Разработка диагностического комплекса для исследования плазменных процессов в магнитном сопле макета безэлектродного плазменного ракетного двигателя

Abstract

Предлагается подход к созданию диагностического комплекса для исследования основных плазменных процессов (ускорение и срыв плазменного потока с силовых линий магнитного поля) в магнитном сопле безэлектродного плазменного ракетного двигателя. Описывается диагностический комплекс стенда ПН-3, макета безэлектродного плазменного ракетного двигателя, при создании которого был реализован данный подход.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. Ю. Брагинa

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

Е. А. Бунин

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

С. С. Гусев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

В. А. Жильцов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

М. Н. Казеев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

Д. В. Камин

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

В. Ф. Козлов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

С. В. Коробцев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

И. А. Костриченко

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

Д. С. Кутузов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

А. В. Спицын

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

A. Е. Сухов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

Д. О. Шуровский

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

С. В. Янченков

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Author for correspondence.
Email: bragin_ey@nrcki.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Жильцов В.А., Кулыгин В.М. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2018. Т. 41. №. 3. С. 5. https://doi.org/10.21517/0202-3822-2018-41-3-5-20
  2. Isayama S., Shinohara S., Hada T. // Plasma Fusion Res. 2018. V. 13. З. 1101014. https://doi.org/10.1585/pfr.13.1101014 .
  3. Ilin A.V., Chang Díaz F.R., Squire J.P., Tarditi A.G. // 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno. NV. 2004. https://doi.org/10.2514/6.2004-151
  4. Charles C. // Plasma Sources Sci. Technol. 2007. V. 16. № 4. P. R1. https://doi.org/10.1088/0963-0252/16/4/R01
  5. Olsen C.S. Experimental Characterization of Plasma Detachment from Magnetic Nozzles. Houston: Rice University, 2013.
  6. Longmier B.W., Bering III E.A., Carter M. D. et al. // Plasma Sources Sci Technol. 2011. V. 20. P. 015007. https://doi.org/10.1088/0963-0252/20/1/015007
  7. Летохов В.С. Чеботаев В.П. Принципы нелинейной лазерной спектроскопии. Москва: Наука, 1975.
  8. Physics of Plasma-Wall Interactions in Controlled Fusion / Ed.by D.E. Post, R. Behrisch. Boston: Springer, 1986. P. 211. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-0067-1_6
  9. Кутузов Д.С., Москаленко И.В., Брагин Е.Ю., Жильцов В.А., Янченков С.В. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. № 9. С. 698. https://doi.org/10.1134/S036729211809007X
  10. Брагин Е.Ю., Бунин Е.А., Дрозд А.С., Сергеев Д.С., Сухов А.Е. // Сб. трудов VIII Международной конференции “Лазерные, плазменные исследования и технологии ЛаПлаз-2022”. Москва: НИЯУ “МИФИ”, 2022. C. 134.
  11. Davis C., Gilchrist B., Squire J. // J. Propuls. Power. 2011. V. 27. № 2. P. 461. https://doi.org/10.2514/1.48087
  12. Алексеев Б.В., Котельников В.А. Зондовый метод диагностики плазмы. Москва: Энергоатомиздат, 1988.
  13. Hsieh T.-Y., Kawamori E., Nishid Y. // Rev. Sci. Instrum. 2013. V. 84. P. 023502. http://dx.doi.org/10.1063/1.4790175
  14. Зобнин А.В., Исакаев Э.Х., Чиннов В.Ф. // ТВТ. 1998. Т. 36. № 5. С. 804.
  15. Ветров С.И., Спицын А.В., Шуваев Д.А., Янченков С.В. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. №5. С. 454.
  16. Ando A., Hagiwara T., Komagome T., Hattori K., Inutake M. // Plasma Fusion Res. 2008. V. 3. P. S1018. http://dx.doi.org/10.1585/pfr.3.S1018
  17. Mazouffre S., Kulaev V., Perez Luna J. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. V. 18. P. 034022. http://dx.doi.org/10.1088/0963-0252/18/3/034022
  18. Biloiu C., Sun X., Choueiri E., Doss F., Scime E., Heard J., Spektor R., Ventura D. // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14. P. 766. http://dx.doi.org/10.1088/0963-0252/14/4/016

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic diagram of the classical BPRD.

Download (169KB)
3. Fig. 2. Areas of study of plasma processes occurring in a magnetic nozzle.

Download (115KB)
4. Fig. 3. Schematic diagram of the PN-3 stand.

Download (239KB)
5. Fig. 4. Scheme of arrangement of diagnostic devices for measuring plasma parameters in the diagnostic volume of the PN-3 stand: 1 - input laser beam, 2 - lens, 3 - mirror, 4 - optical filter, 5 - FES, 6 - interferometer receiver, 7 - interferometer transmitter, 8 - device for probe diagnostics, 9 - moving rod with MF, 10 - sealing device with differential pumping, 11 - collimator, 12 - optical cable, 13 - spectrometer or monochromator, 14 - vacuum pumping and vacuummetry.

Download (181KB)
6. Fig. 5. Spectral scheme of LIF measurement for argon ions (ArII).

Download (83KB)
7. Fig. 6. Principal schemes of measurement with single and double Langmuir probes.

Download (74KB)
8. Fig. 7. Principal scheme of measurement by ion probe.

Download (69KB)
9. Fig. 8. General scheme of the vacuum chamber of the stand PN-3 and arrangement of mechanized drives (top view).

Download (210KB)
10. Fig. 9. Photograph of diagnostic devices for measuring plasma and MF parameters in the pumping volume of the PN-3 stand (second and third study area).

Download (334KB)
11. Fig. 10. Schematic diagram of the grid analyzer.

Download (95KB)
12. Fig. 11. ZD-model of the angle meter with indication of the main elements.

Download (133KB)
13. Fig. 12. Schematic diagram of the angle meter.

Download (68KB)
14. Fig. 13. Schematic diagram of the cylindrical electrostatic analyzer.

Download (87KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences