автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.10, диссертация на тему:Исследование рабочих процессов в квазистационарном сильноточном плазменном ускорителе (КСПУ)

П - ^

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

на правах рукописи УДК 629.78 + 533.95

ДЬЯКОНОВ ГРИГОРИИ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ В КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ СИЛЬНОТОЧНОМ ПЛАЗМЕННОМ УСКОРИТЕЛЕ (К С П У)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

05.07.10 - электроракетные двигатели и энергетические установки летательных аппаратов

Москва - 1993

и а - 03ч- 05у/д от /-/ // 34

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института.

Научный руководитель: член-корр. РАН, доктор техничес

ких наук, профессор Г.А.Попов.

Официальные оппоненты:

Д.т.н.,проф. В.И.Хвесюк К.ф.-м.н. В.Г.Бел&н

Ведущая организация: Российский научный центр "Курчатовский институт".

Защита диссертации состоится " 43" о^каор-* 1994 г. на заседании специализированного совета РК. 053. 04.02 в Московском авиационном институте по адресу: 125871, Моек-ва, Волоколамское ш., 4. 302. 2-ъ& Л 4 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ.

Автореферат разослан " \ <3 " 199М г.

Ученый секретарь специализированного совета

к.т.н.,доцент В.Г.Гриуорьян

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Тема диссертации - "Исследование рабочих процессов в квазистационарном сильноточном плазменном ускорителя (КСПУ)".

Плазменные ускорители (ПУ) являются одним из наиболее динамично развивающихся направлений плазменной технике. При большой мощности системы электропитания, (И > 100 кВт) наиболее целесообразной схемой ПУ является коаксиальный или торцевой сильноточный плазменный ускоритель с собственным магнитным полем. Разновидностью такого ускорителя, предназначенной для работы в условиях ионного токопереноса, является предложенный Л.И.Морозовым квазистационарный сильноточный плазменный ускоритель (КСПУ).

Можно отметить следующие области применения КСПУ:

1. Управляемый термоядерный синтез (УТС).

2. Электрические ракетные двигатели (ЭРД) большой мощности.

3. Лазерная техника.

4. Вакуумно - плазменная технология и плазмохимия. При этом могут применяться двухфазные потоки, содержащие плазмообразующий газ и твердую фазу в виде порошка или отдельных частиц.

5. Моделирование газодинамических, астрофизических и ионосферных процессов как.в лаборатории, так и непосредственно в космическом пространстве. Возможно применение КСПУ в качестве плаз-модинамического ускорителя твердых частиц для моделирования в лабораторных условиях метеорного удара.

Конструктивная схема КСПУ отличается большим количеством элементов, имеющих самостоятельное электропитание - так называемых активных элементов: импульсные газовые клапаны, входные и анодные ионизационные камеры (ВИКи и АИКи), струйные катоды (СК), магнитные системы анодного (Та) и катодного (Тк) трансформеров, ускорительный канал. При испо.льгюп.-иши КППУ п качептио ускпритоли двухфазных потоков добавляются также дозаторы твердой фазы. При разработке физико-технических основ и создании КСПУ требуется предварительная разработка, создание и исследование его активных элементов как автономно, так и п составе ускорителя.

Наряду с основным термоядерным приложением КСПУ, рассмотренным 1: большом количеств- райот, трс-Оуют изучения также другие области практического применения ускорителей типа КСПУ. Использование КОПУ в качестве ускорителя двухфазных потоков с большими скоростями твердой фазы (10 + 20 км/с) открывает принципиально новые возможноети в технологии и экспериментальной технике. Б настоящее время двухфазные потоки широко используются в технике низкотемпературной плазмы для напыления покрытий, плазмохимических процессов и т.п. При этом используются плазмотроны с характерной скоростью твердой фазы Ут ~ 102 * 103м/с. При скоростях же СЕЫше 10 км/с происходит уже но напыление, а взрыв частицы. При атом, вследствие высоких давлений и температур, возможно образование самых различных химических соединений. Вместе с тем, реальные возможности этих технологий пока ограничены недостаточной изученностью физики высокоскоростного удара.

Ускорители двухфазных потоков находят также применение для имитации в лабораторных условиях ударов микрометеоритов. При этом характерные для микрометеоритов массы т и скорости V™ находятся в пределах: ш от 10~12 г до 1 г, Ут от 10 км/с до 80 км/с. Однако, существующие ускорители позволяют получать скорости не свыше 10 км/с. Наряду с естественными микрометеоритами все большее значение приобретает проблема частиц искусственного происхождения (орбитальных осколков), образующихся при выведении спутников на орбиту, их разрушении или взрыве и при работе твердотопливных двигателей. По мере увеличения длительности полетов и количества космических аппаратов возрастает необходимость учета влияния на них метеорных частиц. Так как длительность полетов уже в настоящее время измеряется годами и в будущем будет неуклонно возрастать, необходимо более глубокое изучение этого явления и принятие эффективных мер защиты от метеорной опасности.

Разработка физико-технических основ использования КСПУ в ка-чеетне ускорителя двухфазных потоков требует предварительного исследования режимов течения плазмы в ускорительном канале и создания с этой целью экспериментального ускорителя с возможностью варьирования рабочих процессов в широких пределах. Для эффективного ускорения макрочастиц необходимо обеспечить возможно более высокие значения плотности потока и длины области компрессии (ОК). Поэтому, при использовании плазменного ускорителя для ускорения двухфазных потоков наибольший интерес представляют компрес-

сионные течения. В получении компрессионных режимов течения определяющей является геометрия ускорительного канала, однако критерии выбора геометрии, обеспечивающей эффективную компрессию плазменного потока до настоящего времени не были известны.

ЦЕЛИ РАБОТЫ:

1. Разработка и исследование активных элементов КСПУ, обеспечивающих подачу рабочего вещества в ускорительный канал и замыкание разрядного тока.

2. Разработка физико-технических основ экспериментального КСПУ для исследования режимов ускорения плазмы.

3. Разработка физико-технических основ применения КСПУ в качестве ускорителя двухфазных потоков.

