Диссертация (1149204), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Так же вдальнейшем будем оценивать импульс полученный в результате взаимодействиямодели с областью воздуха, нагретого лазерным и лазерно-инициированным СВЧразрядом.Рис 39 Импульс, полученный аэродинамическоймоделью в результате воздействия на потоксамостоятельного СВЧ разряда.На Рис 39 – момент полученный моделью за счет воздействия на поток припомощи СВЧ разряда. Видно, что при одних и тех же параметрах СВЧ импульсапри более высоких давлениях эффективность выше.683.2Результат взаимодействия лазерных разрядов (одиночного идвойного) с ударной волной.Был произведен ряд экспериментов по воздействию на обтекание телалазерными разрядами. В отличие от работы [1], в которой предлагалосьиспользовать лазерный разряд в качестве «плазменного копья», заменяющейтрадиционно применяемую в аэродинамике твердотельную иглу, автор исследовалвложениялазернойэнергиипередударнойволной,аналогично[45].Использовалось два импульса с энергией 145мДж каждый и длительностью 10нс сразличными задержками друг между другом.
Измерялось давление торможенияимпульсным датчиком давления на торцезатупленного цилиндра. Характервоздействия ударной волны перед аэродинамическим телом совпал с описанным в[45].Поскольку продолжительность воздействия на обтекание тела одной тепловойямы от лазерного разряда значительно превышает как длительность лазерногоимпульса, так и время ухода из области каустики лазерного луча газа,прореагировавшего с первым лазерным импульсом,было реализовановоздействие на ударную волну двумя лазерными импульсами.
Изменение задержкимежду ними приводит к различным эффектам, как то: один большой провал подавлению примерно равный по времени одиночному, более широкий провал(увеличили время),два провала(время между импульсами больше временивлияния одного импульса) Рис 41. График показывает развертку во временивеличины 0⁄ , где 0 – давление на торце аэродинамической модели, а –статическое давление в рабочей камере. В дальнейшем будем пользоваться теми жеобозначениями.Превышениедавлениянаторцемоделиотносительностатического за счет набегающего сверхзвукового потока с числом Маха 1.6составляет 3.5 0⁄. Провал отображает снижение лобового сопротивления моделив потоке, т.е.
полезный с точки зрения аэродинамики эффект. Наибольшейэффективности удалось достичь при задержке между лазерными импульсами в20мкс.69Можно предположить, что реализовав непрерывное импульсное вложениеэнергии можно получить непрерывный эффект снижения давления перед телом. Вусловиях нашего эксперимента потребовался бы лазер с частотой порядка 1020кГц. Но эффективность подобного использования лазерной энергии довольнонизка ввиду неоптимальности формы энерговложения. Нагретая лазерной искройформа газа представляет из себя сферу, а как показано выше для большегоаэродинамического эффекта требуется протяженная нагретая область.Рис 40 Число Маха 1.5, между лаз. Импульсами 20мкс.
5, 20, 35, 50микросекунда после второго лазерного импульса соответственно.704,03,53,0'Po /Pst 2,52,010 s20 s30 s40 s50 s1,51,00,00000,00010,00020,00030,00040,0005Time, sРис 41 Развертка во времени сигнала с датчика давления вторце затупленного цилиндра при воздействии на потокдвумялазернымипробоями.Различныеграфикисоответствуют временной задержке между лазернымиимпульсами. Оптимальное значение 20мкс. . где –давление на торце аэродинамической модели, а –статическое давление в рабочей камере.Результаты вычислений Импульса, полученного аэродинамической модельюв результате воздействия на поток одиночного и двойного лазерного разрядаприведены на рисунках Рис 42Рис 43.71Рис 42 Импульс, полученный аэродинамической моделью врезультате воздействия на поток одиночного лазерногоразряда.Рис 43 Импульс, полученный аэродинамической моделью врезультате воздействия на поток двойным лазерным разрядомв зависимости от задержки между разрядами.
Статическоедавление 157 Торр72Как видно из графиков,аэродинамический эффект от двух лазерныхимпульсов в пределах погрешности измерений соответствует удвоенному эффектуот одиночного импульса.3.3Воздействие на поток лазерно-инициированных СВЧимпульсов.3.3.1СВЧ разряд, инициированный одиночной лазерной искройЭксперимент проводился при двух различных статических давлениях: 105Торр и 157 Торр. Первая серия экспериментов (105Торр) при давленияхнезначительно превышающих пробойное для СВЧ для сравнения результата ссамостоятельным СВЧ разрядом (3.1) и вторая серия – при давлении 157 Торр,недостижимом для самостоятельного пробоя воздуха СВЧ импульсом нашейустановки.Обесериипроводилисьприразличныхзадержкахмеждуинициирующим лазерным импульсом и СВЧ импульсом.
