Peculiarity of current transfer in discharge blown off with transversal supersonic gas flow and forming of cumulative plasma structures




It’s reported about experimental and theoretical investigations of plasma in near-cathode and near-anode wires, about gas discharge between plasma electrodes (those wires, which blow off with transversal supersonic gas flow). While increasing the current plasma wires connect each other in next order: 1) uniform diffusion discharge; 2) discharge with flat stratums; 3) cylindrical wire converted in electric arc. Concentration of electrons in plasma wires differs from one in medium to 1011-1012 times. Because of that it should be regions with transversal to wire surface electric field. As the result of experimental and theoretical investigations it can be said that all those effects exists due to of cumulation of electric field to the center of plasma structures (wires). Due to cumulation model some strange facts can be explained, such as small values of puncture potential to the length of wires, rising up volt-ampere characteristic, current perturbations, etc. Normal current density on cylindrical plasma structures is introduced.

Philip Vysikaylo, Alexey Ershov, Michael Kuzmin, Alexander Tivkov, Boris Chekalin

Volume 5, 2007 year


Особенности переноса тока в разряде в поперечном сверхзвуковом потоке газа при формировании цилиндрических, кумулятивных структур (плазмоидов)

Сообщается об экспериментальном и теоретическом исследованиях плазменных прианодного и прикатодного шнуров и свойств разряда, горящего между плазменными электродами, образованными электрическими шнурами, плазма которых интенсивно сносится поперечным сверхзвуковым потоком газа. Доказано, что в математических моделях плазмоидов необходимо учитывать возможность появления областей, где напряженность электрического поля имеет нормальную составляющую к поверхности плазменных шнуров существенно превосходящую продольную компоненту. В результате сравнения экспериментальных наблюдений и теоретических исследований делается вывод, что наблюдаемые явления обусловлены кумуляцией (самофокусировкой) электрического поля в активизируемой им среде к центру плазменных структур. Впервые на основе экспериментов и кумулятивной модели фокусировки электрического поля к центру цилиндрического плазмоида объяснены ряд ранее непонятных фактов. Введено понятие нормальной плотности тока на цилиндрические плазмоиды и рассчитаны значения нормальной плотности тока на их поверхности. Теоретически проанализированы геометрические формы и типы кумуляции в газоразрядной плазме. Исследованы спектры собственных времен и резонансные частоты плазменных структур. По геометрическим размерам страт и электрических шнуров рассчитаны концентрации электронов в промежутке между плазменными электродами и на границе электрических шнуров. Поставлены вопросы для дальнейших исследований нелинейных взаимодействий электрического поля с потоками заряженных частиц самоорганизующейся плазмы, формирующей под действием внешнего электрического поля плазменные линзы или плазменные аттракторы и высоко эффективные кумулятивные струи.

газовый разряд, перенос, кумуляция, фокусировка, структуры, амбиполярные процессы, сверхзвуковые потоки, плазменная аэродинамика

Philip Vysikaylo, Alexey Ershov, Michael Kuzmin, Alexander Tivkov, Boris Chekalin

Volume 5, 2007 year