ИСТИНА

The project involves research with further implementation and use of pulsed predicted energy input into a supersonic flow realized in a profiled channel, through the introduction of a unique plasma technology with a self-localizing submicrosecond volume discharge (pulsed volume discharge with ultraviolet preionization from plasma sheets) into a gas-dynamic profiled channel for targeted impact on flow structures. Methods of high-speed recording of plasma and gas dynamic fields in the nano- and microsecond ranges are used. The problems of high-energy effects of plasma formations on high-speed flows (supersonic and hypersonic) are relevant and in demand in applied aeromechanics and thermophysics: when optimizing flow around profiles, correcting flows in channels and nozzles, controlling ignition and maintaining combustion; the number and citation of articles on this problem continues to increase every year, especially in foreign scientific and technical literature. The dynamics of long-lived plasma formations initiated in gas-dynamic flows, as a rule, are difficult to predict and control due to the occurrence of instabilities. In this regard, the proposed implementation and study of the conditions for pulsed controlled high-energy action of plasma formations on high-speed flows based on the phenomenon of plasma self-localization on flow sections is relevant. Solving the problems posed in the project will make it possible to propose and use new methods for controlling the parameters of high-speed flows in channels of various geometric profiles based on controlled plasma energy supply using new discovered physical effects and data on accompanying gas-dynamic phenomena. The scientific novelty of the project consists, first of all, in the development, based on the use of self-localization of a nanosecond high-current discharge in various sections of the flow (in a channel with a step), new methods of pulsed and shock wave action on complex unsteady supersonic flows in a rectangular channel with a modified profile; obtaining data on the properties of the flow after discharge exposure. The practical value of the work is determined by the possibility of using the obtained data to apply a discharge to influence flow elements when designing devices; applicability of results on controlling the parameters of discharge energy input using gas-dynamic discontinuities.

1 год (2024 – 2025 гг.) Данные о газодинамическом поле течения, формируемом за ударной волной в канале с препятствием. Анализ структуры этого газодинамического поля течения. Выделение основных стадий обтекания препятствия потоком за ударной волной с различными газодинамическими характеристиками. Препятствие, установленное на поверхность канала в геометрии поперек потока, будет приводить к формированию структурированного течения, характерного при определенном условии набегающего квазистационарного потока. Описание характерных газодинамических структур для спутного потока, сверхзвукового квазистационарного течения, и в потоке за контактной поверхностью. Сравнение данных теневой регистрации с результатами численного моделирования. Синхронизация и регистрация плазменных и газодинамических процессов в экспериментах с точностью до нескольких микросекунд. Опубликованная статья в журнале. Выступление с докладами на конференциях. 2 год (2025 – 2026 гг.) Данные о локализации плазмы ИОР (импульсного объемного разряда с ультрафиолетовой предыонизацией от плазменных листов) в потоке за ударной волной, скорость которого изменялась от 200 м/с до 1000 м/с. Данные о влиянии на газодинамическое поле течения. Данные о параметрах взрывных волн и ударно-волновых конфигураций, образованных при локализации плазмы ИОР, в частности, пространственно-временные характеристики. Определение возможности контролируемого импульсного плазменного воздействия на высокоскоростное течение газа с определенными газодинамическими структурами. Определение механизма воздействия и возможности управления течением. Опубликованы 2 статьи в журналах. Выступление с докладами на конференциях.

В ходе научно-исследовательской работы получены и опубликованы следующие основные результаты: Определена эволюция течения в свободном канале за ударной волной с числом Маха 2,8 – 3,2 на временном промежутке до 16 мс от ее прохода, когда скорость потока становится ниже 100 м/с при начальном значении, достигаемом в спутном потоке, – 850 м/с; Изучено влияние ламинарного и турбулентного пограничного слоя на локализацию свечения импульсного объемного разряда с ультрафиолетовой предыонизацией от плазменных листов в газодинамическом потоке; Впервые описан и исследован эффект «вытеснения» плазмы. Эффект вытеснения плазмы разряда наблюдается при ее импульсном инициировании, когда в зоне плазменного листа установлена диэлектрическая вставка, расположенная вдоль протекания поверхностного (скользящего) разряда и в условиях неподвижного газа; Обнаружен и исследован эффект самолокализации импульсного объемного разряда в вихревую область отрыва в момент дифракции ударной волны на обратном уступе; Исследовано влияние прямоугольного препятствия (модель прямого и обратного уступа) на высокоскоростное течение в спутном потоке с разрывами в канале ударной трубы; Инициирование наносекундного разряда в квазистационарном сверхзвуковом потоке приводит к формированию устойчивой картине свечения плазмы: разряд преимущественно стягивается в зону отрыва (в область за препятствием), объемная фаза разряда перераспределяется в область пространственных скачков уплотнения; Эффект локализации наносекундных разрядов в область пересечения скачка уплотнения с развитым пограничным слоем;