Высокоскоростные ударные волны, получаемые при помощи магнитного давления, и релаксационные процессы в них

Изучение физических свойств быстродвижущихся потоков ионизированного газа в собственном и внешнем магнитных полях приобретает все большее значение. Гиперзвуковая аэродинамика, двигатели для космических полетов, проблема прямого преобразования тепловой энергии в электрическую – области знания, для успешного развития которых необходимы соответствующие сведения о свойствах высокоскоростного потока ионизированного газа. Одна из важнейших задач – изучение обтекания твердого тела высокоскоростным потоком неравновесного ионизированного и диссоциированного газа и исследование релаксационных процессов в потоке. Для проведения подобных работ необходимы установки, с помощью которых можно было бы получить квазистационарный, однородный поток плазмы со степенью ионизации от долей процента до практически полной и скоростью в пределах от $10^4$ до $10^8$ см/сек. Столь высокие скорости потока, во много раз превышающие скорость звука при нормальных условиях, удобно получать с помощью ударных труб, создающих импульсный поток газа со временем существования порядка $0,001\div 0,0001$ сек.
Однако обычные диафрагменные ударные трубы даже после многочисленных улучшений пока не в состоянии повысить скорость ударной волны больше $6\div8\cdot 10^5$ см/сек $(\rm{M}=18\div 20$ в воздухе). В США [1] недавно введена в эксплуатацию гиперзвуковая ударная труба, на которой была получена скорость до $1,7\cdot10^6$ см/сек $(\rm{M}\thickapprox 40)$.Однако из характеристик трубы видно, что реальный диапазон чисел $\rm{M}$ практически заключается между $5$ и $25$. Получение больших $\rm{M}$ сопряжено с необходимостью применения высоких давлений и горючих смесей, что значительно усложняет установку и увеличивает ее, размеры (упомянутая в [1] ударная труба обладает камерой высокого давления и трубопроводами, рассчитанными на давление более $2000$ атм, длина трубы более $30$ м). Поэтому понятен большой интерес, проявляемый в последнее время к получению высокоскоростных ударных волн за счет использования энергии электрического или магнитного полей. Рассмотрению этой проблемы и будет посвящен настоящей обзор.