Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Русский Русский
English English

Проезд
Карта сайта
НовостиОб институтеЛабораторииСоветыДиссертационный советОбразованиеКонференции, семинарыЖурналы, книги, ресурсыБиблиотекаПрофсоюзСотрудникам
Главная > Объекты инфраструктуры > Плазмотроны ВГУ

Высокочастотные индукционные плазмотроны ВГУ-3 и ВГУ-4

Общие сведения

Наименование УНУ

Высокочастотные индукционные плазмотроны ВГУ-3 и ВГУ-4 (плазмотроны ВГУ).

Адрес расположения

119526, г. Москва, проспект Вернадского, д. 101, корп. 1, комн. 030.

Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН)
Лаборатория взаимодействия плазмы и излучения с материалами

Руководитель работ

Зав. лабораторией взаимодействия плазмы и излучения с материалами,
д.ф.-м.н. Колесников Анатолий Федорович

Перечень объектов в составе УНУ

Наименование Изготовитель Страна Год
выпуска		 Количество
единиц
Плазмотроны ВГУ-3 и ВГУ-4
Высокочастотные газодинамические установки для получения высокоэнтальпийных потоков плазмы		 ИПМех РАН Россия 1988 1
Вакуумный насос НВЗ-300
Оборудование для получения низкого давления в барокамере плазмотронов ВГУ-3 и ВГУ-4		 Сумской насосный завод Украина, СССР 1984 1
Расходомер контроллер MKV-306
Прибор для измерения расхода газов в разрядных каналах плазмотронов ВГУ		 Bronkhorst Нидерланды 2013 2
Расходомер контроллер MKV-396
Прибор для измерения расхода газов в разрядных каналах плазмотронов ВГУ		 Bronkhorst Нидерланды 2014 1
Внешний модуль АЦП-Е-270
Устройство для сбора и передачи данных измерений		 L-Card Россия 2007 3
Датчик давления АИР-20ДА/М2
Прибор для измерения давления в барокамере плазмотрона		 Элемер Россия 2014 4
Датчик давления АИР-10Д2
Прибор для измерения давления в барокамере плазмотрона		 Элемер Россия 2014 2
Датчик давления АИР-20ДД/М2
Предназначен для измерения давления в барокамере плазмотрона		 Элемер Россия 2014 2
Спектрометр SP-558 с оптическим детектором на ПЗС-матрице (OMA-V)
Предназначен для регистрации излучения плазмы		 Acton Research Соединённые Штаты Америки 2000 1
Спектрометр HR-400
Предназначен для регистрации излучения плазмы		 Ocean Optics Соединённые Штаты Америки 2010 1
Пирометр инфракрасный Кельвин 1200/175Д
Предназначен для измерений температуры поверхности материалов при испытаниях в потоках плазмы		 ЗАО «Евромикс» Россия 2015 1
Пирометр Кельвин-2100
Предназначен для измерений температуры поверхности материалов при испытаниях в потоках плазмы		 ЗАО «Евромикс» Россия 2012 2
Пирометр Micron M770S
Предназначен для измерений температуры поверхности материалов при испытаниях в потоках плазмы		 Raytek Соединённые Штаты Америки 2010 1
Термовизор Тандем VS-415
Предназначен для измерения температуры поверхности материалов при испытаниях в потоках плазмы		 ООО Компания «Си Эн Техно» Россия 2009 1
Термовизор
Предназначен для измерений поля температуры поверхности материалов при испытаниях в потоках плазмы		 ООО ПК ЭЛГОРА Россия 2018 1
Лампа генераторная ГУ-66А
Элемент системы для генерации и поддержания газового разряда в ВЧ-плазмотроне ВГУ-4		 ООО «Вакуумный контур» Россия 2020 1
Весы аналитические ВЛ-124В
Прибор для взвешивания образцов материалов до и после испытаний в потоках плазмы в ВЧ-плазмотронах ВГУ-3 и ВГУ-4		 ООО «НПП Госметр» Россия 2020 1
Пирометр спектрального отношения Термоконт-ТЦ5С8М
Прибор для измерения температуры поверхности образцов материалов при обтекании потоками плазмы в ВЧ-плазмотронах ВГУ-3 и ВГУ-4		 АНО НТП «Термоконт» Россия 2020 1
Микроскоп стереоскопический Olympus SZX7
Прибор используется для исследований и анализа поверхности образцов материалов после воздействия высокоэнтальпийного газового потока в ВЧ-плазмотроне или лазерного излучения		 Olympus Corporation Япония 2021 1
Инфракрасный тепловизор Testo 890-2
Инфракрасная камера (тепловизор) c детектором 640х480, телеобъективом и с опцией расширения диапазона температур до 10…1200 С используется для получения распределений температур на поверхности образцов материалов в процессе испытаний в потоках плазмы		 Testo AG Германия 2021 1
Измеритель расхода жидкости ES-113I-AGD-22-0-S-OA
Прибор для точного измерения расхода охлаждающей воды в калориметрических датчиках		 Bronkhorst Нидерланды 2021 1
Пирометр
Измерение сверхвысоких температур поверхности образцов материалов (>3000 °C) при реализации режимов сублимации углеродного материала в потоке плазмы		 Accurate Sensors Technologies Индия 2022 1
Комплекс для определения теплофизических свойств покрытий
Определение коэффициентов излучения поверхности образцов металлов, углеродных материалов, композиционных и керамических высокотемпературных материалов до и после воздействия диссоциированного потока газа в ВЧ-плазмотронах ВГУ-3 и ВГУ-4		 Surface Optics Corporation Соединённые Штаты Америки 2022 1
Пирометр
Измерение сверхвысоких температур поверхности образцов материалов (>3000 °C) при реализации режимов сублимации углеродного материала в потоке плазмы		 Термоконт Россия 2022 1
Оптический 3D профилометр SuperView W1
Исследование топографии и параметров микрорельефа поверхности образцов материалов. Изучение механизма воздействия высокоэнтальпийных потоков Воздуха, Азота, Углекислого газа и газовых смесей с поверхностью различных высокотемпературных материалов		 Chotest Technology Inc. Китай 2023 1
Модель черного тела FastCal 3000
Получение стабильной и точной температуры для калибровки и настройки пирометрической и спектрометрической аппаратуры, применяемой на установках типа ВГУ. Воспроизведение спектра теплового излучения черного тела для отработки метода спектральной пирометрии, применяемого в рамках исследований образцов, нагреваемых струями плазмы		 Tempsens Instruments Индия 2023 1
  • Плазмотроны ВГУ-3 и ВГУ-4
    Плазмотроны ВГУ-3 и ВГУ-4
  • Плазмотрон ВГУ-4
    Плазмотрон ВГУ-4
  • Плазмотроны ВГУ-3 (передний план) и ВГУ-4
    Плазмотроны ВГУ-3 (передний план) и ВГУ-4