4. Теоретическое и экспериментальное исследование течения плазмы в КСПУ с целью поиска режимов, перспективных для ускорения двухфазных потоков.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Разработаны и исследованы активные элементы КСПУ, обеспечивающие подачу рабочего вещества в ускорительный канал и замыкание разрядного тока. Впервые разработаны: ряд импульсных газовых клапанов, сочетающих высокий КПД, быстродействие и надежность; активные эрозионные и газовые струйные катоды. Впервые исследована работа активных струйных катодов в составе катодного трансформе ра КСПУ.

2. Впервые разработан и изготовлен экспериментальный КСПУ переменной геометрии П-50А.

3. Теоретически разработаны физико-технические основы применения КСПУ в качестве ускорителя двухфазных потоков.

4. Экспериментально и теоретически исследованы режимы течения плазмы в ускорительных каналах различной геометрии. Показана возможность реализации не только ускорительных и компрессионных, но и комбинированных (компрессионно-ускорительных и ускорительно-компрессионных) течений. Найдены режимы течения плазмы, обеспечивающие эффективное ускорение двухфазных потоков.

- 4 -

НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ.

1. Полученные экспериментальные данные и ряд разработанных активных элементов КСПУ позволяют использовать их при создании полноразмерных ускорителей типа П-50 и К-50. С использованием полученных данных по работе струйных катодов и модели катодного трансформера в НИИЭФА разработан проект КСПУ К-50. Импульсные газовые клапаны используются в экспериментальных установках МАИ, МГТУ, ФТИ им.А.Ф.Иоффе, ВИКА им.А.Ф.Можайского, ИТЭФ. Струйные катоды применяются в ускоритёлях К-50 ТРИНИТИ и ХФТИ. ВИКи использованы в установках П-50А МАИ и ВИКА.

2. На основе полученных теоретических и экспериментальных данных разработан и создан КСПУ переменной геометрии П-50А, предназначенный для исследования'режимов течения плазмы в ускорительном канале, а также для экспериментов по ускорению двухфазных потоков.

3. Показана принципиальная возможность создания на основе КСПУ плазмодинамического ускорителя, обеспечивающего скорости твердых частиц свыше 20 км/с. Результаты теоретического исследования ускорения двухфазных потоков в КСПУ ' позволяют перейти к созданию и экспериментальному исследованию такого ускорителя. При этом могут быть использованы разработанные дозаторы твердой фазы.

4. Найдены перспективные для ускорения двухфазных потоков режимы течения плазмы и конфигурации ускорительного канала. Экспериментальные и теоретические исследования показали,. что наиболее эффективное ускорение двухфазных потоков иоже'г быть реализовано в компрессионно-ускорительных течениях плазмы. Такие течения могут быть использованы для ускорения двухфазных потоков, в плаз-мохимии,лазерной технике и термоядерном эксперименте. Экспериментально подтверждено также явление бифуркации плазменного течения.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Результаты расчетно-теоретического и экспериментального исследования активных . элементов квазистационарного плазменного ускорителя (КСПУ).

2. Результаты расчетно-теоретического и экспериментального исследования режимов течения плазмы и двухфазных потоков в ускорительном канале КСПУ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. ¡

Основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на:

1. Международной сессии C0SPAR (Гаага, 1990 г.).

2. II Германо-российской конференции по электроракетным двигателям и их техническим применениям (Москва, 1993 г.).

.3. VII Всесоюзной конференции по плазменным ускорителям и ионным инжекторам (Харьков, 1989 г.).,-.

4. Всесоюзной научно-практической конференции "Моделирование влияния факторов антропогенного загрязнения околоземного космического пространства на элементы конструкций и систем космических аппаратов" (Ленинград, 1990 г.),

5. I Всесоюзной научно-технической конференции "Методы диагностики двухфазных и реагирующих потоков" (Алушта, 1988 г.).

6. Всесоюзной конференции по двигателям летательных аппаратов (Москва, 1986 г.).

7. Координационных совещаниях Кооперации по КОПУ (Москва, Ленинград, Харьков, Минск, 1983-1991 гг.).

ПУБЛИКАЦИИ.

По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 6 докладов на Международных и Всесоюзных конференциях, 2 авторских свидетельства на изобретения. Направлены для публикации в журнал "Физика плазмы" рукописи 2 статей.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 168 страниц, включающих рисунков и библиограф™, содержащую 108 наименований.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели работы. Кратко изложены содержание и структура диссертации.

- 6 -

ПЕРВАЯ ГЛАВА носит обмормнй характер.

В первой части главы рассмотрены основные принципы КСПУ: а) ионный токоперенос (ИТП); б) магнитная экранировка электродов; в) двухступенчатая схема; г) диворторнпй канал (ДК).

Далее даны оценки интегральных параметров ускорителей типа КСПУ. Отмечено, что существенной особенностью сильноточного плазменного ускорителя является наличие двух режимов течения: ускорительного и компрессионного. Показано, что в ускорительном режиме скорость потока превышает в критическом сечении скорость магнитного звука только в том случае, если перепад магнитного давления в канале больше критического, определяемого формулой Ршо/Рт - (3/2) г/1г~1К где г - показатель адиабаты. В противном случае ускоритель работает в чисто компрессионном режиме.

Затем рассмотрена принципиальная схема КСПУ, в которой выделены узлы, имеющие собственную разрядную цепь - активные элементы. Рассмотрены схемы анодных и катодных трансформеров, а также перспективные области практических приложений КСПУ.

В последней части главы дан обзор теоретических и экспериментальных работ по КСПУ, обоснованы цели диссертации.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена расчетно-теоретическому исследованию вопросов применения КСПУ в качестве ускорителя двухфазных потоков.

В первой части главы представлен обзор экспериментальных и расчетно-теоретических работ по ускорителям макрочастиц, причем основное внимание уделено плазмодинамическим ускорителям.

