О влиянии гидродинамических неустойчивостей на спектрально-яркостные характеристики гиперзвуковых газово-плазменных потоков в инертных газах - page 11

(до уровня коэффициентов поглощения в приосевой зоне кумуляции
0
,
1
. . .
1
см
1
)
, а величина
κ
УФ
снижается в 3–10 раз.
Таким образом, в результате развития гидродинамической неустой-
чивости происходит существенное изменение структуры и интеграль-
ных излучательных характеристик разрядов в газах. Анализ экспери-
ментальных данных подтверждает эти выводы: на шлирен-снимках
разряда (рис. 2) видно, что в периферийных областях течения, рас-
положенных рядом с ускорителем (где плазма расширяется преиму-
щественно в радиальном направлении), с самого начала разряда на-
блюдается гладкий фронт ударной волны, контактная граница сравни-
тельно устойчива, и существует прослойка ударно-сжатого газа. При
приближении к головной части разряда, где набегающий плазменный
поток имеет значительную составляющую скорости, направленную
вдоль контактной границы, наблюдаются существенные возмущения
плазменного фронта, образование вихрей и переход к турбулентности.
Турбулентная область имеет б´ольшую оптическую плотность на длине
зондирующего излучения, чем близлежащие слои плазменного пото-
ка и сжатого газа. При этом регистрируются флуктуации оптической
плотности и формы плазменного образования, по порядку величины
соответствующие оценкам из условия неустойчивости. В течение пе-
риода максимальной мощности энерговклада имеет место практиче-
ски полное турбулентное разрушение слоя ударно-сжатого газа. Турбу-
лентные флуктуации давления у самого фронта ударной волны вызы-
вают крупномасштабные и мелкомасштабные возмущения его формы;
гладкая форма фронта восстанавливается во время спада скоростного
напора, когда плазменный поток (“поршень”) замедляется и ударная
волна отходит от турбулентной области. Во втором, третьем и после-
дующих полупериодах аналогичная турбулентная область образуется
на границе плазменного потока с плазмой предыдущего полупериода.
Повышение атомной массы газа (например, разряд в ксеноне) при
ρ
g
= idem
приводит к относительной стабилизации возмущений при
приблизительном сохранении формы, размеров и других характери-
стик плазменного образования за срезом ускорителя. Турбулентные
вихри могут появляться и в самом плазменном потоке за счет не-
устойчивости течения с неоднородным распределением скоростей (в
плазмодинамических разрядах скорости потока выше в приосевой зо-
не, в вихревой зоне, возникающей за пересечением каждых двух косых
ударных волн [7], и в ряде других случаев). Об этом свидетельству-
ют регистрируемые на интерферограммах флуктуации электронной
концентрации плазмы потока, относительно небольшие у ускорителя
(
10
%) и существенные (
100
%) в головной части плазменного
образования, где они приводят к искажению, размыванию и даже к
82
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2006. № 3
1...,2,3,4,5,6,7,8,9,10 12,13
Powered by FlippingBook