Дополнительная информация по ВГУ-4 и ВГУ-3

100-киловаттный высокочастотный индукционный плазмотрон ВГУ-4

  • Источник питания плазмотрона – высокочастотный генератор ВЧИ-11-60/1.76.
  • Испытательная камера предназначена для поддержания заданного рабочего давления при термохимическом воздействии на поверхность материалов высокоэнтальпийных потоков химически активных газов.
  • Индукторная камера, расположенная внутри испытательной камеры, обеспечивает работу индуктора при атмосферном давлении.
  • Разрядное устройство, включающее разрядный канал, индуктор, верхний и нижний интерфейсы разрядного канала, формирователь газового потока, а также, если это необходимо – сопловой блок.
  • Два устройства позиционирования образцов, моделей и датчиков в плазменной струе обеспечивающие их ввод в струю и вывод из струи, а также их перемещения в струе в осевом и радиальном направлении.
  • Водоохлаждаемые экраны для защиты внутренней поверхности стенок барокамеры от нагрева возвратными потоками горячего газа расположены внутри барокамеры, повторяя её форму.
  • Система подачи рабочего газа в разрядный канал обеспечивает подачу газа (или газов) в разрядный канал, измерение и стабилизацию расхода.
  • Система откачки предназначена для установления и поддержания заданного давления в испытательной камере, охлаждения высокотемпературного газового потока, нагретого в разрядном канале, перед откачкой и выброса откачанных газов в окружающую среду. Эта система включает в себя вакуумный насос НВЗ-300, два вакуумных насоса НВЗ-500 общей производительностью 1300 л/c, водоохлаждаемый вакуумный трубопровод, теплообменник «плазма – вода», вакуумный трубопровод, вакуумные клапаны и задвижки, вытяжной вентилятор. При этом водоохлаждаемый вакуумный трубопровод и теплообменник входят также и в состав системы охлаждения.
  • Система охлаждения обеспечивает водяное охлаждение теплонапряжённых элементов систем индукционного плазмотрона, таких как анод генераторного триода, индуктор, индукторная камера, сопловой блок, теплообменник, водоохлаждаемый вакуумный трубопровод и др. Каждый охлаждаемый элемент имеет индивидуальный контур охлаждения, оборудованный ротаметром для измерения расхода воды и двумя термометрами для измерения температуры охлаждающей воды на входе и выходе.
  • Регистрация мощности анодного питания осуществляется с помощью сенсоров, входящих в состав ВЧ-генератора плазмотрона ВГУ-4, и АЦП Е-270, который также используется для регистрации давлений и температур, измеренных пирометрами и термопарами.
  • Регистрация давлений осуществляется датчиками «Элемер АИР-20/М2» и датчиками «Элемер АИР-10». Разности давлений измеряются датчиком «Элемер 20ДД/М2».
  • Расход рабочих газов задаётся расходомерами-контроллерами «MKS-1559» и «Bronkhorst MKV-306».
  • Регистрация зависимости температуры от времени в критической точке образцов и высокотемпературных моделей осуществляется с помощью пирометра «MIKRON M-770S», обеспечивающего измерение как яркостной, так и цветовой температуры в диапазоне 1000 – 3000°С.
  • Для регистрации изменяющегося во времени поля температуры на поверхности исследуемого образца, модели или фрагмента конструкции в диапазоне 700 – 2300°С используется термовизор «Тандем VS-415U».
  • Радиационная температура поверхности в диапазоне 1100 – 2300°С измеряется пирометром полного излучения «Кельвин-2300».
  • Для измерения низких температур в диапазоне 20 – 1200°С используется инфракрасный пирометр «Кельвин-1200/175Д».
  • Для исследования спектров пограничного слоя и потоков плазмы применяются спектрометр «Acton Research SP-558» с приёмником «Princeton Instruments OMA-V» (scientific grade CCD 16-bit 1340×1300), а также три спектрометра «Ocean Optics HR4000» на различные спектральные интервалы.

