ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

UDC 533.9

Технічна механіка, 2022, 4, 121- 130

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПЛАЗМИ В СТРУМЕНІ ГАЗОРОЗРЯДНОГО ДЖЕРЕЛА З ВИКОРИСТАННЯМ ІЗОЛЬОВАНОЇ ЗОНДОВОЇ СИСТЕМИ З ЦИЛІНДРИЧНИМИ ЕЛЕКТРОДАМИ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2022.04.121

Лазученков Д. Н.

Лазученков Д. Н.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Метою роботи є розробка процедури визначення ступеня дисоціації іонів і концентрації електронів у надзвуковому струмені газорозрядного джерела беззіштовхувальної плазми за результатами вимірювань струму, що збирається ізольованою зондовою системою з поперечно-обтічними циліндричними електродами. На основі отриманих раніше математичної моделі збирання струму ізольованою зондовою системою й асимптотичного розв'язку для зондового струму в області насичення електронів отримані нові розрахункові формули для визначення параметрів плазми. Показано, що в порівнянні з одиночним зондом Ленгмюра ізольована зондова система має більш високу інформативність при діагностиці струменя газорозрядного джерела лабораторної плазми.
      Проведено числові дослідження впливу відносини площин зонда і опорного електрода, що збирають струм, і погрішностей зондових вимірювань на визначення параметрів плазми. У рамках прийнятої математичної моделі збирання струму виконаний аналіз впливу геометричних параметрів ізольованої зондової системи на методичну погрішність при використанні для відновлення параметрів плазми асимптотичного розв'язку для зондового струму в області насичення електронів. Для процедури відновлення ступеня дисоціації іонів знайдені оптимальні для практичного використання потенціали зсуву і геометричні параметри ізольованої зондової системи – відносини площин зонда й опорного електрода. У рамках прийнятих припущень отримані оцінки вірогідності відновлення ступеня дисоціації іонів і концентрації електронів у залежності від геометричних параметрів ізольованої зондової системи, точності вимірювання зондових струмів і потенціалів зсуву зонда щодо потенціалу опорного електрода.
      Отримані результати можуть бути використані в діагностиці лабораторної плазми газорозрядного джерела з прискоренням іонів в електричному полі струменя.
     

струмінь беззіштовхувальної плазми, ступінь дисоціації іонів, концентрація електронів, математична модель збирання струму, оцінки погрішності відновлення параметрів

1. Габович М. Д. Физика и техника плазменных источников ионов. М., Атомиздат, 1972. 304 c.

2. Lazuchenkov D. N., Lazuchenkov N. M. Determination of parameters of a dissociated supersonic rarefied plasma flow by current-voltage characteristics of isolated system of cylindrical probes. Teh. Meh. 2020. № 2. Р. 80–88. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.080

3. Сапожников Г. И. Экспериментальные исследования потока ускоренных ионов и его взаимодействия с обтекаемыми моделями. Ученые записки ЦАГИ. 1971. Т. 2. № 1. С. 129–133.

4. Godard R., Laframboise J. Total current to cylindrical collectors in collision less plasma flow. Space Science. 1983. V. 31, № 3. Р. 275–283.

5. Lazuchenkov D. N., Lazuchenkov N. M. Calculation of the ion current to a conducting cylinder in a supersonic flow of a collisionless plasma. Teh. Meh.. 2022. № 3. Р. 91–98. https://doi.org/10.15407/itm2022.03.080

6. Chung P. M., Talbot L., Touryan K. J. Electric Probes in Stationary and Flowing Plasmas. Springer-Verlag, 1975. 150 p.

7. Shuvalov V. A., Pis’mennyi N. I., Lazuchenkov D. N., Kochubey G. S. Probe diagnostics of laboratory and ionospheric rarefied plasma flows. Instruments and Experimental Techniques. 2013. Vol. 56. № 4. Р. 459– 467. https://doi.org/10.1134/S002044121304009X

Copyright (©) 2022 Лазученков Д. Н.

Copyright © 2014-2022 Технічна механіка