Далее анализируются преимущества и недостатки плазмодинами-ческого ускорения твердых частиц. Главной особенностью плазмоди-намического ускорителя является то, что в нем электродинамическими силами ускоряется не непосредственно твердая частица, а поток плазмы в относительно большом объеме, который затем концентрируется в малом объеме и ускоряет частицу газодинамическими силами. Благодаря этому, хотя на частицу действует большое газодинамичес-' кое давление, близкое к пределу прочности материала, магнитное давление, воспринимаемое электродами, невелико. С другой стороны, такой механизм передачи энергии из-за относительно низкой плотности плазмы не позволяет ускорять тяжелые частицы массой более 1 г. Кроме того, не накладывается практически никаких ограничений на материал частицы, есть возможность ускорения не только единичной частицы, но и большой группы частиц, что позволяет использо-

вать ллазмодинамический ускоритель в технологии обработки поверхностей, а также для имитации метеорных потоков.

Затем рассмотрены теоретические модели ускорения твердой частицы в высокоскоростном потоке плазмы. Характерной особенностью высокоскоростных плазменных течений является существенное превышение скорости плазмы V - Ю5 + 106 м/с над тепловой скоростью ионов V к Т1/Мх. Разработаны две модели динамики твердой частицы в потоке плазмы при V >> В первой из них абляция частицы под действием потока плазмы не учитывалась. В уравнение движения частицы входит член, соответствующий газодинамическому давлению потока и член, соответствующий силе, возникающей из-за наличия в-потоке градиента давления -(архимедовой силе). Рассмотрены два частных случая: а) динамическое давление существенно меньше архимедовой силы; б) динамическое давление существенно больше архимедовой силы. Оценки параметров плазмы в области компрессии показывают, что при движении макрочастиц в потоке плазмы КСПУ преобладает второй механизм ускорения. Интегрированием уравнения движения при начальных условиях Ут(0)-0; с1Ут/сИ(0)-0, получены аналитические выражения для скорости Ут и смещения частицы. Показано, что процесс ускорения твердой частицы в высокоскоростном потоке плазмы полностью определяется единственным параметром В - (р/рт)(1/г), где р и ря - плотности потока и частицы; г - радиус частицы; 1 - длина ускорения (для КСПУ соответствует длине области компрессии). Зависимость конечной относительной скорости частицы Ут/У от параметра в показана на рис.1. Видно, что для эффективного ускорения твердых частиц в потоке плазмы необходимо обеспечить В - (р/рт)(1/г) > 0,01. Таким образом, теоретический анализ приводит к выводу, что для эффективного ускорения частиц необходимо обеспечить возможно более высокие плотности потока плазмы. Существуют различные возможности повышения плотности на оси ускорителя, однако для КСПУ- наиболее естественным представляется использование компрессионных режимов течения плазмы.

Далее проведен анализ модели динамики твердой частицы в высокоскоростном потоке плазмы с учетом ее абляции. При этом решалась система из двух уравнений: а) уравнение динамики точки переменной массы, в которое дополнительно к силе газодинамического давления введена сила, возникающая за счет реакции продуктов абляции, истекающих со скоростью ю относительно частицы. Скорость истечения принималась постоянной и равной скорости звука при тем-

пературе плазмы Т - 1 * 2 эВ; б) уравнение уноса массы (абляции). Анализ уравнений приводит К' выводу, что динамика аблирующей частицы в потоке плазмы полностью определяется двумя параметрами: а) А - (1/3) 5 (р/рт) (1/г) (V?'/A); б) и - (w/V) + (и/5) (A/V2), где Л - удельная теплота абляции материала частицы; 5 - доля энергии набегающего потока, достигающая поверхности частицы. Величина коэффициента 5 определяется процессами в слое плотной плазмы, окружающей частицу, и, вообще говоря, зависит от скорости и плотности потока относительно частицы, т.е. изменяется в процессе ускорения. В первом приближении принимается 5 - const. При скоростях плазмы V - 10 + 80 км/с и интенсивной абляции 5 ~ 0,1. При этом если параметр X зависит как от характеристик ускорителя, так и от свойств частицы, то параметр ш определяется только ускорителем (т.к. Л - const). Результаты численного решения системы уравнений при и - 0,01; 0,1; 1,0 и Ю-4 < б < 101 показаны на рис.2. По этим кривым, зная параметры потока р и V, ускорителя 1 и частицы г0, можно расчитать конечные скорость Vm и радиус частицы г. Проведенный анализ свидетельствует о том, что существуют три режима ускорения макрочастиц в высокоскоростном потоке:

а) и < 0,03. В результате абляции испаряется практически вся частица при 5 > 0,1. Если же частица тяжелая и 5 < 0,1 то конечная скорость слишком мала: Vm/V < 0,05. Режим возможен при скоростях плазмы свыше 105 м/с и практического значения не имеет.

б) 0,03 < w < 1,00. Режим ускорения с интенсивной абляцией и существенной реактивной силой. Наиболее перспективный для получения высоких скоростей твердой фазы.

в) w > 1,00. Режим с несущественной абляцией. Имеет место в ускорителях двухфазных потоков с относительно низкими скоростями плазмы (.V < 104 м/с ). ,

Таким образом, в ускорителях двухфазных потоков наиболее целесообразный диапазон скоростей плазмы находится в пределах от 10 до 100 км/с, а размеры частиц от 10 до 100 мкм. Проанализированы потенциальные возможности ускорения двухфазных потоков в КСПУ типов К-50 и П-50. По известной скорости потока V, параметрам 5 и и при помощи диаграммы,приведенной на рис.2,расчитаны конечные скорость Vm и радиус г частицы с начальным радиусом г0. Результаты расчетов скорости частицы для ускорителя П-50 приведены на рис.3.

Проведенные расчетно-теоретические исследования ускорения двухфазных потоков в КСПУ позволяют сделать следующие выводы:

1. Разработаны теоретические модели ускорения твердой частицы в высокоскоростном потоке плазмы (в т.ч. с'учетом абляции частицы) . Показана перспективность компрессионных режимов течения плазмы для ускорения двухфазных потоков.

2. Показаны принципиальные возможности КСПУ при использовании его в качестве ускорителя двухфазных потоков. Найдены целесообразные диапазоны скоростей потока (от 10 до 100 км/с) и размеров ускоряемых частиц (от 10 до 100 мкм).

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ приводятся результаты расчетно-теоретических и экспериментальных исследований активных элементов КСПУ.