100-киловаттный высокочастотный индукционный плазмотрон ВГУ-4 имеет следующие параметры: частота ВЧ-генератора 1.76 МГц, давление в барокамере 0.01 – 1000 гПа, диаметр разрядного канала 80 мм, расход рабочих газов (воздух, N2, O2, CO2, Ar и любые смеси этих газов) 4 – 6 г/с, энтальпия на оси потока 4 – 55 МДж/кг. Плазмотрон может работать в дозвуковых режимах и в сверхзвуковых режимах со звуковыми соплами с диаметром выходного сечения 50, 40, 30, 16 мм и со щелевым соплом с размерами выходного сечения 80x16 мм. Реализуемые тепловые потоки могут изменяться в пределах от 5 Вт/см2 до 2.5 кВт/см2.

1000-киловаттный высокочастотный индукционный плазмотрон ВГУ-3

  • Источник питания плазмотрона – высокочастотный генератор ВЧС1-630/0.44.
  • Остальные системы установки те же, что и у плазмотрона ВГУ-4.

Мегаваттный высокочастотный индукционный плазмотрон ВГУ-3 имеет следующее параметры: частота ВЧ-генератора 0.44 МГц, давление в барокамере 0.01 – 1000 гПа, диаметр разрядного канала 150 или 200 мм, расход воздуха 4 – 15 г/с, энтальпия на оси потока 10 – 50 МДж/кг. Плазмотрон может работать в дозвуковых режимах и в сверхзвуковых режимах со звуковыми соплами с диаметром выходного сечения 80, 60, 40, 20 мм и со щелевым соплом с размерами выходного сечения 80x16 мм, которое позволяет вести испытания плоских пластин, обтекаемых под углом атаки и острых и скруглённых передних кромок крыла.

Система откачки у двух плазмотронов общая. Набор идентичных датчиков давления и система регистрации данных у каждого плазмотрона свой, а комплект средств измерения температур имеется только один и перемещается с установки на установку по мере необходимости.

Экспериментальные данные, получаемые в ходе испытаний на плазмотронах ВГУ, преобразуются в цифровой формат, отображаются на мониторах и сохраняются в виде файлов на компьютерах, обслуживающих плазмотроны ВГУ.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки "Плазмотроны ВГУ"

В мире и в РФ имеются несколько установок такого типа для исследований теплообмена в высокоэнтальпийных потоках газов и испытаний материалов тепловой защиты. В России – это мегаваттный плазмотрон У-13ВЧП ФГУП ЦНИИМАШ и 250-киловаттный плазмотрон ВАТ-104 ЦАГИ. В Западной Европе имеется 1200-киловаттная установка "Plasmatron" в Институте им. Фон Кармана (Брюссель, Бельгия) и 200-киловаттный плазмотрон IPG4 в университете г. Штутгарт (Германия). В США имеется 30-киловаттный индукционный плазмотрон в Университете штата Иллинойс.

Важнейшим преимуществом УНУ "Плазмотроны ВГУ" является наличие в одной лаборатории двух установок, разработанных одной и той же группой учёных и конструкторов. Отлично управляемый и обеспечивающий проведение большого количества экспериментов (до 400 в год) 100-киловаттный плазмотрон используется для проведения научно-исследовательских работ и испытаний небольших (20–50 мм) образцов материалов, а на порядок более мощный мегаваттный плазмотрон используется для проведения исследований и испытаний крупногабаритных образцов и фрагментов тепловой защиты (50–250 мм). Это обеспечивает максимальную гибкость и эффективность применения плазмотронов ВГУ-3 и ВГУ-4 при сохранении единства методик испытаний материалов и методов измерений.

При использовании индукционного метода нагрева газа благодаря отсутствию контакта элементов конструкции с плазмой обеспечивается целый ряд существенных преимуществ над наиболее широко распространёнными в мире электродуговыми плазмотронами. Этими преимуществами являются: высочайшая чистота генерируемого потока плазмы; возможность работы с любыми газами, в том числе и агрессивными; высокая стабильность и воспроизводимость параметров плазменного потока; отсутствие физических ограничений продолжительности работы, обеспечивающее возможность проведения длительных экспериментов при циклических испытаниях ТЗМ в условиях, моделирующих натурные условия нагрева в атмосфере по энтальпии набегающего потока, давлению торможения, градиенту скорости в критической точке, и в результате – по тепловому и химическому воздействию набегающего потока на поверхность ТЗМ.

Преимуществом исследований, проводимых на ВГУ-4, ВГУ-3, является также их комплексный характер, сочетающий экспериментальные методы и численное моделирование течений в плазмотронах, проводимое для условий экспериментов. Такой подход позволяет определить эффективные коэффициенты рекомбинации атомов (а также молекул CO для испытаний в диссоциированном углекислом газе) на поверхностях различных материалов и покрытий.

Еще одно преимущество – использование теории локального моделирования теплопередачи в окрестности критической точки тела , разработанной в лаборатории взаимодействия плазмы и излучения с материалами ИПМех РАН. Эта теория используется для определения возможности переноса результатов экспериментальных исследований на натурные условия.

