Воспламенение и стабилизация горения углеводородного топлива в высокоскоростных воздушных потоках в условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат наук Копыл, Павел Владимирович

• Копыл, Павел Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Копыл, Павел Владимирович

Оглавление

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2ЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

§2.1. Экспериментальная установка для изучения внешнего горения жидкого углеводородного топлива, инжектируемого в дозвуковой воздушный поток

§ 2.2. Аэродинамические каналы, используемые для

исследования внутреннего горения сверхзвуковых пропан-воздушных потоков

ГЛАВА 3. Методы диагностики параметров пламени в условиях плазменно-стимулированного горения высокоскоростных потоков воздушно-углеводородного топлива

§3.1. Диагностический комплекс

§ 3.2. Спектроскопический метод измерения температуры газа по разрешенной вращательной структуре молекулярных полос

§ 3.3. Метод определения колебательной температуры

молекулярной плазмы

§ 3.4. Метод определение температуры газа по неразрешенной

вращательной структуре молекулярных полос

§ 3.5. Определение температуры пламени по току насыщения на

двойной накаленный зонд

§ 3.6. Определение температуры пламени по сплошному спектру, испускаемому накаленным вольфрамовым стержнем

§ 3.7. Определение концентрации электронов по штарковскому уширению спектральных линий бальмеровской серии водорода

§ 3.8. Определение полноты сгорания в условиях плазменно-стимулированного горения воздушно-углеводородных топлив

ГЛАВА 4. Стабилизация с помощью программированного сверхвысокочастотного разряда горения жидкого спирта, инжектируемого в капельной фазе в дозвуковой воздушный поток

§4.1. Динамика разряда в высокоскоростном воздушном потоке

§ 4.2. Стабилизация горения жидкого спирта в трансзвуковом потоке воздуха в условиях программированного СВЧ разряда

§ 4.3. Параметры пламени при горении жидкого спирта в условиях программированного разряда в

высокоскоростном воздушном потоке

§ 4.4. Плазменно-стимулированное горение многокомпонентного

топлива

ГЛАВА 5. Стабилизация сверхзвукового горения пропан-

воздушного топлива внутри аэродинамического канала в условиях низкотемпературной плазмы

§5.1. Плазменно-стимулированное сверхзвуковое горение

пропан-воздушного топлива внутри аэродинамического канала

§ 5.2. Параметры плазмы электродного разряда, создаваемого в высокоскоростном воздушном и пропан-воздушном потоках внутри аэродинамического канала

§ 5.3. Параметры сверхзвукового горения пропан-воздушного

топлива внутри аэродинамического канала

§ 5.4. Пространственно-временное распределение температуры пламени в аэродинамическом канале в условиях сверхзвукового горения пропан-воздушного топлива

§ 5.5. Сила тяги, возникающая при сверхзвуковом горении

пропан-воздушного топлива в аэродинамическом канале с присоединенным воздуховодом

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Воспламенение и стабилизация горения углеводородного топлива в высокоскоростных воздушных потоках в условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы»

Введение

Актуальность темы. В настоящее время в российской и мировой науке все большую актуальность приобретают исследования в области сверхзвуковой плазменной аэродинамики, что связано с технологией создания новых видов высокоскоростных транспортных и космических систем. Для развития современной авиации, предназначенной для высоких скоростей полета, требуется поиск и разработка инновационных фундаментальных методов, позволяющих обеспечивать быстрое объемное воспламенение и управление процессом горения углеводородного топлива в камере сгорания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя [1-8]. Для его эффективного функционирования необходимо, чтобы скорость потока рабочего тела в камере сгорания превышала сверхзвуковую. Однако при таких скоростях невозможно осуществить стабилизацию и полное сгорание топлива внутри камеры сгорания. Для решения этой проблемы осуществляют нагрев рабочего тела за счет кинетической энергии набегающего потока воздуха, но при скорости летательного аппарата М— 6 температура заторможенного рабочего тела в двигателе достигает 2200 К, а с учетом трения и скачков уплотнения в реальном процессе - еще выше. При этом дальнейший нагрев рабочего тела за счет сжигания топлива становится проблематичным из-за ограничений, накладываемых термической стойкостью конструкционных материалов двигателя. Для сверхзвуковых летательных аппаратов, оснащенных прямоточным воздушно-реактивным двигателем, скорость полета с числом Маха М= 5 считается предельной. Одним из новых решений данной проблемы является использование газовых разрядов с целью направленного воздействия на поток с помощью локального выделения в нем дополнительной энергии, способствующей полному сжиганию топлива в достаточно коротких камерах сгорания длиной Ь ~ 0.5 м при умеренных температурах воздушно-углеводородного топлива 1000 К.

Работа относится к приоритетному для Российской Федерации направлению - авиационно-космические и гиперзвуковые системы, связанному с технологией создания новых видов высокоскоростных транспортных и космических систем. Разработки гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей, ведущиеся уже более тридцати лет, в последнее время вышли на качественно новый уровень — создаются экспериментальные образцы силовых установок, на основе которых в течение ближайшего десятилетия планируется разработать перспективные пилотируемые системы, работоспособные в широком диапазоне полетных чисел Маха. Проблема, на решение которой направлены исследования, связана с нахождением новых способов повышения эффективности сверхзвукового горения воздушно-углеводородного топлива за счет разработки физических принципов применения новых плазменных технологий для целей уменьшения времени воспламенения горючего, увеличения полноты сгорания и стабилизации сверхзвукового горения. В условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы возможен режим горения, когда наработка активных частиц практически на всем протяжении реакции осуществляется электронным ударом. Методы управления горением воздушно-углеводородных потоков, основанные на генерации электрических разрядов, представляются в настоящее время наиболее перспективными [9, 10]. Применение комбинированных разрядов [11, 12] может обеспечить необходимую скорость и интенсивность горения.

Диссертация посвящена изучению возможности применения неравновесной низкотемпературной плазмы для воспламенения и стабилизации горения углеводородного топлива в высокоскоростных воздушных потоках.

Фундаментальной научной проблемой, на решение которой направлены исследования, является разработка способов повышения эффективности сгорания сверхзвуковых воздушно-углеводородных потоков,

основанных на новейших физико-химических принципах применения плазменных технологий для целей уменьшения времени воспламенения горючего, стабилизации горения и увеличения полноты сгорания свободных высокоскоростных потоков воздушно-углеводородного топлива.

Целью диссертационной работы является экспериментальное изучение процессов, протекающих в условиях инициированного низкотемпературной газоразрядной плазмой сверхзвукового горения воздушно-углеводородного топлива.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

1. Создание на основе новых и модифицированных стандартных контактных и бесконтактных методов диагностического комплекса, необходимого для измерения в масштабах реального времени параметров плазмы и пламени, возникающего при плазменно-стимулированном горении газообразных и жидких углеводородных топлив, а также определения полноты их сгорания в условиях сверхзвуковых воздушных потоков.

2. Разработка основанной на передовых достижениях физики плазмы, газовой динамики и физической химии инновационной плазменной технологии управления процессом горения воздушно-углеводородного топлива в условиях сверхзвукового потока.

3. Реализация в свободном пространстве и внутри аэродинамического канала стабилизации сверхзвукового горения углеводородного топлива в газообразной и жидкой (спрей) фазах.

4. Изучение процессов, протекающих в условиях инициированного низкотемпературной газоразрядной плазмой сверхзвукового горения воздушно-углеводородных топлив.

