Исследование взаимодействия с веществом энергетических потоков высокой плотности и создание источников энергии специального назначения

Проблема безопасности для человека при работе с ТГц излучением существует уже давно, но наиболее острой и актуальной она стала в настоящее время, когда полным ходом в мире ведутся работы по созданию мощных источников когерентного импульсного терагерцевого излучения. Это позволяет прогнозировать в ближайшем будущем широкое внедрение подобной ТГц техники для решения задач двойного назначения, включая дистанционное обнаружение опасных веществ и возможное применение даже в качестве нетрадиционного оружия.Существующие информационные кварцевые оптические световоды, производство и применение которых ежегодно растет в геометрической прогрессии, способны к быстрому разрушению под действием несанкционированного лазерного излучения. При этом в сердцевине световода образуется плазма твердотельной плотности. В пограничном слое кварца возможны фазовые переходы в более плотные фазы кварца. Взрыв сердцевины приводит к разрушению оболочки световода. Актуальность проблемы обусловлена необходимостью иметь достаточно полную картину физических процессов, связанных с движением и расширением высокоскоростных плазменных сгустков в условиях околоземного космического пространства как средства управляемого воздействия на ионосферу Земли и определения наиболее значимых параметров воздействия и реакции ионосферы в интересах перспективных разработок ракетно-космической техники, в том числе и военно-прикладного характера.Управление аэродинамическими характеристиками крыла на дозвуковых скоростях при помощи выдува газовых струй из сосудов высокого давления хорошо изучено. Плазменные актуаторы на диэлектрическом барьерном разряде (ДБР) позволяют осуществить новый подход к этому процессу. Ключевое их отличие от классического метода заключается в том, что в этом случае не требуется дополнительный расход газа. Под воздействием сильного электрического поля происходит ионизация окружающего газа и его ускорение в направлении перпендикулярном поверхности актуатора, что приводит к образованию синтетической струи, направленной перпендикулярно поверхности крыла в заданной области. При взаимодействии синтетической струи с набегающим потоком под углом близким к 90° происходит отрыв потока от поверхности крыла с последующим его присоединением с сохранением безотрывности обтекания “виртуального” профиля, обладающего большей кривизной. Как следствие, происходит существенное изменение подъемной силы при практически неизменном лобовом сопротивлении. Данный метод имеет свои границы применимости. Важным является требование о небольшой величине числа Рейнольдса (~50000). При этом существенное влияние на процесс оказывают не только тягово-энергетические характеристики струи, но и геометрия расположения актуатора на поверхности крыла. Это может оказать решающее влияние на эксплуатацию ДБР актуаторов в качестве активных элементов управления полетом.Внедрение альтернативных технологий генерирования электрической энергии в робототехнические комплексы (РТК) военного назначения (в том числе в энергоустановки беспилотных летательных аппаратов) является ключевым фактором развития ряда базовых военных технологий, определенных Перечнем базовых и критических военных технологий. Основным источником энергии таких РТК в настоящее время являются литий-ионные батареи с удельной мощностью до 3 кВт/кг, токовых нагрузках в пиковых режимах 20 - 30С. Удельная энергоемкость таких источников при высоких нагрузках резко снижается со 120-180 Втч /кг до 60 - 90 Втч/кг что существенно (примерно в 2 раза) ограничивает время работы и снижает тактико-технические характеристики РТК.В настоящее время в развитии мобильных и стационарных энергетических установок большое внимание уделяется внедрению электроприводов и звеньев постоянного тока вместо традиционных механических передач. Эти решения позволяют повысить эффективность работы всей установки, упростить и автоматизировать алгоритмы управления ею. Средства аккумулирования в составе таких установок позволяют снизить расход топлива и повысить ресурс двигателей за счет компенсации переходных процессов при изменениях графика нагрузки. Кроме того, наличие накопителя энергии в составе энергоустановки позволяет в принципе отказаться от использования теплового двигателя в случае малых нагрузок, обусловленных работой средств связи, освещения, зарядки носимых аккумуляторов личного состава и др. Специфика Арктической зоны РФ связана с преобладанием низких температур окружающей среды в течение длительных периодов года. Это обстоятельство затрудняет пуск двигателей внутреннего сгорания различных типов и снижает фактическую энергоемкость аккумуляторных батарей, используемых прежде всего на транспортных средствах. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения энергетической автономности, снижения зависимости от поставок дорогого дизельного топлива, надежности, экономичности, экологической безопасности энергоснабжения жилых и производственных объектов на изолированных от централизованных сетей территориях России, включая арктическую и недостатком в стране и в мире обоснованных научно-технических и практических разработок эффективных источников энергии для энергоснабжения локальных изолированных потребителей энергии в арктических северных и труднодоступных регионах России.