РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУK
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА <...> Гибридная электромагнитная система метания твердых тел . <...> Газодинамические структуры при сверхзвуковом
горении водорода в системе плоских струй в сверхзвуковом потоке . <...> Расчет газодинамических параметров и теплообмена
в сверхзвуковых турбулентных отрывных течениях в окрестности уступов . <...> Численное моделирование нестационарного радиационно-конвективного теплообмена в пограничном слое селективно-излучающей и рассеивающей среды на плоской пластине . <...> Терешковой, 30, редакция журнала
«Прикладная механика и техническая физика»
Тел. <...> Журнал зарегистрирован Министерством печати и информации РФ за N-◦ 011097 от 27.01.93. <...> М. А. Лаврентьева, 2001
Институт теоретической и прикладной механики, 2001
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. <...> 42, N-◦ 1
3
УДК 537.523.5
ГИБРИДНАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИСТЕМА
МЕТАНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ <...> Основные элементы
ускорителя, центральный электрод и электрод-ствол в исходном состоянии связаны электровзрывающимися проводниками. <...> Метаемое тело устанавливается у вершины центрального электрода в начале ствола. <...> Центральный электрод ускорителя электрически
связан с дополнительным дисковым электродом, который прижат к срезу ствола. <...> Метаемое тело получает начальный импульс, и затем начинает работать
ускоритель. <...> Поэтому в начальный момент целесообразно создать
условия для быстрого включения в работу электротермического механизма с одновременным формированием плазменной структуры сильноточного разряда типа Z-пинч. <...> Такая
конфигурация плазменной структуры создается цилиндрическим каналом в полимерном
изоляторе, по которому проходят несколько медных проводников и затем симметрично
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Российской Федерации (код
проекта 97-12-9.1-1). <...> Схема гибридной электромагнитной ускорительной системы:
1 — центральный электрод; 2 — изолятор с газогенерирующим <...>
Прикладная_механика_и_техническая_физика_№1_2001.pdf
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУK
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
Т. 42
N0
1 (245)
ПМТФ
2001
ЯНВАРЬ — ФЕВРАЛЬ
(Журнал основан в 1960 г. Выходит 6 раз в год )
СОДЕРЖАНИЕ
Сивков А. А. Гибридная электромагнитная система метания твердых тел . . . . . . . . . . . . .
Кацнельсон С. С., Загорский А. В. Влияние начального состояния на эффективность
разгона в рельсовых электромагнитных ускорителях масс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Чарахчьян А. А. Ударное сжатие пластины на клине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Жапбасбаев У. К., Макашев Е. П. Газодинамические структуры при сверхзвуковом
горении водорода в системе плоских струй в сверхзвуковом потоке . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Мамонтов Е. В. Групповые свойства 2-подмоделей класса Е уравнений газовой динамики
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
13
17
Брацун Д. А., Теплов В. С. О параметрическом возбуждении вторичного течения в
вертикальном слое жидкости в присутствии мелких твердых частиц. . . . . . . . . . . . . . . . 48
Бедарев И. А., Федорова Н. Н. Расчет газодинамических параметров и теплообмена
в сверхзвуковых турбулентных отрывных течениях в окрестности уступов . . . . . . . . .
Бунтин Д. А., Сидоренко А. А., Шиплюк А. Н. Развитие естественных возмущений
в гиперзвуковом пограничном слое острого конуса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Гельфанд Б. Е., Вьель Б., Г¨
екальп И., Шаво К. Безударное дробление капель.
Временные характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
НоркинМ. В. Об учете влияния стенок бассейна произвольной формы при безотрывном
ударе плавающего тела . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Сенницкий В. Л. О движении пульсирующего твердого тела в вязкой колеблющейся
жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Стебновский С. В. Условия развития кавитации в склерономных средах . . . . . . . . . . . . . .
