Архив статей журнала
Реализована поддержка трассировки пути в разработанном симуляторе трехмерных динамических сцен. Данный метод позволяет получить физически корректные изображения с учетом многократных взаимодействий электромагнитных волн с телами. Представлены результаты расчета нескольких сцен и оценка быстродействия аппаратно-ускоренной трассировки пути в видимом диапазоне длин волн.
Рассмотрены два возможных способа получения ФПУ на основе фотодиодных матриц из антимонида индия с улучшенной однородностью: использование структур, выращенных методом МЛЭ, и применение ионной обработки при изготовлении ФЧЭ из объемного материала. Представлены результаты исследований чувствительности в фотодиодных матрицах из InSb при воздействии оптического излучения ИК, видимого и УФ-диапазонов. Установлено, что метод ионной обработки стороны засветки МФЧЭ перед просветлением позволяет существенным образом подавить рекомбинацию фотоносителей на поверхности, а также улучшить адгезию наносимого антиотражающего покрытия (АОП). В результате ионной обработки уменьшается разброс чувствительности (токовой или вольтовой) по площади МФЧЭ в несколько раз.
Приводятся результаты двух фаз завершающих испытаний (конец 2021 – начало 2023 годов) по подготовке к первым экспериментам с круглой плазмой на установке токамак Т-15МД. На этом этапе система СВЧ-нагрева (гиротронный комплекс) установки оснащена одним гиротроном с рабочей частотой 82,6 ГГц и выходной мощностью около 1 МВт. Установлена фокусирующая система ввода СВЧ-излучения, которая может быть использована как для предыонизации рабочего газа, так и для нагрева плазмы. Осуществление СВЧ-пробоя планируется на второй гармонике необыкновенной волны. Испытания, проведённые на гиротронном комплексе Т-15МД, включали в себя юстировку вакуумированного зеркально-волноводного тракта, общая длина которого 37 м, и измерения потерь СВЧ-мощности до входа в камеру токамака. Измерения величины мощности гиротрона производились калориметрическим способом, при этом значение коэффициента передачи СВЧ-линии передачи составило величину не меньше 0,9. Осуществлён ввод СВЧ-излучения в камеру Т-15МД на уровне мощности 0,95 МВт при длительности импульса 125 мс.
Проведены эксперименты по воздействию струи капиллярного плазмотрона на стальные, медные образцы и проволоки из припоя. Энергия, вложенная в разряд, варьировалась от 0,3 до 1,5 кДж. При этом при взаимодействии струи капиллярного плазмотрона с припоем происходило образование компактных долгоживущих светящихся образований (КСО). При воздействии на припой получены КСО с необычно большими размерами внешним диаметром до 1,5 см, внутренним диаметром до 0,5 см и временем жизни до 7 с, которые состоят из ядра и оболочки и обладают плотностью энергии сравнимой с плотностью энергии горючих материалов.
Проведены расчеты температур частиц пыли (на примере углеродных частиц), нагреваемых солнечным и земным излучением, на высотах 65–100 км. Показано, что частицы достигают температур, при которых начинается видимое свечение (Т > 900 K) при высотах, превышающих 70 км. Максимальная температура частиц (Т = 2385 K) и максимальная интенсивность светло-синего свечения достигается на высоте 85 км. Показано, что на этой высоте минимальную температуру имеют частицы с размерами 10 мкм и более. Их температура не зависит от размера и оценивается величиной 300 K. Температура частиц с размерами меньшими 10 мкм увеличивается при уменьшении их размеров. Углеродные частицы с размерами меньшими 210-7 м нагреваются до температур 2385 K, сублимируются и в конечном итоге перестают существовать. Излучения скоплений подобных частиц на фоне темного неба в предрассветное или послезакатное время может представляться наблюдателям в виде светящихся облаков – Серебристых облаков. Пылинки из других материалов сублимируются при меньших температурах и, следовательно, солнечное излучение приводит к выжиганию подобных пылинок, находящихся в околоземном пространстве не только с субмикронными, но и с микронными размерами. На основе проведенных расчетов и анализа литературных данных в работе формулируется следующая гипотеза о природе серебристых облаков: Серебристые облака представляют собой скопления раскаленных наночастиц.