5. Определение полноты сгорания высокоскоростных потоков пропан-воздушного, спирт-воздушного и пропан-спирт-воздушного топлива в условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись как бесконтактные, так и контактные диагностические методы. Исследования проводились с временным и пространственным разрешением с помощью созданного диагностического комплекса, состоящего из монохроматоров и спектрографов с цифровой регистрацией спектра; блока зондовой диагностики с цифровой регистрацией вольт-амперных характеристик; датчиков давления; термопар; тензодатчиков; теневой установки; рефракционных лазерных датчиков; накаливаемого потоком пламени электрического зонда; системы измерения проводимости пламени; электронных датчиков измерения концентраций пропана, углекислого газа, температуры, абсолютной и относительной влажности; цифровых фотоаппаратов; высокоскоростной цифровой видеокамеры; цифровых осциллографов; компьютеров.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработан и создан диагностический комплекс, позволяющий в масштабах реального времени проводить измерения пространственно-временной эволюции характеристик газоразрядной плазмы и пламени, возникающего при плазменно-стимулированном горении воздушно-углеводородного топлива;

- впервые в условиях программированного разряда, представляющего собой комбинацию поверхностного СВЧ-разряда и разряда постоянного тока, реализовано быстрое плазменно-стимулированное воспламенение спирта, вводимого в капельной (в виде спрея) фазе в дозвуковой (М=0.3-0.9) воздушный поток;

- впервые показано, что в процессе перехода от разряда в воздушном потоке к стабилизации горения жидкого углеводородного топлива резко изменяются внешний вид и вольтамперная характеристика разряда, спектр излучения и интегральная интенсивность свечения пламени, тепловой поток, концентрация электронов, интенсивность излучения

гидроксила, временные зависимости разрядного тока и особенно напряжения на разрядном промежутке;

- впервые показано, что полнота сгорания заранее не активированного жидкого спирта при стабилизации его горения в условиях комбинированного разряда, создаваемого в высокоскоростных воздушных потах, достигает 80 % и более в зависимости от подводимой мощности и скорости потока, причем горение происходит при температуре пламени порядка 2000 К.

- впервые осуществлена стабилизация плазменно-стимулированного горения многокомпонентного спирт-пропан-воздушного топлива на поверхности диэлектрической пластины, обтекаемой дозвуковыми и сверхзвуковыми воздушными потоками и проведено исследование этого явления;

- реализована в условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы стабилизация горения сверхзвукового пропан-воздушного потока внутри гладкого (без застойных зон) расширяющегося аэродинамического канала;

- определены пространственно-временные распределения концентрации электронов внутри аэродинамического канала, а также температуры пламени внутри и на выходе расширяющегося гладкого канала, моделирующего камеру сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя;

- показано, что без использования застойных зон низкотемпературная газоразрядная плазма является стабилизатором горения высокоскоростных холодных потоков углеводородного топлива.

На основе полученных результатов была разработана инновационная плазменная технология для ее применения при конструировании новых схем прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Отличительной особенностью и преимуществом проведенных исследований является

комплексный, междисциплинарный и инновационный подход к решению проблемы управления процессом сверхзвукового горения воздушно-углеводородного топлива в условиях, приближенных к камере сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя.

Достоверность результатов. Экспериментальные результаты получены на различных экспериментальных установках. Достоверность результатов обеспечена использованием широкого спектра различных диагностических методов. Причем полученные различными методами данные находятся в хорошем соответствии между собой, а также с результатами других групп исследователей. Это позволяет считать полученные результаты полностью обоснованными и достоверными.

Практическая ценность работы. Полученные в работе результаты могут служить основой для понимания и объяснения влияния низкотемпературной газоразрядной плазмы на физико-химические процессы, ответственные за быстрое воспламенение и стабилизацию горения сверхзвуковых потоков углеводородного топлива. Результаты диссертации представляют не только академический интерес, но и являются научной базой для выработки рекомендаций по использованию газоразрядной плазмы при создании летательных аппаратов нового поколения, в частности, для быстрого воспламенения и стабилизации горения сверхзвуковых потоков воздушно-углеводородного топлива. Практическая реализация и внедрение быстрого плазменно-стимулированного воспламенения сверхзвуковых воздушно-углеводородных потоков и оптимизация режима горения топлива позволит существенно уменьшить продольные размеры камеры сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя, снизить вес двигателя, увеличить эффективность его работы, и, соответственно, увеличить долю массы полезной нагрузки, что снизит стоимость эксплуатации летательных аппаратов.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Разработанный и экспериментально апробированный диагностический комплекс измерения в масштабах реального времени пространственно-временных параметров пламени, возникающего в условиях плазменно-стимулированного горения высокоскоростных потоков воздушно-углеводородных топлив.

2. Экспериментальная реализация стабилизации плазменно-стимулированнош горения многокомпонентных (воздух-спирт, воздух-пропан, воздух-спирт-пропан) топлив на поверхности диэлектрической пластины, обтекаемой дозвуковыми и сверхзвуковыми воздушными потоками.

3. Стабилизация с помощью низкотемпературной газоразрядной плазмы горения сверхзвукового пропан-воздушного потока внутри гладкого (без застойных зон) расширяющегося аэродинамического канала.

4. Полученный с использованием созданного диагностического комплекса набор пространственно-временных распределений параметров плазмы и пламени, возникающего при сверхзвуковом горении воздушно-углеводородного топлива.

5. Реализованная в условиях комбинированного разряда полнота сгорания пропана, достигающая 95-100% в дозвуковом воздушном потоке, и 9095% в условиях сверхзвуковых потоков, а также полнота сгорания заранее не активированного спирта, равная 80 %.

6. Близкое к максимально возможной величине значение тяги, зафиксированное при сжигании пропан-воздушного топлива внутри снабженного выходным соплом расширяющегося аэродинамического канала с присоединенным воздуховодом при атмосферном давлении окружающего воздуха.

7. Комплекс экспериментальных результатов, свидетельствующий об эффективности предложенного плазменного метода для реализации

сжигания топлива внутри аэродинамического канала, моделирующего условия в камере сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя.

Личный вклад автора. В диссертации приведены результаты, полученные непосредственно автором или при его активном участии. Диссертант лично проводил как экспериментальные измерения, так и обработку полученных данных. Совместно с соавторами непосредственно участвовал в написании научных статей, а также в подготовке и представлении устных и стендовых докладов на научных конференциях. Вклад соискателя в работы, написанные в соавторстве и вошедшие в диссертацию, является определяющим. Автором проведены экспериментальные исследования влияния плазменных эффектов на процесс стабилизации горения в условиях плазмы поперечного по отношению к потоку электродного разряда, а также комбинированного СВЧ-разряда. Квалификационная ценность исследований признана российским и международным научными сообществами. Результаты, полученные автором и вошедшие в диссертацию, являлись базовыми для отчетов по грантам РФФИ (№ 08-02-01251-а, № 11-02-01091-а), по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН (Р-09) «Исследование вещества в экстремальных условиях» и гранту CRDF (№ RUP-1514-МО-Об).

Апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы докладывались лично автором на 15 российских и международных конференциях: на 13th International Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics, 2014, Moscow, Russia; на XLI Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, 2014, Звенигород, Россия; на научной конференции «Ломоносовские чтения». Секция физики.