Калиев И. А., Сабитова Г. С. Осреднение процесса фазовых переходов в многомерных
неоднородных периодических средах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Ларин О. Б., Левин В. А. Энергоподвод к газу в турбулентном сверхзвуковом пограничном
слое. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Букреев В. И., Костомаха В. А. Внезапное перекрытие докритического потока в
канале. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
25
33
56
65
72
77
82
87
98
Федорченко А. И. Фазовый переход при закалке из жидкого состояния . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Григорьева Н. И., Накоряков В. Е. Моделирование тепло- и массопереноса при абсорбции
в бинарных двухфазных системах, используемых в тепловых насосах . . . . . . 115
Рубцов Н. А., Синицын В. А. Численное моделирование нестационарного радиационно-конвективного
теплообмена в пограничном слое селективно-излучающей и рассеивающей
среды на плоской пластине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
НОВОСИБИРСК
2001
Стр.1
Дистанов В. Э., Кирдяшкин А. Г. Влияние скоростного режима модулированно вращающейся
ампулы на тепловую структуру расплава при выращивании монокристаллов
методом Стокбаргера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Черепанов А. Н., Попов В. Н., Плаксин С. И., Казаков А. А. Формирование
неметаллических включений переменного состава при направленном затвердевании
жидкой стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Гузев М. А., Парошин А. А. Неевклидова модель зональной дезинтеграции горных
пород вокруг подземной выработки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Аргатов И. И. О давлении твердого тела на упругую пластинку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Никитенко А. Ф. Нижняя и верхняя оценки времени начала разрушения элементов
конструкций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Немировский Ю. В., Романова Т. П. Оптимизация процессов динамического пластического
деформирования пластин со сложным контуром. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Соловьев В. И. Расчет прочности лопатки как ортотропной пластинки линейнопеременной
толщины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Ватульян А. О., Рынкова А. А. Изгибные колебания пьезоэлектрического биморфа с
внутренним разрезным электродом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Демешкин А. Г., Козеко М. Е., Корнев В. М., Кургузов В. Д. Демпфирующие
характеристики композитных конструкционных материалов, изготовленных намоткой
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Иванов А. Г., СырунинМ. А., Федоренко А. Г. Контейнер для локализации взрыва
компактного заряда взрывчатого вещества с инертной оболочкой. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Адре с ре да кции:
630090, Новосибирск, ул. Терешковой, 30, редакция журнала
«Прикладная механика и техническая физика»
Тел. 30-40-54; e-mail: PMTF@sbras.nsc.ru
Зав. редакцией О. В. Волохова
Корректор М. А. Трашкеева
Технический редактор Д. В. Нечаев
Набор О. Н. Емельянова
Компьютерная подготовка рисунков В. Л. Овсянников
Сдано в набор 3.10.00. Подписано в печать 8.12.00. Формат 60 Ч 84 1/8. Офсетная печать.
Усл. печ. л. 24,4. Уч.-изд. л. 21,0. Тираж 401 экз. Свободная цена. Заказ N◦
42.
Журнал зарегистрирован Министерством печати и информации РФ за N◦
011097 от 27.01.93.
Издательство Сибирского отделения РАН, 630090, Новосибирск, Морской просп., 2.
Отпечатано на полиграфическом участке Ин-та гидродинамики им. М. А. Лаврентьева.
630090, Новосибирск, просп. акад. Лаврентьева, 15.
- Сибирское отделение РАН, 2001
c
c
- Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева, 2001
c
- Институт теоретической и прикладной механики, 2001
Стр.2
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. 2001. Т. 42, NУДК
537.523.5
ГИБРИДНАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИСТЕМА
МЕТАНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
А. А. Сивков
Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском
политехническом университете, 634050 Томск
Для преобразования электромагнитной энергии в кинетическую энергию метаемого тела
одновременно используются электровзрывной и электротермической механизмы и
принципы кондукционной и индукционной электродинамики. Этот подход реализован
на основе известной конфигурации коаксиального пинч-ускорителя. Установлено существование
“активной” длины ствола, на которой система обеспечивает разгон с близким
к постоянному ускорением. Получено, что при длине ствола 340 мм и калибре 17 мм
тела массой 1–12 г разгоняются до скоростей 3,4–1,45 км/с с эффективностью преобразования
подведенной энергии 25–29% при напряжении емкостного накопителя 1,75 кВ
и разрядном токе до 150 кА. Тела массой 40–80 г (калибр ствола 25 мм) разгоняются
до скоростей 1,3–1,0 км/с с эффективностью 28–20% при напряжении 3,5 кВ и токе
до 220 кА.
Экспериментальные исследования проводились на гибридной электромагнитной ускорительной
системе [1] с питанием от емкостного накопителя. Схема этой системы и сменного
узла (коаксиального пинч-ускорителя) представлена на рис. 1. Основные элементы
ускорителя, центральный электрод и электрод-ствол в исходном состоянии связаны электровзрывающимися
проводниками. Электроды ускорителя герметично фиксируются с помощью
изолятора и стального корпуса. Метаемое тело устанавливается у вершины центрального
электрода в начале ствола. Основным элементом стационарной части системы
является мощный индуктор-соленоид. Центральный электрод ускорителя электрически
связан с дополнительным дисковым электродом, который прижат к срезу ствола. Между
дисковым электродом и срезом ствола расположено изоляционное кольцо толщиной 10 мм.
Дополнительный электрод предназначен для шунтирования пинч-ускорителя при выходе
метаемого тела из ствола и замыкания промежутка плазмой. Наиболее простой является
схема с последовательной запиткой индуктора и пинч-ускорителя от одного источника
электропитания C. Емкостный накопитель включается на нагрузку ключом K в момент
t = 0. При некотором значении силы тока в момент t1 происходит электровзрыв
проводников. Метаемое тело получает начальный импульс, и затем начинает работать
ускоритель.
Целенаправленная оптимизация электровзрывного эффекта позволяет получать достаточно
большие начальные скорости [2], но с небольшой эффективностью преобразования
подведенной энергии (2–3 %). Поэтому в начальный момент целесообразно создать
условия для быстрого включения в работу электротермического механизма с одновременным
формированием плазменной структуры сильноточного разряда типа Z-пинч. Такая
конфигурация плазменной структуры создается цилиндрическим каналом в полимерном
изоляторе, по которому проходят несколько медных проводников и затем симметрично
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования Российской Федерации (код
проекта 97-12-9.1-1).
◦ 1
3
Стр.3