Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии

Предложены приближенные математические модели двумерного температурного поля в опорной зоне канала грозового электрического разряда, воздействующего в атмосферном воздухе на плоскую стенку металлической обшивки летательного аппарата (ЛА). На их основе установлено, что при прямом ударе молнии в ЛА им...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
Hauptverfasser: Баранов, М.И., Носенко, М.А.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут електродинаміки НАН України 2009
Schriftenreihe:Технічна електродинаміка
Schlagworte:
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131266
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии / М.И. Баранов, М.А. Носенко // Технічна електродинаміка. — 2009. — № 2. — С. 13-22. — Бібліогр.: 25 назв. — pос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-131266
record_format dspace
spelling irk-123456789-1312662018-03-19T03:02:56Z Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии Баранов, М.И. Носенко, М.А. Теоретична електротехніка та електрофізика Предложены приближенные математические модели двумерного температурного поля в опорной зоне канала грозового электрического разряда, воздействующего в атмосферном воздухе на плоскую стенку металлической обшивки летательного аппарата (ЛА). На их основе установлено, что при прямом ударе молнии в ЛА импульсная составляющая тока молнии временной формы 2/50 мкс с нормированной амплитудой 200 кА и длительностью 500 мкс из-за электротеплового действия вызывает локальное разрушение алюминиевой стенки обшивки ЛА на глубину до 0,4 мм, а длительная составляющая тока молнии с той же амплитудой и длительностью в 1000 мс может вызывать ее проплавление на глубину до 1,5 мм. Запропоновано наближені математичні моделі двовимірного температурного поля в опорній зоні каналу грозового, електричного розряду, який діє у атмосферному повітрі на плоску стінку металевої обшивки літального апарату (ЛА). На їх основі встановлено, що при прямому ударі блискавки в ЛА імпульсна складова струму блискавки часової форми 2/50 мкс з нормованою амплітудою 200 кА і тривалістю 500мкс через електротеплову дію викликає локальне руйнування алюмінієвої стінки обшивки ЛА на глибину до 0,4 мм, а тривала складова струму блискавки з тією ж амплітудою і тривалістю в 1000 мс може викликати її проплавлення на глибину до 1,5 мм. 2009 Article Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии / М.И. Баранов, М.А. Носенко // Технічна електродинаміка. — 2009. — № 2. — С. 13-22. — Бібліогр.: 25 назв. — pос. 0204-3599 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131266 621.3:537.3 ru Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Теоретична електротехніка та електрофізика
Теоретична електротехніка та електрофізика
spellingShingle Теоретична електротехніка та електрофізика
Теоретична електротехніка та електрофізика
Баранов, М.И.
Носенко, М.А.
Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии
Технічна електродинаміка
description Предложены приближенные математические модели двумерного температурного поля в опорной зоне канала грозового электрического разряда, воздействующего в атмосферном воздухе на плоскую стенку металлической обшивки летательного аппарата (ЛА). На их основе установлено, что при прямом ударе молнии в ЛА импульсная составляющая тока молнии временной формы 2/50 мкс с нормированной амплитудой 200 кА и длительностью 500 мкс из-за электротеплового действия вызывает локальное разрушение алюминиевой стенки обшивки ЛА на глубину до 0,4 мм, а длительная составляющая тока молнии с той же амплитудой и длительностью в 1000 мс может вызывать ее проплавление на глубину до 1,5 мм.
format Article
author Баранов, М.И.
Носенко, М.А.
author_facet Баранов, М.И.
Носенко, М.А.
author_sort Баранов, М.И.
title Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии
title_short Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии
title_full Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии
title_fullStr Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии
title_full_unstemmed Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии
title_sort математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии
publisher Інститут електродинаміки НАН України
publishDate 2009
topic_facet Теоретична електротехніка та електрофізика
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/131266
citation_txt Математическое моделирование электротепловых процессов в металлической обшивке летательного аппарата при воздействии на нее молнии / М.И. Баранов, М.А. Носенко // Технічна електродинаміка. — 2009. — № 2. — С. 13-22. — Бібліогр.: 25 назв. — pос.
series Технічна електродинаміка
work_keys_str_mv AT baranovmi matematičeskoemodelirovanieélektroteplovyhprocessovvmetalličeskojobšivkeletatelʹnogoapparataprivozdejstviinaneemolnii
AT nosenkoma matematičeskoemodelirovanieélektroteplovyhprocessovvmetalličeskojobšivkeletatelʹnogoapparataprivozdejstviinaneemolnii
first_indexed 2025-07-09T15:06:37Z
last_indexed 2025-07-09T15:06:37Z
_version_ 1837182327581573120
fulltext ïåðàòóðíîãî ïîëÿ â ñòåíêå ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêè íà âðåìåííîì ó÷àñòêå ìèêðîñåêóíäíîãî äèàïàçîíà âðåìåííîãî èçìåíåíèÿ ðàäèóñà êàíàëà ìîëíèè â ñ íà÷àëüíîé òîêîâîé "Iàñòüþ ãðîçîâîãî ðàçðÿäà è ïðîöåññå åãî âîçäåéñòâèÿ íà ËÀ; â) âûïîëíèòü ñðàâíèòåëüíî áîëüøèì àìïëèòóäíûì çíà÷åíèåì ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç âëèÿíèÿ íà ýëåêòðîòåïëî- èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè, òàê è íà âîå ðàçðóøåíèÿ ìåòàëëè÷åñêîé ñòåíêè îáøèâêè âðåìåííîì ó÷àñòêå ìèëëèñåêóíäíîãî äèàïàçîíà ñ ËÀ îòäåëüíûõ òîêîâûõ êîìïîíåíò ìîëíèè; ã) çàâåðøàþùåé òîêîâîé "Iàñòüþ ýòîãî ðàçðÿäà è îöåíèòü âëèÿíèå âûñîòû ïîëåòà ËÀ íà ýëåêòðîòåï- ñðàâíèòåëüíî ìàëûì àìïëèòóäíûì çíà÷åíèåì ëîâûå ïðîöåññû ïðè ÏÓÌ â ìåòàëëè÷åñêîé ñòåíêå äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè. åãî îáøèâêè; ä) ó÷åñòü âëèÿíèå äëèòåëüíîñòè âîç- Äîïóùåíèÿ è ïîñòàíîâêà çàäà÷è Uññëåäîâà- äåéñòâèÿ êàíàëà ìîëíèè íà õàðàêòåð ýëåêòðîòåïëî- íèé. Ðàññìîòðèì â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìå êîîð- âîãî ïîâðåæäåíèÿ ñòåíêè îáøèâêè ËÀ. Ïîëó÷åí- äèíàò ýëåêòðîòåïëîâîå âîçäåéñòâèå êàíàëà 1 ãðîçî- íûå â [1-3] îïûòíûå äàííûå ïî âîçäåéñòâèþ â âîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðÿäà íà ðàçìåùåííóþ â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ íà îáðàçöû ìåòàëëè÷åñêîé âîçäóõå ñòåíêó 2 ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêè ËÀ êî- îáøèâêè ËÀ èìèòèðîâàííîãî òîêà ìîëíèè iM áàçè- íå÷íîé òîëùèíîé hiðèñ. 