Спектроскопическое измерение концентрации электронов в ударно нагретом газе

Представлены результаты спектроскопического измерения равновесной концентрации электронов за сильной ударной волной в аргоне при скорости ударной волны 4.2 км/с и давлении перед фронтом волны 5 Торр, а также в кислороде, азоте и воздухе в диапазоне скоростей от 8.3 до 11.3 км/с при начальном давлении 0.25 Торр. Метод измерения основан на анализе уширения линии атома водорода H_β серии Бальмера в спектральной зависимости интегральной плотности излучения исследуемого газа, в который добавляется небольшое количество водорода (~1 %). Установлена зависимость концентрации электронов от скорости ударной волны в кислороде, азоте и воздухе. Проведено сравнение полученных результатов с имеющимися экспериментальными и расчетными данными.

1. J. S. Shang, S. T. Surzhikov. Prog. Aerospace Sci., 53 (2012) 46—65

2. N. G. Bykova, K. S. Gochelashvily, D. M. Karfidov, G. F. Makarenko, A. K. Senatorov, K. F. Sergeichev, O. P. Shatalov, I. E. Zabelinskii. Appl. Opt., 56, N 10 (2017) 2597—2603

3. D. Luís, V. Giangaspero, A. Viladegut, A. Lani, A. Camps, O. Chazot. Acta Astronaut., 212 (2023) 408—423

4. O. Uyanna, H. Najafi. Acta Astronaut., 176 (2020) 341—356

5. Е. В. Ступоченко, С. А. Лосев, А. И. Осипов. Релаксационные процессы в ударных волнах, Москва, Наука (1965) 228—248 [Y. V. Stupochenko, S. A. Losev, A. I. Osipov. Relaxation in Shock Waves, Springer, New York (1967)]

6. S. Nomura, T. Kawakami, K. Fujita. J. Thermophys. Heat Transf., 35, N 3 (2021) 518—523

7. П. А. Власов, Ю. К. Карасевич, И. Л. Панкратьева, В. А. Полянский. Физ.-хим. кинетика в газ. динамике, 6, № 1 (2008) 1—32 [P. A. Vlasov, Yu. K. Karasevich, I. L. Pankrat’eva, V. A. Polyansky. Phys.-Chem. Kinet. Gaz. Dynam., 6, N 1 (2008) 1—32]

8. J. S. Lim, Y. J. Hong, B. Ghimire, J. Choi, S. Mumtaz, E. H. Choi. Results in Phys., 20 (2021) 103693

9. В. А. Ждановский, В. Н. Снопко. Материалы II Белорусского космического конгресса, 25—26 октября 2005 г., Минск, ОИПИ НАН Беларуси (2005) 11—15

10. P. V. Kozlov, I. E. Zabelinsky, N. G. Bykova, G. Ya. Gerasimov, V. Yu. Levashov, Yu. V. Tunik. Acta Astronaut., 194 (2022) 461—467

11. П. В. Козлов, И. Е. Забелинский, Н. Г. Быкова, В. Ю. Левашов, Г. Я. Герасимов. Журн. прикл. спектр., 88, № 2 (2021) 244—248 [P. V. Kozlov, I. E. Zabelinskii, N. G. Bykova, V. Yu. Levash- ov, G. Ya. Gerasimov. J. Appl. Spectr., 88, N 2 (2021) 306—310]

12. И. Е. Забелинский, Н. Г. Быкова, П. В. Козлов, В. Ю. Левашов, Г. Я. Герасимов. Журн. прикл. спектр., 89, № 1 (2022) 79—83 [I. E. Zabelinskii, N. G. Bykova, P. V. Kozlov, V. Yu. Levashov, G. Ya. Gerasimov. J. Appl. Spectr., 89, N 1 (2022) 56—59]

13. П. В. Козлов, И. Е. Забелинский, Н. Г. Быкова, Г. Я. Герасимов, В. Ю. Левашов. Изв. РАН. МЖГ, № 5 (2023) 138—146 [P. V. Kozlov, I. E. Zabelinsky, N. G. Bykova, G. Ya. Gerasimov, V. Yu. Levashov. Fluid Dynamics, 58, N 5 (2023) 960—967

14. M. Konjević, M. Ivković, N. Sakan. Spectrochim. Acta Part B, 76 (2012) 16—26

15. M. A. Gigosos, V. Cardeñoso. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 29 (1996) 4795—4838

16. M. A. Gigosos, M. A. Gonzalez, V. Cardeñoso. Spectrochim. Acta Part B, 58 (2003) 1489—1504

17. I. I. Glass, W. S. Liu. J. Fluid. Mech., 84 (1978) 55—77

18. Y. Wang, F. Xie, S. Ma, L. Dong. Opt. Lasers Eng., 93 (2017) 164—170

19. M. G. Kapper, J.-L. Cambier. J. Appl. Phys., 109 (2011) 113308

20. V. A. Gorelov, L. A. Kildushova, A. Yu. Kireev. AIAA Paper, N 94-2051 (1994) 1—11

21. B. A. Cruden. J. Thermophys. Heat Transf., 26 (2012) 222—230

22. B. E. Cherrington. Plasma Chem. Plasma Process, 2 (1982) 113—140