Використання розмірних і безрозмірних комплексів, що описують вибух

Abstract

Досліджено процеси розроблення та верифікації системи розмірних і безрозмірних комплексів, які адекватно описують фізику електричного вибуху провідників у широкому діапазоні режимів, уможливлюючи прогнозне масштабування і керування процесом. В умовах, коли параметри джерела і геометрія провідника можуть змінюватись у широких межах, процес електричного вибуху провідників є гнучким технічним інструментом. Розглянуто вплив основних параметрів джерела живлення – ємності конденсаторної батареї (С), індуктивності розрядного контуру (L) і початкової напруги (U0), – а також геометрії провідника на кінетику енергетичних перетворень під час електричного вибуху провідників. Показано, що зміна цих параметрів дає змогу варіювати швидкість виділення енергії, часову еволюцію струму й напруги, температуру та об’єм плазми, що безпосередньо визначає інтенсивність механічних (ударна хвиля, тиск) і електрооптичних (світіння, спектр випромінювання) ефектів. Для кожної групи визначено фізичний зміст, межі застосовності та її вплив на пік надлишкового тиску, тривалість позитивної фази, імпульс, а також характеристики випромінювання й розмірно-енергетичний розподіл частинок у випадку синтезу наноматеріалів. Методологія поєднує аналітичні розрахунки, масштабоване експериментальне дослідження серій розрядів із варіюванням С, L, U0, геометрії провідника і властивостей середовища. Очікуваними результатами є універсальні емпіричні та напівавтоматизовані кореляції, що дають змогу керувати характеристиками електричного вибуху провідників для конкретних застосувань: імпульсне джерело світла з контрольованим спектром і тривалістю, керований генератор ударних хвиль для дослідницьких і промислових потреб, адаптивні переривники імпульсних струмів. Отримані результати можливо використовувати для розроблення імпульсних джерел світла з контрольованим спектром, генераторів ударних хвиль і адаптивних комутаційних систем у високовольтній техніці, а також для розроблення установки з виявлення й розмінування водних логістичних маршрутів для підрозділів оперативного призначення Національної гвардії України в умовах виконання бойових завдань