1). Ïóñòü õàðàêòåðèñòèêè ðóþòñÿ òîëüêî íà äåéñòâèè ýëåêòðè÷åñêîé äóãè îêðóæàþùåé ËÀ âîçäóøíîé ñðåäû ñîîòâåòñòâóþò ïîñòîÿííîãî òîêà àìïëèòóäîé îò 200 äî 800 À, ñâ 0- åå íîðìàëüíîìó ÑfÑÒÎßÍÈÞ (äàâëåíèå âîçä~à ñîñ- áîäíî ãîðÿùåé íàä îáðàçöîì â âîçäóõå. Ýòè ýêñ- òàâëÿåò 1,013.10 Ïà, à åãî òåìöåðàòóðà îÎÑ).  ïåðèìåíòàëüíûå äàííûå ñîâåðøåííî íå ó÷èòûâà- ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ïðèìåì, ÷òî êàíàë ìîëíèè þò è íå îòðàæàþò âëèÿíèÿ íà òåïëîâîå ñîñòîÿíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñïëîøíîé ïðî âîäÿùèé öè- îáøèâêè ËÀ ðåàëüíûõ è íîðìèðîâàííûõ àìïëè- ëèíäð ðàäèóñîì r Î' ñîñòîÿùèé èç íèçêîòåìïåðà- òóäíî-âðåìåííûõ ïàðàìåòðîâ (ÀÂÏ) òîêîâûõ ñîñ- òóðíîé ïëàçìû [21].  ñâÿçè ñ òåì, ÷òî íà ïðàêòèêå òàâëÿþùèõ, èìïóëüñíî ïðîòåêàþùèõ â êàíàëå ðàäèóñ êðèâèçíû îáøèâêè ËÀ çíà÷èòåëüíî ïðåâû- ìîëíèè [5,20,24]. Äî ñèõ ïîð íåðåøåííûìè îñòà- øàåò òîëùèíó h åå ñòåíêè, òî ïîâåðõíîñòü êðóãîâî- ëèñü äâó- È òðåõìåðíûå ýëåêòðîòåïëîâûå çàäà÷è, ãî êîíòàêòà êàíàëà ìîëíèè ñ íàðóæíîé ïîâåðõíî- ñâÿçàííûå ñ àíàëèçîì ïðîñòðàíñòâåííîãî ðàñïðå- ñòüþ îáøèâêè â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ìîæíî ñ÷è- äåëåíèÿ òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ, ïðåæäå âñåãî, â íàè- òàòü áëèçêîé ê ïëîñêîé [2,3,10,25]. Ñ÷èòàåì, ÷òî áîëåå ýëåêòðîòåðìè÷åñêè íàãðóæåííîé îáëàñòè èìïóëüñíîå ýëåêòðîòåïëîâîå äåéñòâèå öèëèíäðè- ýïèöåëòðà âîçäåéñòâèÿ êàíàëà ìîëíèè íà îáøèâêó ÷åñêîãî êàíàëà ìîëíèè íà îáøèâêóËÀ àíàëîãè÷íî ËÀ. Íå âûÿñíåíû ïðèíöèïèàëüíî âàæíûå âîïðîñû äåéñòâèþ âî âðåìåíè t íåïðåðûâíîãî ïîâåðõíîñò- èç îáëàñòè ýëåêòðîòåðìè÷åñêîé ñòîéêîñòè óêàçàí- íîãî òî÷å÷íîãî èñòî÷íèêà òåïëà [10]. Ðåøåíèå äëÿ íîé îáøèâêè ê ïðÿìîìó äåéñòâèþ ìîëíèè, êîòî- òàêîãî òåïëîâîãî èñòî÷íèêà âðåìåííîãî äåéñòâèÿ ðûå ñâÿçàíû ñî ñðàâíèòåëüíîé îöåíêîé ñòåïåíè ìîæíî èçâåñòíûì ïóòåì ïîëó÷èòü ñ ïîìîùüþ âëèÿíèÿ èìïóëüñíîé è äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùèõ ôóíäàìåíòàëüíîãî àíàëèòè÷åñêîãî ðåøåíèÿ äëÿ ïîëíîãî òîêà ìîëíèè íà õàðàêòåð ïðîïëàâëåíèÿ ñëó÷àÿ ìãíîâåííîãî òî÷å÷íîãî èñòî÷íèêà òåïëà â ìåòàëëè÷åñêîé ñòåíêè ïëàíåðà ËÀ. Ïîä÷åðêíåì âèäå äèñêà ðàäèóñîì r Î' ïðèëîæåííîãî â ÏËÎÑÊÎÑÒÈ çäåñü òî, "ITO ýòè êîìïîíåíòû ïîëíîãî òîÊà ìîëíèè z = Î â ìîìåíò âðåìåíè t = Î ê íàðóæíîé ïîâåðõíîñ- ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà ñâîèìè òè îáøèâêè ËÀ â îïîðíîé êðóãîâîé çîíå ïðèâÿçêè ÀÂÏ [5,24]: íîðìèðîâàííàÿ èìïóëüñíàÿ òîêîâàÿ ðàññìàòðèâàåìîãî êàíàëà èñêðîâîãî ýëåêòðè÷åñêî- êîìïîíåíòà ìîëllèè õàðàêòåðèçóåòñÿ àìïëèòóäîé ãî ðàçðÿäà [13,19]. Ïðè ýòîì íåðàâíîìåðíîñòüþ äî 200 ÊÀ ïðè äëèòåëüíîñòè ïðîòåêàíèÿ äî 500 ìêñ, ðàñïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà à íîðìèðîâàííàÿ äëèòåëüíàÿ êîìïîíåíòà òîêà ìîëíèè iM ïî ïîïåðå÷íîìó ñå÷åíèþ ðàññìàòðèâàå- ìîëíèè - àìïëèòóäîé íå ìåíåå 200 À è äëèòåëü- ìîãî êàíàëà ðàçðÿäà è ñîîòâåòñòâåííî ðàäèàëüíîé íîñòüþ äî 1000 ìñ. Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè âëè- íåðàâíîìåðíîñòüþ ïëîòíîñòè èìïóëüñíîãî òåïëî- ÿíèåì èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè íà âîãî ïîòîêà â êðóãîâîé îïîðíîé çîíå êàíàëà ìîë- òåïëîâûå ïðîöåññû â ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêå ËÀ íèè ðàäèóñîì r Î' ïîñòóïàþùåãî âî âðåìåííîì èí- íåîáîñíîâàííî ïðåíåáðåãàþò [1-3]. Ïîýòîìó àêòó- òåð âàëå Î ststo â îáøèâêó ËÀ, ïðåíåáðåãàåì. Îáîñ- àëüíûìè îñòàþòñÿ ïðèêëàäíûå çàäà÷è, ñâÿçàííûå 1 ñ ÓÒÎ"líåíèåì è ïîñëåäóþùèì ðàçâèòèåì ìàòåìà- òè÷åñêèõìîäåëåé è ìåòîäîâ ðàñ÷åòà èíòåíñèâíûõ ýëåêòðîòåïëîâûõ ïðîöåññîâ â ìåòàëëè÷åñêèõ ýëå- r ìåíòàõ ïëàíåðà ËÀ ïðè ÏÓÌ, èñïûòûâàþùèõ èìèòàöèîííîå âîçäåéñòâèå îñíîâíûõ ñîñòàâëÿþ- ùèõ òîêà ìîëíèè ñ íîðìèðîâàííûìè ÀÂÏ. Öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé ýëåêòðîòåïëî- âûõ ïðîöåññîâ â çîíå äåéñòâèÿ òîêà ìîëíèè ñ íîð- ìèðîâàííûìè ÀÂÏ íà ìåòàëëè÷åñêóþ îáøèâêó Z ËÀ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ïðèáëèæåííîãî ðàñ÷åòà äâóìåðíîãî òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ åå ñòåíêè â îá- Ðèñ. 1 ëàñòè îïîðíîé çîíû êàíàëà ãðîçîâîãî ðàçðÿäà êàê 14 . lSSN 0204-3599. ÒåõÍ. åëåêòðîäèíàìiêà. 2009. N9 2 íîâàíèåì ýòîìó ìîæåò ñëóæèòü òî, ÷òî ñîãëàñíî òîêà íà óðîâíå 0,5 îò àìïëèòóäû - ò = 50 ìêñ ïðè è èçâåñòíûì ýêñïåðèìåíòàëüíûì èññëåäîâàíèÿì åãî ïîëíîé Ò1'Ïèòåëüíîñòè t = 500 ìêñ ) à çàòåì- -Î-J' Î ' , ïðèýëåêòðîäíûõ îáëàñòåè äóãîâîãî ýëåêòðè÷åñêî- íîðìèðîâàííîé îòíîñèòåëüíî äëèííîé ÄËÈÒeJJÜ- ãî ðàçðÿäà â âîçäóõå â íèõ (ýòèõ îáëàñòÿõ) îïîðíàÿ íîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè i àìïëèòóäîé 200á " " ì çîíà êàíàëà ðà~ðÿäà êàê û ñëåäèò çà èçìåíåíèåì À è äëèòåëüíîñòüþ â to =1000 ìñ [8,20,24]. Òàêèì òîêà [1].  