Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование и создание физико-технических основ перспективных электромагнитных импульсных ускорителей плазмы малой мощности

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.5012
Организация
МАИ
Продолжительность работ
2006, 5 мес.
Бюджетные средства
3,5 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Повышение эффективности преобразования электрической энергии в кинетическую энергию импульсного потока плазмы, ориентированное на создание энергоэффективных плазменных ускорителей малой мощности.

Этапы проекта

1
30.04.2006 - 30.06.2006
Проведены патентные исследования ИУП, показавшие отсутствие в мире технических решений, находящихся на уровне решений, запатентованных НИИ ПМЭ, поскольку не было найдено близких аналогов энергоэффективных ИУП.
Выбраны и обоснованы принятые направления исследований и способов решения задачи повышения эффективности рабочего процесса ИУП, Впервые предложена физическая модель процессов в разрядном канале ИУП, дающая реальную картину. Показано, что только комплексные расчетно-экспериментальные исследования физических процессов, имеющих место как в разрядном канале, так и во внешней разрядной цепи ИУП позволяют добиться успеха в повышении энергоэффективности ускорителя.
Разработана и численно реализована физико-математическая модель ускорения плазмы ИУП. Оригинальность модели придает построение разностной схеме не в Эйлеровой, а в Лагранжевой системе координат, которой узлы сетки связаны с движущимися частицами плазмы. При этом просто учитываются условия на подвижной границе плазменного сгустка. Численная апробация модели показала хорошее совпадение расчетных значений параметров плазмы с экспериментальными. В частности, численные оценки одного из вариантов ИУП с энергией разряда 20 Дж, не только показали достижимость высоких значений параметров ускорителя, но и указали направления движения к их достижению.
Выполнены расчетно-экспериментальные исследования локально-временных распределений магнитных полей, разрядных токов и параметров плазмы в разрядном канале ИУП, показавшие как отличия, так и схожие черты в рабочих процессах ИУп с разрядной энергией (50-150) Дж и (10-30) Дж. Основным выводом, который может быть сделан из исследований, является сохранение квазистационарности разрядного процесса в ИУП малой мощности несмотря на колебательный характер разрядного тока.
Развернуть
2
01.07.2006 - 30.09.2006
1. Оптимизированы параметры внешней электрической цепи и разрядного канала ИУП.
2. Разработаны, изготовлены, отработаны и испытаны экспериментальные модели ИУП малой мощности из оптимизированных конструктивных элементов.
3. Выполнены экспериментальные исследования по изучению механизмов влияния элементов внешней цепи электропитания ИУП и геометрических параметров его разрядного канала на эффективность преобразования энергии в плазменном потоке, тепловых потоков, поступающих из плазмы на рабочее тело.
4. Выполнен анализ данных исследований, выявлены факторы, в наибольшей степени влияющие на согласование процессов ввода энергии и массы в канал ИУП и его энергетическую эффективность.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Исследование теплофизических, оптических и транспортных характеристик плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава в условиях интенсивных радиационных, электромагнитных и ударно-волновых нагрузок. Исследование физики нового класса сильноточных излучающих плазмодинамических разрядов экстремальной плотности тока и радиационно-плазмодинамических механизмов генерации, нагрева и ускорения гиперзвуковых потоков плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава. Фундаментальные исследования нелинейных радиационно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излучающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными средами на установке: "Научно-исследовательский экспериментально- диагностический стенд на основе сильноточного магнито-плазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1) (рег. № 06-17)".
Продолжительность работ
2005, 5 мес.
Бюджетные средства
2,1 млн
Организация
МГТУ им. Н.Э.Баумана
профинансировано
Физико-технические проблемы создания энергетических и энерготехнологических установок высокой плотности мощности 1. Исследование динамических свойств плазменных и плазмоподобных структур как активных сред принципиально новых энергогенерирующих сильноточных разрядных конфигураций при сопряжении их с источниками и накопителями энергии высокой плотности мощности и несамосогласованным вводом энергии в плазменную нагрузку. 2. Современные методики диагностических экспериментов по одновременному определению полей температур и скоростей заряженных частиц, плотности и коэффициентов поглощения плазмы на основе лазерной интерферометрии и эмиссионно-абсорбционной спектроскопии. 3. Экспериментальные исследования излучательных и отражательных свойств активных сред энергетических установок высокой плотности мощности методами эмиссионной / абсорбционной спектроскопии высокого пространственно-временного разрешения. 4. Исследование динамики и макроструктуры приповерхностных светоэрозионных парогазовых потоков при лазерн
Продолжительность работ
2011, 5 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ОИВТ РАН
профинансировано
Тема
Исследование и создание физико-технических основ перспективных электромагнитных импульсных ускорителей плазмы малой мощности.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3,5 млн
Количество заявок
2
Исследование теплофизических, оптических и транспортных характеристик плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава в условиях интенсивных радиационных, электромагнитных и ударно-волновых нагрузок. Исследование физики нового класса сильноточных излучающих плазмодинамических разрядов экстремальной плотности тока и радиационно-плазмодинамических механизмов генерации, нагрева и ускорения гиперзвуковых потоков плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава. Фундаментальные исследования нелинейных радиационно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излучающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными средами на установке: "Научно-исследовательский экспериментально- диагностический стенд на основе сильноточного магнито-плазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1) (рег. № 06-17)"
Тема
Исследование теплофизических, оптических и транспортных характеристик плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава в условиях интенсивных радиационных, электромагнитных и ударно-волновых нагрузок. Исследование физики нового класса сильноточных излучающих плазмодинамических разрядов экстремальной плотности тока и радиационно-плазмодинамических механизмов генерации, нагрева и ускорения гиперзвуковых потоков плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава. Фундаментальные исследования нелинейных радиационно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излучающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными средами на установке: "Научно-исследовательский экспериментально- диагностический стенд на основе сильноточного магнито-плазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1) (рег. № 06-17)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,1 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование нелинейных процессов в замагниченной плазме и их влияние на динамику и структуру ионных потоков в плазменных ускорителях с замкнутым дрейфом электронов
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
3
Тема
Создание физико-технологических основ перспективных энергетических установок с использованием низкотемпературной плазмы высокой плотности энергии
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка автоматического регулятора напряжения для снижения электрических потерь и эффективного управления потоками мощности в распределительных электрических сетях
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
225 млн
Количество заявок
6