Теплофизическая модель приэлектродных процессов тепломассопереноса в газовом разряде Алексеев, Сергей Викторович

Введение к работе

: Актуальность исследований.. Мощные газовые разряды имеют место в различных областях техники, таких как коммутационные устройства высоковольтных электрических цепей, подвижные токосъемники, электро-дуговая сварка, электродуговые ускорители ЭДУ плазмы и макротел.

Мощные газовые разряды сопровождаются значительной эрозией электродов, ограничивающей срок эксплуатации коммутационных и контактных .устройств. Несмотря на огромное количество опубликованных работ в области электродной эрозии, остается достаточно широкое поле для исследовательской работы экспериментального и теоретического плача по изучение тепловых и гидродинамических механизмов тегаюмассопєреноса (ТМП) в ыежэлектродном пространстве и на поверхности электродов. В ряде случаев отсутствие адекватной физико-математической модели затрудняет обобщение имеющегося обширного'экспериментального материала, а также приводит к неудачам при попытке практического использования накопленных экспериментальных данных. В качестве одного из примеров можно привести опыт разработки электродинамического ускорителя ОДУ) макротел.

Использование рекомендаций для расчета эрозии электродов, полученных на .ускорителях^- плазмы, применительно к ЭДУ макротел давало возможность предсказать высокие технические характеристиці ускорителя макротел. На практике же реализовать эти характеристики до сих пор не удалось. Как показали многочисленные экспериментальные исследования, в основе этой неудачи находится недооценка интенсивности процессов ТЫЛ' з приэлектродном слое сильноточного газового разряда.

В данной работе на основе проведенных экспериментальных и теоретических исследований предложена физико-математическая модель ТШ з сильноточном газовом разряде,' позволяющая производить оценки скорости эрозионного разрушения электродов. С помощью этой модели.выполнен расчет характеристик плазменного поршня ЭДУ диэлектрических макротел. Кроме того проведенные экспериментально-теоретические исследования ТШ в сильноточном газовом разряде позволяют преодолеть некоторые затруднения принципиального характера, возникающие при описании динамики развития процессов элект-

рической эрозии на поверхности электродов. Дель работы: . '

1. Исследование ШІ в приэлектродном слое дугового разряда при различных токовых нагрузках.

2. Разработка физико-математической модели ТШ в газовом разряде, позволяющей проводить оценки тепловых нагрузок на поверхность электрода и разрушения электродов.

3. Построение физико-математической модели плазменного поршня ЭДУ макротел с использованием ревультатов исследования ТМП в газовом разряде и приводимых в- литературе данных по испытанию рельсовых ускорителей диэлектрических макротел. \ ;

Задачи исследований: ,. ",

4. Разработать экспериментальную методику определения эрозионного . повреждения и теплового нагрухения электродов в сильноточном.. импульсном газовом'разряде. , ....'

5. Изучить характерные особенности повреждения' поверхности элект- .;'. родов в сильноточном импульсном газовом разряде.

6. Выяснить основные (предельные) элекгро-тепловыемеханизмыэрозии поверхности электродов в сильноточном импульсном газовом

разряде. -:..-:;

4. Провести теоретическое обобщение полученных в данной работе и литературных данных по эрозии поверхности электродов в сильноточном импульсном газовом, разряде. -.'

5. Разработать рекомендации: по снизкени» эрозионного повреждения электродов устройств, . работающих в условиях сильноточного импульсного разряда. '.''.'

Научная новизна: . - ';.-

1. Разработана оригинальная экспериментальная методика для определения тепловых, потоков и уноса массы с поверхности раздели- ; тельного электрода. , ';.*'; ..."'. -'„ " .."..' :_;' ^:.^: -' ,^: '".'

2. Выполнено детальное микроскопическое, исследование , характера повреждений электродов в газовом разряде и распределения про-.... дуктов разряда на поверхности электрода в условиях.-различных -сочетаний материалов электродов, и разнообразной геометрии / \ электродной системы. '.'.-.. - :./ ''

3. Разработана экспериментально^подтвержденная модель.тепловой Г контракции тока на поверхности электрода, позволяющая прово- .

;:';:-. "V;.'Л-V-'V'v , "'- б - ";' ' ' -

дить количественную оценку эрозии поверхности электродов в пятнах.контракции тока.

4, Предложенаі физическая модель повышенной эрозии электродов в
сильноточном газовом разряде,.основанная на учете гидродинами
ческого капельного уноса расплавленной массы электродов.