МГУ, физический факультет, 2014, Москва, Россия; на 51st AIAA Aerospace

th

Sciences Meeting, 2013, Grapewine, Texas, USA; на 12 International Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics, 2013, Moscow, Russia; на научной

конференции «Ломоносовские чтения». Секция физики. МГУ, физический факультет, 2013, Москва, Россия; на 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting, 2012, Nashville, Tennessee, USA; на 11th International Workshop on MagnetoPlasma Aerodynamics, 2012, Moscow, Russia; на VIII International Workshop Microwave Discharges: Fundamentals and Applications (MD-8), 2012, Zvenigorod, Russia; на научной конференции «Ломоносовские чтения». Секция физики. МГУ, физический факультет, 2012, Москва, Россия; на 10th International Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics, 2011, Moscow, Russia; на научной конференции «Ломоносовские чтения». Секция физики. МГУ, физический факультет, 2011, Москва, Россия; на 8th International Workshop «Strong Microwaves and Terahertz Waves Sources and Applications», 2011, Nizhny Novgorod, Russia; на XXXVIII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, 2011, Звенигород, Россия; на XXXV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, 2008, Звенигород, Россия.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость работы, достоверность полученных результатов и личный вклад автора, а также приведены сведения об апробации работы и публикациях. Приведено краткое описание работы.

В первой главе диссертации кратко анализируются работы, посвященные экспериментальному изучению влияния низкотемпературной газоразрядной плазмы на воспламенение воздушно-углеводородных топлив в высокоскоростных потоках, а также математическому моделированию плазменно-стимулированного горения различных углеводородов.

Во второй главе диссертации описываются экспериментальные стенды, на которых проводились исследования. На первой установке изучался процесс воспламенения и стабилизации плазменно-стимулированного горения углеводородного топлива с помощью

комбинированного разряда на внешней поверхности диэлектрической пластины, обтекаемой дозвуковыми и сверхзвуковыми воздушными потоками. Установка состоит из вакуумной камеры, системы для создания сверхзвукового воздушного потока, ресивера высокого давления воздуха, ресивера высокого давления пропана, систему для смешивания пропана с воздухом, системы инжекции жидкого углеводородного топлива, магнетронного генератора, системы для ввода СВЧ-энергии в камеру, аэродинамического канала прямоугольного сечения, высоковольтного источника питания для создания разряда постоянного тока, системы синхронизации и диагностической аппаратуры. Основой экспериментальной установки является откачиваемая металлическая цилиндрическая барокамера. Внутренний диаметр вакуумной камеры равен 1 м, ее длина равна 3 м. Вакуумная система позволяет проводить исследования в широком диапазоне давлений р= 10-760 Тор. Сверхзвуковой поток создается при заполнении барокамеры воздухом через профилированное сопло Лаваля, установленное на выходной трубке электромеханического клапана. В экспериментах можно было изменять секундные массовые расходы воздуха от 25 г/с до 150 г/с, пропана от 1 г/с до 6 г/с и спирта от 0.5 г/с до 2.5 г/с. Эквивалентное отношение а для пропана, равное отношению доли пропана в топливе к его доли в стехиометрической смеси, изменялось от 0.5 до 2.

СВЧ-разряд используется для предварительного создания плазмы и быстрого воспламенения. Источником СВЧ-излучения служит импульсный магнетронный генератор сантиметрового диапазона длин волн, имеющий следующие характеристики: длина волны Я = 2.4 см; импульсная СВЧ-мощность JF<75kBt; длительность импульсов т— 5-150 мкс; скважность Q= 1000, при этом средняя СВЧ-мощность не превышает 100 Вт. Для создания комбинированного разряда наряду с мощным СВЧ-генератором используется источник питания постоянного тока с выходным напряжением U =2.5-5.5 кВ, обеспечивающий разрядный ток /= 1-15 А при длительности

импульса т= 0.1-2 с. Параметры источника позволяют создавать электродный разряд постоянного тока в сверхзвуковом потоке при подводимой мощности до 10 кВт. Система синхронизации позволяет вводить воздух, жидкое углеводородное топливо, пропан или пропан-воздушную смесь в аэродинамический канал с фиксированными задержками по отношению друг к другу, а также позволяет создавать поверхностный СВЧ-разряд в режиме одиночного импульса, в импульсно-периодическом режиме или в программированном режиме. При этом возможно изменять в широком диапазоне длительность, число и частоту следования импульсов.

В первых экспериментах по использованию газоразрядной плазмы для стабилизации внутреннего горения высокоскоростного пропан-воздушного потока при атмосферном давлении окружающего воздуха использовался короткий аэродинамический канал, продольный размер которого меньше 10 см. Экспериментально показано, что топливо не успевает полностью сгореть внутри этого канала, а полнота сгорания не превышает 30 %. Для того чтобы повысить эффективность горения, необходимо было увеличить время нахождения топлива внутри камеры сгорания, т.е. либо уменьшить скорость потока, что для нас неприемлемо, либо увеличить продольные размеры канала. Были разработаны и изготовлены новые гладкие (без застойных зон) аэродинамические каналы прямоугольного сечения. Чтобы избежать их запирания при плазменно-стимулированном горении воздушно-углеводородного топлива в высокоскоростном потоке каналы были с переменным сечением, причем отношение выходного сечения к входному Зг/З1! = 5, 8 и 12. Продольная длина каналов соответственно 70, 60 и 50 см.

В третьей главе диссертации представлено описание разработанного и созданного на базе современного оборудования автоматизированного диагностического комплекса, позволяющего в масштабах реального времени проводить как бесконтактными, так и контактными методами измерения пространственно-временной эволюции характеристик не только

газоразрядной плазмы, но и пламени, возникающего при плазменно-стимулированном горении воздушно-углеводородного топлива. Комплекс включает в себя широкий набор методов исследования, как стандартных, применяемых в различных лабораториях при исследовании свойств газоразрядной плазмы, так и разработанных в нашей лаборатории для диагностики плазменных систем, создаваемых в высокоскоростных потоках воздуха и в воздушно-углеводородных смесях. Процесс плазменно-стимулированного воспламенения и горения углеводородов фиксируется с использованием цифрового фотоаппарата D50, цифровой видеокамеры «Nokia» и цифровой видеокамеры «ВидеоСпринт» с электронно-оптическим наносекундным затвором. При последующем воспроизведении изображений на мониторе компьютера можно измерять размеры области горения, фиксировать момент начала воспламенения и определять пространственно-временную эволюцию процесса горения. Спектр излучения пламени фиксируется с помощью цифрового двухканального спектрографа «AvaSpec-2048-2-DT». Температура газа определяется из сравнения экспериментально измеренных и синтезированных молекулярных полос N2, CN и СН. При воспламенении и горении воздушно-углеводородных топлив температура пламени на выходе их зоны горения определяется по току термоэлектронной эмиссии, возникающему при разогреве двойного вольфрамового зонда, помещенного в горячий поток, а также по сплошному спектру, испускаемому накаленным вольфрамовым стержнем. Для визуализации ударных волн и газодинамических возмущений, возникающих при воспламенении углеводородного горючего, используется импульсная теневая установка. Динамика воспламенения углеводородов изучается также с помощью оптических рефракционных датчиков и коллимированных фотоэлектронных умножителей. Изменение тепловых потоков, идущих от области пространства, в которой создается программированный СВЧ-разряд, приводящий к воспламенению углеводородного топлива, регистрируется с

помощью термопар. В экспериментах факт воспламенения и стабилизации горения высокоскоростного потока углеводородного топлива определяется по резкому изменению интенсивности свечения гидроксила ОН и полос СКГ, по изменению общего вида разряда, по изменению временного хода импульса разрядного тока и особенно импульса напряжения на разрядном промежутке. При стабилизации горения резко уменьшаются колебания напряжения на разрядном промежутке, а после прекращения подачи горючего сильные колебания напряжения восстанавливаются. Концентрация заряженных частиц в областях пространства, расположенных вниз по потоку на различных расстояниях от области горения, измеряется с помощью симметричных двойных зондов, а также по поглощению зондирующего маломощного микроволнового излучения. Концентрация электронов в плазме поверхностного СВЧ-разряда и в каналах пульсирующего электродного разряда определяется спектроскопическим методом по регистрации штарковского уширения спектральных линий бальмеровской серии водорода. Полнота сгорания углеводородного топлива определялась по измерению концентраций пропана, спирта, углекислого газа, паров воды, по изменению абсолютной и относительной влажности воздуха, по повышению давления и температуры воздуха в закрытой барокамере после реализации горения.

