9 / 14
Рис. 4. Зависимость безразмер-
ной скорости вылета от силового
параметра
A
(
θ
= 0
,
01
):
—— —
n
= 1
; – – – —
n
= 2
;
1
—
ε
= 0
,
01
;
2
—
ε
= 1
τ
= 1
. . .
1
,
5
. Во все последующие мо-
менты времени скорость плазмы сни-
жается, так что на выходе из электрод-
ного канала скорость плазмы
e
v
к
всегда
меньше
f
v
m
. Значения скоростей плаз-
мы
e
v
к
зависят от параметра
А
, декре-
мента затухания
ε
и числа звеньев
n
формирующей линии.
При
A
≥
1
скорость
e
v
к
лишь незна-
чительно уступает
f
v
m
(см. рис. 3), при-
чем максимум скорости имеет место в
выходной области электродного кана-
ла. Ситуация меняется при малых зна-
чениях параметра
A
≤
0
,
3
. . .
0
,
4
(см.
рис. 3). Скорости
e
v
к
и
f
v
m
могут различаться в разы. При этом стано-
вится существенной роль источника электропитания ИПУ. Так, напри-
мер, при использовании однозвенного емкостного накопителя (
n
= 1
)
при
A
= 0
,
15
—
e
v
к
= 0
,
12
, а
f
v
m
= 0
,
27
. Применение
n
-звенной фор-
мирующей линии при малых
A
(
A
≤
0
,
3
. . .
0
,
4
) позволяет уменьшить
темп снижения скорости плазмы, так что на выходе из электродного
канала скорость плазмы
e
v
к
(при
A
= 0
,
15
) может составлять: 0,12 —
для
n
= 1
, и 0,2 — для
n
≥
2
.
Следует обратить внимания на то, что при любых
А
и
ε
применение
многозвенных (
n
= 3
и более) формирующих линий уже не приводит к
увеличению скорости плазмы на выходе из электродного канала ИПУ.
Зависимости скорости
e
v
к
от
А
представлены на рис. 4 для одно- и
двухзвенных емкостных накопителей (
ε
= var
).
При
A
≥
1
скорость плазменного образования
e
v
к
при одинаковых
значениях параметра
А
относительно слабо зависит от числа звеньев
формирующей линии источника электропитания разряда. Видно, что
рост
e
v
к
происходит с увеличением
A
и с уменьшением декремента
затухания
ε
. Зависимость
e
v
к
от
A
с точностью
±
5
% может быть ап-
проксимирована степенной функцией
A
0
,
4
.
Выбор типа источника электропитания разряда ИПУ можно прово-
дить с использованием показателя энергетической эффективности
ϕ
n
импульсного ускорителя, связанного с кинетическим КПД преобразо-
вания запасенной в емкостном накопителе энергии
W
Σ
=
nC
0
U
0
2
/
2
в кинетическую энергию ускоренного плазменного образования
E
к
=
=
βm
0
˜
v
2
к
/
:
η
к
=
E
к
W
Σ
=
θ
˜
v
2
к
nA
=
θϕ
n
(
A, ε
)
.
(7)
Как показали расчеты, при малых значениях
θ
≤
0
,
1
(наиболее
часто реализуемый на практике диапазон значений
θ
) можно считать,
94 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 4