5. Обосновано происхождение высоких тепловых нагрузок из плотной
плазмы насыщенного металлического пара.

Апробация работа. Основной материал работы изложен в пяти -публикациях и на XI Международной конференции по взаимодействию плазмы с поверхностью твердого тела в установках управляемого термоядерного синтеза, Япония, Мито, Ибараки, 23-27 мая, 1994 г. (lith International Conference on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices, 23-27 May, 1994, Mito, Ibaraki, Japan). ,_: ;"..'.'

Положения, выносящиеся на защиту:

1. Экспериментальная методика определения эрозионного уноса на
. поверхности электродов, гальванически изолированных от элект
рической цепи протекания, тока разряда.

2. Результаты экспериментального исследования эрозионного уноса и
поглощенного из газового разряда тепла в электродах, гальвани
чески изолированных от электрической цепи протекания тока раз-

рада- '-.' ...'

3. Результаты микроскопического исследования следов эрозии на по-
верхности электродов после газового разряда.

4. Теплофизкческие модели контракции тока в объеме плазмы разряда
и на поверхности электродов.

5. Тешюфиаическая модель эрозии поверхности электродов в пятнах
. концентрации тока в газовом разряде.

"б. Теплофизическая модель тегоюмассопереноса . на поверхности электродов при конденсации пара материала электродов из объема . плазмы газового разряда. 7. Методика расчета термического к. п.д. электродинамического ус-'"-' корителя макротел с плазменным поршнем, состоящим из насыщенного пара материала электродов. , Структура и объем работы. Положения; работы описаны в б разделах и Приложении. Диссертация изложена на 148 стр.. в т.ч. Юб ... стр. машинописного текста ; содержит 54 рисунка, 1 таблицу и спи-

сок из 129 наименований использованных литературных легочников. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

В работе проведено экспериментально-теоретическое исследование процессов тепломассопереноса в приэлектродных слоях газового разряда.

Тепломассоперенос в приэлектродных слоях газового разряда исследовался на установке, принципиальная схема которой показана на рис.1.

* В=П,002Оы

"1 т~

„д = 13,6

Рчэ.1 Схема оховериненглльнай иотакйски р/т »гаичг(і«я ороеивннкк процао-
соь ил песиркности злііпров)»'- *

- o/a«TUKKa-o6t>ss«u: 2 - термопара," Э - яграат«ль оСмоиоь; 4 - tT»r>snssbia аиавтродо; 5 — яара&ляагакб paspww.; 6 — делитель- ншркгэния с когдоицыектек IS, 4,

Пластинка ив .исследуемого материала,"'. исходно изолированная от электрических цепей ,разряда, . помещалась. ыеаду стержневыми ' электродами в держателе, '. обеспечиваздем тепловой контакт прижимной термопары с поверхностью пластинки. После инициирования разряда происходила контракция тока разряда на обеих поверхностях пластинки. Эрозия материала т_е определялась'взвешиванием пластин- . -, ки до и после разряда. Вольтов эквивалент поглощенного тепла Y_q определялся _отношением поглощенного пластинкой.во время разряда ' , тепла От (по изменению температуры пластинки во времени);к йзме-,

репной величина заряда Q_e, прошедшего через разряд. Такая методика экспериментального исследования позволяла достаточно точно определять вольтов эквивалент поглощенного тепла и убыль массы пластинки в результате эрозии.

Vq ОТ Q_e. ЭКСПе-

представлены на

Исследовалась зависимость величин m_e=m_e/Qe. . р'именталькые результаты для медных пластинок .рис.2.

а_е,кл.

71 ,иг/Кл.

Гис.2 UzcnspuMaiiTa/iwits:» зависимости адэльмоЛ зрозим / СО) и яо.«этоеогй Оі(вигй/іг»іта пог/тощемного теплз. Vrj СП) от полного аарияд Qa, проаадааго через рг&рязз..

Из представленных экспериментальных зависимостей следует, чїо при превизении величины 0_Ss равной 4 Кл, наблюдается резкое увеличение удельной эрозии п_а. При переходе через пороговую величину Q₀t=4 їСл тйккє наблюдается постепенное увеличение вольтового эквивалента поглощенного тепла V_a.

