Dinamika giperzvukovykh udarnykh voln, generiruemykh pri lazernom uskorenii tonkoplenochnykh misheney v lazernoy udarnoy trube i svobodnom prostranstve

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Исследована динамика сильных плоских ударных волн, генерируемых при ускорении тонких полимерных СН пленок аблиционным давлением плазмы, создаваемой УФ импульсами излучения KrF лазера (100 Дж & 100 нс) в гиперзвуковой лазерной ударной трубе квадратного сечения 7 × 7 мм и длиной 50 мм. При плотности энергии падающего излучения 70 Дж/см2 и интенсивности 0.7 ГВт/см2 скорость ударных волн в воздухе при атмосферном давлении 2.6 км/с (число Маха М = 8.2) – сохранялась по мере распространения в лазерной ударной трубе, а в режиме удержания лазерной плазмы прозрачной пластиной из кварца увеличивалась еще на 30–50 %. Показано, что время квазистационарного распространения ударных волн в лазерной ударной трубе ∼ 20 мкс – определяется плотностью энергии лазерного импульса, сообщаемой плазменному поршню. Для сравнения, скорость ударных волн в свободном пространстве быстро затухала за счет бокового расширения газа, когда фронт ударных волн приобретал форму полусферы.

About the authors

V. D. Zvorykin

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: zvorykin@sci.lebedev.ru
Москва, Россия

References

  1. Гидродинамические неустойчивости в мишенях инерционного термоядерного синтеза, монография под ред. Н.В. Невмержицкого, ФГУП “РФЯЦВНИЭФЭ”, Саров (2024), 414 с.
  2. N. A. Fomin, Journal of Engineering Physics and Thermophysics 83(6), 1118 (2010); doi: 10.1007/s10891-010-0437-9).
  3. G. S. Balan and S. A. Raj, International Journal of Impact Engineering 172, 104406 (2023); doi: 10.1016/j.ijimpeng.2022.104406.
  4. Y. Kang, J. Wang, S. Zhang, D. Wang, T. Ma, and H. Wei, A Review of the Development of Shock Tubes for Simulating Blast Waves, 2023 IEEE 16th International Conference on Electronic Measurement & Instruments (ICEMI), Harbin, China (2023), p. 416; doi: 10.1109/ICEMI59194.2023.10269910.
  5. Z. Wu, D. Jin, B. Yu, S. Chen, S. Deng, X. Song, W. Yu, Y. Sui, H. Wu, W. Shi, and M. Wang, Sci. Rep. 15(11468) (2025); DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-93836-2.
  6. S. Janardhanraj, K. Abhishek, and G. Jagadeesh, J. Fluid Mech. 910, A3 (2021); doi: 10.1017/jfm.2020.914.
  7. Y. Mu, J. Zhang, M. Yang, Y. Mao, H. Huang, and X. Zheng, Rev. Sci. Instrum. 95, 115103 (2024); DOI: 10/1063/5.0213918.
  8. V. D. Zvorykin and I. G. Lebo, Quantum Electronics 30(6) 540 (2000); doi: 10.1070/QE2000v030n06ABEH001761.
  9. V. D. Zvorykin, P. V. Veliev, I. A. Kozin, N. V. Morozov, E. V. Parkevich, K. T. Smaznova, N. N. Ustinovskii, and A. V. Shutov, Fundamental Plasma Physics 10, 100046 (2024); doi: 10.1016/j.fpp.2024.100046.
  10. V. G. Bakaev, D. Batani, I. A. Krasnyuk, I. G. Lebo, A. O. Levchenko, G. V. Sychugov, V. F. Tishkin, D. A. Zayarnyi, and V. D. Zvorykin, Journal of Physics D: Applied Physics 38, 2031 (2005); doi: 10.1088/0022-3727/38/12/027.
  11. I. A. Krasnyuk and I. G. Lebo, Journal of Physics D: Applied Physics 39, 1462 (2006); doi: 10.1088/0022-3727/39/7/018.
  12. V. A. Danilychev and V. D. Zvorykin, Journal of Soviet Laser Research 5, 667 (1984); doi: 10.1007/BF01120455).
  13. M. Busquet, P. Barroso, T. Melse, and D. Bauduin, Rev. Sci. Instrum. 81(023502) (2010); doi: 10.1063/1.3301431.
  14. R. L.Singh, C. Stehl, M. Kozlova, M. Cotelo, J. Dostal, R. Dudzak, R. Rodriguez, P. Velarde, P. Barroso, F. Suzuki-Vidal, and T. Pisarczyk, Phys. Plasmas 31(033301) (2024); doi: 10.1063/5.0188810.
  15. Y. Kai, W. Garen, T. Schlegel, and U. Teubner, Laser and Particle Beams 35(4), 610 (2017); doi: 10.1017/S0263034617000635.
  16. U. Teubner, Y. Kai, T. Schlegel, D. E. Zeitoun, and W. Garen, New J. Phys. 19, 103016 (2017); doi: 10.1088/1367-2630/aa83d8.
  17. V. D. Zvorykin and I. G. Lebo, Laser and Particle Beams 17, 69 (1999); doi: 10.1017/s0263034699171064.
  18. A. Z. Grasyuk, V.F. Efimkov, I. G. Zubarev, A. V. Kotov, and V. G. Smirnov, Active Media, Designs, and Plans for Powerful Raman Lasers, in: N. G. Basov (editor), Lasers and Their Applications in Physical Research. The Lebedev Physics Institute Series, Springer, Boston, MA (1979); doi: 10.1007/978-1-4757-0010-7_3.
  19. V. D. Zvorykin, N. G. Borisenko, K. S. Pervakov, A. V. Shutov, and N. N. Ustinovskii, Symmetry 15, 16882023 (2023); doi: 10.3390/sym15091688.
  20. G. Wypych, Handbook of Polymers, ChemTec Publishing, Toronto (2012), p. 541; http://www.chemtec.org/proddetail.php?prod=978-1895198-47-8.
  21. Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, Наука, М. (1966).
  22. Н. М. Кузнецов, Термодинамические функции и ударные адиабаты воздуха при высоких температурах, Машиностроение, М. (1965).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences