Формирование внутренней структуры тлеющего разряда под действием поперечного сверхзвукового потока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шамсутдинов Рустам Салаватович

• Шамсутдинов Рустам Салаватович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Шамсутдинов Рустам Салаватович

Введение

Глава 1 Теоретическое обоснование. Влияние потока газа на тлеющий

разряд

Выводы по первой главе, цели и задачи

Глава 2 Экспериментальная установка для проведения исследований влияния пространственной структуры газодинамических параметров

сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд

2.1 Разрядная камера и системы газоснабжения и вакуумирования

2.2 Электрическая схема экспериментальной установки

2.3 Выводы по второй главе

Глава 3 Расчет параметров сверхзвукового сопла и характеристик

потока

3.1 Расчет сопла Лаваля

3.2 Моделирование истечения газа через сопло Лаваля с применением программного продукта ANSYS

3.3 Методы и способы изготовления сопла Лаваля

3.4 Газодинамические испытания сопел

3.5 Выводы по третьей главе

Глава 4 Тлеющий разряд в сверхзвуковом потоке газа. Эксперимент

4.1 Тлеющий разряд между двумя кольцевыми электродами в сверхзвуковом потоке газа

4.2 Тлеющий разряд между центральным телом сверхзвукового сопла

и кольцевым электродом

4.3 Тлеющий разряд в сверхзвуковом потоке газа между кольцевым электродом и центральным телом конфузора

4.4 Поперечный разряд между цилиндрическим центральным телом и кольцевым электродом

4.5 Поперечный разряд между цилиндрическим центральным телом и плоскостью стенки разрядной камеры

4.6 Выводы по четвертой главе

Глава 5 Разработка теории тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке

газа

5.1 Истечение газа. Результаты расчета с использованием вычислительной гидрогазодинамики CFD

5.2 Теория тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке газа

5.3 Выводы по пятой главе

Заключение

Список используемых источников информации

4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование внутренней структуры тлеющего разряда под действием поперечного сверхзвукового потока»

Введение

Актуальность темы исследования. Тлеющий разряд характеризуется определенным чередованием светящихся и темных областей. Характерными областями тлеющего разряда являются область катодного падения потенциала, область анодного падения потенциала, положительный столб. Линейное распределение потенциала в межэлектродном пространстве между катодом и анодом в отсутствие тока после возникновения разряда существенно меняется: в прикатодной области толщиной в несколько длин свободного пробега молекулы происходит основное падение потенциала, относительно небольшое падение потенциала приходится положительному столбу и порядка потенциала ионизации атома - прианодной области. Такое распределение потенциала, в целом, не зависит от внешних факторов. В то же время для множества приложений тлеющего разряда, таких как нанесение покрытий, газовые лазеры, наличие возможности управления внутренним распределением параметров тлеющего разряда намного повысило бы эффективность процесса. Одним из востребованных направлений применения тлеющего разряда является нанесение защитных, функциональных, антикоррозионных покрытий, при котором выбитые ионами разрядного газа атомы катода осаждаются на подложке. Процесс этот не быстрый, но качество покрытия при соблюдении соответствующих условий может быть близким к идеальному. Одно из необходимых условий для обеспечения качественного покрытия - сильное разрежение рабочего газа, при котором выбитый из катода атом может долететь до подложки без столкновения с другими атомами. С другой стороны, для существования тлеющего разряда необходимо наличие, по меньшей мере, нескольких ионизующих столкновений электронов в прикатодной области. Только в этом случае будет выполняться условие самоподдержания разряда: созданные одним первичным электроном в катодном слое ионы при падении на катод должны обеспечить выход не менее одного электрона.

Таким образом, с одной стороны, для получения качественных покрытий требуется низкое давление рабочего газа, с другой стороны, при таком низком давлении трудно инициировать и поддерживать тлеющий разряд. Одним из решений данной проблемы является применение магнитного поля в прика-тодной области. Действие силы Лоренца увеличивает время пребывания электрона вблизи катода и, соответственно, увеличивается вероятность столкновений электронов с атомами газа в прикатодной области, в результате чего выполняется главное условие поддержания тлеющего разряда.

Альтернативным способом решения проблемы мог бы служить «перенос» прикатодных зон тлеющего разряда к аноду. Тогда в прикатодной области появилось бы пространство для размещения подложек для нанесения покрытий. Для этого необходимо создать в межэлектродном промежутке областей с разными значениями концентраций нейтральных частиц. Подобное может быть достигнуто за счет формирования сверхзвукового потока газа в межэлектродном пространстве. Поэтому актуальность настоящей диссертационной работы, посвященной решению проблемы формирования внутренней структуры тлеющего разряда под действием сверхзвукового потока газа, не вызывает сомнений.

Основные преимущества разряда в сверхзвуковом сопле с профилированным центральным телом заключаются в следующем:

1. Быстрая смена рабочего газа в разрядном промежутке, что обеспечивает возможность увеличения энерговложения.

2. Осесимметричное расположение электродов, которое создает наиболее эффективное распределение напряженности электрического поля.

3. Существенное изменение концентрации нейтральных частиц газа в межэлектродном пространстве вдоль линий тока.

4. Охлаждение газа за счет адиабатический быстрого расширения газа.

Степень разработанности темы исследования. Несмотря на то, что изучению тлеющего разряда посвящено достаточно большое количество работ, на сегодняшний день отсутствует единое представление о степени влияния

сверхзвукового потока газа на распределение внутренних характеристик тлеющего разряда в зависимости от способов формирования сверхзвукового потока. Исследования авторов, в основном, направлены на устранение перегрев-ной неустойчивости разряда за счет быстрой смены рабочего газа, а также на увеличение полезного энерговклада в разряд за счет адиабатического охлаждения разряда в сверхзвуковом потоке.

Объектом исследования в данной диссертационной работе выступает тлеющий разряд в сверхзвуковом потоке газа.

Предметом исследования является формирование пространственного распределения внутренних характеристик тлеющего разряда под действием сверхзвукового потока газа.

Целью работы является установление закономерностей влияния пространственной структуры газодинамических параметров сверхзвукового потока газа на распределение внутренних характеристик тлеющего разряда.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Изучить возможности влияния потока газа на характеристики тлеющего разряда.

2) Разработать и создать экспериментальную установку по исследованию влияния пространственной структуры газодинамических параметров сверхзвукового потока газа на распределение внутренних характеристик тлеющего разряда.

3) Провести расчет сопла Лаваля с применением программного средства для математических и технических расчетов MathCAD, а также расчет истечения газа с использованием вычислительной гидрогазодинамики (Computational Fluid Dynamics - CFD).

4) На основании проведенных расчетов изготовить сопла Лаваля различной конфигурации и провести их газодинамические испытания.

5) Провести экспериментальные исследования по изучению закономерностей влияния пространственной структуры газодинамических параметров

сверхзвукового потока газа на распределение внутренних характеристик тлеющего разряда.

6) Создать теорию осесимметричного тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке газа.

7) Провести сравнительный анализ результатов численных расчетов с результатами экспериментов.

Научная новизна:

1) Путем расчета параметров истечения газа с использованием вычислительной гидрогазодинамики ОБО получено распределение концентраций нейтральных частиц в межэлектродном пространстве осесимметричной системы электродов в сверхзвуковом потоке газа вблизи одного из электродов.

2) Впервые выполнены теоретические исследования и получены распределения внутренних характеристик тлеющего разряда (концентраций заряженных частиц, потенциала и напряженности электрического поля) в осесиммет-ричной системе электродов в сверхзвуковом потоке газа вблизи одного из электродов.

3) Выполнены экспериментальные исследования тлеющего разряда в осесимметричной системе электродов в сверхзвуковом потоке газа, получены вольтамперные характеристики, зафиксирован внешний вид подобных разрядов.

4) Показана эффективность осуществления сверхзвуковой прокачки газа для управления формированием приэлектродных зон тлеющего разряда.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в том, что создана теория тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке газа вблизи одного из электродов и показана возможность управления распределением внутренних характеристик тлеющего разряда путем организации сверхзвукового потока газа.

С практической точки зрения полученные результаты исследований открывают новые возможности по нанесению функциональных, защитных, декоративных покрытий методом катодного распыления без использования маг-нетронного эффекта.

Методология и методы исследования. С целью достижения поставленной цели были рассмотрены различные способы изготовления сопел Лаваля. Экспериментальные исследования влияния пространственной структуры сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд проводились на специальной установке, оборудованной измерительными приборами, прошедшими своевременную поверку и испытания.

В ходе решения поставленных задач применялись разные средства для математических и технических расчетов MathCAD, а также методы численного моделирования истечения газа с использованием вычислительной гидрогазодинамики (Computational Fluid Dynamics - CFD) пакета Ansys. Результаты численного решения электрических разрядов в газах реализованы с применением методов моделирования программного продукта создания моделей COMSOL Multiphysics.

Положения, выносимы на защиту:

1) Экспериментальная установка по исследованию влияния пространственной структуры сверхзвукового потока газа на распределение внутренних характеристик тлеющего разряда.

2) Результаты расчета сопла Лаваля с применением программного средства для математических и технических расчетов MathCAD, а также результаты расчета истечения газа с использованием вычислительной гидрогазодинамики.

3) Результаты экспериментальных исследований влияния пространственной структуры сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд.

5) Результаты численных расчетов влияния пространственной структуры сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд.

Степень достоверности. Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается согласованностью экспериментальных исследований, проведенных на оригинальной установке, с результатами численных расчетов, полученных с использованием актуальных программных средств, математических и технических расчетов MathCAD, вычислительной гидрогазодинамики пакета Ansys и программного продукта создания моделей COMSOL Multiphysics, а также соответствием полученных результатов в частных случаях известным данным других авторов. Достоверность экспериментальных исследований подтверждается применением измерительного оборудования, прошедшим своевременную поверку и испытания. Апробация полученных результатов

Результаты диссертационной работы были доложены на следующих конференциях:

- II международная конференция «Газоразрядная плазма и синтез наноструктур» (г. Казань, 2021 г.);

- Всероссийская научно-практическая конференция «Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве», посвященная 105-летию со дня рождения Р.Е. Алексеева (г. Н. Новгород, 2021 г.);

- I Всероссийская конференция с международным участием «Газоразрядная плазма и синтез наноструктур» (г. Казань, 2020 г.);

- X Всероссийская студенческая научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки в студенческих исследованиях» (г. Альметьевск, 2020 г.);

- XI международная научно-техническая конференция «Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий» (г. Казань, 2019 г.);

- Всероссийская научно-практическая конференция «Профессиональные коммуникации в научной среде - фактор обеспечения качества исследований» (г. Альметьевск, 2019 г.);

- IX Всероссийская студенческая научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки в студенческих исследованиях» (г. Альметьевск, 2019 г.);

- Всероссийская научно-практическая конференция «Профессиональные коммуникации в научной среде - фактор обеспечения качества исследований» (г. Альметьевск, 2018 г.);

- Международная (заочная) научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития науки и образования» (г. Кишинев, 2017 г.);

- II Всероссийская научно-практическая конференция с зарубежными участниками «Профессиональные коммуникации в научной среде - фактор обеспечения качества исследований» (г. Альметьевск, 2016 г.);

А также целиком на научных семинарах кафедры общей физики и научно-техническом совете КНИТУ-КАИ им А. Н. Туполева.

Список публикаций. Рецензируемые журналы из списка ВАК, в том числе публикации в зарубежных изданиях, включенных в базы данных Scopus:

1. Shamsutdinov, R.S. Controlling the structure of a glow discharge by supersonic gas flow / R.S. Shamsutdinov, B.A. Timerkaev, O.A. Petrova, A.I. Sayfutdi-nov // Physics of plasmas 29, 120702 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0093725.

2. Shamsutdinov, R.S. control of the distribution of the internal characteristics of the discharge using supersonic gas pumping / B.A. Timerkaev, O.A. Petrova, R.S. Shamsutdinov, A.I. Sayfutdinov // Journal of physics: conference series: 2, virtual, online, December 01-04, 2021. - virtual, online, 2022. - P. 012046. - DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012046. - EDN ROTMLU.

3. Shamsutdinov, R.S. Spatial structure of gas dynamic characteristics in a glow discharge with a supersonic axisymmetric gas flow / B.A. Timerkaev, O.A. Petrova, R.S. Shamsutdinov, A.I. Sayfutdinov // Journal of physics: conference series: 2, virtual, online, December 01-04, 2021. - virtual, online, 2022. - P. 012047. - DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012047. - EDN OMMXPP.

4. Shamsutdinov, R.S. Electric arc synthesis of silicon nanostructures / B.A. Timerkaev, V.Y. Turutin, V.S. Feltsinger [et al.] // Journal of physics: conference

series: 2, virtual, online, December 01-04, 2021. - virtual, online, 2022. - P. 012048.

- DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012048. - EDN FBLPAX.

5. Shamsutdinov, R.S. Production of hydrogen from heavy hydrocarbons / B.A. Timerkaev, B.R. Shakirov, A.A. Zalyalieva [et al.] // Journal of physics: conference series: 2, virtual, online, December 01-04, 2021. - virtual, online, 2022. -P. 012049. - DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012049. - EDN XXAKRT.

6. Shamsutdinov, R.S. Micro-arc method for the synthesis of silicon nanostructures / A.A. Kaleeva, B.A. Timerkaev, R.S. Shamsutdinov [et al.] // Journal of physics: conference series: 1, Kazan, December 02-05, 2020. - Kazan, 2021.

- P. 012012. - DOI 10.1088/1742-6596/1870/1/012012. - EDN XADSHS.

7. Shamsutdinov, R.S. Production of silicon coatings by plasma-arc method / A.A. Kaleeva, B.A. Timerkaev, O.A. Petrova [et al.] // Journal of physics: conference series: 1, Kazan, December 02-05, 2020. - Kazan, 2021. - P. 012014. - DOI 10.1088/1742-6596/1870/1/012014. - EDN OJZKYU.

8. Shamsutdinov, R.S. The influence of a supersonic flow of gas at glow discharge / R.S. Shamsutdinov, B.A. Timerkaev // Journal of physics: conference series: 1, Kazan, December 02-05, 2020. - Kazan, 2021. - P. 012019. - DOI 10.1088/1742-6596/1870/1/012019.

9. Шамсутдинов, Р.С. Тлеющий разряд в сверхзвуковом осесимметрич-ном потоке газа / Р.С. Шамсутдинов, О.А. Петрова, А.И. Сайфутдинов, Б.А. Тимеркаев // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2021. - Т. 77. - № 2. - С. 21-25.