Микроскопическое исследование поверхности пластинок после разряда показало, что пороговое увеличение эрозии материала пластине!: сопровождается качественным изменением характерного вида следов эрозионного разрушения на поверхности пластинок. Если до пороговой величины Qst эрозия происходила в основном в дуговых мшфопятиах. то зря достижении величины Q_et паблпдглось оплавление поверхности пластинок на участках, значительно превышающих своими размерами с,леды разрушения в микропятнах. В пределах зоны оплавления поверхность пленки расплава возмущена волнами., которые являются источником образования капель разноге размера, змиттиру-емьи в объем и за пределы объема разряда.

Аналогичные явления наблюдались в экспериментах с пластинка- .
ми, изготовленными из молибдена и вольфрама, но каждый из иссле
дованных материалов характеризовался своим (большим чем у меди)
значением Qet- ' ' ,

В результате дальнейших экспериментов выяснилось также, что величина Qet зависит и от условий разряда: магериала и диаметра . стержневых электродов, расстояния между, торцевыми поверхностями электродов и поверхностями пластинок.; Причем, для более легкоплавких металлов, используемых для изготовления стержневых электродов, наблюдались меньшие значения Qet-

В тех экспериментах, когда стержневые электроды изготавлива
лись из более легкоплавких металлов по сравнению с материалом
пластинки (например, медь и вольфрам), зона интенсивного эрозион
ного разрушения на поверхности пластинки имела окантовку из зас-.
тывшей пленки сконденсировавшегося пара материала стержневых
электродов. ". .'_:/-. .'.;' -.-

В результате экспериментального исследования гепломассопере-носа была олределена цепочка процессов, приводящих к пороговому увеличению эрозии электродов в сильноточном газовом разряде. Наблюдается следующая последовательность явлений: 1)Сначала развивается эрозия в пятнах привязки микродуг, обеспечивающая поставку ішазмообразуодего, материала (в виде пара и капель) в количестве, необходимом для протекания тока разряда и восполняющем потери плазмообразующей среды на стенки и в окружающую среду. В этом режиме удельная эрозия щ и вольтов эквивалент поглощенного электродом тепла V_q не зависят от заряда Qe, прошедшего через разряд. 2)В результате избыточного поступления материала электродов в объем разряда плотность плазмы в разряде'повышается, что приводит к росту давления и градиентов давления в плазме. 3)Под действием градиентов давления возникает гидродинамическое

движение плазмы. '.:"" ..-.-.'

4)Тепловое и механическое взаимодействие.потока плазмы а поверхностью электродов, сопровождающееся конденсацией пара, материала ; электродов на их поверхности, . способствует быстрому плавлению материала электродов и уносу расплава в виде капель в объем разряда. При этом наблюдаются: пороговое увеличение.удельной

эрозии те, увеличение вольтового эквивалента поглощенного электродом тепла V_q. резкое увеличение давления плазмы (в уело- ' ; виях пространственно ограниченного разряда).

Поскольку звено 2 и звено 4 в цепочке описанных процессов замыкаются в кольцо положительно обратной связи, то происходит смена ведущего.механизма эрозии (от эрозии в пятнач привязки тока к эрозии, обусловленной плавлением и механическим разрушением пленки расплава под действием потока плотной плазмы).

. Эрозия поверхности в пятнах привязки микродуг обусловлена нарушением однородности распределения тока в плазме. Причиной возникновения неустойчивости в обгше плазмы, находящейся в постоянном электрическом поле, может стать флуктуациошюе возмущение температуры. В области относительно низких температур наиболее сильно изменяется с-температурой проводимость плазмы б, поэтому изменением остальных параметров, входящих в уравнение теплопроводности, можно пренебречь. Тогда уравнение теплопроводности в цилиндрической системе координат (0,п,г), ось которой совмещена с центром аксиально симметричного возмущения температуры 8, запишется в виде:

Е* . (1)

1 -d8 1 d _ d9 , 6(8) 2

а - eft г dr . dr

где Е - напряженность однородного, электрического поля в межэлектродном зазоре, а=Х/(С_рр), 8=Т-То - - возмущение, температуры, Т6~температура, начиная с которой проводимость плазмы резко возрастает. Уравнение (1) решалось численно. Причем, с целью упрощения' численных расчетов (для получения качественного решения) использовалась степенная зависимость проводимости плазмы от температуры б = А-6^П (где п*10-20), а для флуктуации температуры 8 -функция случайного распределения Гаусса:

::0 = ^) .екр(--^), _; (₂,

где B(t), b(t) - амплитуда и дисперсия распределения, зависящие от длительности процесса t. В зависимости от конкретных условий (физических свойств плазмы А, Л, п; напряженности поля Е и на-

