Спектрально-энергетические характеристики импульсно-периодических источников мощного инфракрасного излучения с сапфировыми оболочками

Описана математическая модель разряда в смеси цезия и ртути с ксеноном, стабилизированного системой из двух сапфировых оболочек. Модель применена для исследования радиационных характеристик источников мощного инфракрасного излучения в диапазонах значений 1,8...4,2 мкм и 3,0...5,0 мкм. Приведены данные по оптическому коэффициенту поглощения в зависимости от температуры, давления и соотношения компонентов металлогазовой плазмы. Показана значительная роль линейчатой составляющей в формировании сложной дискретно-непрерывной структуры спектров поглощения и излучения. Проведено исследование трансформации спектральных распределений излучения импульсно-периодических разрядов по мере прохождения пакета импульсов. Установлен факт существенного перераспределения излучения между дискретной и непрерывной составляющими. Исследовано влияние массового соотношения компонентов и геометрии источников на пиковую мощность излучения. Показано, что увеличение доли цезия в смеси может приводить как к возрастанию пиковой мощности излучения, так и к ее снижению в зависимости от электрической мощности, что определяется изменением вклада в перенос излучения линейчатой и непрерывной составляющих при изменении оптической плотности плазмы. Установлено, что при электрической мощности около 2 кВт/см можно подобрать такие параметры источника излучения, которые обеспечивают пиковую мощность излучения в двух указанных диапазонах на уровне 120 и 60 Вт/см, что подтверждается экспериментальными данными с точностью 8...15 %

Литература

[1] Зубов А. Системы защиты самолетов от переносных зенитных ракетных комплексов MANTA // Зарубежное военное обозрение. 2012. № 1. С. 63–67.

[2] Ельцин С.Н., Жуков А.П., Кашин В.М., Рютин В.Б. Оценка эффективности переносных зенитных ракетных комплексов. СПб: Изд-во Балт. ГТУ, 2007. 236 с.

[3] Щербинин Р. Головки самонаведения перспективных зарубежных управляемых ракет и авиабомб // Зарубежное военное обозрение. 2009. № 4. С. 64–68.

[4] Щербинин Р. Системы индивидуальной защиты летательных аппаратов от ПЗРК // Зарубежное военное обозрение. 2005. № 12. С. 37–42.

[5] Ольгин С. Проблемы оптоэлектронного противодействия // Зарубежное военное обозрение. 2002. № 9. С. 35–41.

[6] Гавриш С.В., Градов В.М., Терентьев Ю.И. Особенности конструкции и работы ламп с сапфировыми оболочками // Светотехника. 2008. № 2. С. 12–18.

[7] Градов В.М., Егоров П.С. Моделирование процессов в селективно-излучающих разрядах высокого давления с учетом эффектов неравновесности // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2002. № 1. С. 48–58.

[8] Градов В.М., Щербаков А.А., Яковлев А.В. Исследование оптических и электрофизических характеристик ламп накачки с парами щелочных металлов // Электронная техника. Сер. 4: Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1984. №1/100. С. 23–30.

[9] Градов В.М., Гавриш С.В., Рудаков И.В. Моделирование электрофизических процессов в импульсно-периодических трубчатых источниках мощного инфракрасного излучения с сапфировыми оболочками // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 6. С. 130–145. DOI: 10.18698/0236-3933-2017-6-130-145

[10] Бакшт Ф.Г., Лапшин В.Ф. Перенос энергии излучением в аксиально-симметричной ЛТР-плазме в условиях импульсного разряда высокого давления в цезии // Успехи прикладной физики. 2013. Т. 1. № 2. С. 183–188.

[11] Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Физматлит, 2008. 656 с.

[12] Митчнер М., Кругер Ч. Частично ионизованные газы. М.: Мир, 1976. 496 с.

[13] Жданов В.М. Процессы переноса в многокомпонентной плазме. М.: Физматлит, 2009. 280 с.

[14] Atomic spectra database // NIST: веб-сайт. URL: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database (дата обращения: 25.12.2017).

[15] Saloman E.B. Energy levels and observed spectral lines of Xenon, XeI through XeLIV // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2004. Vol. 33. Iss. 3. P. 765–843. DOI: 10.1063/1.1649348

[16] Sansonetti J.E. Wavelength, transition probabilities and energy levels for the spectra of Cesium (CsI–CsLV) // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2009. Vol. 38. Iss. 4. P. 761–923. DOI: 10.1063/1.3132702

[17] Saloman E.B. Wavelength, energy levels classifications and energy levels for the spectrum of neutral mercury // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2006. Vol. 35. Iss. 4. P. 1519–1548. DOI: 10.1063/1.2204960

[18] Суржиков С.Т. Оптические свойства газов и плазмы. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 576 с.

[19] Градов В.М., Ломовской И.В. К теории селективно излучающих разрядов с сильной неравновесностью // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2004. № 4. С. 40–68.

[20] Калиткин Н.Н. Численные методы. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 592 с.

[21] Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Численные методы решения задач конвекции–диффузии. М.: Либроком, 2015. 248 с.