10. Shamsutdinov, R.S. The influence of supersonic gas stream on spatial structure of glow discharge / B.A. Timerkaev, R.S. Shamsutdinov // Journal of physics: conference series: 11, Kazan, November 05-08, 2019. - Kazan, 2020. - P. 012061. - DOI 10.1088/1742-6596/1588/1/012061.

11. Шамсутдинов, Р.С. Тлеющий разряд в продольном сверхзвуковом потоке / Б.А. Тимеркаев, Р.С. Шамсутдинов, Д.И. Исрафилов, Б.Р. Шакиров // Прикладная физика. - 2019. - № 6. - С. 34-41.

Тезисы в сборниках и материалах конференций:

12. Шамсутдинов, Р.С. Управление распределением внутренних характеристик разряда с помощью сверхзвуковой прокачки газа / Б.А. Тимеркаев, О.А. Петрова, Р.С. Шамсутдинов, А.И. Сайфутдинов // II Международная конференция «Газоразрядная плазма и синтез наноструктур»: сборник трудов, Казань: Бук, 2021. - с. 202-210.

13. Шамсутдинов, Р.С. Пространственная структура газодинамических характеристик в тлеющем разряде со сверхзвуковым осесимметричным потоком газа / Б.А. Тимеркаев, О.А. Петрова, Р.С. Шамсутдинов, А.И. Сайфутдинов // II Международная конференция «Газоразрядная плазма и синтез наноструктур»: сборник трудов, Казань: Бук, 2021. - с. 211-217.

14. Шамсутдинов, Р.С. Влияние потока газа на токовое пятно катода / И.Р. Фатыхова, Р.С. Шамсутдинов // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве: Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 105-летию со дня рождения Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 16-17 декабря 2021 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2021. - с. 497-502.

15. Шамсутдинов, Р.С. Влияние сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд / Б.А. Тимеркаев, Р.С. Шамсутдинов // I Всероссийская конференция с международным участием «Газоразрядная плазма и синтез наноструктур»: сборник трудов, Казань: Бук, 2020. - с. 98-101.

16. Шамсутдинов, Р.С. Тлеющий разряд, как способ устранения шероховатости поверхности / К.А. Фаттахова, Р.С. Шамсутдинов // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве : Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 105-летию со дня рождения Р.Е. Алексеева, Н. Новгород, 16-17 декабря 2021 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2021. - с. 353-356.

17. Шамсутдинов, Р.С. Расчет и моделирование истечения сверхзвукового потока газа из сопла Лаваля при изучении тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке газа / Э.Х. Шамсиев, Р.С. Шамсутдинов // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве : Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 105-летию со дня рождения Р.Е. Алексеева, Н. Новгород, 16-17 декабря 2021 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2021. - с. 503-509.

18. Шамсутдинов, Р.С. Способы изготовления сопла Лаваля при малых значениях диаметра критического сечения / А.А. Бадыкова, Р.С. Шамсутдинов // Актуальные проблемы науки в студенческих исследованиях : сборник материалов X Всероссийской студенческой научно-практической конференции, Альметьевск, 25-29 ноября 2020 года / Альметьевский филиал Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. - Альметьевск: ООО «Конверт», 2020. - с. 109-112.

19. Шамсутдинов, Р.С. Микро-дуговой способ синтеза наноструктур кремния / А.А. Калеева, Б.А. Тимеркаев, Р.С. Шамсутдинов, А.И. Сайфутди-нов, Б.Р. Шакиров // I Всероссийская конференция с международным участием «Газоразрядная плазма и синтез наноструктур»: сборник трудов, Казань: Бук, 2020. - с. 120-123.

20. Шамсутдинов, Р.С. Плазменно- дуговое получение кремниевых покрытий / А.А. Калеева, Б.А. Тимеркаев, О.А. Петрова, Р.С. Шамсутдинов, И.Г. Даутов, А.В. Мастюгин // I Всероссийская конференция с международным участием «Газоразрядная плазма и синтез наноструктур»: сборник трудов, Казань: Бук, 2020. - с. 124-127.

21. Шамсутдинов, Р.С. Установка по изучению тлеющего разряда в неподвижном и подвижном газах / Э.Р. Музафарова, Р.Х. Исянеев, Р.С. Шамсут-динов // Актуальные проблемы науки в студенческих исследованиях : сборник материалов IX Всероссийской студенческой научно-практической конференции, Альметьевск, 28 ноября 2019 года / Альметьевский филиал Казанского

национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. - Альметьевск: ООО "КОНВЕРТ", 2019. - с. 221-225.

22. Шамсутдинов, Р.С. Тлеющий разряд в неподвижном и подвижном газах / Р.С. Шамсутдинов // Профессиональные коммуникации в научной среде - фактор обеспечения качества исследований : сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, Альметьевск, 28 ноября 2019 года / Альметьевский филиал Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. - Альметьевск: ООО "КОНВЕРТ", 2019. - с. 40-45.

23. Шамсутдинов, Р.С. Проблемы эксперимента в фундаментальных исследованиях тлеющего разряда / Р.С. Шамсутдинов // Профессиональные коммуникации в научной среде - фактор обеспечения качества исследований: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, Альметьевск, 23-24 ноября 2018 года / Под общей редакцией Юдиной С.В. - Альметьевск: Издательство "Перо", 2018. - с. 79-83.

24. Шамсутдинов, Р.С. Теория тлеющего разряда / Р.С. Шамсутдинов // Профессиональные коммуникации в научной среде - фактор обеспечения качества исследований : материалы II Всероссийской научно-практической конференции с зарубежными участниками, Альметьевск, 14-15 апреля 2016 года / Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, Альметьевский филиал. - Альметьевск: Издательство "Перо", 2016. - с. 53-54.

Личный вклад автора. Автором лично были произведены расчеты сопла Лаваля с применением программного средства для математических и технических расчетов МаШСАО, а также результаты расчета истечения газа с использованием вычислительной гидрогазодинамики. На основании расчетов изготовлены сопла Лаваля различной конфигурации. Под руководством Тимерка-ева Бориса Ахуновича получены результаты экспериментальных исследований влияния пространственной структуры газодинамических параметров

сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд. Результаты численных расчетов влияния пространственной структуры сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд получены лично при участии авторов публикации.

Соответствие паспорту специальности. Диссертация соответствует паспорту специальности научных работников 1.1.9: «Механика жидкости, газа и плазмы» по следующим пунктам:

3. Ламинарные и турбулентные течения.

16. Гидромеханика сред, взаимодействующих с электромагнитным полем. Динамика плазмы.

18. Аналитические, асимптотические и численные методы исследования уравнений кинетических и континуальных моделей однородных и многофазных сред (конечно-разностные, спектральные, методы конечного объема, методы прямого моделирования и др.).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация объемом 120 страниц состоит из введения и 5 глав, заключения, списка используемых источников информации. Работа содержит 82 рисунка. Список используемых источников информации включает 112 наименований.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научному руководителю - члену-корреспонденту академии наук Республики Татарстан, доктору физико-математических наук, профессору Борису Ахуновичу Тимеркаеву за помощь и содействие в создании диссертационной работы.

Финансовая поддержка. Исследование выполнено при финансовой поддержке по Соглашению №№ 075-03-2023-032 от 16.01.2023 г. (шифр FZSU-2023-0004) между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и КНИТУ-КАИ.