Созданный диагностический комплекс позволяет в масштабах реального времени получать одновременно различными методами, подтверждающими друг друга, данные о нескольких параметрах, характеризующих процесс сверхзвукового горения воздушно-углеводородного топлива, например, о температуре пламени, степени ионизации, полноте сгорания и др. Это дает уверенность в надежности проводимых измерений.

В четвертой главе диссертации изучается плазменно-стимулированное горение газообразных и жидких углеводородов в условиях

высокоскоростных воздушных потоков, обтекающих диэлектрическую пластину, на поверхности которой создается программированный СВЧ-разряд.

В условиях импульсного самостоятельного разряда сверхзвуковое горение свободных воздушно-углеводородных потоков происходит только в течение длительности импульса, и пламя срывается, как только подвод энергии прекращается. Для стационарного горения при использовании нестационарной низкотемпературной плазмы необходимо оптимизировать режим инициации импульсного разряда, т.е. величину вкладываемой в плазму энергии, длительность и частоту следования импульсов. Это может быть осуществлено при создании разряда в режиме программированного импульса [11]. В программированном режиме пробой газа и создание плазмы осуществляется с помощью мощного короткого одиночного импульса, или серии коротких мощных импульсов, а поддержание образующейся плазмы и вклад энергии в плазму происходит в течение длительного маломощного импульса, следующего с некоторой временной задержкой после первого импульса, или после серии коротких мощных импульсов.

В условиях программированного разряда, представляющего собой комбинацию поверхностного СВЧ-разряда и разряда постоянного тока, реализована стабилизация плазменно-стимулированного горения спирта, вводимого в дозвуковой (М=0.3-0.9) воздушный поток в капельной (в виде спрея) фазе. Показано, что в процессе перехода от разряда в воздушном потоке к стабилизации горения жидкого углеводородного топлива резко изменяются внешний вид и вольтамперная характеристика разряда, спектр излучения и интегральная интенсивность свечения пламени, тепловой поток, концентрация электронов, интенсивность излучения гидроксила, временные зависимости разрядного тока и особенно напряжения на разрядном промежутке. Полнота сгорания жидкого спирта при стабилизации горения достигает 80 % и более в зависимости от подводимой мощности, причем

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Копыл, Павел Владимирович, 2014 год

Список литературы.

1. В.М.Акимов, В.И.Бакулев, Р.И.Курзинер, В.В.Поляков, В.А.Сосунов, С.М.Шляхтенко. Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей. Учебник для вузов. Под редакцией С. М. Шляхтенко. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1987. 568 с.

2. Г.Н.Абрамович. Прикладная газовая динамика. Издание 4-е. Издательство Наука. Главная редакция физико-математической литературы. Москва. 1976.

3. Черный Г.Г. Течения газа с большой сверхзвуковой скоростью, М., 1959.

4. Артёмов О.А. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели (расчёт характеристик). - Монография. Компания спутник, Москва, 2006 г.

5. Бондарюк М.М. Ильяшенко С.М. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели. Государственное издательство оборонной промышленности, Москва, 1958 г.

6. Зуев B.C., Макарон B.C. Теория прямоточных и ракетно-прямоточных (авиационных) двигателей. М., 1971.

7. Горение в сверхзвуковом потоке. - Новосибирск, 1984.

8. Энциклопедия современной авиации. Г.П.Свищев. Значительное расширение диапазона работы ГПВРД.

http://www.vonovke.ru/s/giperzvukovoy_pryamotochnyiy_vozdushno-reaktivnyiy_dvigatel

http://www.vonovke.ru/s/giperzvukovoy_pryamotochnyiy_vozdushno-reaktivnyiy_dvigatel_-_teoriya Авиация. Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель - История. 22 января 2011 г.

9. Константиновский Р.С., Шибков В.М., Шибкова JI.B. Влияние газового разряда на воспламенение водородно-кислородной смеси. // Кинетика и катализ, 2005, т.46, № 6, сс.821-834.

10. Shibkov V.M., Aleksandrov A.F., Chernikov V.A., Ershov A.P., Shibkova L.V. Microwave and Direct-Current Discharges in High-Speed Flow: Fundamentals and Application to Ignition. // Journal of Propulsion and Power, 2009, v.25, No 1, pp. 123137.

11. Зарин A.C., Кузовников А.А., Шибков B.M. - Свободно локализованный СВЧ разряд в воздухе. М.: Нефть и газ. 1996.

12. Шибкова Л.В., Шибков В.М. - Разряд в смесях инертных газов. М.: Физматлит. 2005.

13. The International Workshops on Weakly Ionized Gases, American Institute of Aeronautics and Astronautics, USA. The International Workshops on Magneto- and Plasma Aerodynamics for Aerospace Applications, High Temperature Institute of RAS, Russia. The International Workshops Thermochemical and Plasma Processes in Aerodynamics, Hypersonic Systems Research Institute, Russia.

14. Barkhudarov E.M., Berezhetskaya N.K., Kop'ev V.A., Kossyi I.A., et.al. // J. Phys. D: Appl. Phys., 2010, v.43. p.365203.

15. Artem'ev K.V., Kazantsev S.Yu., Kononov N.G., Kossyi I.A., et.al. // J. Phys. D: Appl. Phys., 2013, v. 46, 055201, p. 11.

16. Berezhetskaya N.K., Gritsinin S.I., Kop'ev V.A., Kossyi I.A., et.al. // Plasma Phys. Rep., 2009, v. 35, p. 471.

17. S.E.Grytsinin, LA.Kossyi, Yu.F.Kolesnichenko, et.al. The features of gaseous mixtures combustion initiated by high current slipping surface discharge. // 4th AIAA

Plasmadynamics and Lasers Conference, 32nd, and Weakly Ionized Gases Workshop, AIAA-2001-2947, Anaheim, CA, June 11-14, 2001.

18. G.M.Batanov, S.I.Gritsinin and LA.Kossyi. Propulsion produced by non-self-sustained microwave discharge. //41st Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2003-499.

19. I.A.Kossyi, V.P.Silakov and N.M.Tarasova. Methane-oxygen mixture combustion initiated by high-current gliding surface discharge. // 41st Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2003-700.

20. I.A.Kossyi, N.K.Berezhetskaya, S.I.Gritsinin, et.al. Long-lived plasmoids as initiators of combustion in gas mixtures. // 42nd ALAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2004-836.

21. N.K.Berezhetskaya, S.I.Gritsinin, V.A.Kop'ev, at.al. Microwave discharge as a method for igniting combustion in gas mixtures. // 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2005-991.

22. I.A Kossyi, N K Berezhetskaya, S.I.Gritsynin, et.al. Abnormal long-lived plasmoids by surface microwave discharge or surface laser spark in a combustible gas mixture. // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2006-1213.