ýòîè ñâÿçè ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü òîêà âîç- îáðàçîì, òðåáóåòñÿ â ïðèáëèæåííîì âèäå ñ ó÷åòîì äóøíîãî èñêðîâîãî ðàçðÿäà, ðàâíàÿ îòíîøåíèþ ïðèíÿòûõ äîïóùåíèé ïîëó÷èòü ðàñ÷åòíûå ñîîòíî- ïîëíîãî òîêà ðàçðÿäà â äàííûé ìîìåíò âðåìåíè t ê øåíèÿ, îïèñûâàþùèå äâóìåðíîå òåìïåðàòóðíîå òåêóùåé ïëîùàäè SJt)=7tT o(t) êðóãîâîé îïîðíîé ïîëå â çîíå ïðèâÿçêè êàíàëà ìîëíèè íà ïëîñêîé çîíû êàíàëà ðàçðÿäà íà ïîâåðõíîñòè ìåòàëëè÷åñ- îáøèâêå ÏÀ, è ñ ïîìîùüþ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðå- êîãî ýëåêòðîäà (îáøèâêè ÏÀ) â ýòîò æå âðåìåííîé çóëüòàòîâ ëàáîðàòîðíûõ èññëåäîâàíèé ïî îïðåäå- ìîìåíò, ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ âî âðåìåíè t. ëåíèþ ïîñëåäñòâèé èìèòàöèîííîãî âîçäåéñòâèÿ Ïîýòîìó íåèçìåííîé ïðàêòè÷åñêè îñòàåòñÿ è ñðåä- èìïóëüñíîé è äëèòåëüíîé òîêîâûõ êîìïîíåíò ãðî- íÿÿ ïëîòíîñòü ïîâåðõíîñl'ÍÎÃÎ òåïëîâîãî ïîòîêà, çîâîãî ðàçðÿäà íà îïûòíûå îáðàçöû îáøèâêè ËÀ âîçäåéñòâóþùåãî ñî ñòîðîíû ïëàçìåííîãî êàíàëà âûïîëíèòü îöåíêó ðàáîòîñïîñîáíîñòè ïðåäëàãàå- ðàçðÿäà íà ìåòàëëè÷åñêèé ýëåêòðîä [1]. Ýòî îáñòî- ìûõ ðàñ÷åòíûõ òåïëîâûõ ìîäåëåé. ÿòåëüñòâî äëÿ íàøåãî ñëó÷àÿ ïîçâîëÿåò ïðè ðàñ÷åò- Ðàñ÷åò äâóìåðíîãî òåìïåðàòóðíîãî "î,ëÿ ñòåí- íîé îöåíêå äåéñòâóþùåé äëÿ z = Î íà ñòåíêó îá- êè îáøèâêè ÏÀ. Íà îñíîâàíèè èçâåñòíîãî èç òåî- øèâêè ËÀ ïåðåìåííîé âî âðåìåíè t ïëîòíîñòè q(t) ðèè òåïëîïðîâîäíîñòè òâåðäûõ òåëôóíäàìåíòàëü- èìïóëüñíîãî ïîâåðõíîñòíîãî òåïëîâîãî ïîòîêà îò íîãî ðåøåíèÿ ïðèìåíèòåëüíî ê ìãíîâåííîìó òî- ïëàçìåííîãî êàíàëà ìîëíèè îáîñíîâàííî èñïîëü- ÷å÷íîìó èñòî÷íèêó òåïëà äèñêîâîé ôîðìû, âîç- çîâàòü â äèíàìèêå òåêóùèå çíà÷åíèÿ èìïóëüñà òî- äåéñòâóþùåìó íà ïëîñêóþ íàðóæíóþ ïîâåðõíîñòü êà ìîëíèè iM(t), ðàäèóñà êàíàëà ðàçðßÄà ã o(t) è, ñî- ïîëóáåñêîíå÷íîãî òåëà, äëÿ ïðîñòðàíñòâåííî-âðå- îòâåòñòâåííî, ïîíÿòèå óñðåäíåííîé ïî òåêóùåé ìåííîãî èçìåíåíèÿ ïðåâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû ïëîùàäè So(t) îïîðíîé çîíû êàíàëà ìîëíèè ïëîò- Î(ã, z, t) ìàòåðèàëà ðàññìàòðèâàåìîé ïëîñêîé òîë- íîñòè ïîâåðõíîñòíîãî òåïëîâîãî ïîòîêà qo(t), èì- ñòîé ñòåíêè ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêè ËÀ êîíå÷íîé ïóëüñíî âîçäåéñòâóþùåãî íà ñòåíêó îáøèâêè ËÀ â òîëùèíîé h â êðóãîâîé çîíå äåéñòâèÿ íà íåå âî ïåðèîä âðåìåíè Oststo. Ó÷èòûâàÿ áûñòðî ïðîòåêà- âðåìåíè t ïîâåðõíîñòíîãî òåïëîâîãî ïîòîêà ØIÎÒ- IQÙÈÉ ïðè ÏÓÌ èìïóëüñíûé (â òå"Iåíèå íå áîëåå íîñòüþ q(t) îò ïëàçìåííîãî êàíàëà ìîëíèè ìîæíî 1000 ìñ) õàðàêòåð ëîêàëüíîãî íàãðåâà ñòåíêè îá- çàïèñàòü ñëåäóþùåå ïðèáëèæåííîå àíàëèòè÷åñêîå øèâêè ËÀ çà ñ÷åò âûäåëÿþùåãîñÿ â íåé äæîóëåâà âûðàæåíèå [13,17]: òåïëà, âëèÿíèåì òåïëîîòäà÷è â îêðóæàþùåå ñòåíêó îáøèâêè âîçäóøíîå ïðîñòðàíñòâî è òåïëîïðîâîä- '1 to íîñòè ìàòåðèàëà îáøèâêèËÀ, à çíà÷èò è òîëùèíû O(r,z,t)= 05 fÃÎ(ò)q(ò)F(ã,z,t-Ò)dÒ, (1) åå ñòåíêè h, íà ïðîòåêàþùèå â íåé â çîíå ïðèâÿçêè (;ë;).î Ñî)' î êàíàëà ìîëíèè ýëåêòðîòåïëîâûå ïðîöåññû ïðåíåá- ðåãàåì. Ñ÷èòàåì, ÷òî ñìåùåíèå îïîðíîé çîíû êà- ãäåÎ(ã, z, t) =01 -î 0- ïðåâûøåíèå òåìïåðàòóðû ìà- íàëà ìî.l!ÍÈÈ ïî ïîâåðõíîñòè îáøènêè ËÀ OTCÓÒCT~ òåðèàëà ñòåíêè îáøèâêè ÏÀ; 01 - òåêóùàÿ òåìïå- âóåò [7,11]. Ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèåïðèáëèæåííûè àòóðàì òåð ñò îá v ËÀ Îðàèàëà åíêè øèâ"è . - òåìïå- õàðàêòåð ðàçðàáàòûâàåìûõ ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäå- ' î ëåé äâóìåðíîãî òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ â ñòåíêå îá- ðàòóðà îêðóæàþùåãî ñòåíêó î~øèâêè ËÀ âîçäóõà, øèâêè ÏÀ, èñïûòûâàþùåé äåéñòâèå ÏÓÌ, èçìå- ðàâíàÿ â íàøåì ñëó÷àå Î î = Î Ñ; ã - ðàäèàëüíàÿ íåíèÿìè êîýôôèöèåíòà òåïëîïðîâîäíîñòè ),0 êîîðäèíàòà, íàïðàâëåííàÿ îò îñè êàíàëà ìîëíèè î ñ - á -âäîëü ñòåíêè îáøèâêè ÏÀ; z - ïðîäîëüíàÿ êîîð- (Äæ/ ì . ñ . ) óäåëüíîè î úåìíîè òåïëîåìêîñòè ñ -3 Î ' i ~ äèíàòà, íàïðàâëåííàÿ îò î÷àãà òåïëîâîãî âîçäåèñò- (Äæ/ì' Ñ) È òåïëîâîãî êîýôôèöèåíòà óäåëüíîè âèÿ ìîëíèè âíóòðü ñòåíêè îáøèâêè ËÀ; q(T) - ýëåêòðîïðîâîäíîñòè {Ç î (ì3 / Äæ) ìàòåðèàëà èññëå- èçìåíÿþùàÿñÿ âî âðåìåíè óñðåäíåííàÿ ïëîòíîñòü äóåìîé îáøèâêè, âûçâàííûìè åãî èìïóëüñíûì è âîçäåéñòâóþùåãî íà ñòåíêó îáøèâêè ËÀ òåïëîâîãî ïðàêòè÷åñêè â àäèàáàòè÷åñêîì ðåæèìå ýëåêòðî- ïîòîêà, âûçâàííîãî ïëàçìåííûì öèëèíäðè÷åñêèì òåïëîâûì íàãðåâîì, ìîæíî òàêæå ïðåíåáðå÷ü [14]. êàíàëîì èñêðîâîãî ðàçðÿäà ìîëíèè (Âò/ì1;  ðàìêàõ ïðå~ëàãàåìûõ äâóìåðíûõ ìàòåìàòè- F (ã,z,t-Ò)=åõð [ -z2ñ /4), (t-Ò )J Õ÷åñêèõ ìîäåëåè ýëåêòðîòåïëîâûõ ïðîöåññîâ â îá- ~ î î øèâêå ËÀ âíà÷àë~ ðàññìîòðèì ðåçóëüòàòû èìè- Õ(t-. )-0.5 fexp [ -),0 (t-.)v2 / Ñ ]J (vr)J (vr )dv;òàöèîííîãî âîçäåèñòâèÿ íà ïëîñêóþ ñòåíêó îá- î î î 1 Î øèâêè ÏÀ, íîðìèðîâàííîé îòíîñèòåëüíî êîðîò- .,v - âñïîìîãàòåëüíûå ïåðåìåííûå; ÃÎ (ò) - òåêó- êîé èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè iM ñ ùåå çíà÷åíèå ðàäèóñà êàíàëà ìîëíèè; t - òåêóùåå âðåìåííûìè ïàðàìåòðàìè 2/50 ìêñ àìïëèòóäîé âðåìÿ; to - äëèòåëüíîñòü ïðîòåêàíèÿ èìïóëüñíîé 200 ÊÀ (äëèòåëüíîñòü åå ôðîíòà ìåæäó óðîâíÿìè èëè äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþ ù èõ òîêà i ìîëíèè'ì ' 0,1-0,9 ðàâíà ò Ô = 2 ìêñ, à äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà J î' J 1 - ñîîòâåòñòâåííî ôóíêöèè Áåññåëÿ ïåðâîãî /SSN 0204-3599. Òåõí. åëåêmðîäèíàìiêà. 2009. N9 2 15 ðîäà íóëåâîãî è ïåðâîãî ïîðÿäêîâ. âðåìåííîé ôîðìîé 2 j 50 ìêñ È çíà÷åíèåì ïîëíîé  ïðèíÿòîé ïîñòàíîâêå ðåøàåìîé çàäà÷è äëÿ äëèòåëüíîñòè åå ïðîòåêàíèÿ â to=500 ìêñ, èìååì óñðåäíåííîé ïëîòíîñòè èìïóëüñíîãî ïîâåðõíîñò- [5,8] íîãî òåïëîâîãî ïîòîêà q(T)=qO(T), èìåþùåãî ôîð- ìó äèñêà íàðóæíûì ðàäèóñîì, î(ò) è âîçäåéñòâóþ- iM(T)=fim 1m [åõð ( -;-àl ò) -åõð ( àà2Ò)] , (5) ùåãî íà ìåòàëëè÷åñêóþ ñòåíêó îáøèâêè ËÀ â çîíå Ñ êîîðäèíàòàìè z=O è O~,~, (ò), â îáùåì âèäå ãäå 1m =200 ÊÀ - íîðìèðîâàííàÿ òðåáîâàíèÿìè î ìåæãîñóäàðñòâåííîãî ÃÎÑÒ 30585-98 [20] àìïëè- ìîæíî çàïèñàòü: ~ ~ òóäà èìïóëüñíîè ñîñòàâëÿþùåè ïîëíîãî òîêà . 2 -1 èñêðîâîãî ãðîçîçîãî ðàçðÿäà (ìîëíèè); q(T)=lm(-r)'Uî [:ë:,î(ò)] , (2) à :=::0 76/ò =1529'104ñ-l. az237/T =1 ' è ' , 2' Ô . =1188'106 ñ-l. ò =2'10-6 ñ - äëèòåëüíîñòüãäå 1 ì(ò) -;- ÒÎÊ ìîëíèè; èî - ïðèýëåêòðîäíîå ïàäå-' , j ~ íèå ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ â îïîðíîé çîíå íà ôðîíòà èìïóëüñíîè ñîñòàâëÿþùåè ïîëíîãî òîêà ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêå ËÀêàíàëà èñêðîâîãî ãðî- ÌÎËÍÈÈ 5ìî å~0~~îâíÿìè 0,1-0,9 îò åãî àìïë-èòó- äû; ò = + .1, Ñ - äëèòåëüíîñòü èìïóëüñíîè ñî-çîâîãî ðàçðÿäà. è ÈÇ òåîðèè ñèëüíîòî÷íîé èñêðû ñëåäóåò, ÷òî ñòàâëÿþùåé ïîëíîãî òîêà ìîëíèè íà óðîâíå 0,5 îò âåëè÷èíà ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ èî ïðåä- òîêîâîé àìïëèòóäû 1m; ñòàâëÿåò ñîáîé'ðàçíîñòüýäåêòðè÷åñêèõ ïîòåíöèà- fi =~~a /à ~ al/(a2-al)- (à /a ~ a2/(a2-al ~ -1= 11 ~ m 1 2 1 2 ëîâ íà ãðàíèöå~ðàçäåëà ï~àçìåííûè êàíàë èñêðû - = 1,0 ~ íî ìèðóþùèé êîýôô öèåíò [5, . ìåòàëëè÷åñêèè ýëåêòðîä, êîòîðàÿ äëÿ ðàçëè÷íûõ Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïðè óêàçàííûõ äîïóùåíèÿõ ÀÂÏ òîêà èñêðû (ìîëíèè) è òîêîïðîâîäÿùèõ ìà- íà ñòàäèè ïðîòåêàíèÿ èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òåðèàëîâýëåêòðîäîâ(ìåòàëëè÷åñêîéîáøèâêèËÀ) òîêà