Ожидаемый период сохранения уникальности: не менее 20 лет (при условии поддержания на современном уровне приборного и диагностического оборудования).

Методики измерения

  1. Методика измерений тепловых потоков к поверхности водоохлаждаемых моделей в точке торможения с помощью калориметров, изготовленных из различных металлов и кварца.
  2. Методика измерений давлений торможения и скоростных напоров с помощью водоохлаждаемых трубок Пито.
  3. Методика определения энтальпии дозвуковых высокотемпературных потоков химически активных газов.
  4. Методика измерения поля температуры на поверхности исследуемого образца, модели или фрагмента конструкции в диапазоне 700 – 2300°С с помощью термовизора «Тандем VS-415U».
  5. Методика измерений радиационной температуры поверхности в диапазоне 1100 – 2300°С с помощью пирометра полного излучения «Кельвин-2300».
  6. Методика измерений низких температур поверхности образцов материалов в диапазоне 20 – 1200°С с помощью инфракрасного пирометра «Кельвин-1200/175Д».
  7. Методика исследований спектров пограничного слоя и потоков плазмы с помощью спектрометра «Acton Research SP-558» с приёмником «Princeton Instruments OMA-V» (scientific grade CCD 16-bit 1340×1300), а также трех спектрометров «Ocean Optics HR4000» на различные спектральные интервалы.
  8. Экспериментально-расчетная методика определения эффективных коэффициентов гетерогенной рекомбинации атомов N, O и молекул CO на поверхности образцов материалов при высоких температурах в дозвуковых высокоэнтальпийных потоках молекулярных газов (воздух, азот, углекислый газ).
  9. Методика определения степени черноты поверхности материалов при высоких температурах.
  10. Методики экспериментальных исследований образцов материалов и элементов тепловой защиты на термохимическую стойкость и ресурсную работоспособность при условиях, локально моделирующих аэродинамический нагрев при входе затупленных тел в атмосферу Земли и Марса.
  11. Методика экстраполяции экспериментальных данных по теплообмену в точке торможения модели, обтекаемой дозвуковым высокоэнтальпийным потоком газа в ВЧ-плазмотроне, на условия входа в атмосферу затупленного тела.

Типовые работы и оказываемые услуги

  1. Локальное моделирование аэродинамического нагрева поверхности тепловой защиты для условий входа затупленных тел в атмосферу Земли и Марса.
  2. Испытания образцов материалов и фрагментов тепловой защиты в до- и сверхзвуковых высокоэнтальпийных потоках молекулярных газов (воздух, азот, углекислый газ) на термохимическую стойкость и ресурсную работоспособность.
  3. Определение эффективных коэффициентов гетерогенной рекомбинации атомов N, O и молекул CO на поверхности образцов теплозащитных материалов при высоких температурах в дозвуковых высокоэнтальпийных потоках молекулярных газов (воздух, азот, углекислый газ).
  4. Определение степени черноты поверхности теплозащитных материалов при высоких натурных температурах.
  5. Стоимость типовых работ и услуг от 75 000 рублей за один цикл испытаний на ВЧ-плазмотроне ВГУ-4 и от 150 000 рублей за один цикл испытаний на ВЧ-плазмотроне ВГУ-3.

Регламент доступа к оборудованию

Доступ к ВЧ-плазмотронам ВГУ-3 и ВГУ-4 для проведения научных исследований, осуществления экспериментальных разработок и испытаний образцов теплозащитных материалов и фрагментов тепловой защиты на термохимическую стойкость и ресурсную работоспособность в интересах третьих лиц имеют только аттестованные сотрудники лаборатории взаимодействия плазмы и излучения с материалами.