Глава 1 Теоретическое обоснование. Влияние потока газа на тлеющий разряд

Тлеющий разряд, как разновидность одного из видов разрядов, известен достаточно давно [1-6]. Впервые при пониженном давлении его наблюдал Майкл Фарадей. В период времени с 1831 по 1835 года он не просто открыл и изучал тлеющий разряд, но и описал его, выделив основные «слоистые» области. Далее наибольший вклад в изучение газовых разрядов внес Джон Сили Таунсенд, который в 1900 году сформулировал теорию электронных лавин, а также ввел три коэффициента, характеризующие ионизационные процессы в газах. С тех пор изучению тлеющего разряда было посвящено множество трудов различных авторов. Среди них можно отметить монографии: А. Энгель, М. Штенбек [1], Л. Лёб [2], В.Л. Грановский [3], Ю. П. Райзер [4], Г.Ю. Даутов [7], А.А. Кудрявцев [8] и другие.

Тлеющий разряд является самоорганизующимся разрядом в том смысле, что после возникновения разряда в межэлектродном промежутке устанавливается специфическое распределение его параметров, таких как потенциал и напряженность электрического поля, концентрация заряженных частиц, картина свечения, которое соответствует принципу наименьшего действия [9].

На сегодняшний день тлеющий разряд широко применяется в газоразрядных трубках в качестве источника света, при нанесении защитных, декоративных, функциональных, антикоррозионных покрытий, при котором выбитые ионами разрядного газа атомы катода осаждаются на подложке, в лазерах, текстильной, строительной, военной промышленностях, в медицине и других сферах деятельности человечества [10-15]. Каждое новое применение тлеющего разряда сопряжено новыми специфическими особенностями. Для использования в качестве источника света - это большой КПД и долгий срок службы, в лазерах - это большие мощности, в медицине - небольшие напряжения.

При нанесении функциональных покрытий на поверхности требуется сильное разрежение рабочего газа в газоразрядной камере. При этом необходимо обеспечить условие, когда выбитый из катода атом долетает до подложки, не испытав ни одного столкновения. При реальных размерах вакуумной установки это возможно лишь при давлении порядка 10 х 10-3 Торр [16]. С другой стороны, должно быть обеспечено достаточное количество ионизующих столкновений электронов в прикатодной области. В этом случае будет выполняться условие самоподдержания разряда: созданные одним первичным электроном в катодном слое ионы при падении на катод должны обеспечить выход не менее одного электрона [16].

Таким образом, с одной стороны, для получения качественных покрытий требуется низкое давление рабочего газа, с другой стороны, при таком низком давлении тлеющий разряд трудно инициировать и поддерживать [16]. Обычно эта проблема решается путем применения магнетронного эффекта, когда действующая на электрон сила Лоренца удерживает его в прикатодной области, увеличивая вероятность ионизующих столкновений электронов в данной области [17].

Однако существуют и другие пути решения данной проблемы. Одним из таковых является организация сверхзвуковой прокачки газа в области тлеющего разряда. Данный способ был разработан и исследован в работах [16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24]. Предполагалось использование сверхзвукового потока газа в определенной области межэлектродного пространства. Благодаря этому в области со сверхзвуковым потоком газа формировалась область с концентрацией частиц газа, отличной от концентрации частиц газа в других областях [17]. Такое явление привело к трансформации пространственного распределения электрофизических характеристик разряда [16]. Сверхзвуковая прокачка газа может существенно изменить как газодинамические параметры, так электрические характеристики, такие как концентрации заряженных частиц, напряженность электрического поля, в межэлектродном промежутке тлеющего разряда [18, 19, 24, 25, 26,]. В работах [24, 25, 26] авторами был изучен

вопрос взаимного влияния электрических характеристик разряда и газодинамических параметров потока в сверхзвуковых соплах с центральным телом. В них было показано, что сверхзвуковая прокачка газа позволяет существенно повысить устойчивость разряда и увеличить энерговклады в разряд. В работах [18, 19] было показано, как с помощью сверхзвуковой прокачки газа можно управлять распределением внутренних характеристик тлеющего разряда. Однако диапазон давлений, при которых наиболее отчетливо проявляется эффект сверхзвуковой прокачки газа в параметрах тлеющего разряда, оказался не таким широким. В основном, этот эффект зависит от разрядных объемов, месте дислокации ядра сверхзвукового потока, величины тока и, конечно, самого давления. Поэтому в данной работе продолжены исследования процессов, происходящих при взаимодействии тлеющего разряда с потоком газа, проходящим со сверхзвуковой скоростью через ядро разряда [27].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шамсутдинов Рустам Салаватович, 2023 год

Список используемых источников информации

1. Энгель, А. Физика и техника электрического разряда в газах. Том второй / А. Энгель, М. Штенбек - М.:-Л.: Главная редакция общетехнической литературы и монографии, 1936. - 383 с.

2. Лёб, Л. Основные процессы электрических разрядов в газах. Пер. с англ. / Под ред. Н.А. Капцова / Л. Лёб. - М.: -Л.: Изд-во «Гостехиздат», 1952. - 672 с.

3. Грановский, В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток / В.Л. Грановский. - М.: Изд-во «Наука», 1971. - 490 с.

4. Райзер, Ю.П. Физика газового разряда // Наука. - 1992.

5. Lieberman, Michael A., and Allan J. Lichtenberg. "Principles of plasma discharges and materials processing." MRS Bulletin 30.12 (1994): 899-901. https://doi.org/10.1002/0471724254.

6. Loeb, Leonard Benedict. Fundamental processes of electrical discharge in gases. J. Wiley & Sons, Incorporated, 1939.

7. Даутов, Г.Ю. Генераторы неравновесной газоразрядной плазмы / Г.Ю. Даутов, Б.А. Тимеркаев. - Казань: Изд-во «Фэн», 1996. - 200 с. - Библиогр.: с.184-197.

8. Кудрявцев, А.А. Физика тлеющего разряда / А.А. Кудрявцев, А.С. Смирнов, Л.Д. Цендин. - СПб: Изд-во «Лань», 2010. - 512 с.

9. Шамсутдинов, Р.С. Управление распределением внутренних характеристик разряда с помощью сверхзвуковой прокачки газа / Б.А. Тимеркаев, О.А. Петрова, Р.С. Шамсутдинов, А.И. Сайфутдинов // Газоразрядная плазма и синтез наноструктур: Материалы II Международной конференции, г. Казань, 1-4 декабря 2021 года. - Казань: Общество с ограниченной ответственностью «Бук», 2021. - 388с. - ISBN 978-5-00118-822-3. - EDN RRYMMG.

10. Liangliang, L. Microplasma: a new generation of technology for functional nanomaterial synthesis / Lin, Liangliang, and Qi Wang // Plasma Chemistry and

Plasma Processing 35.6 (2015): 925-962. https: // doi.org / 10.1007 / s11090-015-9640-y.

11. Wang, Xiaoyan. Application of glow discharge plasma for wastewater treatment / Wang, Xiaoyan, Minghua Zhou, and Xinglong Jin. // Electrochimica Acta 83 (2012): 501-512. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.06.131.