чальных значений амплитуды В(0) и дисперсии Ь(0) теплового Возмущения) может произойти либо рассеяние возмущения. и. его гибель, либо нарастание амплитуда возмущения B(t) во времени-к следующий затем тепловой и электрический пробой слоя. плазмы ' (рис.3). В рассматриваемой простой иоделк направление процесса определяется безразмерным параметром K=AE^E-bo²-Boⁿ~Vl (зави'сяпдаы от свойств., плазмы А, \, начэльшх параметров возмущения bo. Во и внешни;; условий - напряженности поля Е). Кз;: видно из рис.3, существует критическая величина (чксленкое выражение которой получено из условия dB-i-/db+>0 npz t+=0) К=К_Кр=С2п(п+1)]/!:Зіі+1] ., при превышении которой развивается контракция тока в объеме пласмы.

Рш.З гадосиюеть Єезаози&рних параметре» теолаїш-а

рломера &+<"—> or bi*sku;iu v». «ры n * Jdi'

l-Ksl.eK_№;" г-К = 1,1К_ЕІ); .

3 - 1(=1,00001 К _№; 4 - K=0,S Kjjj, .

При этом. в плазме формируется канал тока, в котором вместе с рос- . том температуры растет плотность тока и суммарный ток разряда.

Существование критического значения К_Кр означает, что крити
ческие начальные параметры связаны мевду собой..Причем при фикси
рованной начальной амплитуде возмущения Во существует критический
размер области возмущения bo. кр . при превшении которого, парамет
ром bo происходит контракция,' в. противном случае возмущение зату
хает. ' '.".-.. ',

Математическая модель развития тепловой неустойчивости ..на . границе плазма-поверхность электрода подобна'рассмотренной ранее -

модели развития тепловой неустойчивости в объеме плазмы. Однако-теперь источником возмущения является флуктуационное возмущение температуры электрода. Физически возможность стягивания тока в пятно на поверхности электрода обусловлена сильной зависимостью проводимости плазмы от температуры электрода в приэлектродном слое.. При формулировке этой задачи появляется третий параметр флуктуационного возмущения: характерная толщина теплового возму-щения s электроде (вблизи поверхности электрода) 5. Решение этой задачи содержит два критерия Ко, К_е. определяющих направление процесса. В зависимости от значения критериев Ко, К_е (при фиксированном п) возмущение либо затухает, либо нарастает, причем, во втором случае вместе.с ростом амплитуды' теплового возмущения В иаблюдется 'уменьшение характерной ширины возмущения b и толщины теплового¹ слоя 5..-" При этом в области возмущения увеличивается плотность тока, ,_:т,е.' происходит стягивание тока в пятно проводи-кости. Поскольку критические значения критериев К₀, К_е взаимосвязаны,- то. это дает возможность получить, критическое условие тепловой неустойчивости, которое включает как "внешние" параметры (падение напряжения V в-приэлектродном слое,'плотность теплового потока на. внятней поверхности приэлектродного слоя q_n)-, физические свойства плазмы 1, А, п, таки^-"внутренние" параметры теплового возмущения Во. bo, 5о- Происхождение "внутренних" параметров монет быть обусловлено наличием выступов шероховатостей на поверхности электрода, .пульсациями температуры поверхности при турбулентном течении плазмы, физическими неоднородностями материала электрода вблизи поверхности или другими причинами. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что стягивание тока в пятна происходит не только на катодах (катодные пятна привязки микро-дуг), но' и анодах.

Необходимо отметать, что данная модель не предполагает в качестве необходимого условия развития микроду'г наличие заостренных микровыступов па.поверхности электродов, вследствие чего тепловое разрушение поверхности электродов в пятнах привязки микродуг объясняется более естественными причинами (безотносительно к микрогеометрии поверхности электродов).

