Монография, М.: Атомиздат, 1978. — 328 с.
Приведено описание процессов, происходящих при ионизации и ускорении рабочего тела в ЭРД. Особое внимание уделено процессам взаимодействия потоков со стенками и электродами. Излагаются основные методы расчета динамики ионных и плазменных потоков в разных условиях и анализируются важнейшие свойства этих потоков. Книга предназначена для научных сотрудников и инженеров, работающих в области высокоэнергетичной плазмодинамики и, в частности, ЭРД. Она будет полезна также преподавателям вузов и студентам соответствующих специальностей. Уравнения динамики потоков в зоне ускорения ЭРД
Типичные параметры потоков в ЭРД
Электромагнитные поля
Уравнение Максвелла и законы сохранения для электромагнитного поля
Электростатика и магнитостатика
Методы создания магнитных полей
Электрический ток в проводниках, подчиняющихся закону Ома
Движение частиц в электромагнитных полях
Законы сохранения
Движение частицы в однородных электрическом и магнитном полях
Дрейфовое приближение
Ионно-оптическое приближение
Кинетическое описание потока
Функция распределения
Уравнение Лиувилля.
Уравнения Власова
Квазиодночастичная модель
Столкновения заряженных частиц
Основные понятия
Кулоновские столкновения
Кинетическое уравнение Ландау
Уравнения переноса и гидродинамические модели
Схема решения кинетических уравнений при частых столкновениях
Уравнение переноса
Модель идеальной плазмы
Уравнения Брагинского
О применении уравнений Брагинского
Механизмы ускорения в плазменных ЭРД
Параметры подобия
Кинетические параметры
Параметры подобия законов гидродинамики
Некоторые оценки
Ионизация и излучение рабочих тел
Упругие и неупругие столкновения частиц
Потенциал ионизации и цена иона
Энергетические уровни атомов и молекул
Элементы теории столкновений
Упругое рассеяние на атомах
Сечение возбуждения и ионизации атомов электронным ударом
Процессы рекомбинации ионов
Возбуждение и ионизация молекул электронным ударом
Процессы трансформации при взаимодействии тяжелых частиц
Процессы излучения
Основные понятия теории излучения
Тормозное излучение
Рекомбинационное излучение
Линейчатое излучение
Механизмы уширения спектральных линий
Перенос излучения в плазме
Уравнение переноса излучения
Интегральное уравнение Бибермана-Холстейна
Уравнения кинетики трансформирующейся среды
Уравнение Больцмана
Кинетические уравнения для редкой плазмы
Динамика электронов в электрическом поле
Динамика тяжелых частиц в электрическом поле при наличии перезарядки
Равновесные состояния и гидродинамическое приближение
Распределение Больцмана
Формула Саха
Критерии применимости формулы Больцмана
Гидродинамическое приближение для трансформирующейся среды
Методы решения уравнений баланса числа частиц
Корональное равновесие
Модель локального термодинамического равновесия
Частичное локальное термодинамическое равновесие (метод блоков состояний)
Приближение постоянного стока
Приближение «немедленной ионизации»
Диффузионное приближение
Области применимости различных приближений
Цена иона
Общая характеристика зоны ионизации
Методы оценки радиационной цены иона
Взаимодействие потоков со стенкой
Классификация процессов вблизи стенки
Функция эмиссии
Определение функций эмиссии
Модельные функции рассеяния
Взаимодействие атомов и ионов с поверхностями
Адатомы
Взаимодействие тяжелых частиц малой энергии с поверхностями
Адсорбция и отражение быстрых ионов и атомов
Распыление поверхностей
Эволюция формы распыляемой поверхности
Эмиссия электронов с поверхностей
Термоэмиссия. Эффективные катоды
Эмиссия электронов при наличии внешнего электрического поля.
