Взаимодействие мощного импульсного потока плазмы с поверхностью высокотемпературных материалов

摘要

Целью работы является изучение поведения поверхностных слоев высокотемпературных металлов при их взаимодействии с потоком мощного абляционного импульсного плазменного двигателя. Данный двигатель генерирует потоки плазмы, имеющие направленную скорость (7-9) × 10~6 см/с, начальный диаметр 1.5-2 см и максимальную концентрацию около 10~(18) см~(-3). Максимальная мощность достигает 5 ГВт. Основными измеряемыми величинами являются остаточная температура образцов вольфрама и испаренная масса. Кроме того, выполнен металлографический анализ образцов. Метод исследования базируется на анализе экспериментальных данных с помощью численной модели, описывающей нагрев и испарение материала при поглощении импульсных потоков энергии с учетом кинетики испарения на основе уравнения Герца-Кнудсена. На основе численного моделирования и полученных экспериментальных данных исследована кинетика испарения вольфрама при плотностях потока энергии на поверхность до 1 ГВт/см~2.