ìîëíèè i òåêóùåãî çíà÷åíèÿ ðàäèóñà' (ò) ×èCJJåííî ñîñòàâäÿåò çíà÷åíèå, ïðèìåðíî ðàâíîå ì î U = 10  [8 18 24]. Òîãäà âûðàæåíèå (2) äëÿ ïëîò- êàíàëà ìîëíèè è, ~ COOTBåò~TBeHHO, ðàäèóñ~ î "~ ~ , (ò)=, (-r) åãî êðóãëîè îïîðíîè çîíû íà ïëîñêîè íîñòè òåïëîâîãî ïîòîêà q(T), ÿâëÿþùåèñÿ îäíîè èç Îç Î îñíîâíûõ òåïëîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, îïðå- ñòåíêå îáøèâêè ËÀ âîñïîëüçóåìñÿ èçâåñòíîé ôîð- ÄåËÿþùèõ ÷èñëåííîå çíà÷åíèå ïðåâûøåíèÿ òåì- ìóëîé Áðàãèíñêîãî äëÿ ìàêñèìàëüíîãî ðàäèóñà ïåðàòóðû tJ("z, t) â èññëåäóåìîé ñÒåíêå ìåòàëëè÷å- ñèëüíîòî÷íîãî êàíàëà èñêðîâîãî ðàçðÿäà â âîçäóõå ñêîé îáøèâêè ÏÀ, ïðèíèìàåò òàêîé óïðîùåííûé [5,18] è ïðèíÿòîé íàìè íåèçìåííîñòüþ âî âðåìåíè âèä t óñðåäíåííîé ïëîòíîñòè òîêà â êàíàëå ãðîçîâîãî . ~ -1 ðàçðÿäà. Òîãäà ðàñ÷åòíîå âûðàæåíèå äëÿ òåêóùåãî q(T)=101M(T)' [ :ë: î(ò)]. (3) ðàäèóñà' îñò) êàíàëà ìîëíèè â àòìîñôåðíîì âîçäó- ~ ~ õå ìîæíî ïðåäñòàâèòü â ñëåäóþùåì âèäå:Ïîëåçíîè ñ ìåòîäè÷åñêîè ñòîðîíû õàðàêòå- ðèñòèêîé äëÿ êà÷åñòâåííîãî àíàëèçà ðàñïðåäåëå- î 5 1/2 íèÿòåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ â ñòåíêå èññëåäóåìîé îá- ,î(ò)=, om'fi~ . [åõð (-àl ò) -åõð ( -a2-r)] , øèâêè ËÀ ÿâëÿåòñÿ ãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ LlT â (6) íåå òåïëîâîãî ïîòîêà [9], íà êîòîðîé ïðåâûøåíèå òåìïåðàòóðû 8("z,t) óìåíüøàåòñÿ â å ðàç. Èç (1) ãäå 'Îò=0,093(ðí/ðî)~1/6'(lò)1/ç.(tò)I/2 - ìàê- àíàëîãè÷íî [10] ìîæíî ïîëó÷èòü ñëåäóþùåå ïðè- ñèìàëüíîå çíà÷åíèå ðàäèóñà êàíàëà èñêðîâîãî ðàç- áëèæåííîåðàñ÷åòíîå âûðàæåíèå äëÿ ãëóáèíû ïðî- ðÿäà ìîëíèè (ì); tm=ln(a2/a )/(à2-àl)- âðåìÿ íèêíîâåíèÿ Ll g ìåòàëëè÷åñÊóþ ñòåíêó îáøèâêè ( ) 1 1 (À)ò ñ , ñîîòâåòñòâóþùåå àìïëèòóäå ò èìïóëüñ- ËÀ ïëîñêîãî òåïëîâîãî ïîòîêà îò èñòî÷íèêà íåîã- íîé ñîñòàâëÿþùåé ïîëíîãî òîêà ìîëíèè (ïðè óêà- ðàíè÷åííîé ìîùíîñòè, ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåí- çàííûõ âûøå êîýôôèöèåíòàõ åå ôîðìû à è à íîãî ïî âñåé íàðóæíîé ïîâåðõíîñòè ñòåíêè îá- 1 2 ËÀ ~ âåëè÷èíà t ÷èñëåííî ñîñòàâëÿåò çíà÷åíèå, ðàâíîå øèâêè è äåèñòâóþùåãî íà íåå â òå÷åíèå âðå- mt - 3 71 (t )- ).ïðèìåðíî -, ìêñ, à ,Î -' î ' ÐÍ - ïëîò-ìåíèt: ò ò òÎ è2 íîñòü âîçäóõà (KrjM3) íà âûñîòå Í íàä ïîâåðõíî- LlT=2( )..oto/cu). (4) ñòüþçåìëè(óðîâíåììîðÿ);ðî-ïëîòí~ñòüâîçäó- õà ïðè àòìîñôåðíîì äàâëåíèè 1,013 .10 Ïà è òåì- Ñîîòíîøåíèå (4) ñîîòâåòñòâóåò èçâåñòíûì â ïåðàòóðå îÎñ ðàâíàÿ 1293 KrjM3 (â íàøåì ñëó÷àå ýëåêòðîèñêðîçîé [9,10,17] è ýëåêòðîííî-ëàçåðíîé ð /ð = 1) [16]. ' òåõíèêå [23] ðàñ÷åòíûì ôîðìóëàì äëÿ îöåíî÷íîãî Í ÂÎ À ðåçóëüòàòå äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ñëó÷àÿâû÷èñëåíèÿ âåëè÷èíû ~ . ~ ~ ò ïîñëå ïîäñòàíîâêè âûðàæåíèè (3)-(6) â (1) äëÿ ~1. Âîçäåèñòâèå~íà ñòåíêó îáøèâêè ËÀ èìïóëü- ïðåâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû 8(" z, t) ìàòåðèàëà ñòåí- ñíîè ñîñòàâëÿþùåè òîêà ìîëíèè.  äàííîì ñëó÷àå êè îáøèâêè ËÀ íà ñòàäèè âîçäåéñòâèÿ íà íåå â äëÿ èìïóëüñí~é àïåÐÈÎÄÈ"Iåñêîé ñîñòàâëÿþ~åé âîçäóõå (ð /ð = 1) èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òî- ïîëíîãî òîêà 1 (ò) ìîëíèè, õàðàêòåðèçóþùåèñÿ Í Î ì 16 ISSN 0204-3599. ÒåõÍ. åëåêòðîäèíàìiêà. 2009. Ng 2 êà ìîëíèè iM(T) çà âðåìÿ äëèòåëüíîñòè t=to=500 âïîëíå äîñòàòî÷íî äëÿ ðàñïëàâëåíèÿ, èñïàðåíèÿ è ìêñ åå ïðîòåêàíèÿ â áåçðàçìåðíîì âèäå ïîëó÷àåì ïîñëåäóþùåãî ëîêàëüíîãî ðàçðóøåíèÿ ïîâåðõíî- ñòíîãî ñëîÿ àëþìèíèåâîé ñòåíêè îáøèâêè ÏÀ. Çà- [ 05 ] t* ìåòèì, ÷òî òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ () äëÿ àëþìè- 10 '1 ñ î ~ Î ï (}*(r*,z*, t*)= (;'ò òÎÐÎ J [åõð ( -à*ò* )- íèåâîè îáøèâêè ÏÀ ðàâíà()ï=658 Ñ, à òåìïåðàòó- î ë3/2 ).0 Ãîò î \ 1 ðà åå êèïåíèÿ ñîñòàâëÿåò (}ê=2447 ÎÑ [7,16]. Èç-çà ïðèíÿòîãî ñîãëàñíî (6) èçìåíåíèÿ âî âðåìåíè òå- -åõð ( -à*ò* ) ] 0,5. F (ã*, z*, t* '--ò* )dT*, (7) êóùåãî ðàäèóñà êàíà.ëà ìîëíèè â _ýòîì ñëó÷àå 2 î ïîâåðõíîñòíàÿ òåìïåðàòóðà â îïîðíîè çîíå êàíàëà ñ ñèëüíîòî÷íîé èìïóëüñíîé òîêîâîé êîìïîíåíòîé ãäå 2' Î 5 ãðîçîâîãî ðàçðÿäà èñïûòûâàåò ðåçêîå ðàäèàëüíîå F(ã*,z*,t~-Ò*) =exp[-(z*) /4(t~-Ò*)](t~-ò*)- 'Õ çàòóõàíèå (êðèâàÿ 1 íà ðèñ. Z). Òàêîå ðàäèàëüíîå ~ 2 èçìåíåíèå ïðåâûøåíèÿ ïîâåðõíîñòíîé òåìïåðà- xJ åõð[ -(t~ -ò*) (v*) Vo(v*r*)J 1 (v*r~)dv*; òóðû(}*(ã*,z*,t~) àëþìèíèåâîé ñòåíêè îáøèâêè ÏÀ î ()*(ã* z*t*)=(}(r* z*t*)/(). () =(ñ {:1 )-1 ,- áàçèñ- ñóùåñòâåííî îòëè÷àåòñÿ îò èçâåñòíûõ ýêñïåðè- , , î " î Ü' ü * Î Î * ìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ ðàäèàëüíîãî ðàñïðåäåëå- íàÿ òåìïåðàòóðà; ã =ã/ã Îï,; z =Z/r Îò; íèÿ òåìïåðàòóðû â íåâîçìóùåííîé ïë'àçìåííîé ã*=ã (ò) /ã . t*=t /t. T*=T/t. a*=a.t. îáëàñòè ñèëüíîòî÷íîãî êàíàëà âîçäóøíîãî èñêðî- î Î Îò' Î Î Ü' Ü' 1 1 Ü' ~ * 2 âîãî ðàçðÿäà ìèêðîñåêóíäíîè äëèòåëüíîñòè, óäà- a2=a2.tb; tb=cO ãîï! /).0 - á~çèñíîå âðåìÿ; ëåííîé îò ìåòàëëè÷åñêîãî ýëåêòðîäà ïëîñêîé ôîð- v*=v'f o . ìû [22].,ï - Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíà áåçðàçìåÐflàÿ Ãðàôè÷åñêàÿ Ñ óâåëè÷åíèåì ãëóáèíû ñëîåâ ìàòåðèàëà ñòåíêè I çàâèñèìîñòü ()* (ã* z* t* ) ïîñò ðîåííàÿ ïî ( 7) â ÑËÓ- íàáëþäàåòñÿ ýêñïîíåíöèàëüíûé ñïàä ïðåâûøåíèÿ "0' - **** !' - - - ðàññìàòðèâàåìîè òåìïåðàòóðû () (ã z t) ñ ñîõðà-÷àå âîçäåèñòâèÿ èìïóëüñíîè ñîñòàâëÿþùåè òîêà ' , î ìîëíèè i (ò) ñîãëàñíî (5) íà àëþìèíèåâóþ ñòåíêó íåíèåìóêàçàííîéâûøåçàêîíîìåðíîñòèååðàäèàëü- ì íîãî èçìåíåíèÿ (êðèâûå 2-4 íà ðèñ. 2 è êðèâàÿ 1 îáøèâêè ËÀ ïðè ñëåäóþùèõ èñõîäíûõ ðàñ÷åòíûõ 3 ~ Î Í 3- - íà ðèñ. äëÿ ã =). à ðèñ. ïðèíÿòû ñëåäó- äàííûõ äëÿ ðàññìàòðèâàåìîè ýëåêòðîòåïëîâîè ç~- .äà÷è [8,10,14]: 1 =200 êÀ; àl=1,529.104 ñ-l; ~ùèå* ?áîçíà÷åíèÿ. ñïëîøíàÿ êðèâàÿ 1 - I à =1188.106 c-l.nIt =371 ìêñ. Ð =1072. t =500 () (O,z ,to)' à ïóíêòèðíàÿ ïðÿìàÿ 2 - 2 ' 'ò" ò "0 * 6 3 Î () =() /() ü=3'8. Ïðè÷åì, ñîãëàñíî ñïëîøíîé êðè-ìêñ. à =1048 ìì. ñ =27'10 Äæ/ì. ñ. ï ï Ð =2 12~10-9' ì3 /Ä~. ~ = i 73 îñ. ). =240 âîé 1 è ïóíêòèðíîé ïðÿìîé 2 íà ðèñ. 3, ïðîïëàâ- î' , ü " Î ëåíèå èññëåäóåìîé ìåòàëëè÷åñêîé ñòåíêè Äæ/ì.