23. S.I.Grytsinin, LA.Kossyi, M.A.Misakyan, et.al. Features of Gaseous Mixtures Combustion Initiated by High-Current Slipping Surface Discharge. // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 2002, v.16, No.3, pp.450-454.

24. Klimov A., Bityurin V., Grigorenko A., et.al. Plasma-Assisted Oxidation of Aluminum Dusty Particles in Water Steam. // 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Nashville, Tennessee, AIAA-2012-664.

25. Klimov A., Bityurin V., Grigorenko A., et.al. Plasma-Assisted Reaction of Heterogeneous A1-H20 Mixture in High-Speed Swirl Flow. // 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Orlando, Florida, USA, AIAA-2011-1333.

26. Klimov A., Bityurin V., Grigorenko A., et.al. Plasma Assisted Combustion of Heterogeneous Fuel in High-Speed Airflow. // 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Orlando, Florida, USA, ALAA-2009-1411.

27. Klimov A., Bitiurin V., Moralev I, et.al. Non-Premixed Plasma-Assisted Combustion in High-Speed Vortex Airflow. // 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA, AIAA-2007-1388.

28. A.I.Klimov. Non-premixed plasma assisted combustion of hydrocarbon fuel in highspeed airflow. // 44th Aerospace Sciences Meeting. AIAA-2006-0617.

29. Bocharov A., Bityurin V., Klement'eva I., Klimov A. // Proceedings of 44th Aerospace Sciences Meeting, 2006, Reno, NV, USA. AIAA-2006-1009.

30. A.Klimov, V.Bityurin, A.Kuznetsov, et.al. External and internal plasma assisted combustion. // 42nd Aerospace Sciences Meeting. Reno, Nevada, USA, AIAA-2004-1014.

31. Esakov I.I., Grachev L.P., Khodataev K.V. et.al. Propane-air mixture combustion assisted by MW discharge. // IEEE IEEE Trans. Plasma Sci., 2008, v. 34, No. 6, pp. 2497-2506.

32. I.I.Esakov, L.P.Grachev, K.V. Khodataev, and David M. VanWie. Investigation of the undercritical microwave streamer gas discharge for jet engine fuel ignition. // 4th AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference, 32nd, and Weakly Ionized Gases Workshop, Anaheim, CA, USA. AIAA-2001-2939.

33. I.I.Esakov, L.P.Grachev, K.V.Khodataev, and David Van Wie. Experiments on propane ignition in high-speed airflow using a deeply undercritical microwave

discharge. // 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, USA. AIAA-2004-840.

34. V.L.Bychkov, I.I.Esakov, L.P.Grachev, et.al. Creation of radio transparent materials on a basis of metallic microwires in glass isolation for fuel ignition systems with a help of microwave discharges. // 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, USA. AIAA-2005-1198.

35. K.V.Alexandrov, I.I.Esakov, L.P.Grachev, and K.V.Khodataev. Experimental Study of Detonation in Propane-Air Mix Initiated by Pulse Microwave Discharge. // 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2008-1406.

36. D.V.Bychkov, I.I.Esakov, L.P.Grachev, et.al. Electrical Discharge in Deeply Subcritical Field of Microwave Beam in a High-Speed Air Stream and in Propane-Air Mixture. // 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Orlando, Florida, USA, AIAA-2009-1551.

37. K.K.Aleksandrov, I.I.Esakov, L.P.Grachev, et.al. Boundary-Layer Control Based on Localized Plasma Generation: Development of the Microwave System. // 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Orlando, Florida, USA. AIAA-2010-1003,.

38. I.I.Esakov, L.P.Grachev, K.V.Khodataev, D.M.Van Wie. Microwave Discharge in Quasi-optical Wave Beam. // 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, AIAA-2007-433, Reno, Nevada, Jan. 8-11,2007.

39. I.I.Esakov, L.P.Grachev, K. V.Khodataev, et.al. Initiated Surface Microwave Discharge as an Efficient Active Boundary-Layer Control Method. // 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Orlando, Florida, USA. AIAA-2009-889.

40. V.L.Bychkov, I.LEsakov, L.P.Grachev. Experimental determination of the microwave field threshold parameters insuring realization of a streamer discharge of the high temperature form. // 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2004-181.

41. V.L.Bychkov, A.Yu.Lomteva I.I.Esakov, et.al. Effective ionization in air and oxygen gas discharges. // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, USA, AIAA-2006-793.

42. V.L.Bychkov, I.I.Esakov, L.P.Grachev, K.V.Khodataev. A Microwave Discharge Initiated by Loop-Shaped Electromagnetic Vibrator on a Surface of Radio-Transparent Plate in Airflow. // 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2008-1407.

43. N.Chintala, R.Meyer, A.Hicks, A.Bao, J.W.Rich, W.R.Lempert, I.V.Adamovich. Non-Thermal Ignition of Premixed Hydrocarbon-Air Flows by Nonequilibrium RF Plasma. // Journal of Propulsion and Power, 2005, v. 21, No. 4, pp. 583-590.

44. A.Hicks, S.Norberg, P.Shawcross, W.R.Lempert, J.W.Rich, I.V.Adamovich. Singlet Oxygen Generation in a High Pressure Non-Self-Sustained Electric Discharge. // Journal of Physics D: Applied Physics, 2005, v. 38, pp. 3812-3824.

45. N.Chintala, A.Bao, G.Lou, I.V.Adamovich. Measurements of Combustion Efficiency in Nonequilibrium RF Plasma Ignited Flows. // Combustion and Flame, 2006, v. 144, No. 4, pp. 744-756.

46. G.Lou, A.Bao, M.Nishihara, S.Keshav, Y.G.Utkin, J.W.Rich, W.R.Lempert, I.V.Adamovich. Ignition of Premixed Hydrocarbon-Air Flows by Repetitively Pulsed, Nanosecond Pulse Duration Plasma. // Proceedings of the Combustion Institute, 2007, v. 31, Issue 2, pp. 3327-3334.

47. A.Bao, Yu.G.Utkin, S.Keshav, G.Lou, I.V.Adamovich, "Ignition of Ethylene-Air and Methane-Air Flows by Low-Temperature Repetitively Pulsed Nanosecond Discharge Plasma", IEEE Transactions on Plasma Science, 2007, v. 35, pp. 1628-1638.

48. I.V.Adamovich, W.RXempert, J.W.Rich, Y.G.Utkin. Repetitively Pulsed Nonequilibrium Plasmas for Magnetohydrodynamic Flow Control and Plasma-Assisted Combustion. // Journal of Propulsion and Power, 2008, v. 24, No. 6, pp. 1198-1215.

49. E.Mintusov, A.Serdyuchenko, I.Choi, W.R.Lempert, I.V.Adamovich. Mechanism of Plasma Assisted Oxidation and Ignition of Ethylene-Air Flows by a Repetitively Pulsed Nanosecond Discharge. // Proceedings of the Combustion Institute, 2009, v. 32, pp. 3181-3188.

50. I.V.Adamovich, I.Choi, N.Jiang, J.H.Kim, S.Keshav, W.R.Lempert, E.Mintusov, M.Nishihara, M.Samimy, M.Uddi. Plasma Assisted Ignition and High-Speed Flow Control: Non-Thermal and Thermal Effects. // Plasma Sources Science and Technology, 2009, v. 18, p. 034018.

51. A.Dutta, Z.Yin, I.V.Adamovich. Cavity Ignition and Flameholding of Ethylene-Air and Hydrogen-Air Flows by a Repetitively Pulsed Nanosecond Discharge. // Combustion and Flame, 2011, v. 158, pp. 1564-1576.