ИМПУЛЬСНЫЕ ГАЗОВЫЕ КЛАПАНЫ являются одним из основных узлов ВИКов, АИКов и газовых струйных катодов (СКГ). Приведены требуемые технические характеристики клапанов. Важнейшей характеристикой газовых клапанов является их надежность, определяющая работоспособность КСПУ в целом. Надежность клапана, в свою очередь, определяется надежностью его привода. Механизм привода импульсного газового клапана представляет собой быстродействующий электромеханический преобразователь, служащий для преобразования электрической энергии какого-либо накопителя (обычно конденсаторной батареи) в механическое перемещение. Наиболее подробно рассмотрены индукционно-динамические механизмы (ИДМ), электродинамические Ода) и электромагнитные (ЭММ). Принцип действия этой группы механизмов основан на использовании энергии магнитного поля. При ряде допущений можно установить зависимость КПД механизма от его начального и конечного состояния. Так, если принять, что джоулевы потери отсутствуют, а период собственных колебаний в цепи разряда существенно меньше времени движения механизма, то его КПД определяется формулой л - 1 - V Ь0 / ( Ь0 + ДЬ ), где Ь0 - полная начальная индуктивность цепи питания; ЛЬ - изменение индуктивности, вызванное перемещением подвижных частей механизма.

Принцип действия индукционно-динамического механизма основан на взаимодействии вихревых токов, наводимых в диске, с импульсным магнитным полем катушки. Главным достоинством ИДМ является высокое быстродействие, ограниченное только механической прочностью магнитной катушки и других деталей механизма. Далее показано, что КПД ИДМ при малых перемещениях диска, характерныхч для клапана, можно оценить по формуле п~1-^1/С1+ (х/Г))]. КПД, таким образом, определяется отношением полного хода механизма х к на-

чальному зазору между проводящим диском и магнитной катушкой й. Для получения наибольшего КПД необходимо выполнять катушку в виде плоского диска и помещать ее как можно ближе к диску с целью увеличит!.. отношение х/Ь. Ход импульсного газового клапана, как правило не превышает 1 + 2 мм. При этом х/И - 0,2, а КПД не выше 10 -:- 15%. Низкий КПД вынуждает пропускать большие токи (1 юкА) через магнитную катушку, тем самым превращая ее в механически сильно нагруженный узел с недостаточной надежностью.

Принцип действия электродинамических механизмов основан также на использовании амперовых сил, действующих на проводник с током в магнитном поле. Однако,'б отличие от индукциокно-динамических механизмов, в ЭДМ используются не вихревые токи, а токи в катушках. Такой механизм положен в основу разработанного нами пружинного клапана. Принцип действия механизма основан на сжатии пружины электродинамическими силами при пропускании по ней разрядного тока. КГЩ пружинного ЭДМ можно оценить по формуле:, п -~ 1 - |/ 1 - (х/1) , где х - смещение клапана; 1 - длина пружины. Главными достоинствами пружинного клапана являются простота конструкции и минимальные габаритные размеры.

Электромагнитные механизмы или электромагниты широко известны и широко применяются практически во всех областях техники. Однако, в сверхбыстродействующих механизмах, какими являются импульсные газовые клапаны, они используются редко. Это связано с тем, что усилие, создаваемое электромагнитом, пропорционально квадрату, а масса движущихся частей - кубу его линейных размеров. Поэтому, большое ускорение якоря можно получить только у миниатюрного электромагнита с малым усилием. Нами разработаны быстродействующие дисковые электромагнитные клапаны. Особенностью клапанов является применение плоских якоря и индуктора с большим количеством концентрических пазов с обмоткой и полюсов, причем направление тока в пазах чередующееся. При этом толщина якоря определяется шириной полюсов индуктора и не зависит от усилия, развиваемого электромагнитом. Это усилие, так же как и масса якоря, пропорционально площади рабочей поверхности магнита, что позволяет получить высокое быстродействие. Если разряд в обмотке электромагнитного механизма апериодический, то КПД механизма можно приближенно оценить по формуле п~1-1/С1+ (х/Ь) ], где х -ход якоря; И - воздушный зазор в конце хода. Конструкция электромагнитного механизма такова, что ход якоря х практически равен

начальному зазору между якорем и индуктором Ь0. При х - 0,5 мм; 11 - 0,1 мм теоретический КПД составляет 80%. Благодаря высокому КПД, для питания клапанов можно применять простую низковольтную цепь с электролитическими накопительными конденсаторами и полупроводниковыми коммутаторами. Разработана методика определения геометрических размеров, расчета динамических и электрических характеристик при проектировании клапана.

При экспериментальном исследовании дискового электромагнитного клапана измерялись: разрядный ток в обмотке возбуждения клапана, расход газа (водорода) за один импульс, а также смещение якоря электромагнитного механизма. Ток измерялся поясом Роговско-го с те-интегратором, расход за импульс - и-образным пьезометром, смещение - контактным датчиком. Полное открытие клапана достигается при Ь > 0,3 мм и 110 > 200 В. При дальнейшем повышении напряжения расход практически не увеличивается и составляет 0,5 +1,0 г/с. Бремя задержки открытия клапана - 300 мкс, длительность переднего фронта газа ~ 200 мкс, полное время выхода газа ~ 1000 мкс. Расход газа мало изменяется в течение импульса.

На основании проведенных нами исследований импульсных газовых клапанов можно сделать следующие выводы:

1. В квазистационарном режиме работы (Ь > 100 мкс) и расходах т < 10 г/с целесообразно применение дисковых электромагнитных клапанов. При Ь < 100 мкс или ш > 10 г/с - индукционно-динамичес-ких клапанов. В малогабаритных устройствах (типа струйных катодов) - пружинных электродинамических клапанов.

2. Разработан ряд дисковых и кольцевых электромагнитных клапанов, отличающихся низкой энергонапряженностью, высокой надежностью и простой схемой электропитания. Разработана методика расчета клапанов. Клапаны нашли применение в экспериментальных установках МАИ, ФТИ им.А.Ф.Иоффе, ВИКА им.А.Ф.Можайского, ИТЭФ, МГТУ.