ñ'Îñ; h=10 ìì. Íà ðèñ. 2 äëÿ êðèâîé 1 - îáøèâêè ÏÀ çà ñ÷åò äåéñòâèÿ èìïóëüñíîé ñîñ- z* = î; 2 - z* = 0,02; 3 - z* = 0,03; 4 ~ z* = 0,04. Èç òàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè i ïðîèñõîäèò íà ì äàííûõ ðèñ. 2 âèäíî, ÷òî çà âðåìÿ äåéñòâèÿ to íà ãëóáèíóhï íå áîëååh.s0,4 ìì. àëþìèíèåâóþ ñòåíêó îáøèâêè ÏÀ èìïóëüñíîé ñî- 8* I ñòàâëÿþùåé To~a ìîëíèè iM ñ ïðèíÿòûìè ÀÂÏ ìàêñèìàëüíîåçíà÷åíèåïðåâûøåíèÿòå~ïåðàòóðû "3 åå ìàòåðèàëà â ýïèöåíòðå ýëåÊÒÐQòåðìè÷åñêîãî * *- âîçäåéñòâèÿ (z =0; ã =0) ñîñòàâëÿåò îêîëî 20 ()(O,O,to) =39,3 '(}ü =6799 Îñ. Òàêîãî nðåâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû çà âðåìÿ ýëåêòðîòåïëîâîãî âîçäåéñò- 10 âèÿ to=500 ìêñ ïîä îïîðíîé çîíîé êàíàëà ìîëíèè ,- ÖÎ1 Ö02 ÖOJ aO1t Ö05 z* Ðèñ. 3 Ñðàâíåíèå ðàññ÷èòàííûõ ïî ôîðìóëàì (1), (7) è ðàíåå ïîëó÷åííûõ îïûòíûõ äàííûõ äëÿ ïðåâû- øåíèÿ òåìïåðàòóðû ()*(r*,z*,t~) ïðèìåíèòåëüíî ê ~ - âîçäåéñòâèþ íà ïëîñêèé òîëñòîñòåííûé îáðàçåö äóðàëþìèíîâîé îáøèâêè ÏÀ (h = 10ìì; Ñ =27.106 Äæ/ ì3,Îñ, Ð =214.10-9 ì3 /Ä æ. . î' , Î ' , 0,2 ö* Äá Ö8 (Î r Î Î Ðèñ. 2 ()ü = 173 ñ;).î = 240 Äæ/ì. ñ . Ñ) èìïóëüñíîé ñîñ- òàâëÿþùåé TOJ{a ñèëüíîòî÷íîãî êàíàëà âîçäóøíîãî /SSN 0204-3599. Òåõí. åëåêòðîäèíàÌiêà. 2009. N~ 2 17. . =""~-_ñ-. ===~"'_o èñêðîâîãî ðàçðÿäà (1 =100 êÀ; t =4,375 ìêñ; íîãîòîêàìîëíèèi íà ðàçâèòèåýëåêòðîìàãíèòíîém m ì tî=500ÌÊÑ;ÃÎm=9,03ìì),ïîëó÷åííîéñïîìîùüþ îáñòàíîâêè âíå è âíóãðè ÏÀ è íà ôîðìèðîâàíèå ðàçðÿäà ãåíåðàòîðà èìïóëüñíûõ òîêîâ (ÃÈÒ) âû- ïðè ÏÓÌ êàðòèí óäàðíûõ ýëåêòðîäèíàìè÷åñêèõ ñîêîâîëüòíîé ìîäåëèðóþùåé óñòàíîâêè [7], ñâèäå- íàãðóçîê è ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé â ñòåíêå îá- òåëüñòâóåò îá èõ õîðîøåì ñîîòâåòñòâèè, Òàê, äëÿ ØÈÁÊÈ ËÀ [5,6,Ù, ïðåíåáðåãàòü åå âëèÿíèåì íà ïðèâåäåííûõ âûøå èñõîäíûõ äàííûõ ïðè ýëåêòðîìàãíèòíóþ áåçîïàñíîñòü ïîëåòîâ ÏÀ â z* = 0,034 (z= 0,31 ìì) ðàñ÷åòíàÿ ïî (7) òåìïåðàòó- ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíîé àòìîñôåðå âñå æå íå ñëåäó- ðà fJ(O, z, to) ñòåíêè îïûòíîãî äóðàëþìèíîâîãî îá- åò.  äàëüíåéøåì äëÿ óïðîùåíèÿ òåïëîâûõ ðàñ÷å- ðàçöà îáøèâê~ ÏÀ â ýïèöåíòðå ýëåêòðîòåïëîâîãî òîâ ðàññì;îòðèì íåçàâèñèìîå ýëåêòðîòåïëîâîå äåé- âîçäåéñòâèÿ íà íåå êàíàëà èìïóë~ñíîãî ÈÑÊÐÎÂÎÃ9 ñòâ_èå íà èññëåäó-åìóù ñòåíêó îá~øèâêè ÏÀ äëè~åëü- ðàçðÿäà ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî fJ (Î, z, t ) = 47 ,50ñ, à íîè ñëàáîòî÷íîè ñîñòàâëÿþùåè òîêà ìîëíèè lM' íå Ô (î ó÷èòûâàþùåå ðåçóëüòàòîâ ïðåÄhIäóùåãî òåïëîâîãî ýêñïåðèìåíòàëüíî çà èêñèðîâàí:íàÿ êîñâåííûì  ~ ~ fJ Î îçäåèñòâèÿ íà ýòó æå ñòåíêó èìïóëüñíîè ñèëüíî- ìåòàëëîãðàôè÷åñêèì ïóãåì - îêîëî (z t ) = ~ ~î ( , , î òî÷íîè ñîñòàâëÿþùåè òîêà ãðîçîâîãî ðàçðÿäà. = 500 ñ. Èíòåðåñíî îòìåòèòü, ÷òî ïðè ýòîì îïûò- 2. Âîçäåéñòâèå íà ñòåíêó îáøèâêè ËÀäëèòåëü- íîå îïðåäåëåíèå òåìïåðà.ãóðû fJ r<°, z, to) áàçèðîâà': íîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè. Ýêñïåðèìåíòàëü- ëîñü íà ðåçóëüòàòàõ èçìåðåíèÿ ñîãëàñíî òðåáî- íûå äàííûå ïî èìèòàöèîííîìó âîçäåéñòâèþ äëè- âàíèÿì ÃÎÑÒ 9450-60 ïî ãëóáèíå îáðàçöà'ñòåíêè òåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè iM â ÂÎÇÄÓØ- äóðàëþìèíîâîé îáøèâêè ÏÀ ìèêðîòâåÐÄÎÑÒÈ,çà- íîéäâóõýëåêòðîäíîé ðàçðÿäíîé ñèñòåìå íà èñïû- âèñÿùåé îò òåìïåðàòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ åå ìàòå- òûâàåìûé ïëîñêèé àëþìèíèåâûé îáðàçåö-ýëåê- ðèàëà [7]. Óêàçàííûå âûøå ðåçóëüòàòû äàþò íàì òðîä (àíîä), õàðàêòåðèçóþùåéñÿ íåèçìåííîé âî ïðåäâàðèòåëüíîå îñíîâàíèå ñ÷èòàòü ðàñ÷åòíûå ñî- âðåìåíè t àìïëèòóäîé 1 =200 À è çíà÷åíèåì ååmîòíîøåíèÿ (1) è (7) âïîëíå ðàáîòîñïîñîáíûìè è äëèòåëüíîñòè to = 1000 ìñ, ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, îòðàæàþùèìè íà ñòàäèè ïðîòåêàíèÿ èìïóëüñíîé ÷òî äëÿ ýòîãî ñëó÷àÿ ýëåêòðîòåðìè÷åñêîãî íàãðó- ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè OCHoBH~Ie çàêîíîìåð- æåíèÿ àëþìèíèåâîé îáøèâêè ÏÀ ìîæíî èñïîëü- íîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ äâóìåðíîãî òåìïåðàòóðíîãî çîâàòü ;ñëå~óþùóþ ýìïèðè÷åñêóþ çàâèñè~îñòü ïîëÿ â îáëàñòè êðóãîâîé çîíû ïðèâÿçêè åå êàíàëà ìàêñèìàëüíîãîðàäèóñàã Îò (ì) êàíàëà âîçäóøíîãî íà ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêå ÏÀ (èõ ïðÿìàÿ ý:êñïå- ýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðÿäà îò âåëè÷èíû ïðîòåêàþùå- ðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà ñ ó÷åòîì ïîëó÷åííûõ àâòî- ãî â neM òîêà 1ò (À) [3]: ðàì è îïûòíûõ äàííûõ ïðèâåäåíà íèæå â îòäåëü- íîìïîäðàçäåëå),Îòìåòèì,÷òîââûðàæ~íèÿõ(1)è r =0,11'10-3(1 )0'SZ1,55 ìì. (8)(7) ïðè, :÷èñëåííîì èíòåãðèðîâàíèè BHyrpeH~ero Îò ò, 00 íåñîáñòâåííîãî èíòåãðàëà fF(x)dx áûëà èñïîëüçî- Ïîñëå ïîäñòàíîâ~êè â âûðàæåíèå (7) çàäàííûõ î ÷èñëåííûõ çíà÷åíèè ñîîòâåòñòâóþùèõ êîýôôè- âàíà ñòàíäàðòíàÿ áëîê-ñõåìà ÂÛ"Ièñëåíèÿ èíòåãðà- öèåíòîâ è ÀÂÏ äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîëíîãî , . ëà îò Ð(õ) ìåòîäîì Ñèìïñîöà [12], à âû÷èñëåíèå òîêà ÌÎËÍÈÈIì è ÷èñëåííîãî èíòåãðèðîâàíèÿ â íåì (* ñëåäóåò, ÷òî ìàêñèìàëüíî~ çíà÷åíèå ïðåâûøåíèÿî * * ** ' íàðóæíîãî îïðåäåëåííîãî èíòåãðàëà âèäà Jf(-r)d-r ò~ìïåðàòóðû fJ (' ,z ,to) ìàòåðèàëà ñòåíêè àëþìè- î öèåâîé îÁØÈÂKUËÀ (h=10 ìì)*â ý:ïè~åíòðå ýëåê;. âûïîëíÿëîñü ñ èñïîëüçîâàíèåì êâàäðàòóðíîé ôîð- òðîòåðìè÷åñêîãî âîçäåéñòâèÿ (, = î; z = Î) â êîíöå ìóëû Ãàóññà-Ïåæàíäðà [12], ïðîòåêàíèÿ äëèråëüíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà â êàíà- Èòàê, â ñîîòâåòñòâèè ñ ÏÎËÓ'1åííûìè ðàñ÷åò- ëå âîçäóøíîãî ~ðîçîâîãî ðàçðßÄà îêàæåòñÿ ïðè- íûìèäàííûìè ñëåäóåò, ÷òî èìïóëüñíàÿ ñîñòàâëÿ- ìåðíî ðàâíûì fJ(O,O,to) =9,34fJb = 16160ñ (êðèâàÿ 1 þùàÿ òîêà ìîëíèè iM ñ ïðèíÿòûìè ÀÂÏ (1ò = 200 íà ðèñ. 4). Íà ðèñ. 4 äëÿ êðèâîé 1 - z' = î; 2 - êÀ; to = 500 ìêñ) ìîæåò ïð~âîäètü ê ëîêàëüíîìó z. = 0,2;3 - z' = 0,5; 4 - z' = 1,0. Òàêàÿ ïîâåðõíîñò- ïðîïëàâëåíèþ àëþìèíèåâîè ñòåíêè îáøèâêè ÏÀ íàÿ òåìïåðàòóðà ìàòåðèàë~ ñòåíêè ïîä ïëîñêîé íà ãëóáèíóhïsÎ,4ÌÌ (Î sz*s 0,038), Çàìåòèì, ÷òî 8* . ïðè ýòîì ñîãëàñíî (4) ãëóáèíà ïðîíèêíîâåíèÿ ~T â 8 àëþìèíèåâóþ ñòåíêó îáøèâêè ÏÀ òåïëîâîãî ïîòî- êà îò ñèëüíîòî÷íîãî êàíàëà ìîëíèè ïðèíèìàåò 6 ÷èñëåííîå çíà÷åíèå, ïðèìåðíî ðàâíîå ~ = 0,42ìì, .; ò . à â ñîîòâåòñòâèè ñ (3) Â,åëè÷èíà óñðåäí~ííîé ïëîò- '" 4 íîñòè qo(t) ïîâåðõíîñòíîãî òåïëîâîãî ïîòîêà îò 2 ñèëüíîòî÷íîãî ïëàçìåííîãî êàíàëà ìîëíèè îêà- ~ 2çûâàåòñÿ ïðèìåðíî ðàâíî è qî(t)=1m'Uî/Ë:ÃÎm= Î Ö4 Q8 !2 1,5 r* =5,79' :09 âò/ì2. Òåì íå ìåí:å, ó÷èòûâàÿ o~peäe- Ðèñ. 4 ëÿþùèè õàðàêòåð èìïóëüñíîè ñîñòàâëÿþùåè ïîë- '" ,. 