Зависимости результат отданной задержки не обнаружено в обоих сериях экспериментов, результатсовпадает в пределах погрешности.Эффективность энерговклада с точки зрения аэродинамики растет с ростомдавления.733,83,63,43,2'p0 /pM=1,5cylinder D12mmp=157,5MW + laser3,02,82,62,40,00000,00010,00020,00030,0004Delay, mcs1020304050607080901000,00050,0006t, sрис 45 Развертка во времени сигнала с датчикадавления в торце затупленного цилиндра привоздействии на поток лазерно-инициированнымСВЧ разрядом при различных задержках междулазерным и СВЧ импульсами.
где – давлениена торце аэродинамической модели, а –статическое давление в рабочей камере.Статическое давление 157 Торр.3,83,63,43,2'p0 /p 3,02,8M=1,5cylinder D12mmp=105MW + laser2,62,42,20,00000,00010,00020,00030,0004Delay, mcs1020304050607080901000,00050,0006t, sрис 44 Развертка во времени сигнала с датчикадавления в торце затупленного цилиндра привоздействии на поток лазерно-инициированнымСВЧ разрядом при различных задержках междулазерным и СВЧ импульсами. где – давлениена торце аэродинамической модели, а –статическое давление в рабочей камере.Статическое давление 105 Торр.74Рис 47 Импульс, полученный аэродинамической моделью врезультате воздействия на поток лазерно-инициированногоСВЧ разряда.
Статическое давление 105Торр.Рис 46 Импульс, полученный аэродинамической моделью в результатевоздействия на поток лазерно-инициированного СВЧ разряда.Пдавлении 157Торр.753.3.2 СВЧ разряд, инициированный двойной лазерной искройУсловия эксперимента полностью аналогичны 3.3.1. Изменялась задержкамежду лазерными импульсами, что, как показано в 2.5, влияет на протяженностьСВЧ разряда.
Как видно из графиков (44,45) это приводит к изменениям какамплитуды провала в давлении так и его длительности.На графике (46) приведена зависимость полученного моделью импульса отзадержек между инициирующими лазерными импульсами.Легко заметить, чтополученные значения лежат выше представленных на графиках Рис 42, Рис 43,Рис46Рис 47 соответствующих одиночному лазерному разряду, двойному лазерномуразряду, самостоятельному СВЧ разряду и СВЧ разряду инициированному наодиночной лазерной искре. Так же для малых давлений (105торр) просматриваетсянебольшой максимум соответствующий 35 мкс между инициирующимилазерными импульсами и максимуму полученной протяженности СВЧ разряда.3,83,63,43,2'p0 /p3,02,8M=1,5cylinder D12mmp=157,5TorrMW+2 lasers2,62,42,20,00000,00010,00020,00030,0004Delay, mcs10152025303540450,00050,0006t, sрисунок 48 Развертка во времени сигнала с датчика давления в торцезатупленного цилиндра при воздействии на поток лазерноинициированным СВЧ разрядом при различных задержках междулазерным и СВЧ импульсами.
где – давление на торцеаэродинамической модели, а – статическое давление в рабочейкамере. Статическое давление 105 Торр.763,83,63,43,2'p0 /p3,02,82,6M=1,5cylinder D12mmp=105TorrMW+2 lasers2,42,22,00,00000,00010,00020,00030,0004Delay, mcs10152025303540450,00050,0006t, sрис 49 Развертка во времени сигнала с датчика давления в торцезатупленного цилиндра при воздействии на поток лазерноинициированным СВЧ разрядом при различных задержках междулазерным и СВЧ импульсами.
где – давление на торцеаэродинамической модели, а – статическое давление в рабочей камере.Статическое давление 105 Торр.77Рис 51 Протяженность СВЧ разряда, инициированного двумялазерными искрами в зависимости от задержки между лазернымиимпульсами. Статическое давление 105 Торр, число Маха потока1.5Рис 50 Импульс, полученный аэродинамической моделью врезультате воздействия на поток лазерно-инициированного СВЧразряда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
