NONLINEAR PHENOMENA DURING THE PROPAGATION OF POWERFUL NANOSECOND ELECTROMAGNETIC PULSES IN A LARGE-SCALE STRIPE LINES WITH A GAS AT REDUCED PRESSURE

S. V. Korobkov; Коробков С. В.; M. B. Goykhman; Гойхман М. Б.; A. V. Gromov; Громов А. В.; A. V. Palitsin; Палицин А. В.; A. S. Nikolenko; Николенко А. С.; K. N. Loskutov; Лоскутов К. Н.; I. Yu. Zudin; Зудин И. Ю.; I. M. Vershinin; Вершинин И. М.; A. V. Strikovskiy; Стриковский А. В.; M. E. Gushchin; Гущин М. Е.; E. A. Mareev; Мареев Е. А.

doi:10.31857/S2686740023030100

НЕЛИНЕЙНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ МОЩНЫХ НАНОСЕКУНДНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ В КРУПНОМАСШТАБНЫХ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЯХ В ГАЗЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ

Авторы: Коробков С.В.¹, Гойхман М.Б.¹, Громов А.В.¹, Палицин А.В.¹, Николенко А.С.¹, Лоскутов К.Н.¹, Зудин И.Ю.¹, Вершинин И.М.¹, Стриковский А.В.¹, Гущин М.Е.¹, Мареев Е.А.¹
Учреждения:
1. Институт прикладной физики Российской академии наук
Выпуск: Том 510, № 1 (2023)
Страницы: 16-21
Раздел: ФИЗИКА
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7400/article/view/135928
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740023030100
EDN: https://elibrary.ru/OYVART
ID: 135928

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Эксперименты по распространению мощных высоковольтных импульсов длительностью порядка и меньше наносекунды в крупномасштабных передающих линиях в атмосфере различных газов позволяют решать широкий спектр фундаментальных и прикладных задач, от моделирования прохождения электромагнитных импульсов (ЭМИ) через атмосферу до оценки электропрочности элементов импульсных высоковольтных систем с газовым заполнением. В ИПФ РАН эксперименты с полосковыми линиями длиной до 5 м проводятся на установках “Крот” и “Спрайт”. При распространении ЭМИ с уровнем напряженности электрического поля до 100 кВ/м в разреженном газе исследуются такие эффекты, как формирование неоднородных и существенно нестационарных структур свечения, нелинейное поглощение и дисперсионная трансформация формы импульсов высокой мощности, обусловленные ионизацией газа в поле ЭМИ.

Ключевые слова

сверхширокополосный электромагнитный импульс, плазма, лабораторное моделирование, атмосфера, ионосфера

Список литературы

Starikovskaia S.M., Anikin N.B., Pancheshnyi S.V., Zatsepin D.V., Starikovskii A.Y. Pulsed breakdown at high overvoltage: Development, propagation and energy branching // Plasma Sources Science and Technology. 2001. V. 10. № 1. P. 344–355.
Белоплотов Д.В., Тарасенко В.Ф., Сорокин Д.А. Убегающие электроны при формировании положительной волны ионизации в азоте и воздухе // Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 116. № 5. С. 284–291.
Ефанов М.В., Лебедев Е.Ф., Ульянов А.В., Федоров В.М., Шурупов М.А. Излучательно-измерительный комплекс для исследования прохождения сверхширокополосных сигналов в атмосфере и ионосфере Земли // ТВТ. 2021. Т. 59. № 6. С. 877–884.
Vikharev A.L., Ivanov O.A., Litvak A.G. Nonequilibrium plasma produced by microwave nanosecond radiation // IEEE Trans. Plasma Sci. 1996. V. 24. № 2. P. 460–477.
Гуревич А.В., Литвак А.Г., Вихарев А.Л., Иванов О.А., Борисов Н.Д., Сергейчев К.Ф. Искусственная ионизованная область как источник озона в стратосфере // УФН. 2000. Т. 170. № 11. С. 1181–1202.
Solovyev A.A., Terekhin V.A., Tikhonchuk V.T., Altgil-bers L.L. Electron kinetic effects in atmosphere breakdown by an intense electromagnetic pulse // Phys. Rev. E. 1999. V. 60. № 6. P. 7360–7368.
Golubev A.I., Sysoeva T.G., Terekhin V.A., Tikhonchuk V.T., Altgilbers L.L. Kinetic model of the propagation of intense subnanosecond electromagnetic pulse through the lower atmosphere // IEEE Transactions on Plasma Science. 2000. V. 28. № 1. P. 303–311.
Pusateri E.N., Morris H.E., Nelson E., Ji W. Comparison of equilibrium ohmic and nonequilibrium swarm models for monitoring conduction electron evolution in high-altitude EMP calculations. J. Geophys. Res.: Atmospheres. 2016. V. 121. Issue 20. P. 11,884–11,899.
Gombosi T.I., Baker D.N., Balogh A., Erickson P.J., Huba J.D., Lanzerotii L.J. Anthropogenic space weather // Space Science Reviews. 2017. V. 212. Issue 3–4. P. 985–1039.
Rodger C.J., Cho M., Clilverd M.A., Rycroft M.J. Lower ionospheric modification by lightning-EMP: Simulation of the night ionosphere over the United States // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28. № 2. P. 199–202.
Carlile R., Cavalli A., Cramer W., Hyde R., Seidler W. Absorption of energy from a large amplitude electromagnetic pulse by a collisionless plasma // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1979. V. 27. №5. P. 596–603.
Gushchin M.E., Korobkov S.V., Strikovskiy A.V., Aidakina N.A., Zudin I.Yu., Terekhin V.A., Terekhin A.V., Soldatov A.V., Belov A.S. Transformation of an ultra-wideband electromagnetic pulse in the process of its propagation through a large laboratory plasma // AIP Advances. 2019. V. 9. № 12. P. 125051-1–125051-6.
Айдакина Н.А., Галка А.Г., Гундорин В.И., Гущин М.Е., Зудин И.Ю., Коробков С.В., Костров А.В., Лоскутов К.Н., Могилевский М.М., Привер С.Э., Стриковский А.В., Чугунин Д.В., Янин Д.В. Моделирование физических явлений в ионосфере и магнитосфере Земли на крупномасштабном плазменном стенде “Крот”: некоторые результаты и перспективы // Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58. № 3. С. 331–342.
Гойхман М.Б., Громов А.В., Гундорин В.И., Гущин М.Е., Зудин И.Ю., Корнишин С.Ю., Коробков С.В., Котов А.В., Кузин А.В., Лоскутов К.Н., Палицин А.В., Стриковский А.В., Мареев Е.А. Идея и практическая реализация “гигантской” коаксиальной линии с плазменным заполнением для моделирования эффектов взаимодействия электромагнитных импульсов с частично ионизированной газовой средой // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 503. С. 3–7.
Евтушенко А.А., Гущин М.Е., Коробков С.В., Стриковский А.В., Мареев Е.А. Моделирование высотных разрядов на большой плазменной установке // Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60. № 3. С. 365–374.
Itikawa Y. Cross sections for electron collisions with nitrogen molecules // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2006. V. 35. № 1. P. 31–53.
Альвен Г., Фельтхаммар К. Космическая электродинамика. Основные принципы. М.: Мир, 1967. 260 c.