DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-23-33
УДК 621.3.027.3
ББК 31.2
В.В. АШМАРИН, Д.Г. ОСИПОВ
Ключевые слова
рельсовый разрядник с искажением поля, управляющий электрод, поджигающий электрод, время запаздывания разряда, неоднородность поля, пороговые напряжения
Аннотация
В статье рассмотрены особенности конструктивного исполнения рельсовых четырехканальных разрядников с искажением поля с улучшенными временными характеристиками, представлены результаты исследований их временных характеристик. Необходимость проведения данных исследований связана с широким применением таких разрядников в емкостных накопителях энергии, служащих источниками 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 в широком диапазоне изменения как масс частиц, так и скоростей взаимодействия амплитудные значения токов через малоиндуктивную нагрузку ускорителя масс могут изменяться от килоампер до нескольких мегампер при временах процессов ускорения от единиц до сотен микросекунд. С учетом этого емкостные накопители энергии выполняются многомодульного исполнения. Каждый модуль емкостного накопителя энергии коммутируется на нагрузку своим коммутатором. Для расширения диапазона срабатывания разрядника накопителя, получения временных характеристик разрядника с малыми временами запаздывания, исключения вероятности самопроизвольного срабатывания разрядника, стабильности формирования разряда при параллельной работе коммутаторов разработаны конструкции рельсовых четырехканальных разрядников с искажением поля с улучшенными характеристиками, проведены их экспериментальные и теоретические исследования.
В результате исследований выявлено, что наименьшая величина времени запаздывания и, соответственно, разброс времени запаздывания получены для разрядника с искажением поля с двумя управляющими электродами.
Полученные аналитические выражения и эмпирическое выражение, рассчитанное для разрядника с искажением поля с двумя управляющими электродами, позволяют определить величины пороговых напряжений и времена запаздывания с учетом статистического времени запаздывания и времени формирования разряда.
Определена величина порогового напряжения, при достижении которой наблюдается процесс прямой трансформации стримера в искровой разряд, обладающий высокой проводимостью с последующим пробоем межэлектродного промежутка.
Приведены зависимости статического напряжения от давления во внутренней камере разрядников с искажением поля с улучшенными временными характеристиками. Показано, что при определенном расстоянии между главными электродами при давлении 0,3–0,5 МПа разрядники работают с запасом электрической прочности, когда статическое пробивное напряжение в 1,5–2 раза превышает рабочее напряжение, приложенное к электродам газового промежутка разрядника. Это исключает вероятность самопроизвольного срабатывания разрядников емкостного накопителя энергии.
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; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3455-0580).
Осипов Денис Геннадьевич – кандидат экономических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности и инженерной экологии, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (denps@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0835-827X).
Формат цитирования
Ашмарин В.В., Осипов Д.Г. Разрядники с искажением поля с улучшенными временными характеристиками и повышенной надежностью // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 1. – С. 23–33. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-23-33.
