Электрические диффузионные процессы на высокотемпературной турбинной лопатке и ее вклад в ток выноса из авиационного двигателя

Исследован эффект нарушения электрической нейтральности потока в канале реактивного авиационного двигателя, приводящий к возникновению истекающего из двигателя электрического тока (тока выноса) и, как следствие, к двигательной электризации летательного аппарата. Усовершенствована физико-математическая модель диффузионных электрических процессов вблизи стенок канала и поверхностей внутренних элементов двигателя путем учета реакции прилипания (отлипания)электронов к нейтральным молекулам. В предположении равновесного протекания этой реакции рассмотрена модельная задача об электрическом диффузионном пограничном слое на плоской пластине, развивающемся на фоне газодинамического пограничного слоя. Проведено численное моделирование электрического диффузионного пограничного слоя на высокотемпературной турбинной лопатке при температуре ее поверхности $1350$ К, концентрации заряженных частиц, температуре торможения и числе Маха в набегающем потоке $10^8$ см$^{-3}$, $1600$ К и $0.35$ соответственно и при давлении торможения набегающего потока $5$ и $10$ атм. Электрический ток, стекающий в газодинамический след за лопаткой, составляет $\simeq1$ мкА, что при наличии многих лопаток в турбине дает реальную величину тока выноса из двигателя $20$–$50$ мкА, измеряемую в натурных условиях.