Фотоэмиссия
Взаимодействие электронов с поверхностями
Эмиссия электронов под действием ионов
Квазитермоэмиссия катодов в разряде
Поверхностная ионизация
Уравнение Саха-Ленгмюра
Равновесные покрытия Cs на W
Пористые эмиттеры (основные понятия)
О параметрах эмиттеров
Об условиях оптимальности пористых структур
Пограничные электронные слои в плазме
Виды электронных пограничных слоев
Схема расчета структуры дебаевских слоев
Интегральные характеристики дебаевских пограничных слоев
«Динамические» дебаевские слои
Диффузионные электронные пограничные слои при наличии магнитного поля
Пятна на холодном катоде
Наблюдение быстрых катодных пятен («ячеек»)
Основные закономерности поведения катодных ячеек
О процессах в катодных ячейках
Методы расчета и основные свойства потоков в ЭРД
Вводные замечания
Течения в газодинамических соплах
Течение в сопле Лаваля в параксиальном приближении
Закон обращения воздействий
Характеристики
Динамика ионных пучков с некомпенсированным зарядом
Уравнения динамики ионного потока без самопересечения
Задача Пирса
Модель узкого неодномерного пучка
Динамика идеальной электронной компоненты
Понятие «термализованного потенциала»
Случай автономной идеальной электронной компоненты
Случай неавтономной идеальной электронной компоненты
Статические электронные конфигурации
Динамика электронной компоненты с конечной проводимостью
«Тензорная проводимость»
Электродинамические процессы при течении несжимаемой плазмы в поперечном магнитном поле
Замагничнвание электронной компоненты
Электродинамика вырожденного аксиально-симметричного случая
Кинетические модели бесстолкновительных квазинейтральных ионных потоков (КИП)
Подобие процессов ионизации в стационарных плазменных двигателях (СПД)
Зона ионизации при классической проводимости
Одноларморовские электронные ускоряющие слои
Фокусировка компенсированных ионных потоков
Влияние «термализации» потенциала на динамику ионных пучков
Бездиссипативные аксиально-симметричные течения в двухкомпонентной
гидродинамике
Вывод законов сохранения
Вмороженность частиц в магнитное поле
Качественный анализ системы уравнений
Метод «плавных» течений Ускорительные и компрессионные течения под действием собственного магнитного поля
Течения плазмы в коаксиальных каналах
Двумерные течения плазмы без учета эффекта Холла
Двумерные течения плазмы с учетом эффекта Холла
Течение газа, ионизующегося в канале
Ускорение плазмы в импульсной пушке
Приэлектродные диссипативные слои в узком канале.
Приведено описание процессов, происходящих при ионизации и ускорении рабочего тела в ЭРД. Особое внимание уделено процессам взаимодействия потоков со стенками и электродами. Излагаются основные методы расчета динамики ионных и плазменных потоков в разных условиях и анализируются важнейшие свойства этих потоков. Книга предназначена для научных сотрудников и инженеров, работающих в области высокоэнергетичной плазмодинамики и, в частности, ЭРД. Она будет полезна также преподавателям вузов и студентам соответствующих специальностей. Уравнения динамики потоков в зоне ускорения ЭРД
Типичные параметры потоков в ЭРД
Электромагнитные поля
Уравнение Максвелла и законы сохранения для электромагнитного поля
Электростатика и магнитостатика
Методы создания магнитных полей
Электрический ток в проводниках, подчиняющихся закону Ома
Движение частиц в электромагнитных полях
Законы сохранения
Движение частицы в однородных электрическом и магнитном полях
Дрейфовое приближение
Ионно-оптическое приближение
Кинетическое описание потока
Функция распределения
Уравнение Лиувилля.