12. Korolev, Y.D. Low-pressure discharge with hollow cathode and hollow anode in a trigger unit of pseudospark switch/ Y.D. Korolev, N.V. Landl, O.B. Frants, G.A. Argunov, V.G. Gey-man, A.V. Bolotov, V.O. Nekhoroshev, and V.S. Kasya-nov. // Physics of Plasmas 28.7 (2021): 073508. https://doi.org/10.1063/5.0057965.

13. Kudryavtsev, A. A., M. S. Stefanova, and P. Mp Pramatarov. Use of dc Ar microdischarge with nonlocal plasma for identification of metal samples / A.A. Kudryavtsev, M.S. Stefanova, and P.Mp Pramatarov // Journal of Applied Physics 117.13 (2015): 133303. https://doi.org/10.1063/1.4916332.

14. Chengxun, Y. Determining the spectrum of penning electrons by current to a wall probe in nonlocal negative glow plasma / Yuan, Chengxun, A. A. Kudrya-vtsev, A. I. Saifutdinov, S. S. Sysoev, M. S. Stefanova, P. M. Pramatarov, and Zhongxiang Zhou // Physics of Plasmas 25.10 (2018): 104501. https: // doi.org / 10.1063 / 1.5026214 /.

15. Zhang, X. Liquid cathode glow discharge as an excitation source for the analysis of complex water samples with atomic emission spectrometry / Yu, Jie, Xiaomin Zhang, Quanfang Lu, Ling Yin, Feifei Feng, Hui Luo, and Yuejing Kang // ACS omega 5.31 (2020): 19541-19547. https: // doi.org / 10.1021 / acsomega.0c01906.

16. Шамсутдинов, Р.С. Тлеющий разряд в сверхзвуковом осесимметрич-ном потоке газа / Р.С. Шамсутдинов, О.А. Петрова, А.И. Сайфутдинов, Б.А. Тимеркаев // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2021. - Т. 77. - № 2. - С. 21-25. - EDN SLNUGG.

17. Шамсутдинов, Р.С. Пространственная структура газодинамических характеристик в тлеющем разряде со сверхзвуковым осесимметричным пото-

ком газа / Б.А. Тимеркаев, О.А. Петрова, Р.С. Шамсутдинов, А.И. Сайфутди-нов // Газоразрядная плазма и синтез наноструктур: Материалы II Международной конференции, г. Казань, 1-4 декабря 2021 года. - Казань: Общество с ограниченной ответственностью «Бук», 2021. - 388с. - ISBN 978-5-00118-8223. - EDN RRYMMG.

18. Timerkaev, B.A. Glow discharge in a transverse supersonic gas flow at low pressures. high temperature / B.A. Timerkaev, B.R. Zalyaliev / High Temperature, 2014, Vol. 52, No. 4, pp. 471-474. Б.А. Тимеркаев, Б.Р. Залялиев. // Теплофизика высоких температур. 2014. Том 52, № 4, с. 489-493.

19. Timerkaev, B.A. Control of the glow discharge parameters at low pressures by means of a transverse supersonic gas flow / B.A. Timerkaev, A.I. Saifutdinov, B.R. Zalyaliev // High temperature, 2016, Vol. 54, No. 5, pp. 632-638. Original Russian Text © A.I2016, published in High temperature, 2016, Vol. 54, No. 5, pp. 669-675.

20. Timerkaev, B.A. Possibilities of control of the characteristics of a discharge by the organization supersonic gas flow / B.A. Timerkaev, B.R. Zalyaliev // Journal of physics: conference series (2017).

21. Timerkaev, B.A. Glow Discharge characteristics in transverse supersonic air flow / B.A. Timerkaev, B.R. Zalyaliev, A I Saifutdinov // Journal of physics: conference series 567 (2014) 012032. стр.1-5 IOP Publishing London.

22. Timerkaev, B.A. Control of glow discharge parameters using transverse supersonic gas flow - numerical experiment / B.A. Timerkaev, B.R. Zalyaliev, A.I. Saifutdinov // Journal of physics: conference series, 567 (2014) 012031. 1-6 IOP Publishing London.

23. Shamsutdinov, R.S. The influence of a supersonic flow of gas at glow discharge / R. S. Shamsutdinov, B. A. Timerkaev // Journal of physics: conference series: 1, 1870 (2021) 012019 doi:10.1088/1742-6596/1870/1/012019.

24. Timerkaev, B.A. Glow discharge in a longitudinal supersonic flow / B.A. Timerkaev, R.S. Shamsutdinov, D.I. Israfilov, B.R. Shakirov // Applied Physics, 2019, № 6, pp. 34-41.

25. Galeev I.G., Goncharov V.E., Timerkaev B.A., Toropov V.G., Faskhutdi-nov A.K. // High temperature. Volume 28 Issue Page 623-626 Published 1990.

26. Galeev I.G., Goncharov V.E., Timerkaev B.A., Toropov V.G., Fakhrutdi-nov I. K. // High temperature. 1992. Volume 30 Issue 3 Page 342.

27. Шамсутдинов, Р.С. Влияние сверхзвукового потока газа на тлеющий разряд / Б.А. Тимеркаев, Р.С. Шамсутдинов // Газоразрядная плазма и синтез наноструктур: Материалы I Всероссийской конференции с международным участием, г. Казань, 2-5 декабря 2020 года. - Казань: Общество с ограниченной ответственностью «Бук», 2020. - с. 98-101 - ISBN 978-5-00118-671-7. -EDN QQTCCM.

28. Ершов, А.П. Поперечные электрические разряды в сверхзвуковых потоках воздуха. Пространственно-временная структура и вольтамперные характеристики разряда / А.П. Ершов, О.С. Сурконт, И.Б. Тимофеев [и др.] // Теплофизика высоких температур. - 2004. - Т. 42. - № 5. - С. 669-675. - EDN OXLUCJ.

29. Ершов А.П., А.В. Калинин, О.С. Сурконт, И.Б. Тимофеев, В.М. Шиб-ков, В.А. Черников // ТВТ, 42:6 (2004), 856-864; High Temperature, 42:6 (2004), 865-874.

30. Gromov V.G., Levin V.A., Ershov A.P., Shibkov V.M. // High Temperature. 2006. Т. 44. № 2. P. 178.

31. Takuma Yokoyama, Shuhei Hamada, Shinji Ibuka, Koichi Yasuoka and Shozo Ishii. // Journal of Physics D: Applied Physics - 2005. Vol. 38. - P. 1684.

32. Naoki Shirai, Shinji Ibuka, Shozo Ishii // IEEE transactions on plasma science. 2008. Т. 36. №4. P. 960.

33. Fumiyoshi Tochikubo, Naoki Shirai, and Satoshi Uchida // Applied Physics Express 4. 2011. Vol.4 №5. P. 056001-1-056001-3.

34. Kentaro Tomita, Keiichiro Urabe, Naoki Shirai, Yuta Sato, Safwat Hassa-balla, Nima Bolouki, Munehiro Yoneda, Takahiro Shimizu, Kiichiro Uchino. // Japanese Journal of Applied Physics. 2016. Vol.55. P. 066101-1-066101-5.

35. Тимеркаев, Б.А. Поведение тлеющего разряда в установках плазменного напыления в распределенном сверхзвуковом потоке газа / Б.А. Тимеркаев, Б.Р. Залялиев, Б.Р. Каримов, Д.И. Исрафилов // Вестник КГТУ. 2013 г. №4. С. 198-291.