СТРУЙНЫЕ КАТОДЫ предназначены для создания и поддержания "плазменного моста" в объеме, по которому течет электронный ток к поверхности катодного трансформера. Струйные катоды должны удовлетворять следующим требованиям: а) возможность создания в объеме Тк плазмы с проводимостью, обеспечивающей выход электронного тока 10 + 20 кА с каждого СК; б) минимально возможные габаритные размеры, максимальная простота конструкции и схемы электропитания; в) устойчивая работа в магнитном поле сложной конфигурации, характерной для катодного трансформера; г) высокая надежность: д)

струйные катоды не должны существенно загрязнять основной, поток плазмы КСПУ. Исходя из этих требований, разработаны два типа струйных катодов:, а) эрозионные струйные катоды; б) газовые струйные катоды. Наибольшей конструктивной простотой обладают эрозионные струйные катоды, представляющие собой малогабаритные эрозионные импульсные плазменные ускорители. Нами экспериментально исследовались струйный катод СК-2 и разработанный на его основе совместно с НИИЭФА им.Д.В.Ефремова СК-50, предназначенный для работы в КСПУ К-50. В состав струйного катода входят коаксиальные медные электроды и установленная между ними шашка рабочего вещества (фторопласт), имеющая коническую поверхность. Характерная энергия разряда струйного катода W - 100 + 200 Дж. Получены расходные характеристики катодов СК-2 и СК-50. В настоящее время струйные катоды СК-50 установлены в КСПУ К-50 ФИАЭ и ХФТИ.

Главным недостатком эрозионных струйных катодов является возможное загрязнение продуктами эрозии плазменного потока и элементов конструкции ускорителя. Целесообразно создание струйного катода, использующего в качестве рабочего вещества водород. Газовый струйный катод представляет собой разновидность импульсного плазменного ускорителя с газовым клапаном. Вместе с тем,любой газовый клапан требует собственной цепи электропитания с накопителями и коммутаторами,что из-за большого количества струйных катодов может существенно усложнить электросхему КСПУ. Поэтому, целесообразно использование для открытия газового клапана магнитных полей и токов, возникающих при работе КСПУ,например,полоидальногс магнитного поля катушек катодного 8-трансформера или магнитного поля разрядного тока струйного катода. Первая возможность реализована в газовом струйном катоде СКГ-1. Использование для открытия клапана внешнего магнитного поля обусловило оригинальную схему струйного катода, при которой внешний электрод коаксиальной электродной системы закреплен подвижно на сильфоне и выполняет функции тарели клапана. Так как СКГ-1 предназначен для работы с внешним магнитным полем, он представляет собой универсальный импульсный источник плазмы, способный работать с различными магнитными системами и автоматически срабатывающий при включении магнитного поля. Источник плазмы на основе СКГ-1 с плоской магнитной катушкой в настоящее время применяется в ИТЭ5 РАН.

Другая возможность создания малогабаритного и простого газового струйного катода - использование для открытия клапана раз-

■ - 13 -

рядного тока катода - реализована в модели СКГ-2 с пружинным газовым клапаном. Так как пружинный клапан представляет собой предельно простую систему, СКГ-2 не превосходит по габаритным размерам и сложности штатный струйный катод СК-50.

Экспериментальное исследование газовых струйных катодов позволило сделать следующие выводы:

1. Газовые струйные катоды СКГ-1 и СКГ-2, не загрязняющие основной поток, подтвердили свою работоспособность.

2. Характеристики газовых катодов близки к характеристикам эрозионных. Рабочий диапазон энергий разряда этих катодов практически одинаков.

МАГНИТНАЯ СИСТЕМА катодного трансформера является, наряду со струйными катодами, другим активным элементом Тк. Для изучения геометрии магнитных полей Тк проводились численные расчеты, основанные на интегрировании уравнения Био-Савара-Лапласа. По'этой методике были расчитаны магнитные поля катодного 8-трансформера КСПУ К-50, а также экспериментальных моделей 8-Тк.

При исследовании рабочих процессов в катодных трансформерах особое внимание уделяется динамике плазмы,инжектируемой струйными катодами, в магнитных полях Тк. Работа струйных катодов в составе катодного 8-трансформера экспериментально исследовалась на ряде моделей типа СК-3. В состав модели СК-3 входят одна или две секции катодного 8-трансформера со струйными катодами, заключенные между.дисковыми 8-катушками,создающими полоидальное магнитное поле. Азимутальное поле основного разряда КСПУ имитируется специальной катушкой. В результате поле в пространстве между катушками имеет,как и в натурном 8-Тк,сложную спиральную геометрию.Разность потенциалов между струйными катодами и поверхностью катодного трансформера создавалась при помощи дополнительных электродов. Поток плазмы, текущей вдоль поверхности 8-Тк, создавался ВИКом.

Основным результатом экспериментальных исследований является полученная зависимость тока, вытягиваемого со струйного катода к поверхности катодного трансформера, от разности потенциалов между СК и дополнительными электродами, подтвердившая работоспособность СК в составе катодного 8-трансформера. Получена зависимость тока между струйным катодом и поверхностью катодного трансформера, задаваемой дополнительными электродами, от величины магнитного поля 8-Тк,определяемой током в магнитной системе.Ток на дополнительные электроды при работающем СК примерно в два раза больше, чем при

*

■пассивном СК. Для обоих случаев наблюдается уменьшение вытягиваемого тока с ростом магнитного поля. Раздельное измерение токов на дополнительных электродах позволило получить азимутальное распределение разрядного тока катодного 8-трансформера. При отсутствии тока в магнитной системе распределение, как и следует ожидать,-симметричное. При включении магнитной системы - существенно несимметричное. Полученное распределение можно объяснить явлением азимутальной закрутки плазмы струйных катодов в поле катодного трансформера, ранее теоретически обоснованным А.И.Морозовым.

Проведенные исследования работы струйных катодов в составе модели катодного трансформера позволили сделать следующие выводы:

1. Применение активных струйных катодов позволяет снизить падение потенциала в объеме катодного трансформера примерно в два раза по сравнению с пассивным СК при том же разрядном токе.

2. Струйные катоды сохраняют работоспособность в магнитных полях катодного трансформера. Исследовано влияние полей катодного трансформера на динамику плазмы и токов струйного катода. Экспериментально обнаружено явление азимутальной закрутки плазмы струйного катода в магнитном поле катодного 8-трансформера.