;"' В результате стягивания тока разряда в микроп'ятна на поверхности электрода происходит плавление, испарение и взрыв микрообъ-

"..'-.' -..'' :'.-12--vy-:'-'!.^; ."'-;.'-;;-І'-;:;''-::/,:'"-

емов материала электродов (в области контракции тока). Стационар
ное распределение температуры Т в электроде с распределенными ис
точниками джоулева тепловыделения от протекающего по электроду
тока в пятне х_п в сферической системе координат.имеет вид (с не
которыми неважными для качественного решения упрощающими допуще
ниями) . - '"

1 d ., dT ^: in² -.' 1 ^:;:-'

— _г^._х + —~. -о..--:: (3)

г² dr dr 4я²г⁴ б(Т)

где б(Т) - удельная проводимость материала электрода б(Т) = (эе-Т)~^а; ае - температурный коэффициент удельного сопротивления материала электрода; \ - теплопроводность материала электрода. В результате решения уравнения (3) получены предельные величины тока пятна і_Пр=я²-г_л-Ц/ае)^1/2 и плотности тока Зпр=л^,(^ж)^і/2Гп~¹ в пятне радиусом г_п, при которых происходит разрушение материала электрода под пятном привязки микродуги. Оценки численных значений і_Пр, і пр.Для меди, вольфрама и молибдена хорошо согласуются с . результатами проведенных в данной работе экспериментальных исследований и данными, представленными в литературных источниках.

Увеличение радиуса пятна стягивания во времени r_n*(at)^1/2
происходит вследствие нестационарной теплопроводности (для мате
риала электрода с температуропроводностью' а). Соответствующий
пятну с радиусом г_п ток пятна і_п^с²(аХ/х)^1/г.-Ь^г/і является произ
водной от заряда Д_е, прошедшего через пятно, что позволяет уста
новить соотношение между Qe и массой материала, которая выбрасы
вается из области электрода, подвергащейся сильному нагреву,
т_е=(2/3)-Я-рг_п³: ;."'"-"..; . '\

_те * _i_ . _J__ . (х-*)¹'² Qe., ^: ;,; -(4) ^:,

где Ср - удельная теплоемкость материала электрода.

Формула (4) описывает линейную зависимость эрозии материала электрода от величины заряда, прошедшего через разряд,, поэтому удельная эрозия me=me/Qe=(X-*)^1/2/(jiCp) не зависит от величины . заряда Qe (до пороговой величины заряда Qt). а определяется электрическими и тепловыми свойствами материала электрода, что и подтверждается результатами. экспериментального исследования

(см. рис.2).. Оценка величины удельной эрозии для меди согласно полученным зависимостям дает ліе=0,1 мг/Кл. Экспериментальные результаты, представленные, на рис.2, дают величину т_е=0,11 мг/Кл. Для вольфрама и молибдена также получено удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных результатов, что подтверж-' дает обоснованность представленной модели эрозии в пятнах привязки микродуг.

Началу интенсивного уноса массы материала- электрода соответствует некоторое критическое (пороговое) значение энергетического вклада'или теплоты в расчете на единицу поверхности, при котором достигается плавление материала электрода. Очевидно, что численное значение этого порога зависит от конкретных ' условий разряда. При этом эродирующая масса электрода т_е определяется из соотношения ...

'..'.' t

ГплШе * iQcdt , (5)

где. Гол - скрытая' теплота плавления материала электрода, Ос -тепловой поток, поглощаемый в электроде. Если представить Q_c=V_qI, полагая V_q (как это часто делается) константой данного материала электродов, то опять получится линейная зависимость эродирующей массы электродов от Q_e=JIdt. Однако из рис.2 следует, что V_q остается константой лишь в определенных условиях и начинает существенно изменяться при достижении порога эрозионного разрушения электрода. Поэтому физический смысл использования V_q при расчете эрозионного разрушения электродов теряется.

Величина Ос, входящая в (5), может"иметь несколько составляющих; излучение плазмы, конвективная передача тепла от горячей плазмы к электроду. теплота, выделяющаяся при рекомбинации ионов и электронов.. В дальнейшем рассматривается одна из возможных составляющих Ос. .вклад которой в эрозионное разрушение электродов может стать определяющим. Это - тепло конденсации пара материала электродов... -..

Как уже говорилось, унос мелких капель расплава с поверхности электродов может способствовать быстрому насыщению ллазмы разряда парами материала электродов. Особенно ярко этот эффект наб-

- 14 - :