36. Сайфутдинов А.И., Б.А. Тимеркаев. // Инженерно-физический журнал, Том 85, №5, 2012, С.1104.

37. Кудрявцев А.А., А.В. Морин, Л.Д. Цендин. // 2008. ЖТФ, том 78, вып.8, г. С. 71.

38. Timerkaev, B.A. Longitudinal distribution of electrical parameters in normal glow discharge / B.A. Timerkaev, M.M. Ahmetov, B.R. Zalyaliev, O.A. Petrova and D.I. Israfilov // Journal of physics: conference series 567 (2014) 012036.

39. Каменщиков, С.А. Взаимодействие плазмы продольно - поперечного и плазмодинамического разрядов со сверхзвуковым воздушно - пропановым потоком: дисс. канд. физ.-мат. наук (спец. 01.04.08 - физика плазмы) / С.А. Каменщиков. - Москва, 2011 г. 125 с.

40. Залялиев, Б.Р. Управление внутренними характеристиками тлеющего разряда путем организации сверхзвукового потока газа: дисс. канд. техн. наук (спец. 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы) / Б.Р. Залялиев. - Казань, 2018 г. 133 с.

41. Сайфутдинова, А.А. Электрофизические и кинетические характеристики неравновесной плазмы барьерных и коронных разрядов: дисс. канд. техн. наук (спец. 1.1.9 Механика жидкости, газа и плазмы) / А.А. Сайфутди-нова. - Казань, 2021 г. 152 с.

42. Ершов А.П., Колесников Е.Б., Логунов А.А., Черников В. А., «Параметры электродных разрядов в сверхзвуковых потоках воздуха», ТВТ, 47:2 (2009), 183-192; High Temperature, 47:2 (2009), 165-174.

43. Bityurin V. et al. Hydrocarbon fuel ignition by electric discharge in highspeed flow // Proc. 4th Int. Workshop on Magnetoplasma Aerodynamics for Aerospace Applications. Moscow. - 2002. - С. 200.

44. Некоторые результаты исследований изменения статистического давления на плоскости и в каналах в сверхзвуковом потоке воздуха, содержащем пропан, при создании в нем продольного разряда / В.В. Иванов, В.В. Скворцов, Ю.Е. Кузнецов [и др.]. - Москва: Изд. отдел UAra, 2003. - 36 с. - (Препринт/ Центр. аэродинам. ин-т им. Н.Е. Жуковского (UAra)). - EDN QJMCGJ.

45. Ершов, A.n Импульсные электрические разряды в сверхзвуковых потоках газа / A.n Ершов, О.С. Сурконт, И.Б. Тимофеев и др. // Нелинейный мир. 2005. Т. 3. № 1-2. с. 54.

46. Витковский В.В., Грачев Л.П., Грицов Н.Н. и др. Экспериментальное исследование электрических разрядов постоянного тока в сверхзвуковых и дозвуковых потоках воздуха. - М.: Издат. отдел UATH, 1991. - 26 с. - (Труды / UATH им. Н. Е. Жуковского; вып. 2505).

47. Громов, В.Г. Поперечные электрические разряды в сверхзвуковых потоках воздуха. Моделирование эффектов, влияющих на нагрев газа в разрядном канале / В.Г. Громов, A.H Ершов, ВА. Левин, В.М. Шибков // Теплофизика высоких температур. - 2006. - Т. 44. - № 2. - С. 185-194. - EDN HTBBKL.

48. Двинин, СА. Моделирование разряда постоянного тока в поперечном сверхзвуковом потоке газа / CA. Двинин, A.H Ершов, И.Б. Тимофеев [и др.] // Теплофизика высоких температур. - 2004. - Т. 42. - № 2. - С. 181-191. - EDN OXKIPT.

49. Aлферов, В.И. Экспериментальное исследование характеристик электрического разряда в потоке воздухе / В.И. Aлферов, A.Q Бушмин, Б.В. Кала-чев // ЖЭТФ. 1966. Т. 51. № 5 (11).

50. Dvinin, S.A. Features of transversal gas discharge in a supersonic gas flow / S.A. Dvinin, A.P. Ershov, I.B. Timofeev, et al. // The 2nd workshop on MagnetoPlasma- Aerodynamics in Aerospace Applications. Moscow, 5-7 April 2000. Russian Academy of sciences, Institute of High Temperature of RAS. P. 169-174.

51. Фомин, В.М. Катодные явления в самостоятельном тлеющем разряде в сверхзвуковом потоке воздуха / В.М. Фомин, Т. Aлзиари Де Рокфор, A3.

Лебедев, А.И. Иванченко // Доклады Академии наук. - 2000. - Т. 374. - № 3. -С. 340-342. - EDN PMZCIQ.

52. Фомин В.М., Лебедев А.В., Иванченко А.И. // ДАН. 1988. Т. 361 № 1. С. 58-60.

53. Фомин В.М., Алзиари де Рокфор Т., Лебедев А.В., Иванченко А.И. // ДАН. 2000. Т. 370 №5 с. 623-626.

54. Иванченко А.И., Шепеленко А.А. // ЖТФ. 1981. Т. 51. В. 10 с. 2043-2049.

55. Тимеркаев, Б.А. Тлеющий разряд в поперечном сверхзвуковом потоке газа при пониженных давлениях / Б.А. Тимеркаев, Б.Р. Залялиев // Теплофизика высоких температур. - 2014. - Т. 52. - № 4. - С. 489. - DOI 10.7868/S0040364414040243. - EDN SJDKRH.

56. Галеев, И.Г. Модель положительного столба тлеющего разряда в потоке смеси газов / И.Г. Галеев, Б.А. Тимеркаев // ТВТ, 25:5 (1987), 857-864; High Temperature, 25:5 (1987), 613-619.

57. Галеев, И.Г. Особенности тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке газа / И.Г. Галеев, В.Е. Гончаров, Б.А. Тимеркаев, В.Г. Торопов, А.Х. Фасхут-динов // ТВТ, 28:5 (1990), 843-846; High Temperature, 28:5 (1990), 623-626.

58. Александров, А.Л. Взаимодействие поверхностного тлеющего разряда с потоком газа / А.Л. Александров, И.В. Швейгерт // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2010. - Т. 137. - № 5. - с. 966-972. - EDN NIUVRZ.

59. Юнусов, Р.Ф. Модель плазмы тлеющего разряда в потоке газа / Р.Ф. Юнусов // Современные научные исследования и инновации. - 2017. - № 3(71). - С. 11-18. - EDN YKRBKR.

60. Denisova, N.V. Transverse glow discharges in supersonic air and methane flows / N.V. Denisova, B.V. Postnikov, V.M. Fomin // Plasma physics reports. -2006. - т. 32. - №. 3. - с. 254-261.

61. Швейгерт, И.В. Особенности горения тлеющего разряда у поверхности в сверхзвуковом потоке газа при низком давлении / И.В. Швейгерт // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2010. - т. 137. - № 3. - с. 565-571. - EDN NIUTPJ.

62. Юнусов Р.Ф. Теоретическое исследование распределения концентрации электронов в положительном столбе тлеющего разряда с продольным потоком газа // Инженерно-физический журнал. - 1982. - т. 43, №4. с. 585.

63. Yunusov, R.F. Experimental study of voltage fluctuations in a glow discharge / R.F. Yunusov, M.M. Garipov // Journal of physics: conference series. - IOP Publishing, 2017. - т. 927. - №. 1. - с. 012077.