Выборочный список публикаций, подготовленных с использованием установки

  1. Chaplygin A.V., Simonenko E.P., Simonenko N.P., Kotov M.A., Yakimov M.Y., Lukomskii I.V., Galkin S.S., Kolesnikov A.F., Vasil'evskii S.A., Shemyakin A.N., Solovyov N.G. Heat transfer and behavior of ultra high temperature ceramic materials under exposure to supersonic carbon dioxide plasma with additional laser irradiation // International Journal of Thermal Sciences. 2024. Vol. 201. Article 109005.
    DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2024.109005
  2. Chaplygin A.V., Simonenko E.P., Kotov M.A., Sakharov V.I., Lukomskii I.V., Galkin S.S., Kolesnikov A.F., Lysenkov A.S., Nagornov I.A., Mokrushin A.S., Simonenko N.P., Kuznetsov N.T., Yakimov M.Y., Shemyakin A.N., Solovyov N.G. Short-term oxidation of HfB2-SiC based UHTC in supersonic flow of carbon dioxide plasma // Plasma. 2024. Vol. 7. No. 2, P. 300-315.
    DOI: 10.31857/S0044457X24040156
  3. Симоненко Е.П., Колесников А.Ф., Чаплыгин А.В., Лысенков А.С., Нагорнов И.А., Лукомский И.В., Галкин С.С., Мокрушин А.С., Симоненко Н.П., Кузнецов Н.Т. Трансформация поверхности ультравысокотемпературной керамики HfB2-SiC-C(графен) в высокоскоростном потоке диссоциированного азота // Журнал Неорганической Химии. 2024. Т. 69. № 4. С. 594-606.
    DOI: 10.31857/S0044457X24040156
    = Simonenko E.P., Kolesnikov A.F., Chaplygin A.V., Lysenkov A.S., Nagornov I.A., Lukomskii I.V., Galkin S.S., Mokrushin A.S., Simonenko N.P., Kuznetsov N.T. Transformation of the Surface of HfB2-SiC-C(graphene) Ultrahigh-Temperature Ceramics in a High-Velocity Flow of Dissociated Nitrogen // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2024. Vol. 69. P. 570-580.
    DOI: 10.1134/s0036023624600825
  4. Васильевский С.А., Колесников А.Ф. Влияние закрутки потока на дозвуковую струю воздуха в ВЧ-плазмотроне ВГУ-4 // Изв. РАН. МЖГ. 2024. № 5. С. 120-128.
    [МЖГ]
    = Vasil'evskii S.A., Kolesnikov A.F. Effect of flow swirling on the subsonic air jet in the VGU-4 HF plasmatron // Fluid Dyn. 2024. Vol. 59. No. 5. P. 1129-1136.
    DOI: 10.1134/S0015462824603255
  5. Чаплыгин А.В., Галкин C.C., Лукомский И.В., Тептеева Е.С., Васильевский С.А., Колесников А.Ф., Симоненко Е.П., Симоненко Н.П. Теплообмен и поведение образцов из карбида кремния в дозвуковых потоках плазмы воздуха, азота и углекислого газа // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2024. Т. 25. № 2. Cтатья. 1094.
    [chemphys]
    = Chaplygin A.V., Galkin S.S., Lukomskii I.V., Tepteeva E.S., Vasil'evskii S.A., Kolesnikov A.F., Simonenko E.P., Simonenko N.P. Heat transfer and behavior of silicon carbide samples in subsonic air, nitrogen, and carbon dioxide plasma flows // Fluid Dyn. 2024. Vol. 59. No. 5. P. 1462-1482.
    DOI: 10.1134/S0015462824604133
  6. Васильевский С.А., Галкин С.С., Колесников А.Ф., Лукомский И.В., Тептеева Е.С., Чаплыгин А.В. Исследование теплообмена в дозвуковых струях диссоциированного воздуха ВЧ-плазмотрона ВГУ-4 // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2024. Т. 25. № 7. Статья 1167.
    [chemphys]
  7. Chaplygin A.V., Kotov M.A., Yakimov M.Yu, Lukomskii I.V., Galkin S.S., Kolesnikov A.F., Shemyakin A.N., Solovyov N.G. Combined surface heating by laser beam and subsonic nitrogen plasma jet // Fluids. 2023. Vol. 8. No. 11. P. 1-13.
    DOI: 10.3390/fluids8010011
  8. Vasil'evskii S.A., Kolesnikov A.F., Bryzgalov A.I., Yakush S.E. Numerical simulation of equilibrium air plasma flow in the induction chamber of a high-power plasmatron // Continuum Mechanics and Thermodynamics. 2023. Vol. 35. No. 4. P. 1689-1701.
    DOI: 10.1007/s00161-023-01192-1
  9. Simonenko E.P., Kolesnikov A.F., Chaplygin A.V., Kotov M.A., Yakimov M.Yu, Lukomskii I.V., Galkin S.S., Shemyakin A.N., Solovyov N.G., Lysenkov A.S., Nagornov I.A., Mokrushin A.S., Simonenko N.P., Kuznetsov N.T. Oxidation of ceramic materials based on HfB2-SiC under the influence of supersonic CO2 jets and additional laser heating // International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24. No. 13634. P. 1-20.
    DOI: 10.3390/ijms241713634
  10. Vasil'evskii S.A., Kolesnikov A.F., Sakharov V.I. Investigation of the accuracy of simulating convective heat transfer in subsonic jets of dissociated air in a RF plasmatron // Fluid Dyn. (2023) Vol. 58. No. 4. P. 811-819.
    DOI: 10.1134/S0015462823600967
  11. Васильевский С.А., Галкин С.С., Колесников А.Ф., Котов М.А., Лукомский И.В., Соловьев Н.Г., Тептеева Е.С., Чаплыгин А.В., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Исследование режимов теплообмена в дозвуковых струях диссоциированного азота высокочастотного индукционного плазмотрона при дополнительном нагреве поверхности лазерным излучением // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 4. С. 146-155.
    [МЖГ]
