидким электролитным и металлическим электродами в различных вариантах полярности их подключения к источнику питания. Получены и проанализированы спектры сигналов тока в мегагерцовом диапазоне изменения частоты. Выявлено, что возникновению высокочастотных пульсаций тока сопутствуют явления распыления и эрозии электродов.
Исследован разряд постоянного тока (i = 10—50 мА) в воздухе при атмосферном давлении. В качестве катода или анода разряда использовали раствор хлорида натрия (0,5 моль/л). По зависимостям напряжение горения разряда от межэлектродного расстояния найдены напряженность поля в плазме и катодное (анодное) падение потенциала, температура газа определена по распределению интенсивности в полосе излучения N2(C3u B3 g, 0–2). Получены зависимости температуры жидкого электрода от времени горения разряда и после его выключения, а также скорость испарения раствора под действием разряда. На основе полученных данных обсуждаются вклады ионной бомбардировки и переноса тепла из плазмы в процессы нагрева жидкого электрода и переноса растворителя (воды) в газовую фазу.
Экспериментально исследован газовый разряд атмосферного давления между жидким электролитным катодом и металлическим анодом в диапазоне токов 1—10 А. Рассмотрены тепловые режимы катода, в которых температура электролита близка к температуре кипения. Показано, что в таких критических режимах тепловые потери на катоде практически полностью формируются за счет джоулевого тепловыделения внутри электролита. Проанализированы условия минимизации тепловых потерь на жидком электролитном катоде.
Экспериментально исследована инактивация споровых микроорганизмов на диэлектрической поверхности барьерным разрядом с плоскими электродами. Показано, что при средней удельной мощности разряда 0,3 Вт/см3 эффективность обеззараживания составляет три порядка за времена экспозиции в интервале 0,5–60 секунд, причем слабо зависит от времени экспозиции.
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 исследована система последовательного и чередующегося типа электрического подключения трех электрогидродинамических ячеек на основе коронного разряда в воздухе атмосферного давления. Проведено численное моделирование рассматриваемой системы. Показано распределение объемной силы, действующей на участке дрейфа многокаскадной системы. Получено хорошее соответствие результатов эксперимента с расчетными данными.
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.
Приведены результаты исследований генерации пучков убегающих электронов и рентгеновского излучения в неоднородном электрическом поле при давлениях воздуха, азота, аргона и гелия от 1 до 100 кПа. Использовался генератор, который формировал импульсы напряжения с фронтом 1,5 мкс и амплитудой до 200 кВ. Рентгеновское излучение с помощью сцинтиллятора и ФЭУ было зарегистрировано за анодом из алюминиевой фольги во всём диапазоне давлений во всех четырёх газах.
В гелии пучок убегающих электронов при давлении 100 кПа был зарегистрирован коллектором. В воздухе, азоте и аргоне пучок убегающих электронов с данным генератором имел сравнительно малые амплитуды, а также энергии и фиксировался коллектором только при низких давлениях (< 20 кПа). Установлено, что при микросекундной длительности фронта импульса напряжения необходимо использовать катоды, обеспечивающие наибольшие напряжения пробоя промежутка.