Ссылка для цитирования: Влияние конфигурации электродной системы коаксиального магнитоплазменного ускорителя на процесс формирования и развития дугового разряда / А.И. Циммерман, И.И. Шаненков, А.Р. Насырбаев, Д.С. Никитин, А.А. Сивков // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 8. – С. 39-50.

Актуальность исследования обусловлена широким спектром областей применения разнообразных видов генераторов плазмы, в том числе, в составе аналитических устройств, технологических установок и для создания токамаков, ионных и плазменных двигателей, спутников, лазерной техники, а также для нанесения пленок и покрытий на различные поверхности и синтеза микро- и нанопорошков. Цель: определить наилучший способ инициирования дугового разряда в ускорительном канале коаксиального магнитоплазменного ускорителя, оценить влияние конфигурации канала формирования плазменной структуры на электродинамические нагрузки коаксиального магнитоплазменного ускорителя и рассчитать коэффициент полезного действия преобразования накопленной энергии в подведенную. Объекты: коаксиальный магнитоплазменный ускоритель, инициирование дугового разряда, центральный электрод, электрод-ствол, канал формирования плазменной структуры. Методы: плазмодинамический синтез, измерение и регистрация импульсных токов и напряжений, измерение электроэрозии посредством массы эродируемого электрода-ствола, высокоскоростная фоторегистрация плазменной струи. Результаты. Рассмотрены два способа инициирования дугового разряда с использованием металлических проволочек и графитизации. Установлено, что они не влияют на энергетические параметры процесса плазмодинамического синтеза, однако применение графитизации выглядит предпочтительней в силу большей технологичности процедуры, которая обеспечивает простоту подготовки ускорителя и надежность его работы. Установлена возможность снижения амплитуды тока дугового разряда на 29 % при увеличении длины канала формирования плазменной структуры с 5,5 до 11,5 мм, что обеспечивает уменьшение электродинамических нагрузок на все узлы системы. Экспериментально определена оптимальная длина канала формирования плазменной структуры 9,5 мм, способствующая получению высокого коэффициента полезного действия преобразования накопленной энергии в подведенную и надежности работы системы.