импульсно-периодических наносекундных и
ВЧ-газовых разрядов
Д. В. РУПАСОВ, И. Н. ЗАВЬЯЛОВ,
Д. Ф. ОПАИЦ, А. Ю. СТАРИКОВСКИЙ
Московский физико-технический институт (государственный университет)
Контроль режимов до-, транС - и сверхзвуковых
течений при помощи низкотемпературной
сильнонеравновесной плазмы
импульсно-периодических наносекундных и
ВЧ-газовых разрядов
В последнее время активно изучается возможность изменения положения точки отрыва пограничного слоя устройствами с асимметричным расположением электродов [1]. В работах, выполненных по данной тематике для дозвуковых скоростей, максимальная добавочная скорость потока составляет метры в секунду [1-3], что сильно ограничивает использование данного эффекта и ставит вопрос о границах применимости метода, в частности максимальной скорости потока, начиная с которой принципиально нельзя изменить положение точки отрыва.
Рис. 1
Была изучена эффективность ускорения потока газа наносекундным барьерным разрядом с асимметричным положением электродов (рис. 1). Показано, что в случае барьерного разряда наблюдается ускорение потока. Были рассмотрены случаи, когда высоковольтным электродом служил верхний электрод и когда высокое напряжение отрицательной полярности подавалось на нижний электрод.
Для экспериментального изучения контроля погранслоя и определения эффективности использования такой методики изменения режима обтекания тел на дозвуковых скоростях была создана аэродинамическая труба, позволяющая работать на скоростях потока V = 10-100 м/с и давлении P = 700-760 Торр.
На поверхности профиля NACA-0015 длиной 10 см была собрана система асимметричных электродов, создающих несколько областей однородной плазмы (рис. 2). На электроды подавалось напряжение различной полярности амплитудой 10 кВ, с длительностью импульса на полуширине t1/2 = 30 нс. и частотой f = 6 кГц. Система датчиков давления позволяли получать распределение давлений вдоль профиля поверхности модели.
Для экспериментального исследования данной проблемы на транс - и сверхзвуковых скоростях была спроектирована и собрана вакуумная аэродинамическая труба. Созданная установка позволяет проводить исследования обтекания модели в потоке газа при числах Маха M = 0.5-3.0. На рис. 3 представлена модель, использовавшаяся в тестовых экспериментах. Для регистрации распределения давления по поверхности модели была собрана и отлажена система дифференциальных датчиков давления. Для генерации плазмы в погранслое используется ВЧ-разряд (частота 3-24 МГц, максимальная мощность – 24 кВт, напряжение – 12 кВ).
Рис. 2
Рис. 3
Работа поддержана грантами CRDF RP1-5002-MO-03 и CRDF BRHE MO-011-0.
Список литературы
Robert Van Dyken, Thomas E. McLaughlin. Parametric investigations of a single dielectric barrier plasma actuators // AIAA, 42nd Aerospace Sciences Meeting & Exhibit 5-8 January 2004.
Rivir R., White A., Carter С., Ganguly B. AC and pulsed plasma flow control // AIAA, 42nd Aerospace Sciences Meeting & Exhibit 5-8 January 2004.
Artana G., Sosa R., Moreau E., Touchard G. Control of near-wake flow around a circular cylinder with electrohydrodynamic actuators. Experiment in Fluids 355. Р. 580.