64. Galeev, I.G. Improving of stability of the volumetric glow discharge in the gas flow / I.G. Galeev, T.Y. Asadullin // Journal of physics: conference series. - IOP Publishing, 2017. - т. 789. - №. 1. - с. 012012.

65. Ivanchenko, A.I. Stabilization of a glow discharge in a gas stream for the excitation of extended active media / A.I. Ivanchenko, R.I. Soloukhin, Y.A. Yakobi // Soviet journal of quantum electronics. - 1975. - т. 5. - №. 4. - с. 419.

66. Velikhov, E.P. Glow discharge in a gas flow / E.P. Velikhov, V.S. Golubev, S.V. Pashkin // Soviet physics uspekhi. - 1982. - т. 25. - №. 5. - с. 340.

67. Akishev, Y.S. DC glow discharge in air flow at atmospheric pressure in connection with waste gases treatment / Y.S. Akishev et al. // Journal of physics d: applied physics. - 1993. - т. 26. - №. 10. - с. 1630.

68. Asadullin, T.Y. Combined method of stabilization of the glow discharge in gas flow / T.Y. Asadullin, I.G. Galeev // Journal of physics: conference series. - IOP Publishing, 2017. - т. 927. - №. 1. - с. 012003.

69. Brunet, H. Model for a glow discharge in flowing nitrogen / H. Brunet, J. Rocca-Serra // Journal of applied physics. - 1985. - т. 57. - №. 5. - с. 1574-1581.

70. Шамсутдинов, Р.С. Способ управления внутренними характеристиками тлеющего разряда и нанесение функциональных покрытий, и устройство для его осуществления / Р.С. Шамсутдинов, Б.А. Тимеркаев // Заявка на патент

2022113660 Российская Федерация; заявитель и патентообладатель КНИТУ-КАИ. - № 2022113660 / 05; заявл. 23.05.22.

71. Шамсиев, Э. Х. Расчет и моделирование истечения сверхзвукового потока газа из сопла Лаваля при изучении тлеющего разряда в сверхзвуковом потоке газа / Э.Х. Шамсиев, Р.С. Шамсутдинов // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве : Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 105-летию со дня рождения Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 16-17 декабря 2021 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2021. - С. 503-509. - EDN GRSPXH.

72. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: учебное пособие. В 10 т. Т. VI Гидродинамика. - 3-е издание, перераб. Глава II. Вязкая жидкость. § 23. Точные решения уравнений движения вязкой жидкости. Течения в диффузоре и конфузоре. - М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1986 - 736 с.

73. Кушнарев В.И., Лебедев В.И., Павленко В.А., Техническая термодинамика и теплопередача: учеб. для вузов В. И. Кушнырев, В. И. Лебедев, В. А. Павленко. - М.: Стройиздат, 1986. - 461.

74. Никифоров А.И., Термодинамика и теплопередача: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсовой работы / Университет ГА. С.- Петербург,2019.

75. Расчёт сверхзвукового течения газовой среды в ANSYS Fluent. / М-во образования и науки РФ, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П. Королева (нац. исслед. ун-т); сост. Л.С. Шаблий, А. В. Кривцов. - Самара, 2014. - 55 с.

76. Бадыкова, А. А. Способы изготовления сопла Лаваля при малых значениях диаметра критического сечения / А.А. Бадыкова // Актуальные проблемы науки в студенческих исследованиях : сборник материалов X Всероссийской студенческой научно-практической конференции, Альметьевск, 2529 ноября 2020 года / Альметьевский филиал Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. - Альметьевск: ООО «Конверт», 2020. - с. 109-112. - EDN CTLRZR.

77. Шамсутдинов, Р. С. Тлеющий разряд в неподвижном и подвижном газах / Р.С. Шамсутдинов // Профессиональные коммуникации в научной среде

- фактор обеспечения качества исследований: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, Альметьевск, 28 ноября 2019 года / Альметьевский филиал Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ. - Альметьевск: Общество с ограниченной ответственностью "КОНВЕРТ", 2019. - с. 40-45. - EDN HQKQKX.

78. Шамсутдинов, Р.С. Тлеющий разряд в продольном сверхзвуковом потоке / Б.А. Тимеркаев, Р.С. Шамсутдинов, Д.И. Исрафилов, Б.Р. Шакиров // Прикладная физика. - 2019. - № 6. - С. 34-41. - EDN KSVPVB.

79. Фатыхова, И.Р. Влияние потока газа на токовое пятно катода / И.Р. Фатыхова, Р.С. Шамсутдинов // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве: Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 105-летию со дня рождения Р.Е. Алексеева, Нижний Новгород, 16-17 декабря 2021 года.

- Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2021. - с. 497-502. - EDN HRFITM.

80. Shamsutdinov, R.S. Spatial structure of gas dynamic characteristics in a glow discharge with a supersonic axisymmetric gas flow / B.A. Timerkaev, O.A. Petrova, R.S. Shamsutdinov, A.I. Sayfutdinov // Journal of physics: conference series: 2, Virtual, Online, 01-04 декабря 2021 года. - Virtual, Online, 2022. - P. 012047. - DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012047. - EDN OMMXPP.

81. Deconinck, Thomas, Shankar Mahadevan, and Laxminarayan L. Raja. «Simulation of direct-current surface plasma discharge phenomena in high-speed flow actuation» IEEE transactions on plasma science 35.5 (2007): 1301-1311. https://doi.org/10.1109/TPS.2007.903842.

82. Houpt, Alec, Brock Hedlund, Sergey Leonov, Timothy Ombrello, and Campbell Carter. "Quasi-DC electrical discharge characterization in a supersonic

flow." Experiments in Fluids 58.4 (2017): 1-17. https://doi.org/10.1007/s00348-016-2295-5.

83. Bianchi, G., B. H. Saracoglu, G. Paniagua, and T. Regert. "Experimental analysis on the effects of DC arc discharges at various flow regimes." Physics of Fluids 27.3 (2015): 036102. https://doi.org/10.1063/1.4914868.

84. Bletzinger, P. Plasmas in high speed aerodynamics / P. Bletzinger, B.N. Ganguly, D.Van Wie, and A. Garscadden // Journal of physics d: applied physics 38.4 (2005): R33. https://doi.org/10.1088/0022-3727/38/4/R01.

85. Surzhikov, S.T. Computational physics of electric discharges in gas flows / S.T. Surzhikov // Computational physics of electric discharges in gas flows de Gruyter, 2012. https://doi.org/10.1515/9783110270419.

86. Starikovskiy, A. Nonequilibrium plasma aerodynamics / А. Starikovskiy and N. Aleksandrov // Rijeka: INTECH Open Access Publisher, 2011. https://doi.org/10.5772/22396.

87. Knight, D. Survey of aerodynamic drag reduction at high speed by energy deposition / D. Knight // Journal of propulsion and power 24.6 (2008): 1153-1167. https://doi.org/10.2514/L24595.

88. Ershov, A.P. Transverse electric discharges in supersonic air flows: Mechanisms of discharge propagation and instability/ A.P. Ershov, O.S. Surkont, I.B. Timofeev, V.M. Shibkov and V.A. Chernikov // High temperature 42.4 (2004): 516522.

