Effect of Absorption on the Broadening of Spectral Lines and the Radiation Intensity of Shock-Heated Air




An analytical model is constructed for calculating the radiation intensity in shock-heated air. The model takes into account the absorption of radiation, when it passes across the shock wave along the observation beam of the measuring systems of experimental setups. The model was used to estimate the influence of absorption on the broadening of spectral lines, as well as on the intensity of radiation from high-temperature air in the vacuum-ultraviolet and visible regions of the spectrum.

shock waves, radiation, absorption, air, broadening of spectral lines, electron temperature

Влияние поглощения на уширение спектральных линий и интенсивность излучения ударно нагретого воздуха

Построена аналитическая модель для расчета интенсивности излучения в ударно нагретом воздухе, учитывающая поглощение излучения при его прохождении поперек ударной волны вдоль луча наблюдения измерительных систем экспериментальных установок. С помощью модели сделана оценка влияния поглощения на уширение спектральных линий, а также на интенсивность излучения высокотемпературного воздуха в вакуумно-ультрафиолетовой и видимой областях спектра.

ударные волны, излучение, поглощение, воздух, уширение спектральных линий, электронная температура


1. Uyanna O., Najafi H. Thermal protection systems for space vehicles: A review on technology development, current challenges and future prospects // Acta Astronaut. 2020. V. 176. P. 341-356.
2. Wei H., Morgan R.G., McInture T.J., Brandis A.M., Johnson C.O. Experimental and Numerical Investigation of Air Radiation in Superorbital Expanding Flow // AIAA Paper. 2017. № 2017-4531.
3. Surzhikov S. Dependence of the Parameters of Shock Layer for Super-Orbital Space Vehicles at Increasing of Entry Velocity // AIAA Paper. 2017. № 2017-1147.
4. Beyer J., Pfeiffer M., Fasoulas S. Non-equilibrium radiation modeling in a gas kinetic simulation code // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2022. V. 280. № 108083.
5. Лохте-Хольтгревен В. Методы исследования плазмы. Л.: Наука. 1070.
6. Arnold J.O., Whiting E.E., Lyle G.C. Line by line calculation of spectra from diatomic molecules and atoms assuming a Voigt line profile // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1969. V. 9. P. 775 - 798.
7. NIST Atomic Spectra Database, Version 5.9. Gaithersburg: NIST, 2021. https://doi.org/10.18434/T4W30F.
8. Быкова Н.Г., Забелинский И.Е., Ибрагимова Л.Б., Козлов П.В., Стовбун С.В., Тереза А.М., Шаталов О.П. Радиационные характеристики воздуха в ультрафиолетовой и вакуумной ультрафиолетовой областях спектра за фронтом сильных ударных волн // Химическая физика. 20018. Т. 37. № 2. С. 35-41.
9. Лебедева В.В. Техника оптической спектроскопии. М.: Изд-во МГУ, 1986.