ВХОДНЫЕ ИОНИЗАЦИОННЫЕ КАМЕРЫ разработаны для КСПУ переменной геометрии П-50А. В состав входной ионизационной камеры входит дисковый электромагнитный клапан с подачей газа через отверстия в катоде с расходом водорода до 1 г/с. В электродной системе ВИКа использовались три типа катодов: профилированный, цилиндрический, торцевой и два анода: сплошной цилиндрический и стержневой. Стержневой анод представляет собой модель анодного трансформера КСПУ П-50А и может профилироваться путем установки стержней под углом к оси ВИКа. Накопитель энергии ВИКа - конденсаторная батарея емкостью 1000 мкФ, заряжаемая до напряжения 2 кВ. Разрядные токи измерялись поясами Рогоеского. Напряжение на электродах измерялось как и - Ь0 си/сИ, где Ь0 - индуктивность измерительной катушки; сУ/йЬ - производная по времени тока через катушку, которая измерялась поясом Роговского без интегратора.

Проблема токов выноса для ВИКа имеет особую важность, так как токи выноса из первой ступени способны нарушить работу второй ступени. Дана простая теоретическая оценка доли токов выноса по отношению к полному разрядному току. Экспериментально токи выноса измерялись при помощи пояса Роговского, одетого на срез анода. Установлено, что использование торцевого катода (или утапливание

катода в глубь анода) позволяет существенно уменьшить токи выноса (до 1 ^ 3 % разрядного тока).

Экспериментальные исследования входных ионизационных камер КСПУ позволили сделать следующие вывод»:

1. Исследовано влияние геометрии электродов ШКа и режимов ее работы (тока и расхода) на токи выноса. Наибольшие токи выноса наблюдаются в непрофилированном (цилиндрическом) канале. Долю токов выноса можно уменьшить профилированием канала, а также? применением укороченного (торцевого) катода. Продольное поле в канале ускорителя существенно влияет на его характеристики, в том числе и на токи выноса.

2. Разработана и испытана малогабаритная входная ионизационная камера для КСПУ П-50А, а также стержневой анод изменяемой геометрии типа П-50А.

ДОЗАТОРЫ ЧАСТИЦ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ включаются в состав КСПУ- при его использовании в качестве плазмодинамического ускорителя двухфазных потоков. Такой дозатор должен обеспечить к началу разряда подачу в область компрессии КСПУ необходимого количества частиц.В качестве дозаторов можно использовать устройства различного типа, которые можно разделить на пассивные и активные (предускорители). Последние подают твердые частицы в область компрессии с некоторой начальной скоростью, направленной вдоль оси системы. Анализ возможностей плазмодинамического ускорителя двухфазных потоков на основе КСПУ показал, что КСПУ наиболее эффективен при ускорении большого числа относительно мелких частиц (10 + 100 мкм) до скоростей свыше 20 км/с. При этом предускоритель,установленный внутри катодного трансформера, должен обеспечить подачу этих частиц с начальной скоростью до 1000 м/с.Таким требованиям хорошо удовлетворяет плазмодинамический предускоритель небольших размеров,позволяющий устанавливать его в диверторном канале катодного трансформера. Для ограничения размеров устройства целесообразно использовать не электродинамическое, а электротермическое ускорение плазмы,полученной при разряде в эродирующем канале малого объема.

Разработан ряд предускорителей модульной конструкции.Предускорители могут быть построены из следующих модулей: а) пассивная дозирующая ступень (ствол с ускоряемым порошком, либо одиночной крупной частицей); б) активная дозирующая ступень (капиллярный канал из композиционного материала - хлористого аммония с частицами твердой фазы); в) эрозионная ускоряющая ступень (капиллярный

канал из фторопласта); г) газовая ускоряющая ступень (керамический капиллярный канал с импульсным газовым клапаном). Двухступенчатые предускорители образуются различными сочетаниями дозирующих и ускоряющих, ступеней. При этом 1-я ступень используется как дозатор частиц,а 2-я создает ускоряющий газовый поток.Подобная схема позволяет ускорять частицы до скоростей ~ 1000 м/с. При этом энергия 1-й ступени ~ 100 Дж, 2-й ступени ~ 1000 Дж.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ обоснована схема и основные параметры экспериментального КСПУ П-50А, экспериментально и теоретически исследованы режимы течения плазмы в ускорительном канале, найдены режимы, перспективные для ускорения двухфазных потоков.

Ускоритель П-50А длиной 1 м и диаметром 50 см имеет простую схему с пассивными стержневыми трансформерами, что позволило сократить срок отработки ускорителя и сосредоточить усилия на исследовании магнитогидродинамических эффектов, связанных с геометрией канала и взаимодействием ступеней ускорителя. Отличительной особенностью П-50А является изменяемая геометрия ускорительного канала. Это дает возможность непосредственно исследовать ее влияние на динамику потока. Предполагается также использовать КСПУ П-50А для экспериментов по ускорению двухфазных потоков.

Схема ускорительного канала КСПУ П-50А показана на рис.4. Стержни анодного трансформера закреплены при помощи шаровых опор, дающих возможность поворота анодных колец. При этом стержни устанавливаются под углом к продольной оси ускорителя, образуя гиперболическую анодную поверхность. Особенностью гиперболического анодного трансформера является то,что в нем присутствует азимутальная компонента разрядного тока,создающая соленоидальное магнитное поле в канале ускорителя. В КСПУ переменной геометрии П-50А возможно получение как коаксиальных, так и торцевых конфигураций ускорительного канала. Торцевой канал имеет два "узких места",которые могут быть критическими сечениями потока: сечение I между анодом и катодом и сечение II в точке экстремума анода. Расчеты показали, что в ускорительном канале подобной геометрии возможны, помимо ускорительных и компрессионных, режимы течения, которые нельзя отнести ни к чисто ускорительным, ни к чисто компрессионным: компрессионно-ускорительный режим, при котором происходит сжатие потока магнитным полем в области компрессии и затем тепловое ускорение в канале типа сопла Лаваля, и ускорительно-компрес-

сионный, при котором происходит вначале ускорение потока в магнитном поле, а затем торможение и сжатие в сужающемся канале.