52. N.L.Aleksandrov, S.V.Kindysheva, E.N.Kukaev, S.M.Starikovskaya, A.Yu.Starikovskii. Simulation of the Ignition of a Methane-Air Mixture by a HighVoltage. Nanosecond Discharge. // Plasma Physics Reports, 2009, 35(10), pp. 867882.

53. S.M.Starikovskaya, N.L.Aleksandrov, I.N.Kosarev, S.V.Kindysheva, A.Yu.Starikovskii. Ignition with Low-Temperature Plasma: Kinetic Mechanism and Experimental Verification. // High Energy Chemistry, 2009,43/3, pp. 213-218.

54. N.L.Aleksandrov, S.V.Kindysheva, I.N.Kosarev, S.M.Starikovskaia, A.Yu.Starikovskii. Mechanism of ignition by non-equilibrium plasma. // Proceedings of the Combustion Institute, 2009,32, pp. 205-212.

55. I.N.Kosarev, N.L.Aleksandrov, S.V.Kindysheva, S.M.Starikovskaia, A.Yu.Starikovskii. Kinetics of ignition of saturated hydrocarbons by nonequilibrium plasma: C2H5 to C5Hi2-containing mixtures. // Combust. Flame, 2009, 156, pp. 221233.

56. I.N.Kosarev, N.L.Aleksandrov, S.V.Kindysheva, S.M.Starikovskaia, A.Yu.Starikovskii. Kinetics of ignition of saturated hydrocarbons by nonequilibrium plasma: CH4-containing mixtures. // Combust. Flame, 2008, 154, pp. 61-73.

57. S.M.Starikovskaia, E.N.Kukaev, A.Yu.Kuksin, M.M.Nudnova, A.Yu.Starikovskii. Combustion initiated by nonequilibrium plasma. // IEEE Transactions on Plasma Science, 2008, 36(4, part 1), pp. 904-905.

58. Starikovskaya S.M. Plasma assisted ignition and combustion. // J. Phys. D: Appl. Phys., 2006, v. 39, pp. R265-R299.

59. S.A.Bozhenkov, S.M.Starikovskaia, A.Yu.Starikovskii. Nanosecond gas discharge ignition of H2 and CH4 containing mixtures. // Combust. Flame, 2003, v.133, pp. 133146.

60. A.Y.Starikovskii, N.B.Anikin, I.N.Kosarev, E.LMintoussov, M.M.Nudnova, A.E. Rakitin, D.V.Roupassov, S.M.Starikovskaia, V.P. Zhukov. Nanosecond-Pulsed Discharges for Plasma-Assisted Combustion and Aerodynamics. // Journal of Propulsion and Power, 2008,24(6), pp. 1182-1197.

61. А.Ю.Бауров, Л.В.Шибкова, В.М.Шибков, П.В.Копыл, О.С.Сурконт. Внешнее горение высокоскоростных многокомпонентных воздушно-углеводородных

потоков в условиях низкотемпературной плазмы. // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия, 2013, №4, сс. 28-33.

62. Kopyl P.V., Baurov A.Y., Shibkova L.V., Shibkov V.M., Surkont O.S., Fedos'Kin V.N. External Combustion of High-Speed Multicomponent Hydrocarbon-Air Streams Under Conditions of Low Temperature Plasma. // 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition 2013. AIAA-2013-1049.

63. Kopyl P.V., Shibkov V.M., Shibkova L.V., Surkont O.S., Vasil'eva E.S., Fedos'kin V.N. Non-Equilibrium Low-Temperature Gas Discharge Plasma as a Means of Stabilization of Combustion of Liquid Alcohol, Injected into Air Stream. // 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition 2012. AIAA-2012-0825.

64. Копыл П.В., Сурконт O.C., Шибков B.M., Шибкова JI.В. Стабилизация горения жидкого углеводородного топлива с помощью программированного СВЧ-разряда в дозвуковом воздушном потоке. // Физика плазмы, 2012, т. 38, № 6, сс. 551-561. Перевод на английский. Kopyl P.V., Surkont O.S., Shibkov V.M., Shibkova L.V. Stabilization of Liquid Hydrocarbon Fuel Combustion by Using a Programmable Microwave Discharge in a Subsonic Airflow. // Plasma Physics Reports, 2012, v. 38, No. 6, pp. 503-512.

65. Шибков B.M., Шибкова Л.В., Карачев A.A., Копыл П.В., Сурконт О.А. Пространственно-временная эволюция горения в условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы жидкого спирта, инжектируемого в воздушный поток. // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 2012, № 1, сс. 141-145. Перевод на английский. Shibkov V.M., Shibkova L.V., Karachev А.А., Kopyl P.V., Surkont O.S. The spatial-temporal evolution of combustion under conditions of low temperature discharge plasma of liquid alcohol injected into an air stream. // Moscow University Physics Bulletin, 2012, v. 67, No 1. pp. 138-142.

66. Шибков B.M., Шибкова Л.В., Копыл П.В., Сурконт О.С. Воспламенение тонких жидких углеводородных пленок с помощью поверхностного свч-разряда, создаваемого в режиме парных импульсов. // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, 2012, № 3, сс. 68-71.

67. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Громов В.Г., Карачев А.А., Константиновский Р.С. Влияние поверхностного СВЧ-разряда на воспламенение высокоскоростных пропан-воздушных потоков. // Теплофизика высоких температур, 2011, т. 49, №2, сс. 163-176. Перевод на английский. Shibkov V.M., Shibkova L.V., Gromov V.G., Karachev A.A., Konstantinovskii R.S. Influence of Surface Microwave Discharge on Ignition of High-Speed Propane-Air Flows. // High Temperature, 2011, v. 49, No. 2, pp. 155-167.

68. Shibkov V.M., Aleksandrov A.F., Shibkova L.V., Karachev A.A., Konstantinovskij R.S. Internal and external ignition under condition of combined discharge. // 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition Orlando, FL, 2010. AIAA-2010-0265.

69. Шибков B.M., Шибкова Л.В., Карачев A.A., Константиновский Р.С. Воспламенение с помощью поверхностного СВЧ-разряда жидких углеводородов в условиях высокоскоростных воздушных потоков. // Теплофизика высоких температур. 2010, т.48, № 1 (дополнительный), сс. 23-34.

70. Шибков В.М., Шибкова Л.В. Параметры пламени, возникающего при воспламенении тонких пленок спирта с помощью поверхностного СВЧ-разряда.

! I

II Журнал технической физики, 2010, т. 80, № 1, сс. 59-67. Перевод на английский. Shibkov V.M., Shibkova L.V. Parameters of the Flame Due to Surface-Microwave Discharge-Initiated Inflammation of Thin Alcohol Films. // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics, 2010, v. 55, No. 1. pp. 58-65.

71. Shibkov V.M., Shibkova L.V., Konstantinovskij R.S. Ignition of Thin Films of Liquid Hydrocarbons under Conditions of a Surface Microwave Discharge. // 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition Orlando, FL, 2009. AIAA-2009-0492.

72. Aleksandrov A.F., Shibkov V.M., Shibkova L.V. Surface Microwave Discharge as Means of Ignition of Hydrocarbons in Air Streams. // 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition Orlando, FL, 2009. AIAA-2009-0690.

73. Шибков B.M., Шибкова JI.В. Динамика воспламенения тонких пленок спирта в условиях поверхностного сверхвысокочастотного разряда при атмосферном давлении воздуха. // Журнал технической физики, 2009, т. 79, № 10, сс. 65-74. Перевод на английский. Shibkov V.M., Shibkova L.V. Inflammation Dynamics of Thin Alcohol Films Under The Action of a Surface Microwave Discharge Initiated in Atmospheric-Pressure Air. // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics, 2009, v. 54, No 10, pp. 1467-1475.

