No abstract

Описаны эксперименты по зажиганию электрического разряда в воздухе атмосферного давления с развитой стримерной структурой. Разряд зажигается в импульсном квазиоптическом линейно поляризованном СВЧ пучке с подкритическим уровнем поля. Пробой воздуха инициируется электромагнитным вибратором, расположенным в свободном пространстве, на поверхности диэлектрической пластины и на внешней или внутренней поверхности кварцевой трубки. По результатам экспериментов оценены скорости распространения фронта разряда навстречу волновому вектору электромагнитной волны.

Описаны результаты экспериментов по зажиганию электрического разряда в воздухе в радиопрозрачном герметичном объеме. Разряд зажигается в квазиоптическом линейно поляризованном СВЧ пучке с глубоко подкритическим уровнем поля и разряд инициируется закрепленным над экраном электромагнитным виб-ратором. Обработка полученных результатов позволила рассчитать эффективную площадь энергетического взаимодействия разрядной плазмы с возбуждающим его СВЧ полем. Показано, что эта площадь существенно превышает площадь поперечного сечения области разряда. DOI: 10.21883/JTF.2017.05.44441.2050 Введение Исследования газового электрического разряда, зажи-гаемого в поле квазиоптического СВЧ пучка [1], показа-ли, что при сравнительно высоких газовых давлениях p он реализуется в высокотемпературной форме [2]. Это позволяет рассматривать пути его практического приме-нения, например, для поджига газовых горючих смесей, в том числе и в их высокоскоростных потоках [3,4].В работе [2] исследовался разряд при исходной ампли-туде электрической составляющей поля E 0 в линейно поляризованном СВЧ пучке c ТЕМ структурой поля, на много порядков меньшей минимального пробойного (критического) уровня E cr , необходимого для безэлек-тродного электрического пробоя воздуха в простран-ственно однородном и непрерывном во времени СВЧ по-ле. В описанных в этой работе опытах пробой иницииро-вался параллельным вектору E электромагнитного (ЭМ) поля СВЧ пучка линейным " полуволновым" ЭМ вибра-тором. Вибратор закреплялся над помещенным в пучок металлическим экраном, перпендикулярным волновому вектору k СВЧ пучка. При этом расстояние от вибратора до плоскости экрана h было существенно меньшим четверти длины волны ЭМ поля λ.На практике возникает вопрос, какая же энергия выделяется в плазме реализующегося в этом случае глубоко подкритического СВЧ разряда? Ответить на этот вопрос можно, если ввести понятие и количе-ственно определить величину эффективной площади S ef энергетического взаимодействия разряда с ЭМ полем СВЧ пучка. Действительно, если известна амплитуда электрической составляющей исходного поля СВЧ пуч-ка E 0 в предполагаемой области зажигания разряда, то локальное значение плотности потока ЭМ энергии , протекающей через поперечное сечение этой области,где Z 0 = 120π; -волновое сопротивление " свобод-ного" пространства, а размерность поля E 0 , V/cm. При рассчитанной величине темп выделения энергии в разрядной плазмеЭто выражение и вводит понятие эффективной пло-щади S eff энергетического взаимодействия разрядной плазмы с ЭМ полем. В работе [5] величина площади S eff была оценена по результатам экспериментов. Они выполнялись с труб-чатым вибратором резонансной длины, расположенным на расстоянии h = λ/4 над плоскостью экрана, т. е. в пучности поля падающей на экран и отраженной от него ЭМ волн. Вибратор продувался потоком возду-ха. СВЧ разряд горел в кормовой области вибратора. В спутном следе горящего разряда снималось попе-речное распределение температуры торможения потока. Это позволило оценить мощность P dis и по рассчитанной величине определить велич...