В.В. Ашмарин, Д.Г. Осипов, И.В. Резюков
DOI: 10.47026/1810-1909-2021-1-27-35
Ключевые слова
рельсовый разрядник с искажением поля, управляющий электрод, индуктивный делитель тока, время запаздывания разряда, неоднородность поля, пороговые напряжения.
Аннотация
В статье рассмотрены особенности конструктивного исполнения рельсового четырехканального разрядника с искажением поля и результаты исследования его временных характеристик. Необходимость проведения данной работы, связанной с разработкой таких разрядников ввиду отсутствия их аналогов, обусловлена широким применением емкостных накопителей энергии в качестве источников питания электродинамических ускорителей масс. На современном этапе развития науки и техники применение таких ускорителей является наиболее перспективным для создания экспериментальных стендов по моделированию в лабораторных условиях процессов высокоскоростного взаимодействия элементов конструкций летательных аппаратов с частицами различной массы и различного происхождения. По условиям работы экспериментальных стендов и в широком диапазоне изменения как масс частиц, так и скоростей взаимодействия амплитудные значения токов через малоиндуктивную нагрузку ускорителя масс изменяются от десятков до сотен килоампер при временах процесса ускорения от единиц до сотен микросекунд. С учетом этого емкостные накопители энергии выполняются в многомодульном исполнении. Каждый модуль коммутируется на нагрузку своим коммутатором. Для расширения диапазона срабатывания накопителя, обеспечения требуемой эрозионной стойкости электродов коммутатора, стабильности формирования разряда при параллельной работе коммутаторов разработана конструкция рельсового четырехканального разрядника с искажением поля, проведены экспериментальные и теоретические исследования влияния соотношения геометрических размеров межэлектродного промежутка на уменьшение запаздывания электрического пробоя разрядника.
В результате исследований показано, что время запаздывания tзап зависит от формы и диаметра главных электродов, материала электродов, расстояний между главными и управляющим электродами, порогового напряжения, а также степени неоднородности поля в межэлектродном промежутке.
Полученные аналитические выражения позволяют определить пороговые напряжения и время запаздывания с учетом статистического времени запаздывания и времени формирования искрового разряда.
Установлено, что на время запаздывания существенно влияют коэффициент неоднородности поля и конфигурация управляющего электрода.
Отмечено, что при рабочем напряжении на разряднике, превышающем пороговое напряжение, время запаздывания коммутатора находится в наносекундной области.
Определено пороговое напряжение Uпор., при достижении которого наблюдается процесс прямой трансформации стримера в искровой разряд, обладающий высокой проводимостью, с последующим пробоем межэлектродного промежутка разрядника.
Литература
Сведения об авторах
Ашмарин Василий Васильевич – кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ashmarin1953@yandex.ru).
Осипов Денис Геннадьевич – кандидат экономических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (denps@mail.ru).
Резюков Игорь Васильевич – старший преподаватель кафедры безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (rezigvas@mail.ru).
Формат цитирования
Ашмарин В.В., Осипов Д.Г., Резюков И.В. Особенности конструктивного исполнения и временные характеристики рельсового четырехканального разрядника с искажением поля // Вестник Чувашского университета. – 2021. – № 1. – С. 27–35. DOI: 10.47026/1810-1909-2021-1-27-35.
