Скорость и температура плазменных струй и их изменение вносимыми в плазму искусственными оптическими неоднородностями

Рассмотрен метод измерения скорости дозвуковых затопленных плазменных струй с неустановившимся течением, основанный на анализе движения внесенных в струю оптических неоднородностей. Источник таких неоднородностей в виде тонкого термостойкого стержня вводится в диаметральном направлении выбранного сечения струи, истекающей из выходного канала сильноточного плазмотрона постоянного тока в окружающую воздушную среду при атмосферном давлении. Плазмообразующим газом является смесь аргона с азотом, характерные числа Рейнольдса исследуемых течений составляют $\mathrm{Re}_D = 50$–$300$. Исследовано возмущающее воздействие вводимого в плазменную струю тела на две важнейшие характеристики: температуру плазмы и скорость ее движения. Методом двухпозиционной скоростной синхронной визуализации исследованы особенности ламинарного и пульсационного течения затопленных плазменных струй. Показано, что в названных условиях длина участка восстановления неразрывности течения обтекающего стержень потока с температурой $10$–$12$ кК и скоростью $100$–$500$ м/с незначительна и составляет несколько миллиметров. Спектральными методами выполнено измерение температуры плазмы в области наибольшего теплового возмущения, вызванного введением стержня. Наблюдаемое охлаждение плазмы сопоставлено с расчетным падением энтальпии, возникающим в связи с затратами на нагрев и абляцию материала стержня.