18 ISSN 0204-3599. Òåõí. åëåêòðîäèíàìiêà. 2009. Ng 2 êðóãîâîé îáëàñòüþ òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ îò ïëàçìû ëèøü äëÿ òåïëîâûõ .ïîëåé, ñîçäàâàåìûõ òîêàìè êàíàëà ðàçðÿäà âûçûâàåò èíòåíñèâíóþ ýëåêòðè÷å- ìèêðîñåêóíäíîé äëèòåëüíîñòè. Íà ýòî, êñòàòè, ñêóþ ýðîçèþ, èçìåíåíèå àãðåãàòíîãî ñîñòîÿíèÿ ïðÿìî óêàçûâàþò ïðèâåäåííûå äàííûå ðàñ÷åòîâ (1*( * * * -ìàòåðèàëà ñòåíêè ~ ñîîòâåòñòâåííî ëîêàëüíîå ðàç- äëÿ r , z ,to) è /).Ò ïðèìåíèòåëüíî êèìïóëüñíîè ðóøåï..èå íàðóæíîè ïîâåðõíîñòè ñòåíêè àëþìè- êîìïîíåíòå òîêà ìîëíèè. Ïîýòîìó, íåñìîòðÿ íà íèåâîè îáøèâêè ÏÀ. Ïðè ýòîì óñðåäíåííàÿ ïëîò- òàêîå áîëüøîå ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå /). = 19 ìì, ñîã- íîñòü qo(t) ïîâåðõíîñòíîãî òåïëîâîãî ïîòîêà îò - - * *Ò * * ëàñíî ñïëîøíîè êðèâîè 1 äëÿ (1 (Î z t ) ïðè r = Îè ðàññìàòðèâàåìîãî êàíàëà âîçäóøíîãî ýëåêòðè÷åñ- " î êîãî Ðàçðÿäà (r = 1 55 ìì ) ê èññëåäóåìîé ñòåíêå ïóíêòèðíîé ïðÿìîé 2 äëÿ (1* =(1 /(1ü =3,8 íà ðèñ. 5 Îò ' ï ï îáø~âêè ËÀ îêàçûâàåòñÿ ïðèáëèæåííî ðàâíîé â ñëó÷àå âîçäåéñòâèÿ íà àëþìèíèåâóþ ñòåíêó îá- q (t)=1 'U /ë? =265'108âò/ì2. øèâêèËÀäëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèèî ò Î Îò ' ÀÈç äàííûõ ðèñ. 4 âèäíî, ÷òî íà ñòàäèè âîç- ñ ïðèíÿòûìè ÂÏ ðàñ÷åòíàÿ ãëóáè:à åå ïðîïëàâ- äåéñòâèÿ â òå"Iåíèå âðåìåíè to= 1 ñ íà àëþìè- ëåíèÿ hï íå ïðåâûøàåò 1,5 ìì (O:5Z :50,95). íèåâóþ îáøèâêó ËÀ äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé òî- êà ìîëíèè àìïëèòóäîé 1ò = 200 À ñ êàíàëîì ïîñòî- Î ÿííîãî ðàäèóñà r Îò  îòëè÷èå îò õîäà òåìïåðàòóð- 8 íûõ êðèâûõ .1-4 íà ðèñ. 2 äëÿ èìïóëüñíîé ñîñòàâ- ëÿþùåé òîêà ìîëíèè ñ èçìåíÿþùèìñÿ âî âðåìåíè ðàäèóñîì ro(T) êàíàëà ñèëüíîòî÷íîé èñêðû íàáëþ- äàåòñÿ ñóùåñòâåííî ìåíüøåå ðàäèàëüíîå èçìåíå- íèå ïðåâûluåíèÿ åå òåìïåðàòóðû (1*(r*, z*,to*) ïîä Z Î Z.î Ö2 Ö4 0;6 äà t îïîðíîé çîíîé êàíàëà ðàçðÿäà.  ýòîì ñëó÷àå èç-çà Ðèñ. 5 íåèçìåííîãî âî âðåìåíè ðàäèóñà ro êàíàëà ýëåê-ò òðè÷åñêîãî ðàçðÿäà ñ äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè iM ïðîèñõîäèò ìåíåå èíòåíñèâíîå ðà- ç. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà ïîëó÷åííûõ äèàëüíîå ïåðåðàñïðåäåëåíèå èëè ñâîåãî ðîäà ðàäè- ðåçóëüòàòîâ. Âíà÷àëå íà äåéñòâóþùåì ìîùíîì àëüíîå "ðàçìûòèå" òåìïåðàòóðû âäîëü ðàññìàòðè- ÃÈÒ íà íîìèíàëüíîå íàïðÿæåíèå :t50 êâ (ÃÈÒ- âàåìîé êðóãîâîé çîíû ñòåíêè. Ïðè ýòîì ïî ñðàâ- 50) ñ ðàçðÿäíîé öåëüþ, ñîáðàííîé ïî êëàññè÷åñêîé íåíèþ ñî ñëó÷àåì âîçäåéñòâèÿ èìnyëüñíîé ñîñòàâ- ñõåìå åìêîñòíîãî íàêîïèòåëÿ ýíåðãèè (ÅÍÝ) ëÿþùåé òîêà ìîëíèè i çà ñ÷åò ñóùåñòâåííîãî âîç- [7,15], áüòè ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòû ïî èìèòà-ì ðàñòàíèÿ âðåìåíè òîêîâîãî âîçäåéñòâèÿ to íà ðà- öèîííîìó âîçäåéñòâèþ èìïóëüñíîé êîìïîíåíòû äèàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå ïðåâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû òîêà ìîëíèè iM íà ðàçìåùåííûå â àòìîñôåðíîì (1*(r* z* t* ) áîëüøåå âëèÿíèå íà÷èíàåò îêàçûâàòü âîçäóõå îáðàçöû îáøèâêè ËÀ òîëùèíîé h = 2 ìì è , , î 2 òåïëîïðîâîäíîñòü ìàòåðèàëà ñòåíêè îáøèâêè ËÀ ðàçìåðàìè â ïëàíå 0,5õÎ,5 ì , èçãîòîâëåííûå èç (êðèâûå 1-4 íà ðèñ. 4). Èç-çà ýòîãî òåìïåðàòóðíîå àëþìèíèåâîãî ñïëàâà ÀÌö. Òåïëîôèçè÷åñêèå õà- ïîëå "âûõîäèò" çà ïðåäåëû îïîðíîé çîíû êàíàëà ðàêòåðèñòèêèÀ-î,.âî è ñî ýòîãî ñïëàâà èìåëè ñëåäó- ðàçðÿäà ðàäèóñîì rom È "îõâàòûâàåò" ñâîèì äåéñò- þùèå çíà÷åíèÿ [16,23]: À-î=180 Äæ/ì'ñ'Îñ; âèåì áîëüøèé êðó!îâîé ó÷àñòîê îáøèâêè ÏÀ. ×òî .â = 195.10-9 ì3/Äæ' Ñ = 297 '106 Äæ/ì3' îñ. êàñàåòñÿ ðàñ÷åòíîè âåëè÷èíû ãëóáèíû ïðîíéêíî- î ' , î ' âåíèÿ /). òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ â ñòåíêó, òî îíà ñîã- Íàðèñ. 6 ëîêàçàíà îñöèëëîãðàììà ïîëó÷åííîé ò íà ÃÈÒ-50 (ýëåêòðè÷åñêàÿ åìêîñòü ÅÍÝ - 336 ëàñíî ôîðìóëå ( 4), ïðèíèìàåò ÷èñëå~íîå çíà÷åíèå , îêîëî /).Ò= 19ìì. Çäåñü íåîáõîäèìî óêàçàòü òî, ÷òî Tek .JL . Acq Complete Ì Pos: 200.oJJS CURSOR îöåíåííûå çíà÷åíèÿ /).Ò äËß ðàññìàòðèâàåìûõ ñîñ- --;;~~- òàâëÿþùèõ òîêà ìîëíèè iìñîîòâåòñòâóþò_èäåàëè- .. çèðîâàííîìó ñëó÷àþ, ïðè êîòîðîì íà âñåè íàðóæ- 1 """"" . - ~ - á ËÀ ( - Source íîè ïîâåðõíîñòè î øèJ3ÊÈ à íå â ëîêàëüíîè 1mêðóãîâîé îáëàñòè ðàäèóñîì r î(Ò) ïîä êàíàëîì ìîë- ,~ - íèè Ñ îãðàíè÷åííîé ìîùíîñòüþ-òåïëîâîãî èñòî÷- ~:~~ ... """"""""""""""" """"""""" ~g~ \ ïåðàòóðû (1*(r*, O,t~) è íå ó÷èòûâàåòñÿ åãî èçìåíå- .-. . -- íèÿ èç-çà BpeMeHHoro èçìåíåíèÿ ðàäèóñà òîêîâîãî Cursor 2 êàíàëà è èìïóëüñíîãî îòâîäà òåïëà èç ýïèöåíòðà -18.8\/ âîçäåéñòâèÿ ÏÓÌ â íàïðàâëåíèè êîîðäèíàòã è z.  ì SO.OJJS ÑÍ1 '\. 442(f;J ýòîé ñâÿçè óêàçàííûå çíà÷åíèÿ /). äëÿ ðåøàåìîé 18-Jul-Î116;Î4 <10Hz òçàäà÷è ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü òîëüêî â âèäå êà÷åñò- Ðèñ. 6 âåííûõ äàííûõ è èñïîëüçîâàòü èõ öåëåñîîáðàçíî /SSN 0204-3599. Òåõí. åëåêòðîäèíà.ìiêà. 2009. N!? 2 19 ìêÔ; èíäóêòèâíîñòü - 2,05 ìêÃí; àêòèâíîå ñî- íà áàçå ÅÍÝ (ýëåêòðè÷åñêàÿ åìêîñòü - 45,36 ìÔ; ïðîòèâëåíèå - 0,061 Îì; íîìèíàëüíàÿ çàïàñàåìàÿ èíäó~èâíîñòü - 11,43 ìÃí; àêòèâíîå ñîïðîòèâ- ýíåðãèÿ - 420 êÄæ) èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé ëåíèå-4,740ì; íîìèíàëüíàÿçàäàñàåìàÿ ýíåðãèÿ èìèòèðîâàííîãî òîêà ìîëíèè îòðèöàòåëüíîé ïî- - 567 êÄæ), áûëè îñóùåñòâëåíû ýêñïåðèìåíòàëü- ëÿðíîñòè àìïëèòóäîé 1ò = 18,8' 11261 = 212 ÊÀ (çà- íûå èññëåäîâàíèÿ èìèòàöèîííîãî âîçäåéñòâèÿ ðÿäíîå îòðèöàòåëüíîå íàïðÿæåíèå ÅÍÝ - 27 êÂ; äëèòåëüíîé êîìïîíåíòû òîêà ìîëíèè íà ðàçìå- çàïàñàåìàÿ â ÅÍÝ ýíåðãèÿ - 123 êÄæ; ìàñøòàá ïî ùåííûå â àòìîñôåðíîì âîçäóõå óêàçàííûå âûøå âåðòèêàëè - 5 Â/äåë; ìàñøòàá ïî ãîðèçîíòàëè - îïûòíûå îáðàçöû îáøèâêè ÏÀ èç àëþìèíèåâîãî 50 ìêñ/äåë), èíòåãðàë äåéñòâèÿ òîêà êîòîðîé èìåë ñïëàâà ÀÌö Ðàçëè÷íîé òîëù èíû h (2 3 4 è 6 ìì )6 2 ' , . íîðìèðîâàííîå çíà÷åíèå J dA = 2,09' 10 À . ñ [20, Íà ðèñ. 8 ïîêàçàíà îñöèëëîãðàììà ïîëó÷åííîé 24]. Èçìåðåíèå ÀÂÏ âîçäåéñòâóþùåé íà èññëåäó- íà ÃÈÒ -5 äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùåé èìèòèðî- åìûå îïûòíûå îáðàçöû îáøèâêè ÏÀ èìïóëüñíîé âàííîãî àïåðèîäè÷åñêîãî òîêà ìîëíèè (to= 1000 êîìïîíåíòû òîêà ìîëíèé áûëî âûïîëíåíî ïðè ïî- ìñ) îòðèöàòåëüíîé ïîëÿðíîñòè àìïëèòóäîé ìîùè ðàçðàáîòàííîãî â ÍÈÏÊÈ "Ìîëíèÿ" ÍÒÓ 1ò = 0,15. 