74. Александров А.Ф., Шибков B.M., Шибкова Л.В. Воспламенение высокоскоростных воздушно-углеводородных потоков с помощью поверхностного СВЧ-разряда. // Вестник московского университета, Серия 3. Физика. Астрономия. 2008, т.63, № 5, с.68-69.

75. Александров А.Ф., Шибков В.М., Шибкова Л.В. Воспламенение углеводородных пленок в условиях поверхностного сверхвысокочастотного разряда. // Вестник московского университета, Серия 3. Физика. Астрономия. 2008, т.63, № 6, с.65-67.

76. Shibkov V.M., Aleksandrov A.F., Chernikov V.A., Dvinin S.A., Ershov A.P., Konstantinovskij R.S. Microwave Discharges: Fundamentals and Applications. // 45th Aerospace Sciences Meeting. Reno, Nevada, USA, AIAA-Paper-2007-0427.

77. Shibkov V.M., Gromov V.G., Konstantinovskij R.S. Influence of gas discharge plasma on combustion of a high-speed hydrocarbon flow. // Advanced Combustion and Aerothermal Thechnologies. Environmental Protection and Pollution Reductions. Edited by Nick Syred and Artem Khalatov. 2007 Springer. (P.413-424). P. 1-480.

78. Shibkov V.M., Aleksandrov A.F., Chernikov V.A., Ershov A.P., Konstantinovskij R.S., Zlobin V.V. Combined MW-DC Discharge in Propane-Butane-Air High Speed Stream. // 44th Aerospace Sciences Meeting. Reno, Nevada, USA, 2006, AIAA-Paper-2006-1216.

79. Шибков B.M., Александров А.Ф., Ершов А.П., Карачев А.А., Константиновский Р.С., Тимофеев И.Б., Шибкова Л.В. Воспламенение сверхзвукового потока углеводородного топлива с помощью сверхвысокочастотных разрядов. // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика, астрономия, 2004, №5, сс. 67-69.

80. Shibkov V.M., Chernikov V.A., Ershov А.Р., Konstantinovskij R.S., Shibkova L.V., Zlobin V.V. Propane-butane-air mixture ignition and combustion in the aerodynamic channel with the stagnant zone. // 42nd Aerospace Sciences Meeting. Reno, Nevada, USA, AIAA-Paper-2004-0838.

81. Шибкова JI.В. Физические процессы в движущейся плазме многокомпонентных инертных и химически активных смесей. // Диссертация на соискание уч. степени д.ф.-м.н., ОИВТ РАН, 2007.

82. Константиновского Р.С. Плазменно-стимулированное воспламенение высокоскоростных воздушно-углеводородных потоков в условиях поверхностного сверхвысокочастотного разряда. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук (2011).

83. L.SJacobsen, C.D.Carter, R.A.Baurle, and Т.A.Jackson. Toward Plasma-Assisted Ignition in Scramjets. // 41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, USA. AIAA-2003-871.

84. S.Williams, C.Carter, F.Schauer, et.al. Effects of Corona, Spark and Surface Discharges on Ignition Delay and Deflagration-to-Detonation Times in Pulsed Detonation Engines. // 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, USA. AIAA-2007-1028.

85. X.Rao, K.Hemawan, C.Carter, et.al. Plasma Enhanced Combustion using Microwave Energy Coupling in a Re-entrant Cavity Applicator. // 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, Orlando, Florida, USA.

86. T.Ombrellol, C.Carter, J.McCall, F.Schauer. Enhanced Mixing in Supersonic Flow Using a Pulse Detonation Combustor. // 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Nashville, Tennessee, USA. AIAA-2012-123.

87. C.D.Carter, P-Kuan Wu, T.H.Ghent. Injection of Supercritical Ethylene in Nitrogen. // Journal of Propulsion and Power, 1996, v.12 No.4, pp. 770-777.

88. P-Kuan Wu, M.Shahnam, K.A.Kirkendall, C.D.Carter. Expansion and Mixing Processes of Underexpanded Supercritical Fuel Jets Injected into Superheated Conditions. // Journal of Propulsion and Power, 1999, v.15, No.5, pp.642-649.

89. M.R.Gruber, J.M.Donbar, and C.D.Carter. Mixing and Combustion Studies Using Cavity-Based Flame holders in a Supersonic Flow // Journal of Propulsion and Power, 2004, v. 20, No.5, pp. 769-778.

90. L.S.Jacobsen, C.D.Carter, T.A.Jackson, S.Williams, and J. Barnett. Plasma-Assisted Ignition in Scramjets. // Journal of Propulsion and Power, 2008, v.24, No.4, pp.641654.

91. S.B.Leonov, D.A.Yarantsev, C.Carter. Transversal Electrical Discharge as a New Type of Flame holder. // 15th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference, Dayton, Ohio, USA. AIAA-2008-2675.

92. S.Leonov, D.Yarantsev, M.Starodubtsev, C.Carter. Mechanisms of Fuel Ignition by Electrical Discharge in High-Speed Flow. // 14th А1АААШ Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference, Canberra, Australia. AIAA-2006-7907.

93. S.B.Leonov, C.V.Savelkin, D.A.Yarantsev, C.Carter, et.al. Experiments on PlasmaAssisted Combustion in M=2 Hot Test-Bed PWT-50H. // 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada. AIAA-2008-1359.

94. И.В.Кочетов, А.ГШапартович, С.Б.Леонов. Плазменное инициирование горения в сверхзвуковом потоке в топливно-воздушных смесях. Проблемы моделирования. // Химия высоких энергий, 2006, т. 40, № 2, сс.1-8.

95. S.B.Leonov, D.A.Yarantsev, A.P.Napartovich, and I.V.Kochetov. Plasma-assisted combustion of gaseous fuel in supersonic duct. // IEEE Trans. Plasma Sci., 2006, v. 34, No. 6, pp. 2514-2525.

96. Каменщиков С.А. Горение сверхзвуковой топливной смеси, инициированное продольно-поперечным разрядом постоянного тока и плазмодинамическим импульсным разрядом. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук (2011).

97. А.Ф.Александров, В.Г.Громов, А.П.Ершов, В.А.Левин, В.А.Черников. Моделирование воспламенение сверхзвукового потока пропан-воздушной смеси электрическим разрядом. // Вестник московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. Серия 3. Физика, Астрономия, 2009, № 2, с. 74-77.

98. Ершов А.П., Каменщиков С.А., Логунов А.А., Черников В.А. Горение высокоскоростного воздушно-пропанового потока, инициируемое продольно-поперечным разрядом постоянного тока. // Теплофизика высоких температур. 2009. Т. 47. № 5. С. 643-649.

99. Ершов А.П., Каменщиков С.А., Логунов А.А., Черников В.А. Инициация горения сверхзвукового пропан-воздушного потока разрядом магнитоплазменного компрессора. // Теплофизика высоких температур. 2009. Т. 47. № 6. С. 822-829.

100. Александров А.Ф., Громов В.Г., Ершов А.П., Левин В.А., Черников В.А. Моделирование воспламенения сверхзвукового потока пропан-воздушной смеси электрическим разрядом. // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2009. № 2. С. 73-76.

101. Александров А.Ф., Бауров А.Ю., Ершов А.П., Логунов А.А., Черников В.А. Горение сверхзвуковой пропан-воздушной смеси в продольно-поперечном разряде постоянного тока. // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2008. № 4. С. 65-67.