    = Vasil'evskii S.A., Galkin S.S., Kolesnikov A.F., Kotov M.A., Lukomskii I.V., Solovyev N.G., Tepteeva E.S., Chaplygin A.V., Shemyakin A.N., Yakimov M.Yu. Investigation of heat transfer regimes in subsonic dissociated-nitrogen jets of a high-frequency induction plasmatron under additional surface heating by laser radiation // Fluid Dyn. (2023) Vol. 58. No. 4. P. 649-658.
    DOI: 10.1134/S0015462823600499
  12. Chaplygin A.V. Experimental study of the overequilibrium surface heating effect in a subsonic dissociated air jet // Fluid Dyn. (2023) Vol. 58. No. 4. P. 712-722.
    DOI: 10.1134/S0015462823601006
  13. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Kolesnikov A.F., Chaplygin A.V., Papynov E.K., Shichalin O.O., Belov A.A., Nagornov I.A., Mokrushin A.S., Kuznetsov N.T. Effect of supersonic nitrogen flow on ceramic material Ta4HfC5–SiC // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2023. Vol. 68. No. 4. P. 479-486.
    DOI: 10.1134/S0036023623600272
  14. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Kolesnikov A.F., Chaplygin A.V., Lysenkov A.S., Nagornov I.A., Simonenko T.L., Gubin S.P., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Oxidation of graphene-modified HfB2-SiC ceramics by supersonic dissociated air flow // Journal of the European Ceramic Society. 2022. Vol. 42. No. 1. P. 30-42.
    DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2021.09.020
  15. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Kolesnikov A.F., Chaplygin A.V., Lysenkov A.S., Nagornov I.A., Mokrushin A.S., Kuznetsov N.T. Investigation of the effect of supersonic flow of dissociated nitrogen on ZrB2-HfB2-SiC ceramics doped with 10 vol.% carbon nanotubes // Materials. 2022. Vol. 15. No. 23. P. 8507.
    DOI: 10.3390/ma15238507
  16. Колесников А.Ф., Кузнецов Н.Т., Муравьева Т.И., Нагорнов И.А., Сахаров В.И., Севастьянов В.Г., Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Чаплыгин А.В., Щербакова О.О. Исследование теплообмена керамики на основе HfB2-SiC в недорасширенных струях диссоциированного азота и анализ поверхности // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 4. С. 96-107.
    [МЖГ]
    = Kolesnikov A.F., Kuznetsov N.T., Murav'eva T.I., Nagornov I.A., Sakharov V.I., Sevast'yanov V.G., Simonenko E.P., Simonenko N.P., Chaplygin A.V., Shcherbakova O.O. Investigation of heat transfer to HfB2-SiC-based ceramics in underexpanded dissociated nitrogen jets and analysis of the surface // Fluid Dyn. (2022) Vol. 57. No. 4. P. 513-523.
    DOI: 10.1134/S0015462822040061
  17. Брызгалов А.И., Васильевский С.А., Колесников А.Ф., Якуш С.Е. Теплообмен цилиндрического тела с каталитической поверхностью при обтекании потоком дозвуковой неравновесной воздушной плазмы // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 5. С. 94-112.
    [МЖГ]
    = Bryzgalov A.I., Vasil'evskii S.A., Kolesnikov A.F., Yakush S.E. Heat transfer of a cylindrical body with catalytic surface in subsonic nonequilibrium air plasma flow // Fluid Dyn. (2022) Vol. 57. No. 5. P. 639-656.
    DOI: 10.1134/s0015462822050020
  18. Колесников А.Ф., Васильевский С.А., Щелоков С.Л., Чаплыгин А.В., Галкин С.С. Анализ возможностей локального моделирования аэродинамического нагрева в мощном ВЧ-плазмотроне ВГУ-3 // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 6. С. 117-124.
    [МЖГ]
    = Kolesnikov A.F., Vasil'evskii S.A., Shchelokov S.L., Chaplygin A.V., Galkin S.S. Analysis of the possibilities of local simulation of aerodynamic heating in a powerful VGU-3 HF-plasmatron // Fluid Dyn. (2022) Vol. 57. No. 6. P. 811-819.
    DOI: 10.1134/s0015462822601309
  19. Gordeev A.N., Chaplygin A.V. Experimental studies on heat transfer between dissociated air flow and a flat plate at an angle of attack in an HF-plasmatron // Fluid Dyn. (2022) Vol. 57. No. S1. P. S117-S133.
    DOI: 10.1134/s0015462822601206
  20. Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Колесников А.Ф., Чаплыгин А.В., Сахаров В.И., Лысенков А.С., Нагорнов И.А., Кузнецов Н.Т. Влияние добавки 2 об. % графена на теплообмен керамического материала в недорасширенных струях диссоциированного воздуха // Журнал неорганической химии. 2022. Т. 67. № 12. С. 1839-1850.
    DOI: 10.31857/S0044457X22601523
    = Simonenko E.P., Simonenko N.P., Kolesnikov A.F., Chaplygin A.V., Sakharov V.I., Lysenkov A.S., Nagornov I.A., Kuznetsov N.T. Effect of 2 vol % graphene additive on heat transfer of ceramic material in underexpanded jets of dissociated air // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2022. Vol. 67. No. 12. P. 2050-2061.
    DOI: 10.1134/S0036023622601866
  21. Евдокимов С.А., Ермакова Г.В., Гордеев А.Н., Колесников А.Ф. Исследование воздействия высокоэнтальпийного воздушного потока на эффективность защитного действия антиокислительного покрытия для углеродсодержащих композиционных материалов // Теплофизика высоких температур. 2022. Т. 60. № 3. С. 428-433.
