Анотація до роботи:

Коритченко К.В. Формування імпульсних газорозрядних струменів в удосконаленому методі прискорення ініціації детонації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.04.08 – фізика плазми. – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2005.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню питання ефективного отримання високо швидкісних газорозрядних струменів у густому паливо-повітряному середовищі з метою досягнення початкових надзвукових швидкостей розповсюдження полум'я в системах ініціації детонації. Доопрацьовано модель газодинамічного розширення іскрового каналу до моменту формування ударної хвилі. Удосконалено метод газодинамічного імпульсного прискорення газорозрядної плазми, який базується на розігріванні газу імпульсною дугою. Розроблено методику розрахунків параметрів плазмово-хвильової системи та вимоги до керування імпульсною дугою зовнішнім ланцюгом, що у сукупності реалізує удосконалений метод. Запропоновано підхід до розрахунку міжелектродної відстані в імпульсній дузі. Досліджено вплив початкового тиску у розрядній порожнині, напруженості поля імпульсної дуги та зволоження повітря на швидкість поширення переднього фронту газорозрядного струменя, який формується в плазменно-хвильовій системі.

В результаті дисертаційної роботи удосконалено метод імпульсного прискорення газорозрядної плазми шляхом створення умов для ефективного перетворення енергії та виходячи з умови практичного використання методу у системах частотної ініціації детонації, та отримані наступні результати:

на основі підходу до розвитку іонізаційно-перегрівної нестійкості розраховано газодинамічне розширення іскрового каналу до моменту виникнення ударної хвилі, що дозволило пояснити механізм зосередження струму розряду в області зниженої густини газу, що є причиною відсутності ініціації детонації у високоенергійних розрядах короткої тривалості у слабодетонуючих сумішах;

розроблено вимогу до довжини розрядного проміжку, при дотриманні якої досягається в процесі розвитку імпульсної дуги виділення основної частки енергії розряду у газорозрядному проміжку;

отримано вираз для напруженості поля в імпульсній дузі, при якій підтримується баланс отримання енергії електронами від поля та її переважне виділення при електрон-іонних зіткненнях, і тим самим це дозволяє запрограмувати розряд за допомогою зовнішнього ланцюга з оптимальним перетворенням електричної енергію в кінетичну енергію газу;

досліджено вплив початкового тиску газу в розрядній порожнині на швидкість поширення переднього фронту газорозрядного струменя в плазмово-хвильовій системі, що підтвердило зростання швидкості нагрівання газу імпульсною дугою із зростанням густини газу через збільшення частоти пружних зіткнень;

досліджено вплив напруженості поля імпульсної дуги на швидкість поширення переднього фронту газорозрядного струменя в плазмово-хвильовій системі, у результаті якого підтвердилася необхідність програмування розряду із наданням розрахункової напруженості, що забезпечує одержання найбільших швидкостей витікання газорозрядного струменя із середньою швидкістю більш 500 м/с протягом 100 мкс при енерговнеску до 100 Дж і при поширенні струменя в повітрі з умовами, близькими до нормальних;

досліджено вплив зволоження повітря на швидкість поширення переднього фронту газорозрядного струменя у плазмово-хвильовій системі, у результаті чого підтвердилася ефективність застосовуваного методу прискорення коливальної релаксації зі зростанням швидкості витікання струменя більш, ніж на 150 м/с;

удосконалено метод газодинамічного імпульсного прискорення газорозрядної плазми, заснований на розігріванні газу імпульсною дугою в якому окрім кумуляції енергії використовуються динамічні властивості газових потоків зі збільшенням часу формування ударної хвилі до 10^-5 с;

удосконалено методику оцінки швидкості поширення імпульсного плазмового струменя, що здійснюється на підставі аналізу зображень на фотоплівці, одержуваних методом фотографування в режимі лупи часу і дозволяє оцінити швидкість розвитку струменя із абсолютними похибками на часових кроках для 4 мкс – 76 м/с, для 8 мкс – 38 м/с, для 16 мкс – 19 м/с;

уточнено вимоги до елементів ланцюга схем, що реалізують імпульсну дугу в ПХС, які полягають у вживанні заходів по зменшенню довжини електричного ланцюга, збільшенню перерізу проводів, зменшення активного опору в імпульсному трансформаторі, викликане явищами поверхневого ефекту й ефекту близькості, що дозволяє здійснити виділення основної частки енергії розряду в розрядному проміжку.

Публікації автора:

1. Коритченко К.В., Семенец Т.А., Волколупов Ю.Я., Красноголовець М.О., Острижной М.О., Чумаков В.І. Анализ процесса повышения температуры в искровом канале при разряде в газе. // Питання атомної науки і техніки: Харків: ННЦ “ХФТІ”. - 2001. - №5. – С.48-50.

2. Коритченко К.В., Волколупов Ю.Я., Красноголовець М.О., Острижной М.О., Чумаков В.І. Интенсивность ударной волны и энергетика разряда в газах. // Журнал технической физики. – Т.2, №4. – 2002. - С.124,125.

3. Довбня А.Н., Корытченко К.В., Волколупов Ю.Я., Шкирида С.М., Красноголовець М.О., Дёмин В.С. Способ реализации импульсной дуги с низким напряжением горения в газе. Исследование влияния параметров цепи. // Журнал технической физики. - Т.73, № 12. – 2003. - С.91-94.

4. Коритченко К.В., Довбня А.Н., Волколупов Ю.Я., Тур Ю.Д., Шкирида С.М., Янчик А.Г. Требования к системе электрического разряда в плазменно-волновой системе. // Питання атомної науки і техніки: Харків: ННЦ “ХФТІ”. - 2004. – № 2. – С.33-35.

5. Корытченко К.В. Газодинамическое расширение искрового канала до момента возникновения ударной волны // Вісник Харківського національного університету. –2005. - №627. – С.89-95.

6. Корытченко К.В. Получение начальной сверхзвуковой скорости распространения пламени при помощи плазменно-волновой системы // Вісник Харківського національного університету. –2005. - №628. – С.51-55.

7. Volkolupov Yu.Ya., Korytchenko K.V., Ostrizhnoy M.A., Krasnogolovets M.A., Semenets T.A., Chumakov V.I. Gas-dynamic pulse detonation combustion laser and methods of its implementation // Proc. of the 29^th IEEE International Conference on Plasma Science. - Banff, Alberta, Canada. – 26-30 May 2002. – P.343.

8. Korytchenko K.V., Tur Yu.D., Kosoj L.I., Shkirida S.M., Krasnogolovets M.A. Plasma-wave system for forming intense shock waves // Proc. of XXVI International Conference on Phenomena in Ionized Gases. - Greifswald, Germany. – 15-20 July 2003. – V.1. – P.125,126.

9. Korytchenko K.V., Dovbnya A.N., Volkolupov Yu.Ya., Krasnogolovets M.A., Shkirida S.M. Investigation of a possibility to initiate detonation by plasma-wave system // Proc. of International Symposium on Combustion and Atmospheric Pollution. - С.-Петербург, Россия. – 8-11 июля 2003. – с.318-321.

10. Dovbnya A.N., Korytchenko K.V., Volkolupov Yu.Ya., Kosoj L.I. Plasma-Wave Initiation of Supersonic Combustion at Low Electric Energy Deposition // Proc. of European Combustion Meeting. - Louvain-la-Neuve, Belgium. – 3-6 April 2005. - report 237.