Уравнения Власова
Квазиодночастичная модель
Столкновения заряженных частиц
Основные понятия
Кулоновские столкновения
Кинетическое уравнение Ландау
Уравнения переноса и гидродинамические модели
Схема решения кинетических уравнений при частых столкновениях
Уравнение переноса
Модель идеальной плазмы
Уравнения Брагинского
О применении уравнений Брагинского
Механизмы ускорения в плазменных ЭРД
Параметры подобия
Кинетические параметры
Параметры подобия законов гидродинамики
Некоторые оценки
Ионизация и излучение рабочих тел
Упругие и неупругие столкновения частиц
Потенциал ионизации и цена иона
Энергетические уровни атомов и молекул
Элементы теории столкновений
Упругое рассеяние на атомах
Сечение возбуждения и ионизации атомов электронным ударом
Процессы рекомбинации ионов
Возбуждение и ионизация молекул электронным ударом
Процессы трансформации при взаимодействии тяжелых частиц
Процессы излучения
Основные понятия теории излучения
Тормозное излучение
Рекомбинационное излучение
Линейчатое излучение
Механизмы уширения спектральных линий
Перенос излучения в плазме
Уравнение переноса излучения
Интегральное уравнение Бибермана-Холстейна
Уравнения кинетики трансформирующейся среды
Уравнение Больцмана
Кинетические уравнения для редкой плазмы
Динамика электронов в электрическом поле
Динамика тяжелых частиц в электрическом поле при наличии перезарядки
Равновесные состояния и гидродинамическое приближение
Распределение Больцмана
Формула Саха
Критерии применимости формулы Больцмана
Гидродинамическое приближение для трансформирующейся среды
Методы решения уравнений баланса числа частиц
Корональное равновесие
Модель локального термодинамического равновесия
Частичное локальное термодинамическое равновесие (метод блоков состояний)
Приближение постоянного стока
Приближение «немедленной ионизации»
Диффузионное приближение
Области применимости различных приближений
Цена иона
Общая характеристика зоны ионизации
Методы оценки радиационной цены иона
Взаимодействие потоков со стенкой
Классификация процессов вблизи стенки
Функция эмиссии
Определение функций эмиссии
Модельные функции рассеяния
Взаимодействие атомов и ионов с поверхностями
Адатомы
Взаимодействие тяжелых частиц малой энергии с поверхностями
Адсорбция и отражение быстрых ионов и атомов
Распыление поверхностей
Эволюция формы распыляемой поверхности
Эмиссия электронов с поверхностей
Термоэмиссия. Эффективные катоды
Эмиссия электронов при наличии внешнего электрического поля.
Фотоэмиссия
Взаимодействие электронов с поверхностями
Эмиссия электронов под действием ионов
Квазитермоэмиссия катодов в разряде
Поверхностная ионизация
Уравнение Саха-Ленгмюра
Равновесные покрытия Cs на W
Пористые эмиттеры (основные понятия)
О параметрах эмиттеров
Об условиях оптимальности пористых структур
Пограничные электронные слои в плазме
Виды электронных пограничных слоев
Схема расчета структуры дебаевских слоев
Интегральные характеристики дебаевских пограничных слоев
«Динамические» дебаевские слои
Диффузионные электронные пограничные слои при наличии магнитного поля
Пятна на холодном катоде
Наблюдение быстрых катодных пятен («ячеек»)
Основные закономерности поведения катодных ячеек
О процессах в катодных ячейках
Методы расчета и основные свойства потоков в ЭРД
Вводные замечания
Течения в газодинамических соплах
Течение в сопле Лаваля в параксиальном приближении
Закон обращения воздействий
Характеристики
Динамика ионных пучков с некомпенсированным зарядом
Уравнения динамики ионного потока без самопересечения
Задача Пирса
Модель узкого неодномерного пучка
Динамика идеальной электронной компоненты
Понятие «термализованного потенциала»
Случай автономной идеальной электронной компоненты
Случай неавтономной идеальной электронной компоненты
Статические электронные конфигурации
Динамика электронной компоненты с конечной проводимостью
«Тензорная проводимость»
Электродинамические процессы при течении несжимаемой плазмы в поперечном магнитном поле
Замагничнвание электронной компоненты
Электродинамика вырожденного аксиально-симметричного случая
Кинетические модели бесстолкновительных квазинейтральных ионных потоков (КИП)
Подобие процессов ионизации в стационарных плазменных двигателях (СПД)
Зона ионизации при классической проводимости
Одноларморовские электронные ускоряющие слои
Фокусировка компенсированных ионных потоков
Влияние «термализации» потенциала на динамику ионных пучков
Бездиссипативные аксиально-симметричные течения в двухкомпонентной
гидродинамике
Вывод законов сохранения
Вмороженность частиц в магнитное поле
Качественный анализ системы уравнений
Метод «плавных» течений Ускорительные и компрессионные течения под действием собственного магнитного поля
Течения плазмы в коаксиальных каналах
Двумерные течения плазмы без учета эффекта Холла
Двумерные течения плазмы с учетом эффекта Холла
Течение газа, ионизующегося в канале
Ускорение плазмы в импульсной пушке
Приэлектродные диссипативные слои в узком канале.