    DOI: 10.31857/S0040364422030073
    = Evdokimov S.A., Ermakova G.V., Gordeev A.N., Kolesnikov A.F. Study of the effect of high-enthalpy air flow on the efficiency of the protective action of an antioxidant coating for carbon-containing composite materials // High Temperature. 2022. Vol. 60. No. 3. P. 385-390.
    DOI: 10.1134/S0018151X22030075
  22. Колесников А.Ф., Сахаров В.И., Чаплыгин А.В. Экспериментальное и численное моделирование теплообмена поверхности ультравысокотемпературной керамики в недорасширенных струях диссоциированного азота // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2022. Т. 23, № 1. С. 1-13.
    DOI: 10.33257/PhChGD.23.1.979
  23. Чаплыгин А.В., Васильевский С.А., Галкин С.С., Колесников А.Ф. Тепловое состояние неохлаждаемого кварцевого разрядного канала мощного высокочастотного индукционного плазмотрона // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2022. Т. 23, № 2. С. 1-19.
    DOI: 10.33257/PhChGD.23.2.990
  24. Колесников А.Ф., Сахаров В.И. Газодинамические аспекты эксперимента по теплообмену поверхности ультравысокотемпературной керамики в недорасширенной струе диссоциированого воздуха // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2022. Т. 23, № 6. С. 1-8.
    DOI: 10.33257/PhChGD.23.6.1025
  25. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Gordeev A.N., Kolesnikov A.F. et al. Oxidation of HfB2-SiC-Ta4HfC5 ceramic material by a supersonic flow of dissociated air // Journal of the European Ceramic Society. (2021) Vol. 41. No. 2. P. 1088-1098.
    DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2020.10.001
  26. Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Колесников А.Ф. и др. Модификация UHTC состава HfB2-30%SiC графеном (1 об. %) и ее влияние на поведение в сверхзвуковом потоке воздуха. // Журнал неорганической химии. 2021. Т. 66. № 9. С. 1314-1325.
    DOI: 10.31857/s0044457x21090142
    = Simonenko E.P., Simonenko N.P., Kolesnikov A.F. et al. Modification of HfB2-30% SiC UHTC with graphene (1 vol %) and its influence on the behavior in a supersonic air jet. // Russ. J. Inorg. Chem. (2021) Vol. 66. No. 9. P. 1405-1415.
    DOI: 10.1134/s003602362109014x
  27. Колесников А.Ф., Лукомский И.В., Сахаров В.И., Чаплыгин А.В. Экспериментальное и численное моделирование теплообмена поверхности графита в недорасширенных струях диссоциированного азота // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 6. С. 136-144.
    DOI: 10.31857/S0568528121060074
    = Kolesnikov A.F., Lukomskii I.V., Sakharov V.I., Chaplygin A.V. Experimental and numerical modeling of heat transfer to graphite surface in underexpanded dissociated-nitrogen jets // Fluid Dyn. (2021) Vol. 56. No. 6. P. 894-902.
    DOI: 10.1134/S0015462821060070
  28. Колесников А.Ф., Щелоков С.Л. Анализ условий моделирования аэродинамического нагрева в дозвуковых струях высокоэнтальпийного воздуха ВЧ-плазмотрона ВГУ-4 // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 2. С. 91-96.
    DOI: 10.31857/s0568528121020067
    = Kolesnikov A.F., Shchelokov S.L. Analysis of the simulation conditions of the aerodynamic heating in subsonic high-enthalpy air jets from the VGU-4 HF plasmatron // Fluid Dyn. (2021) Vol. 56. No. 2. P. 236-241.
    DOI: 10.1134/s0015462821020063
  29. Nagornov I.A., Simonenko E.P., Simonenko N.P., Gordeev A.N., Kolesnikov A.F. et al. The effects of subsonic and supersonic dissociated air flow on the surface of ultra-high-temperature HFB2-30 vol% SiC ceramics obtained using the sol-gel method // Journal of the European Ceramic Society (2020) Vol. 40. No. 4. P. 1093-1102.
    DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.11.023
  30. Нагорнов И.А., Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Гордеев А.Н., Колесников А.Ф. и др. Поведение ультравысокотемпературного керамического материала HfB2-SiC-Y3Al5O12 под воздействием сверхзвукового потока диссоциированного воздуха // Журнал неорганической химии. 2020. Т. 65. № 10. С. 1397-1407.
    DOI: 10.31857/s0044457x20100190
    = Nagornov I.A., Simonenko E.P., Simonenko N.P., Gordeev A.N., Kolesnikov A.F. et al. Behavior of ultra-high temperature ceramic material HfB2-SiC-Y3Al5O12 under the influence of supersonic dissociated air flow // Russ. J. Inorg. Chem. (2020) Vol. 65. No. 10. P. 1596-1605.
    DOI: 10.1134/S0036023620100198
  31. Симоненко Е.П., Симоненко Н.П., Гордеев А.Н. и др. Окисление пористых ультравысокотемпературных керамических материалов HfB2-SiC с повышенным содержанием карбида кремния (65 об. %) сверхзвуковым потоком воздуха // Журнал неорганической химии. 2020. Т. 65. № 4. С. 564-573.
    DOI: 10.31857/S0044457X20040194
