我们在此报告了脉冲磁流体等离子枪的初步研究,该枪可根据需要在预填充或气体喷射模式下运行。这些模式通过可调节的推力和比冲实现灵活和响应迅速的性能。使用分子氮推进剂的运行表明,磁流体推进器是极低地球轨道空气收集和阻力补偿的候选技术。通过利用推进剂气体动力学改变推进器内的填充率和流动碰撞性,实现双模式运行。这会导致形成不同的模式,这些模式分别以它们允许的电流驱动的磁流体波为特征,即磁爆燃和磁爆轰。这些模式构成了使用气体动力学实现响应迅速的推进器性能的基础。使用飞行时间发射诊断来表征近场流速,我们发现当气体在推进器中膨胀时,模式之间会发生相对剧烈的转变,在爆燃和爆震状态下排气速度分别在 10 到 55 公里/秒之间。处理后的质量位模拟首次让我们看到了推进器的性能以及比冲和推力之间的权衡。预计脉冲位可调性为 ≏ 22%,在突发模式下运行时推进剂填充分数不同。
可以直接从腔体输出非常快的高电流和高电压脉冲,而无需任何复杂的脉冲形成和脉冲压缩网络。由于输出脉冲上升时间和宽度可以轻松定制(脉冲成形)以满足特定应用需求,因此负载可以是真空电子二极管、z 型线阵列、气体喷射、衬套、等熵压缩负载 (ICE)(用于研究非常高磁场下的材料行为)或聚变能 (IFE) 目标。根据桑迪亚实验室的合同,俄罗斯托木斯克的高电流电子研究所 (HCEI) 设计和建造了十个 1-MA LTD 腔体。这些腔体最初设计为在真空或磁绝缘传输线 (MITL) 电压加法器配置中运行。在这种模式下成功运行后,我们正在逐步对其进行修改,使其能够在去离子水绝缘电压加法器中组装运行。特别注意通过过滤进行清洁,去除溶解和自由水,并除去腔体中的油。除了去离子和去除气泡外,还对电压加法器的水进行了类似的处理。为此,设计和建造了两个连续运行的水和油再循环系统。最重要的 LTD 驱动器应用之一 (IFE) 将需要不间断地进行数万次射击。目前,我们正在运行两个经过修改的腔体,这些腔体具有更坚固的组件和专门设计的