Рассмотрены переходные процессы в сверхпроводниках, протекающие при замыкании ключа (или его размыкании) в электрической цепи на постоянном токе, а также процессы при синусоидальном изменении электродвижущей силы (ЭДС) источника тока. Для описания переходных процессов представлена эквивалентная электрическая схема сверхпроводников в соответствии с двухжидкостной моделью, согласно которой все электроны в сверхпроводнике разделены на два типа – сверхпроводящие и нормальные. При этом впервые введены инерционные индуктивности для сверхпроводящих и нормальных электронов Ls и Ln, характеризующих динамику ускорения различных «сортов» электронов вследствие возбуждения электрического поля при переменных условиях, а также эффективное сопротивление Rn для описания диссипации энергии при возбуждении нормальных электронов. Получены зависимости нормального и сверхпроводящего токов, электрического поля в сверхпроводниках от частоты ЭДС источника тока, вычислены средняя мощность источника тока и тепловыделение за счет джоулевых потерь в сверхпроводнике при возбуждении нормальных электронов в зависимости от частоты и температуры.
Предложена инженерная методика экспериментальной оценки в стендовых условиях основного тактико-технического параметра – дальности действия – современных несканирующих тепловизионных приборов (ТВП) при обнаружении и распознавании объектов местности. Методика основана на разрешении группой операторов-экспертов эквивалентных тепловых мир с фиксированным тепловым контрастом по их изображению, не требующая измерения температурно-частотной характеристики ТВП. Описана процедура оценки достоверности результатов стендовых испытаний ТВП на дальность действия, обеспечивающая получение нижней границы доверительного интервала для этой дальности при заданной доверительной вероятности. Дан пример практического использования представленных результатов.
Исследованы фоточувствительные материалы и полупроводниковые соединения, изготовленные из композитных органических растворов и наночастиц, включающие два или более полупроводниковых материала в смешанном активном слое, к которым относятся: коллоидные квантовые точки, перовскиты, материалы на основе органических полупроводников, наночастиц и углеродных слоев. Рассмотрены структурные конфигурации приборов на их основе. Представлены возможные схемы переноса носителей заряда в перовскитных матрицах, показаны схемы распределения носителей заряда в композитных слоях на основе органических полупроводниковых соединений и наночастиц.
Быстрое развитие синтезируемых из растворов ИК-фотоприемников нового класса расширяет функциональные возможности классической фотоэлектроники за счет модификации свойств используемых органических материалов и гибкой настройки оптико-электронных характеристик. Предложены новые материалы, которые позволяют использовать передовые концепции систем ИК-детектирования, включая безпиксельную интеграцию с БИС считывания, различные механизмы усиления фотосигнала, облегченные конструкции, работу при повышенных температурах. Показаны перспективы применения изготовленных на основе органических полупроводниковых соединений фотоприемных устройств.
Рассмотрена схема управления током разряда магнитоплазмодинамического ускорителя, основанная на схеме Моргана. Теоретически показано, что режим работы ускорителя в зависимости от параметров схемы может быть стационарным, модуляционным и импульсным. Найдено необходимое условие работы ускорителя в периодическом режиме. Проведены расчеты формы импульса разрядного тока. Найдено условие перехода от модуляционного режима к импульсному. Численно исследованы зависимости глубины модуляции (для модуляционного режима) и скважности (для импульсного режима) от периода работы схемы при различных значениях её параметров. Найдены минимально возможные значения периода работы схемы, а также и максимально возможные значения длительности стадии стационарного значения тока.
Экспериментально рассмотрен импульсный ВЧ-разряд как рабочий процесс сеточного ВЧ ионного источника. Показано, что при работе на таком разряде может быть получен прирост ионного тока по сравнению с непрерывным режимом работы. Этот прирост тем больше, чем больше разница между характерным временем падения ионного тока после выключения ВЧ-мощности и временем нарастания ионного тока при включении ВЧ-мощности. Оценены параметры пульсаций, при которых достигается максимизация ионного тока. Показано, что внешнее постоянное продольное магнитное поле в диапазоне 0–7,2 мТ немонотонно влияет на максимальное и равновесное значение ионного тока в импульсе, при этом темпы падения ионного тока после выключения ВЧ-мощности не изменяются.
Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на юбилейной L Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся с 20 по 24 марта 2023 года в г. Звенигород Московской области. Проведен анализ достижений в основных направлениях раз-вития исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за рубежом.
Произведено численное моделирование трёхфазного повышающего выпрямителя с коррекцией коэффициента мощности для магнитоэлектрического генератора в составе летательного аппарата. Посредством расчётной модели в программе LTSpice показано влияние параметров силовой цепи и цепи управления на режим работы повышающего преобразователя. Для рассматриваемых параметров первичной цепи определены оптимальные параметры цепи управления, позволяющие достичь максимизации коэффициента мощности при заданном уровне напряжения на нагрузке.