Далее приводятся результаты численно-аналитического моделирования процесса ускорения плазмы в КСПУ П-50А. Расчеты течения плазмы в ускорительных каналах различной геометрии проводились на ПЭВМ IBM PC/AT с использованием программ, разработанных в МИФИ под руководством Ю.И.Сыцько. При этом реализованы расчеты двумерных стационарных МГД-течений в приближении медленно изменяющегося канала. Результаты расчетов линий тока показаны на рис.5 и 6: на рис.5. компрессионно-ускорительный, на рис.6. - ускорительно-компрессионный режимы течения.

Для экспериментального исследования мощных квазистационарных плазменных ускорителей типа КСПУ предназначена установка 1И11КП. Вакуумная камера установки состоит из неподвижной части объемом б м3 и откатной приставки объемом 1 м3. На откатной приставке установлен КСПУ и конденсаторная батарея ВИКов с энергосодержанием Wi - 4 кДж (С - 2000 мкФ, 1)0 - 2 кВ). Основной разряд осуществляется от конденсаторной батареи с энергосодержанием W2 - 64 кДж (С - 8000 мкФ, U0 - 4 кВ). Система электропитания ускорителя обеспечивает квазистационарный разряд следующих параметров: длительность разряда ~ 1500 мкс; ток 1-й ступени Ji *» 7,5 кА, ток 2-й ступени J2 ~ 35 кА, напряжение на электродах 2-й ступени U ~ ~ 50 + 200 В в зависимости от геометрии канала. Импульсные клапаны обеспечивают общий расход водорода 2+4 г/с при длительности газового импульса ~ 1000 мкс. Давление остаточного газа в камере составляет ~10 Па, что соответствует плотности N ~ 2,5 '1015 см-3.

При экспериментальном исследовании режимов течения плазмы в КСПУ П-50А основное внимание уделялось компрессионным течениям, перспективным для ускорения двухфазных потоков. Исследовано 10 конфигураций ускорительного канала. В процессе эксперимента"измерялись поясами Роговского: разрядные токи в 1-й и 2-й ступенях ускорителя; токи выноса на срезе анода; напряжение на электродах 2-й ступени как Lm dJ/dt, где Lm - индуктивность измерительной катушки. Для исследования распределения разрядного тока по длине анода использовался пояс диаметром 3 см, перемещаемый в процессе эксперимента по анодному стержню. Проводилась также съемка ускорительного канала высокоскоростной фотокамерой ВСК-5.

Установлено, что в квазистационарной стадии наблюдаемый режим течения близок к расчетному компрессионно-ускорительному.

Исследовалась также конфигурация канала с удлиненным катодом. В ускорительном канале данной геометрии наблюдалась бифуркация режимов- течения плазмы. Первые 600 + 700 мкс разряда ток замыкается в сечении II, что соответствует расчетному компрессионно-ускорительному режиму течения плазмы, а затем практически скачком перебрасывается в сечение I и распределение тока по длине анода начинает соответствовать ускорительно-компрессионному режиму.

Для. определения эффективности компрессии плазменного потока необходимы локальные измерения в области компрессии или на ее границе. Область компрессии, в отличие от остальной части ускорительного канала, характеризуется преобладанием газодинамических сил над электромагнитными. Поэтому за ее границу естественно принять поверхность, на которой выполняется условие равенства магнитного и газокинетического давлений. Тогда измерение магнитных полей на границе области компрессии позволяет определить разрядный ток, протекающий в приосевой части ускорителя, и оценить давление плазмы и, тем самым, эффективность компрессии. Для измерения магнитного поля вблизи границы области компрессии ' использовался магнитный зонд индуктивного типа, вводимый в поток на длинной штанге вместо одного из катодных стержней. Ориентация катушга зонда обеспечивала измерение азимутальной компоненты поля В<р.

Экспериментальные исследования показали,что в цилиндрически канале область компрессии находится непосредственно у среза като да и имеет малую протяженность. Поджатие анода приводит к удлине нию ОК и росту токов выноса. При этом, как и в расчетных картина компрессионно-ускорительного течения, наибольшее давление наблю дается в пространстве между срезом катода и узким сечением анода При поиске геометрий канала, перспективных для ускорения двухфаз ных потоков, необходимо принимать во внимание не только степен сжатия плазмы, но и протяженность области компрессии. Тогда дл ускорения двухфазных потоков наибольший интерес представляют уа кие каналы с продольным полем типа показанного на рис.7. В тага каналах формируются компрессионно-ускорительные течения с удл(' ненной областью компрессии. На рис.7 приведена экспериментальна кривая квадрата азимутального магнитного поля Вф2 на границе 01 отнесенного к полю полного разрядного тока. Значения Вф2 сооч ветствуют давлению плазмы в области компрессии. Двойные линии 1 профиле анода показывают место интенсивного вытекания тока.

Результаты эксперимента позволяют предположить, что режш

течения плазмы существенно зависят не только от геометрии ускорительного канала, но и от соленоидального магнитного поля в гиперболическом аноде. Расчетные оценки показывают, что при поджатии анода продольное магнитное поле В2 <•' 0,1 Вер. Значительное влияние малого продольного поля на режимы течения плазмы в ускорительном канале можно объяснить преобладающим влиянием продольной составляющей магнитного поля в приосевой области канала, где азимутальная составляющая поля мала. Тогда вблизи оси ускорителя может сформироваться продольный токовый канал, приводящий к смещению разряда к срезу ускорителя и удлинению области компрессии. Для проверки этих утверждений проведены эксперименты с внешним магнитным полем.Поле создавалось соленоидом,намотанным на стержневой анод. Для питания анодного соленоида использовалась конденсаторная батарея емкостью Р.ООО мкФ,заряжаемая до 200+1200 В. В процессе разряда ток в соленоиде составляет 100+500 А (3+15 кА 'витков), что .соответствует В2-0,004+0,02 Тл,как и в исследуемом гиперболическом аноде.Конфигурация анода соответствовала коническому каналу. Соответствующие кривые Вф2 на границе области компрессии при В2=0 и при В2~0,3 Bip показаны на рис.8.Как и предполагалось,включение магнитного поля вызывает формирование продольного токового канала,смещение тока к срезу ускорителя,рост токов выноса и удлинение области компрессии. Плотность тока в продольном токовом канале на срезе ускорителя в 3 + 4 раза выше средней по сечению.