людается при пространственно ограниченном разряде. В качестве, примера рассматривается разряд плазменного поршня рельсового, ускорителя макротел, давление в' плазме которого может достигать 10²МПа, а скорость движения поршня достигает нескольких километров в секунду- Согласно проведенным расчетам- гидродинамический унос расплава турбулентным потоком натащенного пара ыедк при era-рости 1 км/с и давлении 10²Ша приводит к насыщению объема плазмы каплями с наиболее вероятным размером 0,15 мкм. Капли, обладая развитой суммарной поверхностью испарения, быстро пополняет потери пара за счет конденсации на поверхности электродов. Связанный с интенсивностью конденсации поток тепла дконд'І.З'10^і0 Вт/к² сравним по величине с излучением плазш с эффективной.степенью черноты равной единице и температурой ~ 2-10%. К потоку тепла конденсации добавляется поток тепла, обусловленный конвективным переносом q_Kojffi=0,47-l0¹⁰ Вт/м^г. Суммарная тепловая нагрузка поверхности электродов может значительно превышать теллоау» нагрузку только от излучения плазмы (поскольку температура нашденного дара меди при давлении 10²МПа не превкнаот 10⁴- К). При указанной величине теплового потока на поверхности электродов плавление начинается через несколько микросекунд после.начала іюйтакта плазма с поверхностью.

Таким образом, ' количественные оценки интенсивности' теп-ло-массообмена в сильноточном газовом разряде при высоком давлении к большой плотности позволяют обосновать возможность сущэстт вования самоподдерживающейся структуры разряда с интенсивным разрушением поверхности электродов. .

Образование.плазменного поршня,, состоящего из насыщенного пара материала электродов, и обусловленное этим интенсивное разрушение электродов в рельсовом электродинамическом ускорителе макротел с плазменным поршнем (РЭДУ) приводит к неработоспособности (в области проектных параметров) экспериментальных моделей этого типа ускорителей. Спроектированные- для работы с коротким (несколько сантиметров) легким плазменным поршнем, температура которого согласно расчетам должна достигать (0,5+1)-10⁵ К, а скорость движения вместе с макротелом - нескольких десятков км/с, такие модели ускорителей продемонстрировали более чем скромные результаты по скорости движения . макротела, не превосходящей

10 км/с. Такая неудача объясняется упрощенным подходом при рас-' смотрении процессов эрозионного разрушения электродов под действием потока плазмы.

Эксперименты на РЭДУ свидетельствуют о том, что в них поршень имеет значительно большую длину, чем он имел бы при темпера-

; туре плазмы в поршне порядка нескольких десятков тысяч Кельвинов. Это можно объяснить образованием плазменного поршня, состоящего не из перегретого и- полностью ионизованного пара (газа), а состоящего из пара, близкого к состоянию'насыщения. При этом масса пара в поршне'мояет в несколько раз превышать массу ускоряемого тела, что резко сніиіает, эффективность передачи энергии источника питания, ускоряемому телу. Кроме того, интенсивный массоперенос на

_границе пориень/поверхность электродов приводит к возникновению значительного эффективного трения между системой поршень-макроте- -ло и поверхностью канала РЭДУ. ' ' .

Исследование энергетического баланса для плазменного поршня, состоящего из насыщенного'пара материала электродов, показало, что существенную роль в процессах тепловой диссипации подводимой

. к плазменному поршню энергии играет наличие пространственных не-однородностей в распределении плотности тока и связанной с ними неоднородностью в распределении скорости в форме локальных МГД -вихревых течений. Основной. вклад в тепловые потери плазменного поршня, состоящего из слабо ионизованных паров материала электродов, вносит конденсация насыщенного пара на поверхности электродов, при этом результирующий к.п.д. ускорения макротела не превышает нескольких-процентов.

Большая протяженность поршня и наличие ЭДС вследствие движения проводящего поршня в магнитном полеобусловливают возникновение вторичных пробоев» или расслоение поршня. В данном случае додана развиваться перёгревно-ионизационная неустойчивость, которая обусловлена сильной зависимостью проводимости плазмы от температуры в области малых степеней ионизации, характерных для плазменного поршня, состоящего из насыщенного пара металла. Расчеты с учетом конструктивных параметров РЭДУ HIVAX показали, что при скорости плазменного поршня 2 км/с пространственный период дуг 1х должен составлять примерно 0,1 м. Полученный., результат близок к экспериментальным данным для установки HIVAX. Поскольку

1г обратно пропорционален скорости движения поршня, . то это означает, что при фиксированной длине поршня с увеличением его. CKO-. -рости растет число дуг. Каждая дуга захватывает эродирующий материал с поверхности электродов и ответвляет часть тока,, питающего ускоритель. Это приводит на практике к тому, что достигнув некоторого предела, скорость тела не увеличивается.

Таким образом, именно процессы эрозионного разрушения электродов определяют режим работы ускорителя макротел, а полученные результаты могут быть использованы при проектировании установок данного типа.