Experimental testing bench for the diagnostics of plasma generated by pulsed guns with the dielectric surface breakdown

Abstract

The experimental testing bench “ETB-PG” was designed to study the operation of plasma guns. The constructional design of plasma guns with replaceable dielectric operating on the surface sparkover basis has been proposed. Discharge currents and voltages under atmospheric and vacuum conditions have been determined. The two types of discharges were detected in the pressure range varying from the atmospheric value to 10⁻⁵ Torr. An experimental Paschen curve has been plotted. A statistical dependence of the types of discharges on the number of pulses, the pressure in the chamber, and the breakdown voltage has been established. The results of optical studies of the plasma flow generated by plasma guns in the vacuum of 2∙10⁻⁴ to 2∙10⁻⁵ Torr have been presented. The propagation velocity of the plasma flow in axial and radial directions has been measured. The glow time of the injected plasma was determined for different types of the discharges. The spectrograms of the composition and degree of the plasma ionization have been obtained.

Створено експериментальний науково-дослідний стенд «ЕНДС-ПГ» для дослідження роботи плазмових гармат. Запропонована конструкція плазмових гармат зі змінним діелектриком, що працюють за принципом електричного пробою по поверхні. Визначені струм та напруга розряду в атмосферних та вакуумних умовах. Виявлено два типи розряду в діапазоні тиску від атмосферного до 10⁻⁵ Торp. Побудована експериментальна крива Пашена. Встановлена статистична залежність типів розряду від кількості імпульсів, тиску в камері та напруги пробою. Представлено результати оптичних досліджень плазмового потоку, що створюється плазмовими гарматами у вакуумі від 2∙10⁻⁴ дo 2∙10⁻⁵ Торp. Оцінено швидкість розповсюдження плазмового потоку в аксіальному та радіальному напрямках. Визначено час свічення плазми, що інжектується при різних типах розряду. Отримано спектрограми складу та ступеню іонізації плазми.

Создан экспериментальный научно-исследовательский стенд «ЭНИС-ПП» для исследования работы плазменных пушек. Предложена конструкция плазменных пушек со сменным диэлектриком, работающих с перекрытием по поверхности. Определены токи и напряжения разряда в атмосферных и вакуумных условиях. Обнаружено два типа разряда в диапазоне давлений от атмосферного до 10⁻⁵ Торр. Построена экспериментальная кривая Пашена. Установлена статистическая зависимость типов разрядов от количества импульсов, давления в камере и напряжения пробоя. Представлены результаты оптических исследований плазменного потока, создаваемого плазменными пушками в вакууме от 2∙10⁻⁴ дo 2∙10⁻⁵ Торр. Оценена скорость распространения плазменного потока в аксиальном и радиальном направлениях. Определено время свечения инжектируемой плазмы при разных типах разряда. Получены спектрограммы состава и степени ионизации плазмы.