564~ = 846 À (çàðÿäíîå îòðèöàòåëüíîå íà- "ÕÏÈ" è ïðîøåäøåãî ãîñóäàðñòâåííóþ ìåòðîëîãè- ïðÿæåíèå ÅÍÝ - 4,1 êÂ; çàïàñàåìàÿ â ÅÍÝ ýíåðãèÿ ÷åñ êóþ àòòåñòàöèþ èçìåðèòåëüíîãî êîàêñèàëüíîãî - 381 êÄæ; ìàñøòàá ïî âåðòèêàëè - 50 ìÂ/äåë; øóíòà òèïà ØÊ-Ç00, è~åþùåãî àêòèâíîå ñîïðî- ìàñøòàá ïî ãîðèçîíòàëè - 100 ìñ/äåë), èìåþùåé òèâëåíèå Rø= 0,185 .10- Îì è äâà ñîãëàñîâàííûõ íîðìèðîâàííîå çíà÷åíèå ïåðåíîñèìîãî ýëåêòðè- âûõîäà ñ êîýôôèöèåíòàìè ïðåîáðàç()âàíèÿ 5642 ÷åñêîãî çàðÿäà îêîëî qc=207 Êë. Ïðè ðåãèñòðà- À/ (âûõîä N~l) è 112ál À/ (âûõîä N~2), è öèô- öèè ýòîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè íà öèôðîâîì ðîâîãî îñöèëëîãðàôà òèïà Tektronix TDS 1012. îñöèëëîãðàôå òèïà Tektroïix TDS 1012 áüø èñïîëü- Íà ðèñ. 7 ïîêàçàí îáùèé âèä òèïè÷íîé çîíû çîâàí óêàçàííûé âûøå èçìåðèòåëüíûé êîàêñèàëü- ýëåêòðîòåðìè÷åñêîãî ðàçðóøåíèÿ èñïûòûâàåìûõ íûé øóíò òèïà ØÊ-300 ñ âûõîäîì N~l. îáðàçöîâ îáøèâêè ÏÀ ïîñëå âîçäåéñòâèÿ íà íèõ ë..óêàçàííîé èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîë- . Acq Complete Ì Pos: 400.0ms C~~~~. íèè. Îáñëåäîâàíèå çîíÛ ïîâðåæäåíèÿ ïðèìåíåí- Òóðå íûõ îáðàçöîâ ïîêàçàëî, ÷òî ïðè ýòîì íàèáîëüøåå ... çíà÷åíèå Ãëóáèíû Ï ðîïëàâëåíèÿ èõ ñòåíêè(îáðà- 1 .- 1 ..'.".'...' '.""""'...'.."".'."'.'.". -:l~~==~ : ;,ource çîâàâøåéñÿ "ëóíêè") ñîñòàâèëî ïðèìåðíî h == 0,15 I 1m ìì, à ðàÄéóñà îïëàâëåííîé "ëóíÊè" - îêîëî 26 ìì. i : Oelta ðåçóëüòàòå ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ íà I 15Îò... îñíîâå ïðåäëîæåííîé òåïëîâîé ìîäåëè óêàçàííîãî . - -- òîêîâîãî âîçäåéñòâèÿ íà îáðàçåö îáøèâêè ÏÀ èç ,Curso/ 1 ÀÌ - h 2 á o.oovàëþìèíèåâîãî ñïëàâà Ö òîëùèíîè = ìì û- - --- ëîóñòàíîâëåíî, ÷òî ðàñ÷åòíàÿ ãëóáèíà íàèáîëüøå- Cursor 2 ãî ïðîïëàâëåíèÿ åãî ñòåíêè îò äåéñòâèÿ èñïîëúçóå- 1150ãnV ìîé èìïóëüñíîé òîêîâîé êîìïîíåíòû ìîëíèè ñî- Ñ ì î ms ÑÍ1 \. -441iii1il- ñòàâëÿåò îêîëî hï = 0,1 ìì. Ìàêñéìàëüíîå çíà÷å- 7-Nîv-î716:53 <10Í! íèå ðàñ÷åòíîãî ðàäèóñà îïëàâëåííîé "ëóíêè" íà Ðèñ. 8 ñòåíêå îáðàçöà äëÿ äàííîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè ñîãëàñíî (6) îêàçûâàåòñÿ ðàâíûì îêîëî 28 ìì. Í 9 á ~ 3 ÃÈÒ 5 à ðèñ. ïîêàçàí î ùèè âèä çîíû ñêâîçíîãîàòåì ïðè ïîìîùè - , ïîñòðîåííîãî òàêæå . ïð îæîãà èññëåäóåìîãî ïëîñêîãî îáðàçöà îáøèâêè 21 1'\l'c.:7 Ðèñ. 9 ~~;c<~~:tt;,r~t 20 ISSN 0204-3599. Òåõí. åëåêmðîäèí~iêà. 2009. Ny 2 i{~~i!::;-- ËÀ òîëùèíîé h = 2 ìì, îáðàçîâàííîé âîçäåéñò- ñòàâëÿþùåé òîêà ýòîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðÿäà. âèåì íà íåãî äëèòåëüíîé êîìïîíåíòû èìèòèðî- 2. Ïîêàçàíî, ÷òî ÈÌI1ÓËÜÑÍàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ âàííîãî òîêà ìîëíèè ñ óêàçàííûìè ÀÂÏ. Ñîãëàñíî ïîëíîãî òîêà ìîëíèè iM âðåìåííîé ôîðìû 2./50 âûïîëíåííûì çàìåðàì ðàäèóñ çîíû ïðîïëàâëåíèÿ ìêñ, õàðàêòåðèçóþùàÿñÿ òîêîâîé àìïëèòóäîé íà íàðóæíîé ïîâåðõíîñòè ñòåíêè ýòîãî îáðàçöà ñî- 1ò = 200 ÊÀ è ïîëíîé äëèòåëüíîñòüþ åå ïðîòåêàíèÿ ñòàâèë ïðèìåðíî, = 3 ìì, à íà âíóòðåííåé -îêî- to == 500 ìêñ, îñóùåñòâëÿåò â êðóãîâîé îïîðíîé çîíå ïíëî, = 1 ìì. Ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ ïðè ïî- ðàññìàòðèâàåìîãî êàíàëà ìîëíèè îïëàâëåíèå è ìîÙ~ ñîîòâåòñòâóþùåé íàøåé òåïëîâîé ìîäåëè ðàçðóøåíèå òîëñòîé àëþìèíèåâîé ñòåíêè îáøèâ- òàêîãî ýëåêòðîòåïëîâîãî âîçäåéñòâèÿ íà èññëånóå- êè ËÀ íà ãëóáèíó íå áîëåå hï~ 0,4 ìì. Íåñìîòðÿ íà ìûé îáðàçåö ñâèäåÒeJIütòâóþò î òîì, ÷òî ~ ýòîãî ýòî, ñ ó÷åòîì íàêîïëåííîãî îïûòà ýêñïëóàòàöèè ñëó÷àÿ ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ óêàçàííûõ ðàäèóñîâ ËÀ â óñëîâèÿõ ãðîçîâîé äåÿòåëüíîñòè ïðåíåáðåãàòü ïðîïëàâëåíèÿ â åãî ñòåíêå ïðèìåðíî ñîñòàâëÿþò: âëèÿíèåì èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ìîëíèè , ïí = 2,6 ìì È, ïâ = 0,9 ìì. Ïðîâåäåííûå â äàëüíåé- iM ñ ïðèíÿòûìè ÀÂÏ íà ïðîòåêàÞ1ÖÈå ïàðàëëåëüíî øåì ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî ïðè äåéñòâèè ýëåêòðîòåðìè÷åñêèì ïðîöåññàì.ïðè ÏÓÌ â ìåòàë- èìèòèðîâàííîé ñ ÏÎÌÎÙüþ ÃÈÒ -5 äëèòåëüíîé ñî- ëè÷åñêîé ñòåíêå îáøèâêè ËÀ èíòåíñèâíûå ýëåê- ñòàÂËßÞll~åé òîêà ìîëíèè ñ àíàëîãè÷íü:ìè ÀÂÏ !ðîìàãíèòíûå è ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèå ïðîöåññû è (1ò = 846 À; to = 1000 ìñ) íà èñïûòûâàåìûè ~îáðàçåö ñîîòâåòñòâåííî íà ïîêàçàòåëè ýëåêòðîìàãíèòíîé èç àëþìèíèåâîtî ñïëàâà ÀÌö ñ òîëùèíîè ñòåíêè áåçîïàñíîñòè ïîëåòîâËÀ íåëüçÿ. h = 6 ìì êîíè÷åñêàÿ "Ëóíêà" åå ïð~ïëàâëåíèÿ (ñ 3. Óñòàíîâëåíî, ÷òî äëèòåëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ êðóãëûì îñíîâàíèåì íà íàðóæíîè ïîâåðõíîñòè ïîëíîãî òîêà ìîëíèè iM, õàðàêòåðèçóIOÙàÿñÿ íåèç- îáðàçöà) õàðàêòåðèçóåòñÿ âõîäíûì ðàäèóñîì îêî- ìåí íîé òîêîâîé àìïëèòóäîé 1 =200 À è äëèòåëü- ëî, = 2 ìì è ãëóáèíîé íå áîëåå hu= 4 ìì (ðèñ. íîñòüþ åå ïðîòåêàíèÿ to = 1000òìñ, âûçûâàåò â êðó- !î). ~TaK, âûïîëíåííûå ýêñïåðèìåíòû ÏÎÄÒâåðæ- ãîâîé îïîðíîé çîíå êàíàëà ìîëíèè ðàäèóñîì, Îò È äàIOÒ ðàáîòîñïîñîáíîñòü ïðåäëîæåííûõ òåïëîâûõ âáëèçè íåå èíòåíñèâíóþ ýëåêòðè÷åñêóþ ýðîçèþ ìîäåëåé äëÿ îöåíêè òåðìè÷åñêîãî äåéñòâèÿ íà ìå- òîëñòîé ìåòàëëè÷åñêîé ñòåíêè, àãðåãàòíûå èçìå- òàëëè÷åñêóþ îáøèâêó ËÀ èìïóëüñíîé è äëèòåëü- íåíèÿ â ìàòåðèàëå îáøèâêè ËÀ è ìîæåò ïðèâîäèòü íîé ñîñòàâëÿþùèõ òîêà ìîëíèè. ê ïðîïëàâëåíèþ àëþìèíèåâîé ñòåíêè îáøèâêè ËÀ íà ãëóáèíó íå áîëååhï~1,5 ìì. 4. Âûïîëíåííîå ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà ïî ïðåäëîæåííûì ôîðìóëàì (1) è (7) ïðåâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû èìïóëüñíîãî íàãðåâà 0(" z, to) îáðàç- öîâ îáøèâêè ËÀ èç àëþìèíèåâîãî ñïëàâà ÀÌö ñ ÒÎËIÖÈÍÎÉ ñòåíêè îò 2 äÜ 6 ìì â ñëó÷àå âîçäåéñòâèÿ íà íåå â àòìîñôåðíîì âîçäóõå èìïóëüñíîé èëè äëèòåëüíîé ñîñòàâëÿþùèõ òîêà ìîëíèè ñ íîðìè- ðîâàííûìè ÀÂÏ è ðåçóëüòàòîâ, ïðîâåäåííûõ àâòî- ðàìè ñ ïîìîùüþ ìîùíûõ ÃÈÒ, ãåíåðèðóþùèõ óêàçàííûå òîêîâûå êîìïîíåíòû ìîëíèè, ñîîòâåò- ñòâóþùèõ ýêñïåðèìåíòîâ, ïîäòâåðæäàåò ðàáîòî-. ñïîñîáíîñòü ïðåäëîæåííûõ ïðèáëèæåííûõ ìàòå- ìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé äâóìåðíîãî òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ â ëîêàëüíîé êðóãîâîé çîíå ïðÿìîãî òåðìè÷å- ñêîãî äåéñòâèÿ êàíàëà ìîëíèè íà ìåÒàëëè÷åñêóþ îáøèâêó ÏÀ. \ 5. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïðèáëèæåííîãî Ðèñ. 10 ðàñ÷åòà äâóìåðíîãî òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ â ïëîñ- êîé ñòåíêå ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêè ËÀ ïðè ÏÓÌ è âûïîëíåííûå ýêñïåðèìåíòû ïî îïðåäåëåíèþ ÂÛÂÎÄÛ. 