102. Александров А.Ф., Ершов А.П., Каменщиков С.А., Логунов А.А., Черников В.А. Воспламенение сверхзвуковой пропан-воздушной смеси с использованием импульсной плазмы. // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2008. № 2. С. 63-65.

103. Попов Н.А. Физико-химические процессы в газоразрядной плазме смесей азота, кислорода и водорода. Дис. на соиск. уч. степ, д-ра физ.-мат. наук, М.: 2009.

104. Попов Н.А. Воздействие импульсного сильноточного разряда на водородо-воздушные смеси. // Физика плазмы, (2008), т. 34, № 5, сс. 414-430.

105. Popov N.A., Kossyi I.A. Nonequilibrium excitation of hydrogen-oxygen mixture and its influence on ignition // 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition. Reno, USA. AIAA 2007-1031.

106. Попов Н.А. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных смесей. // ТВТ, 2007, т. 45, № 2, с. 296-315.

107. G.Pilla, D.Galley, D.A.Lacoste, C.O.Laux. Influence of the Repetition Rate of a Nanosecond Pulsed Discharge on the Stabilization of a Turbulent Lean Premixed Flame. // 37th AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference, San Francisco, California, USA. AIAA-2006-3243.

108. V.A.Vinogradov, S.Kobigsky, M.Petrov. Experimental investigation of liquid carbon-hydrogen fuel combustion in channel at supersonic velocities. // 28th Joint Propulsion Conference and Exhibit .SAE, ASME, and ASEE, Nashville, TN, USA. AIAA-1992-3429.

109. PJ.Ortwerth, A.B.Mathur, V.A.Vinogradov, V.T.Grin, M.A.Goldfeld, A.V.Starov. Experimental and numerical investigation of hydrogen and ethylene combustion in a mach 3-5 channel with a single injector. // 32nd Joint Propulsion Conference and Exhibit. ASME, SAE, and ASEE, Lake Buena Vista, FL, USA. ALAA-1996-3245.

110. V.A.Vinogradov, Yu.M.Shikhman, R.V.Albegov, G.K.Vedeshkin. Experimental research of pre-injected methane combustion in highspeed subsonic airflow. // 12th ALAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies, Norfolk, Virginia, USA. AIAA-2003-6940.

111. V.A.Vinogradov, Yu.M.Shikhman, S.I.Gritsinin, LA.Kossiy. Application of MW plasma generator for ignition of kerosene/air mixture. // 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Reno, Nevada, USA. AIAA-2007-1384.

112. V.A.Vinogradov, Yu.M.Shikhman, LA.Kossiy, et.al. Effect of input energy level on ignition performance of mw surface discharge spark plug. // 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Orlando, Florida, USA. AIAA-2009-494.

113. David Van Wie. Ten Years of Weakly Ionized Gas Workshops: History, Lessons Learned, and Plans. // 10th Weakly Ionized Gas Workshop, January 8, 2008. Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory.

114. Семенов H.H. Цепные реакции. M.: Наука, 1986.

115. Lewis В. and Von Elbe G. Combustion, Flames and Explosions of Gases, New York: Academic, 1961.

116. T.P.Coffee. Kinetic mechanisms for premixed, laminar, steady state methane/air flames. // Combustion and flame, 1984, v.55, pp.161-170.

117. M.Frenklach, D.E.Bornside. Shock-Initiated Ignition in Methane-Propane Mixtures. // Combustion and flame, 1984, v.56, p. 1-27.

118. D.J.Seery, C.T.Bowman. An experimental and analytical study of methane oxidation behind shock waves. // Combustion and flame, 1970, v.14, pp.37-48.

119. Азатян B.B. Новые закономерности в газофазных разветвленно-цепных процессах. Дис. на соиск. уч. степ, д-ра хим. наук. М., 1978.

120. N.G.Dautov, A.M.Starik. On the problem of choosing a kinetic scheme for description of the volume reaction of methane with air. //Kinetics and Catalysis, 1997, v.38, No.2, pp.207-230.

121. A.M.Starik, N.S.Titova, L.S.Yanovskiy. Peculiarity of kinetics of oxidation of destruction products of СзН8 and C4H10 with air mixture. //Kinetics and Catalysis, 1999, v.40, No.l, pp.11-26.

122. Семенов H.H. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. М.: изд-во АН СССР.1958.

123. Налбандян А.Б. //ЖФХ, 1946, т.20, сс. 1259.

124. Селезнев А.А., Алейников А.Ю., Ярошенко В.В. // Химическая физика, 1999. т. 18, № 5, с.65.

125. Басевич В .Я., Беляев А.А. // Химическая физика, 1989, т.8, № 8. с.1124.

126. Ma J.X., Alexander D.R., and Poulain D.E., //Combust. Flame, 1998, vol.112, No.4, p.492.

127. Morsy M.H., Ко Y.S., and Chung S.H. //Combust. Flame, 1999, vol.119, No.4, p.492.

128. Козлов O.B. Электрический зонд в плазме. -М.: Атомиздат, 1969.

129. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987, 591с.

130. Голант В.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. М.: Наука, 1968, 327 с.

131. Очкин В.Н. Спектроскопия низкотемпературной плазмы. М.: Физматлит. 2006. 472 с.

132. Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. М.: Физматгиз. 1962. 892 с.

133. Spier J.L., Smit-Miessen M.M. On the determination of the temperature with the aid of non-resolved CN bands 3883 and 3871 A. -Physica, 1942, v.9, N 4, p.422-432.

134. Русанов В.Д., Фридман A.A. Физика химически активной плазмы. -М.: Наука, 1984,415с.

135. Очкин В.Н. Исследование физико-химических свойств плазмы С02-лазера. -Труды ФИАН СССР, 1974, т.78, с.3-57.

136. Герцберг Г. Спектры и строение двухатомных молекул. -М.: 1949,404с.

137. Kovacs I. Rotational structure in the spectra of diatomic molecules. Bp.: Akad. Kiado, 1961, 320p/

138. Очкин B.H., Савинов С.Ю., Соболев H.H. Механизмы формирования распределений электронно-возбужденных молекул по колебательно-вращательным уровням в газовом разряде. -Труды ФИАН СССР, 1985, т. 157, сб-85.

139. Кузнецова JI.A., Кузьменко Н.Е., Кузяков Ю.Я., Пластинин Ю.А. Вероятности оптических переходов двухатомных молекул. М.:Наука. 1980.

140. Кузнецова JI.A., Кузьменко Н.Е., Кузяков Ю.А. Факторы Франка-Кондона двухатомных молекул. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1984.

141. Животов В.К., Русанов В.Д., Фридман A.A. Диагностика неравновесной химически активной плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1985.

142. Радциг A.A., Смирнов Б.М. Справочник по атомной и молекулярной физике. М.: Атомиздат 1980.

143. Хьюбер К.-П., Герцберг Г. Константы двухатомных молекул. В 2-х ч. М.: Мир, 1984.

144. Аксенов А.И, Злобина А.Ф, Вакуумная и плазменная электроника, Томск, 2007.

145. В.И.Малышев. Введение в экспериментальную спектроскопию.М.: Наука, 1979.

146. Методы исследования плазмы. -Под ред. В.Лохте-Хольтгревена, -М.: Мир, 1971, 552с.

147. Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. Под ред. П.А.Власова. Москва. Физматлит. 2003.

148. Грим Г. Уширение спектральных линий в плазме. -М.: Мир, 1978, 491с.