Проведенные экспериментальные и расчетно-теоретические исследования режимов течения плазмы в ускорительном канале КСПУ П-50А позволили сделать следующие выводы:

1. Изменение геометрии ускорительного канала позволяет существенно корректировать режимы течения плазмы, получая как ускорительные, так и компрессионные течения.

2. Продольное магнитное поле, даже небольшое по величине, оказывает существенное влияние на ускорение плазмы, способствуя формированию продольного токового канала и удлинению области компрессии.

3. Наиболее перспективными для ускорения двухфазных потоков являются узкие (L/D~5) каналы с продольным магнитным полем.

4. Экспериментально подтверждено явление бифуркации плазменного течения.

5. Расчеты течения плазмы в приближении медленно изменяющегося канала качественно соответствуют эксперименту.

- 20 -

В ЗАКЛЮЧЕНИИ приводятся основные результаты работы и вьи

1. В квазистационарных системах типа КСПУ наиболее целее разно применение дисковых электромагнитных клапанов. РазраС ряд клапанов, сочетающих высокий КПД, быстродействие и надели

2. В полноблочных КСПУ типа К-50 целесообразно приме* активных струйных катодов. При повышенных требованиях к чис ускоряемого потока - газовых струйных катодов с пружинным ЭJ родинамическим клапаном. Разработан ряд струйных катодов и с ко-технические основы их работы в составе КСПУ.

3. Разработаны способы подавления токов выноса во вхс ионизационной камере. Исследовано влияние геометрии электрод! токи выноса. Показаны преимущества торцевой геометрии.

4. Разработаны физико-технические основы применения К< качестве ускорителя двухфазных потоков. Показана целесообраз] использования для ускорения двухфазных потоков компрессион: компрессионно-ускорительных режимов течения плазмы.

5. Разработан КСПУ переменной геометрии П-50А, обеспеч: щий широкие возможности исследования режимов течения. Теорет ки исследованы возможные режимы течения плазмы в ускорите, каналах коаксиального и торцевого типа. Показана возможност шествования в ускорительном канале с плазменным катодным т формером не только ускорительных и компрессионных, но и ком рованных (компрессионно-ускорительных и ускорительно-компрес ных) режимов течения.

6. Экспериментально установлено, что изменение геометри корительного канала позволяет существенно корректировать р течения плазмы,получая как ускорительные,так и компрессионно чения. Найдены условия существования компрессионно-ускорите режимоБ течения. Такие течения могут быть использованы для рения двухфазных потоков, в плазмохимии,лазерной технике и т ядерном эксперименте. Наиболее перспективными для ускорения фазных потоков являются узкие каналы с продольным магнитным

7. Продольное магнитное поле, даже небольшое по ве.лр-■ж&.ъьшает существенное влияние на ускорение илазми, способ формированию продольного токового капала и удлинению оС компрессии. Такое поле, по-существу, является управляющим действием на течение. Следует рассмотреть возможность созда! этом принципе плазменного катодного трансформера.

Vm/V 1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 -0.0 -

/

/ >

/

Vm/V 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0

r/ro 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0

-3-2-10 1 2 3 Ig jr.

V, km/c Рис.1. 30-r-

-4 -3 -2-10 1 Ig \

Рис.2.

20-

10-

0—мм--1 i i i

анод

1 P

2 3 4

Ig R, mkm

Рис.3.

Рис.4.

r, m

0.0

0.5 z, m

Рис.5.

i M i i i M i I II i I I II i i i

1.0 0.0 0.5 1.0

z, m

Рис.6.

T~r—1 I i i 1 fi I ÏTTT 1 1 1 1 Г 1 »<-°

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Александров В.А., Дьяконов Г.А. Струйные катоды КСПУ // VII Всесоюзная конференция по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. Тезисы докладов.-Харьков: ЦНИИатоминформ,1989.-с.55-56.

2. Дьяконов Г.А., Тихонов В.Б. Экспериментальные исследования токов выноса в коаксиальном плазменном ускорителе //VII Всесоюзная 1;онференция по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. Тезисы докладов. -Харьков: ЦНИИатоминформ, 1989.-с.49-50.

3. Дьяконов Г.А., Тимофеев Д.В., Сыцько Ю.И. КСПУ переменно! геометрии П-50А // VII Всесоюзная конференция по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. Тезисы докладов/ -Харьков: ЦНИИатоминформ, 1989.-с.51-52.

4. Дьяконов Г.А., Рудиков А.И., Трифонов Г.Н. Ускорена твердой частицы в высокоскоростном потоке плазмы // VII Всесоюзная конференция по плазменным ускорителям и ионным инжекторам Тезисы докладов. -Харьков: ЦНИИатоминформ, 1989.-с.296-297.

5. Александров В.А., Антропов H.H., Архипов B.C., Д1ЯКоно Г. А. и др. Экспериментальный лабораторный комплекс для имитаци орбитальных осколков // Моделирование влияния факторов актропо генного загрязнения околоземного космического пространства н элементы конструкций и систем космических аппаратов. -М.: Гидро метеоиздат, 1992.-с.45-52.

6. Александров В.А., Дьяконов Г.А., Попов Г.А. Электродина мическоэ дозирующее устройство. A.c. СССР N 1267091.

7. Александров B.Ä., Дьяконов Г.А., Пбпов Г.А., Тихонов B.í Электродинамический дозатор ионизованного газа.А.с.СССР N140046C

8. Alexandrov V.A., Dyakonov G.A., Popov G.A., Tíkhonc V.B., Tyutln V.K. Research of the Influence of Acceleratic Channel Geometry and External Magnetic Field on Modes of Plasr Flow In Quasistationary Plasma Accelerator (QSPA) P-50A // Germany-Russian Conferentlon on Electric Propulsion and Í! Technical Applications. -Moscow: 1993.-p.10.