Способ создания ударных волн

"з ген, о Союз Советскик Социалистических Республик(5 ЦМ, Ил,2 с присоединением заявки Йо Н 05 Н 1/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ СОЭДАНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН масса захваченного газа и индуктивность разрядного контура.Целью изобретения является увеличение давления в импульсе сжатия.Это достигается тем, что величину максимального тока в разряде и скорость его нарастания выбирают в соответствии с формулами где 3 - амплитуда разрядноготока,Агй - радиус отверстия внешнегоэлектрода-сопла, см;Р - начальное давление, Торр;Ю - длина внешнего электрода-сопла, см;17 ср- средняя скорость плазмыв сопле, см/с.На чертеже приводится устройство,позволяющее осуществить предлагаемыйспособ,Устройство содержит внешний электрод 1 в виде конуса, переходящегов цилиндр, на оси которого с остриемв самой узкой его части расположенвнутренний стрежневой электрод 2.Оба электрода помещены в камеру, заИзобретение относится к способам создания мощных ударных волн и мо,жет быть использовано при изучении взаимодействия потоков высокой энер 5 гии при решении прикладных задач проблемы управляемого термоядерного.синтеза,.магнитогидродинамики и .астрофизики. Известен способ создания ударных волн с помощью сильноточного разря да в пространстве между двумя коаксиальными электродами. Образующийся в кольцевЕм зазоре токовый слой с радиально текущими токами взаимодействует с собственным азимутальным 15 магнитным полем и выталкивается в осевом направлении. С помощью известного способа не удается получить ско 7рости ударных волн выше 10 см/с в газах при начальном давлении выше 20 5 Торр. Это связано с тем, что формирование токовой оболочки происходит с запаздыванием по времени и возможно только при определенных критических плотностях тока в скин-слое (от 10 кА/см и выше); подъем магнитного давления в поршне определяется индуктивностью и рабочим напряжением разрядного контура; к моменту максимума тока значительно возрастает 30 ЭУ 25 10 РР и Кр = - етоку в момент выхода струи на торец,а скорость его нарастания - временивыхода скин-слоя на сопла,Наибольшую величину магнитногополя получают при выходе токовойоболочки на торец в момент максимумаразрядного тока. Крутизну нарастанияполного магнитного поля регулируютподбором величины скорости и толщиныскин-слоя фронтальной поверхностиоболочки в момент ее выхода на торец,Время выхода токовой оболочкина торец в момент максимума токаустанавливают подбором длины внешнего электрода в зависимости от траектории фронта струи, а также подбором15 ускоряемой массы газа.В описанном устройстве была использована батарея конденсаторов емкостью31,2 мкФ с рабочим напряжением25 кВ и периодом колебаний 8 мкс.Щ Давление водорода в камере 100 Торр,При толщине скин-слоя, равной 1 см,при .скорости фронта оболочки у торца, равной 5,4 10 см/с, время нарастания напряженности магнитного полядо максимума равно 0,185 мкс, а поперечная составляющая скорости генерируемой ударной волной оказаласьравной 4 10 см/с. Формула изобретения где Р - е -50 Йр полненную рабочим газом до требуемого давления.Первоначально пробой происходитвблизи острия центрального электрода. Разрядный ток концентрируется вдостаточно узкой области, заполняявсе сечение между внутренним электродом и соплом, Под давлением силмагнитного давления он ускоренновыталкивается по направлению к выходуиз сопла с образованием токовогошнура 3. В момент выхода на торецпри правильно подобранных параметрахконтура и размерах электродов образуется оболочка 4, являющаяся продолжением внешнего электрода. К моменту выхода на торец магнитное полеу внутренней поверхности сопла достигает максимальной величины, чтообеспечивается надлежащим выборомдлины его цилиндрической части,Как только струя выйдет за пределысопла на длину скин-слоя, магнитноеполе у торца внешнего электрода возрастает до максимальной величины,Из-за малой инерционности боковойчасти оболочки и большой скорости нарастания приложенного кней магнитного поля в поперечномнаправлении генерируется ударнаяволна. Формирование таких же волннаблюдается и позднее при выходена торец токовых оболочек, образованных в последующих полупериодах разрядного тока.Таким образом, сильная ударнаяволна возникает в момент выхода плазменной оболочки с протекающим в нейразрядным током на торец внешнегоэлектрода-сопла, В этом случае ударная волна генерируется в направлении,перпендикулярном оси электроднойсистемы в отличие от продольных волн, 40формируемых известными способами,Газ, ионизованный и ускоренный всопле, приобретает направленную скорость, значительно превышающую тепловые скорости частиц в токовой оболочке. Сгусток плазмы вместе с фронтальным скин-слоем, выбрасываетсяиз сопла, Ток фронтального слоя замыкается на внешней электрод через газс плотностью, близкой к начальнойплотности в рабочей камере, Магнитноедавление, определяющее скорость удар ной волны,. соответствует разрядному Способ создания ударных волн путем осуществления импульсного разряда в заполненной рабочим телом системе коаксиальных электродов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения давления в импульсе сжатия, величину максимального тока в разряде и скорость его нарастания выбирают в соответствии с формулами Зъ 2,ЬО ИР и К,р=У амплитуда разрядного тока,А;радиус отверстия внешнегоэлектрода-сопла, см;начальное давление, Торр;длина внешнего электродасопла, см;средняя скорость плазмы,см/с.370900Составитель Ь.ВеховРедактор Е.Месропова Техред И,Асталош Корректор О,ковинская Заказ 720/47 Тираж 885 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5филиал ППП Патент, г.ужгород, Ул.Проектная,4