Плазменный ускоритель

оо делан нзобретаннй н отнрытнй(088.8) Дата опубликовании описания 19.05.80(54) ПЛАЗМЕННЫЙ УСКОРИТЕЛЬ 1Изобретение относится к устройствам дпя получения высокоскоростной ппазьы, . именуемым обычно плазменными инжекторами, ускорителями ипи плазменными пушками.,-В таких устройствах плазма с требуемыми параметрами получается с помощью сипьноточных искровых разрядов, выполняемых в системе профипированных эпек 1 родов. Известны ускорители ппазмы, в которых центрапьный электрод имеет вид стержни, а внешний электрод выполнен в виде конуса ипи цилиндра, Один электрод от другого изолирован лищь в торцовой части с помощью проходного изолятора,Известен также плазменный инжектор, содержащий внешний и внутренний коаксиапьно распопоженные электроды, причем, внешне электрод состоит из конической и цилиндрической частей. Внутренний электрод в виде полото стержня распопожен р предепах конусной части внешнего электрода. Размеры межэпектродного зазора вбпизи торца внутреннего электроде 2обеспечивают плотность тока в зазоре не5" -2меньше 10 Аlсм для давления рабочего тела 1 атм при амплитудах тока всотни кА, а длина цилиндрической частивнешнего электрода не меньше расстояния,на которое токовый слой смещаетсч к моменту образования сппошного токовогопоршня, и не больше расстояния, на которое он смещается к моменту достиженияполем величины 200-300 кЭ у внешнегоэлектрода.Диаметр основания конической частивнешнего электрода гарантирует электрическую прочность но изоляции и пробойу торца стержневого электрода при начапьном давлении рабочего тела выше100 мм рт, ст высота конической частивыбрана минимальной дпя уменьшенияпаразитной индуктивности и в то же время достаточной дпя предотвращения эрозии 26изоляции при наличии изпучения и ударныхвопи, приходящих из разрядной зоны.Однако известное устройство не обеспечивает требуемого режима захвата иускорения рабочего тела когда его начальное давление становится меньше100 мм. рт, ст. При таких давленияхместо перехода конической части внешнего электрода в цилиндрическую ужене задает область начального пробояи зона протекания тока оказывается уповерхности изолятора в основании конусной части электродного устройства. Увеличение расстояния по поверхности изолятора между электродами слабо влияетна увеличение прочности этого промежутка и тем слабее, чем меньше давление,Протекание тока по поверхности изолятора вызывает его эрозию, утяжелениеускоряемой плазмы продуктами разложения материала изолятора, перераспределение разрядного тока в межэлектродномпространстве с "зависанием порой значительной его доли вблизи основания электродного устройства ускорителя, и, какследствие, снижение скорости,Белью изобретения является распространение рабочих режимов ускорения наобласть начальных давлений рабочего тела менее 100 мм. рт. ст.Для достижения этой цели цилиндрическая; часть внешнего электрода погружена внутрь его конической части, а повнутренней поверхности конической частивнешнего электрода смонтирован изолятор.Кроме того, внутренний электродснабжен изоляционным цилиндром и экраном из тугоплавкого металла.На чертеже изображен общий вид предложенного электродного устройства плазменного усилителя в разрезе.Внешний коаксиальный электрод имеетконическую часть 1 и цилиндрическуючасть 2. Билиндр. 2 заходит внутрь конуса 1 на глубину л., Внутренний диаметр, конуса в месте захода цилиндра равенЬ, внутренний диаметр цилиндра 0Изолятор 3 смонтирован внутри конической части по всей высоте плотно прилегающим к ее поверхности. Внутреннийкоаксиальный электрод 4 снабжен изоляционным цилиндром 5 и экраном 6 изтугоплавкого металла, предотвращающимпопадание на изолятор излучения и ударных волн из разрядной области,При подаче напряжения пробой происходит в начале цилиндрической части внешнего электрода, Электрическая прочность этого района межэлектродного промежутка меньше в сравнении с электрической прочностью остальной конструкции, изоляция которой выполнена так, что она+Мокс 1 2. 20 или Л 2.МО 1 ЬС25Минимальная глубина выступа Ь мин,приблизительно равна ширине верхнейполки конической части верхнего электрода. Э," Э 2минТаким образом величина й должна вы-бираться из соотношения ЗО 4 2 1 ХсНапример, для обычно применяемых конст 40 Рукций 0 =60 мм, 1:=30 мм и 15 Ь 4420 мм,В частном случае коническая частьвнешнего электрода может быть цилиндрической.Описанная конструкция электродногоустройства позволяет полностью исключить изолятор из разрядной области, защитить его от воздействия облучения иударных волн и принудительно задатьО строго определенную зону привязки главного тока разряда в течение первой чечверти периода разрядного тока,Использование изобретения позволитпри одних и тех же токах питающего55 устройства увеличить скорость плазменнойструи путем снижения начального давле.- ния рабочего тела ниже 100 мм. рт, ст,что особенно важно для получения высокотемпер атур ной плазмы,0941 4выдерживает максимальное рабочее напряжение на сборных шинах. В течениепервой четверти периода рабочего токаважно, чтобы его зона протекания неуходила бы в областьверхней полки конической части. Этому препятствует выступцилиндрической части, опущенной относительно нее на глубину и тем большую, чембольше диаметры 1:) и О . С другой 10 стороны, величина выступа не может бытьчрезмерно большой из-за увеличения индуктивности токоподвода, которая становится больше также при увеличении внутренних диаметров внешнего электрода 015 и Е и сохранении диаметра центральногоэлектрода неизменным. Поэтому максимальная глубина выступа определяется всоответотвии с формулой60 Составитель К. Медведеведактор Е. Месропова Техред А. Шепанская Корректор екмар П 61 Тираж 885 НИИПИ Государственно по делам изобретений 13035, Москва, Жясное СССР аказ 218 омит и откоытийРауш скан, д,4/5 Филиал ППП Пат нт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цормула изобретения1. Плазменный ускоритель, содержащий внешний и внутренний коаксиально расположенные электроды, причем внешний электрод состоит из конической и цилиндрической частей, о т л и ч а ю щ и й - с и тем, что, с целью распространения рабочих режимов ускорения на область начальных давлений рабочего тела менее 0041 6100 мм. рт. ст., цилиндрическая частьвнешнего электрода погружена внутрь егоконической части, по внутренней поверхности конической части внешнего элект рода смонтирован изолятор.2. Ускоритель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что внутреннийэлектрод снабжен изоляционным цилиндром и экраном из тугоплавкого металла.