Влияние углового распределения катодных ионов на режим протекания тока в сильноточной вакуумной дуге

Проведено изучение влияния углового распределения катодных ионов на параметры вакуумной дуги. Показано, что взаимные столкновения потоков быстрых ионов из различных катодных пятен при типичных для сильноточной дуги плотностях тока могут привести к высокому значению температуры ионов на катодной границе плазмы. Определена граница по плотности тока области устойчивого прохождения тока в зависимости от ширины углового распределения катодных ионов. Установлено, что в области сверхзвукового течения ионов допустимое значение плотности тока быстро уменьшается с ростом ширины углового распределения, а в дозвуковой области – быстро растет. Получено выражение для максимально возможной ионно-звуковой скорости и для равной ей критической скорости ионов. С использованием двух- и трехжидкостной гидродинамических моделей проведены расчеты, иллюстрирующие типичные распределения параметров в разрядном промежутке. Анализ результатов расчетов позволяет обсудить особенности протекания тока в вакуумном разряде.