1. Ðàçðàáîòàíû è àïðîáèðîâàíû ïðè- òåðìè÷åñêîãî äåéñòâèÿ îñíîâíûõ êîìïîíåíò òîêà áëèæåííûå ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè äâóìåðíîãî ãðîçîâûõ ðàçðÿäîâ ïîçâîëÿþò çàêëþ÷èòü, ÷òî ïðè òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ òîëñòîé ñòåíêè ìåòàëëè÷åñ- ÏÓÌ ñ ïðèíÿòûìè íîðìèðîâàííûìè ÀÂÏ ðàñ- êîé îáøèâêè ËÀ òîëùèíîé h â îáëàñòè îïîðíîé ñìîòðåííûõ ñîñòàâëÿþùèõ ïîëíîãî òîêà ìîëíèè êðóãîâîé çîíû ïëàçìåííîãî êàíàëà ìîëíèè, âîç- i äëÿ îáåñïå÷åíèÿ åå ýëåêòðîòåðìè÷åñêîé ñòîé- äåéñòâóþùåãî â àòìîñôåðíîì âîçäóõå íà åå íàðóæ- ~ñòè è ñîîòâåòñòâåííî ýëåêòðîìàãíèòíîé áåç- íóþ ïëîñêóþ ïîâåðõíîñòü ñ èçìåíÿþùèìñÿ âî îïàñíîñòè ïîëåòîâ ËÀ â çåìíîé àòìîñôåðå â óñëî- âðåìåíè íàðóæíûì ðàäèóñîì, 0(1:) íà ñòàäèè ïðî- âèÿõ ïðîòåêàíèÿ â íåé ìîùíûõ ãðîçîâûõ ýëåê- òåêàíèÿ èìïóëüñíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà ãðîçîâîãî òðè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ ìèíèìàëüíàÿ òîëùèíà àëþ- ðàçðÿäà è ñ íåèçìåííûì âî âðåìåíè íàðóæíûì ìèíèåâîé ñòåíêè îáøèâêè ïëàíåðà ËÀ äîëæíà ðàäèóñîì, Îò íà ñòàäèè ïðîòåêàíèÿ äëèòåëüíîé ñî- ïðèìåðíî ñîñòàâëÿòü íå ìåíåå 4 ìì. Äàííàÿ ïðàê- lSSN0204-Ç599. Òåõí. åëåêòðîäuíàìiêà. 2009. Ng 2 21 òè÷åñêàÿ ðåêîìåíäàöèÿ íå ïðîòèâîðå÷èò äåéñòâó- ìåÒ3.VIè÷åñêîé îáøèâêè ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà ïðè âîç- þùèì  àâèàöèîííîé ïðîìûøëåííîñòè òðåáîâà- äåéñòöèè íà íåå ìîëíèè // E.'leKTpOTexHiKa i åëåêòðîìåõàíiêà. íèÿì ïî êîìïëåêñíîìó âûáîðó òîëùèíû ìåòàë- - 2007. - N21. - Ñ. 56-61. ëè÷åñêîé îáøèâêè ËÀ, ó÷èòûâàþùåìó â íàñòîÿ- 11. Áîðèñîâ Ð.Ê., Ãðèãîðüåâ ÎÀ., Ëàðèîíîâ Â.Ë Ìåòîäû ùåå âðåìÿ, ïðåæäå âñåãî, åå ìåõàíè÷åñêóþ ñòîé- èñïûòàíèÿ áîðòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ ëåòàòåëüíûõ àïïàðà- êîñòü. òîâ íà Ì9ëíèåñòîéêîñòü // Ýëåêòðè÷åñòâî. - 1993, - N27. - Ñ. 21-27. 12. Âîëêîâ ÅÀ. ×èñëåííûå ìåòîäû. Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ 1. Àáðàìîâ Í.Ð. Èññëåäîâàíèå ïðèýëåêòðîäíûõ îáëàñòåé ÂÓÇîâ. - Ì.: Íàóêà, 1~87. - 248 ñ. äóãè, ñâîáîäíî ãîðÿùåé â âîçäóõå// Èçâåñòèÿ âóçîâ ÑÑÑÐ. 13. Êàðñëîó ã., Åãåð Ä. Òåïëîïðîâîäíîñòü òâåðäûõ òåë. - Ýíåðãåòèêà. - 1985. - N29. - Ñ. 45-47. Ì.: Íàóêà, 1964. - 487 ñ. 2. Àáðàìîâ Í.Ð.. ÊóæåÞIÍ È.Ë, Ëàðèîíîâ Â.Ë 'Õàðàê- 14. Êíînôåëü Ã. Ñâåðõñèëüíûå èìïóëüñíûå ìàãíèòíûå òåðèñòèêè ïðîïëàâëåíèÿ ñòåíîê ìåòàëëè÷åñêèõ îáúåêòîâ ïðè ïîëÿ. - Ì.: Ìèð, 1972. - 391 ñ. âîçäåéñòâèè íà íèõ ìîëíèè // Ýëåêòðè÷åñòâî. - 1986. ~ N211. 15. Êðàâ÷åíêî Â.È., Áîëîòîâ ÅÀ.; Ëåòóíîâà Í.È. Ðàäèî- - Ñ. 22-27. ýëåêòðîííûå ñðåäñòâà è ìîùíüiå ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîìåõè / 3. Àáðàìîâ Í.Ð., Êóæåêèí È.ë Ê ðàñ÷åòó íàãðåâà ñòåíîê Ïîä ðåä. Â.È. Êðàâ÷åíêî. - Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1987. - 256 ñ. ìåòàëëè÷åñêèõ îáúåêòîâ ïðè âîçäåéñòâèè íà íèõ ìîëíèè // 16. Ky_t//UHlX Ñïðàâî÷íèê ïî ôèçèêå /llep. ñ íåì. ïîä ðåä. Ýëåêòðè÷åñòâî. -1990. - N25. - Ñ. 56-59. Å.Ì. Ëåéêèíà. - Ì.: Ìèð, 1982. - 520 ñ.' 4. Áàðàíîâ Ì.È.. Áîíäèíà Í.Í. Íåñòàöèîíàðíûå ýëåÊ'ÃðÎ- 17. Êó÷åðÿâàÿ È.Í. Òåïëîâîé àíàëèç ïðîöåññà ýëåê- ìàãíèòíûå è òåïëîâûå nðîöåññû â öèëèíäðè÷åñêèõ ïðî- òðîèñêðîâîé îáðàáîòêè ãðàíóë // Òåõí. åëåêòðîäèíàìiêà. - âîäíèêàõ ïðè âîçäåéñòâèè íà íèõ ìîëíèè // Ýëåêòðè÷åñòâî. - 2003. - N22. - Ñ. 67-71. 1992. - N210. - Ñ. 9-15. 18. Ëîçàíñêèé Ý.Ä., Ôèðñîâ Î.Á. Òåîðèÿ èñêðû. - Ì.: 5. Áàðàíîâ Ì.È. Ìîäåëèðîâàíèå ýëåêòðîìàãíèòíîãî ýô- Àòîìèçäàò, 1975. - 272 ñ. ôåêòà ïðè ïðÿìîì óäàðå ìîëíèè â ìåÒ3.VIè÷åñêóþ îáøèâêó 19. Ëûêîâ À.Â. Òåîðèÿ òåïëîïðîâîäíîñòè. - Ì.: Âûñøàÿ ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà // Òåõí. åëåêòðîäèíàìiêà. - 1999. - øêîëà, 1967. - 599 ñ. N91. - Ñ. 16-21. 20. Ìåæãîñóäàðñòâåííûé ãîñò 30585-98. Ñòîéêîñòü ê 6. Áàðàíîâ Ì.È. Ìîäåëèðîâàíèå ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîãî âîçäåéñòâèþ ãðîçîâûõ ðàçðÿäîâ. Òåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ è ýôôåêòà ïðè ïðÿìîì óäàðå ìîëíèè â ìåòaJIëè÷åñêóþ îáøèâêó ìåòîäû èñïûòàíèé / Ðóê. ðàçðàáîòêè - Â.È. Êðàâ÷åíêî. - ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà // Âiñíèê Íàöiîíàëüíîãî òåõíi÷íîãî Êèåâ: ÃîññòàíäàðòÓêðàèíû, 1998. - 27 ñ. óíiâåðñèòåòó "ÕÏl". Çáiðíèê íàóêîâèõ ïðàöü. Òåìàòè÷íèé 21. Ðàéçåð þ.ë Ôèçèêà ãàçîâîãî ðàçðÿäà. - Ì.: Íàóêà, âèïóñê: Åëåêòðîåíåðãåòèêà i ïåðåòâîðþþ÷à TexHiKa. - XapKiB: 1987. - 592 ñ. ÍÒÓ "Õï1". - 2002. - N27. - Ñ. 58-70. 22. Ðîìàíåíêî È.Í. Èìïóëüñíûå äóãè â ãàçàõ. - ×åáîêñà- 7. Áàðàíîâ Ì.È., Áåëîçåðîâ Â.Â., Êðàâ÷åíêî Â.È. è äð. ðû: ×óâàø. ãîñóä. óí-ò, 1976. - 13á ñ. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ,èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðîòåïëîâîãî âîç- 23. Ðûêàëèí Í.Í., ÓZl/îâ ÀÀ., Çóåâ È.Â. è äð. Ëàçåðíàÿ è äåéñòâèÿ èìïóëüñíîãî ñèëüíîòî÷íîãî èñêðîâîãî ðàçðÿäà íà ýëåêòðîííî-ëàçåðíàÿ îáðàáîòêà ìàòåðèàëîâ. Ñïðàâî÷íèê.- ìåòàëëè÷åñêóþ îáøèâêó ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà // Òåõí. åëåê- Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1985. - 496 ñ. òðîäííàìiêà. - 2003. - N21. - Ñ. 3-7. 24. Þìàí ÌÀ. Åñòåñòâåííàÿ è èñêóññòâåííî èíèöèèðî- 8. Áàðàíîâ Ì.È. Ðàñ÷åò êðàòåðà ýëåêòðîòåïëîâîãî ðàçðó- âàííàÿ ìîëíèÿ è ñòàíäàðòû íà ìîëíèåçàùèòó // Òðóäû øåíèÿ íà ìåòàëëè÷åñêîé îáøèâêå ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà ïðè àìåðèêàíñêîãî ÈÈÝÐ. - 1988. - N212. - Ñ.5-26. ïðÿìîì óäàðå â íåå ìîëíèè // Åëåêòðîòåõíiêà i åëåêòðîìå- 25. Baranoy M.I., Bondina N.N., Neskorodoy G.F. Numerical xaHiKa. - 2003. ~ N24. - Ñ. 101-103. Calculation of Nonstationary Electromagnetic and Thennal 9. Áàðàíîâ Ì.È. Ðàñ÷åò ãëóáèíû ïðîíèêíîâåíèÿ òåìïå- Processes under Action ofLightning Channel îï the Metal Objects. ðàòóðíîãî ïîëÿ â ìàññèâíûé ïðî âîäíèê ñ ïåðåìåííûì òîêîì - 9-th lntemational Symposium îï High Voltage Engineering. // Åëåêòðîòåõíiêà j åëåêòðîìåõàíiêà. - 2004. - N22. - Ñ. Graz, Austria, 1995. - N26806. - V 01. 6. - ðð. 6806-1-6806-4. 74-79. ~O. Áàðàíîâ Ì.È. Îäíîìåðíàÿ ýëåêòðîòåïëîâàÿ çàäà÷à äëÿ Íàäiéøëà 04.01.2007 . . ! i .' ., 22 lSSN 0204-3599. Òåõí. åëåêòðîäèíàìiêà. 2009. N9 2