89. Shamsutdinov, R.S. The influence of supersonic gas stream on spatial structure of glow discharge / B.A. Timerkaev, R.S. Shamsutdinov // Journal of physics: conference series: 11, Kazan, 05-08 ноября 2019 года. - Kazan, 2020. - P. 012061. - DOI 10.1088/1742-6596/1588/1/012061.

90. Larin, O.B. Separation of a turbulent supersonic boundary layer with heat supply ahead of a flat step / O.B. Larin and V.A. Levin // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics 56.3 (2015): 420-425. https://doi.org/10.15372/PMTF20150311.

91. Zalyaliev, B. R. The possibilities of control of the characteristics of a glow discharge by using the organization of supersonic gas flow / B.R. Zalyaliev, B.A. Timerkaev and I.I. Amirzyanov // Journal of physics: conference series. Vol. 927. No. 1. IOP Publishing, 2017. https://doi.org/10.1088/m2-6596/927A/012079.

92. Bityurin, V.A. Numerical simulation of an electric discharge in supersonic flow / V.A. Bityurin, A.N. Bocharov and N.A. Popov // Fluid Dynamics 43.4 (2008): 642-653. https://doi.org/10.1134/S0015462808040170.

93. Rafatov, Ismail. Transition from homogeneous stationary to oscillat-ing state in planar gas discharge-semiconductor system in nitrogen: Effect of fluid modelling approach / Ismail Rafatov and Yesil Cihan // Physics of Plas-mas 25.8 (2018): 082107. https://doi.org/10.1063Z1.5042352.

94. Saifutdinov, A.I. Unified simulation of different modes in atmospheric pressure DC discharges in nitrogen / A.I. Saifutdinov // Journal of Applied Physics 129.9 (2021): 093302. https://doi.org/10.1063/5.0033372.

95. Levko D. Dynamics of subnormal regime in a direct-current nitrogen micro-discharge / D. Levko, V. Subramaniam and L.Raja. Laxminarayan // Physics of plasmas 29.2 (2022): 023503. https://doi.org/10.1063/5.0075763.

96. Akishev, Yu. On basic processes sustaining constricted glow discharge in longitudinal N2 flow at atmospheric pressure / Yu. Akishev, M. Grushin, V. Karal-nik, A. Petryakov and N. Trushkin // Journal of Physics D: Applied Physics 43.21 (2010): 215202. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/21/215202.

97. Lebedev, Yu A. Modeling of the electrode microwave discharge in nitrogen / Yu.A. Lebedev, A.V. Tatarinov and I.L. Epstein // Plasma Sources Science and Technology 16.4 (2007): 726. https://doi.org/10.1088/0963-0252/16/4/006.

98. Saifutdinov, A.I. Features of transient processes in DC microdischarges in molecular gases: from a glow discharge to an arc discharge with a unfree or free cathode regime / A.I. Saifutdinov, B.A. Timerkaev & A.A. Saifutdinov // Jetp Lett. 112, 405-412 (2020).

99. Hagelaar, G. J. M. Solving the Boltzmann equation to obtain electron transport coefficients and rate coefficients for fluid models / G.J.M. Hagelaar and

L.C. Pitchford // Plasma sources science and technology 14.4 (2005): 722 https://doi.org/10.1088/0963-0252/14/4Z011.

100. Phelps database, private communication, www.lxcat.net, retrieved on March 19, 2020.

101. Сайфутдинов, А. И. Особенности переходных процессов в микроразрядах постоянного тока в молекулярных газах: от тлеющего разряда в дугу с несвободным или свободным режимом катода / А. И. Сайфутдинов, Б. А. Ти-меркаев, А. А. Сайфутдинова // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2020. - Т. 112, № 7-8(10). - С. 443-450. - DOI 10.31857/S1234567820190039. - EDN YRUCJU.

102. Сайфутдинова, А. А. Численное исследование поверхностного барьерного разряда в воздухе атмосферного давления / А. А. Сайфутдинова, Б. А. Тимеркаев, А. И. Сайфутдинов // Известия вузов. Физика. - 2019. - Т. 62, № 11(743). - С. 50-54. - EDN OGCKJN.

103. Raizer Yu. P., and Allen J. E. Gas discharge physics. Vol. 1. Berlin: Springer, 1991.

104. Фомин, В.М. Пространственно-энергетические характеристики электрического разряда в сверхзвуковом потоке газа / В.М. Фомин, А.В. Лебедев, А.И. Иванченко // Доклады Академии наук. - 1998. - т.361, N 1. - с.58-60.

105. Фомин, В.М. Самостоятельный тлеющий разряд в гиперзвуковом потоке воздуха / В. М. Фомин, Т. Алзиари Де Рокфор, А. В. Лебедев, А. И. Иванченко // Доклады Академии наук. - 2000. - т. 370. - № 5. - с. 623-626. - EDN XMNGUD.

106. Shamsutdinov, R.S. Control of the distribution of the internal characteristics of the discharge using supersonic gas pumping / B.A. Timerkaev, O.A. Petrova, R.S. Shamsutdinov, A.I. Sayfutdinov // Journal of Physics: conference series: 2, virtual, online, 01-04 декабря 2021 года. - virtual, online, 2022. - P. 012046. - DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012046. - EDN ROTMLU.

107. Shamsutdinov, R.S. Electric Arc synthesis of silicon nanostructures / B.A. Timerkaev, V.Y. Turutin, V.S. Feltsinger [et al.] // Journal of physics: conference

series: 2, virtual, online, 01-04 декабря 2021 года. - virtual, online, 2022. - P. 012048. - DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012048. - EDN FBLPAX.

108. Shamsutdinov, R.S. Production of hydrogen from heavy hydrocarbons / B.A. Timerkaev, B.R. Shakirov, A.A. Zalyalieva [et al.] // Journal of physics: conference series: 2, virtual, online, 01-04 декабря 2021 года. - virtual, online, 2022. - P. 012049. - DOI 10.1088/1742-6596/2270/1/012049. - EDN XXAKRT.

109. Shamsutdinov, R.S. Micro-arc method for the synthesis of silicon nanostructures / A.A. Kaleeva, B.A. Timerkaev, R.S. Shamsutdinov [et al.] // Journal of physics: conference series: 1, Kazan, 02-05 декабря 2020 года. - Kazan, 2021. - P. 012012. - DOI 10.1088/1742-6596/1870/1/012012. - EDN XADSHS.

110. Shamsutdinov, R.S. Production of silicon coatings by plasma-arc method / A.A. Kaleeva, B.A. Timerkaev, O.A. Petrova [et al.] // Journal of physics: conference series: 1, Kazan, 02-05 декабря 2020 года. - Kazan, 2021. - P. 012014. - DOI 10.1088/1742-6596/1870/1/012014. - EDN OJZKYU.

111. Тимеркаев, Б.А. Влияние сверхзвукового потока газа на пространственную структуру тлеющего разряда / Б.А. Тимеркаев, Р.С. Шамсутдинов // Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий: Материалы 11-й Междунар. науч.-техн. конф., г. Казань, 24-27 декабря 2019 г., г. Казань: Издательство Казанского университета, 2020.с 65-70.

112. Shamsutdinov, R.S. Controlling the structure of a glow discharge by supersonic gas flow / R.S. Shamsutdinov, B.A. Timerkaev, O.A. Petrova, A.I. Say-futdinov // Physics of plasmas 29, 120702 (2022); https://doi.org/ 10.1063/5.0093725.