    = Simonenko E.P., Simonenko N.P., Gordeev A.N. et al. Oxidation of porous HfB2-SiC ultra-high-temperature ceramic materials rich in silicon carbide (65 vol %) by a supersonic air flow // Russ. J. Inorg. Chem. (2020) Vol. 65. No. 4. P. 606-615.
    DOI: 10.1134/s0036023620040191
  32. Васильевский С.А., Гордеев А.Н., Колесников А.Ф., Чаплыгин А.В. Тепловой эффект поверхностного катализа в дозвуковых струях диссоциированного воздуха: эксперимент на ВЧ-плазмотроне и численное моделирование // Изв. РАН. МЖГ. 2020. № 5. С. 137-150.
    DOI: 10.31857/S0568528120050138
    = Vasil'evskii S.A., Gordeev A.N., Kolesnikov A.F., Chaplygin A.V. Thermal effect of surface catalysis in subsonic dissociated-air jets. Experiment on a high-frequency plasmatron and numerical modeling // Fluid Dyn. (2020) Vol. 55. No. 5. P. 708-720.
    DOI: 10.1134/s0015462820050134
  33. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Gordeev A.N. et al. Behavior of HfB2-30 vol% SiC UHTC obtained by sol-gel approach in the supersonic airflow // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2019. Vol. 92. No. 2. P. 386-397.
    DOI: 10.1007/s10971-019-05029-9
  34. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Gordeev A.N. et al. Effect of the surface relief of HfB2-SiC ceramic materials on their high-temperature oxidation // Russ. J. Inorg. Chem. (2019) Vol. 64. No. 13. P. 1681-1686.
    DOI: 10.1134/s0036023619130084
  35. Васильевский С.А., Гордеев А.Н., Колесников А.Ф. Теплообмен и теплофизика дозвуковых струй диссоциированного воздуха, обтекающих цилиндрические модели в индукционном ВЧ-плазмотроне // Изв. РАН. МЖГ. 2019. № 3. С. 98-112.
    DOI: 10.1134/S0568528119030113
    = Vasil'evskii S.A., Gordeev A.N., Kolesnikov A.F. Heat transfer and thermophysics of subsonic dissociated-air jets in flow past a cylindrical model in a high-frequency induction plasmatron // Fluid Dyn. (2019) Vol. 54. No. 3. P. 389-403.
    DOI: 10.1134/S001546281903011X
  36. Колесников А.Ф., Гордеев А.Н., Васильевский С.А., Тептеева Е.С. Влияние геометрии разрядного канала ВЧ-плазмотрона на теплообмен в высокоэнтальпийных дозвуковых струях воздуха // Теплофизика высоких температур. 2019. Т. 57. № 4. С. 509-517.
    DOI: 10.1134/S0040364419040112
    = Kolesnikov A.F., Gordeev A.N., Vasil'evskii S.A., Tepteeva E.S. The effect of the geometry of the discharge channel in a high-frequency plasmatron on heat transfer in high-enthalpy subsonic air jets // High Temp. (2019) Vol. 57. No. 4. P. 469-476.
    DOI: 10.1134/S0018151X19040114
  37. Колесников А.Ф., Гордеев А.Н., Васильевский С.А. Теплообмен в дозвуковых струях диссоциированного азота: эксперимент на ВЧ-плазмотроне и численное моделирование // Теплофизика высоких температур. 2018. Т. 56. № 3. С. 417-423.
    DOI: 10.7868/S0040364418030146
    [MathNet]
    = Kolesnikov A.F., Gordeev A.N., and Vasil'evskii S.A. Heat Transfer in Subsonic Flows of Dissociated Nitrogen: HF Plasmatron Experiment and Numerical Simulation // High. Temp. (2018) Vol. 56. Iss. 3. P. 398-403.
    DOI: 10.1134/S0018151X18030124
  38. Гордеев А.Н., Колесников А.Ф., Сахаров В.И. Эксперимент на ВЧ-плазмотроне и численное моделирование теплообмена в недорасширенных струях диссоциированного азота // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 6. С. 79-88.
    DOI: 10.7868/S0568528117060093
    [МЖГ]
    = Gordeev A.N., Kolesnikov A.F., and Sakharov V.I. HF-plasmatron experiment and numerical simulation of heat transfer in underexpanded dissociated-nitrogen jets // Fluid. Dyn. (2017) Vol. 52. Iss. 6. P. 786-796.
    DOI: 10.1134/S0015462817060076
  39. Васильевский С.А., Гордеев А.Н., Колесников А.Ф. Локальное моделирование аэродинамического нагрева поверхности затупленного тела в дозвуковых высокоэнтальпийных потоках воздуха: теория и эксперимент на ВЧ-плазмотроне // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 1. С. 160-167.
    DOI: 10.7868/S0568528117010169
    [МЖГ]
    =Vasil'evskii S.A., Gordeev A.N., and Kolesnikov A.F. Local modeling of the aerodynamic heating of the blunt body surface in subsonic high-enthalpy air flow. Theory and experiment on a high-frequency plasmatron // Fluid. Dyn. (2017) Vol. 52. Iss. 1. P. 158-164.
    DOI: 10.1134/S001546281701015X
  40. Колесников А.Ф., Сахаров В.И. Подобие теплообмена модели в недорасширенных струях диссоциированного воздуха в ВЧ-плазмотроне и при обтекании сферы высокоскоростным потоком в земной атмосфере // Изв. РАН. МЖГ. 2016. № 3. С. 110-116.
    DOI: 10.7868/S0568528116030099
    [МЖГ]
    = Kolesnikov A.F. and Sakharov V.I. Similarity between the heat transfer to a model in an underexpanded dissociated-air jet of a high-frequency plasmatron and to a sphere in a high-velocity flow in the terrestrial atmosphere // Fluid. Dyn. (2016) Vol. 51. Iss. 3. P. 400-405.
    DOI: 10.1134/S0015462816030121
  41. Симоненко Е.П., Гордеев А.Н., Симоненко Н.П., Васильевский С.А., Колесников А.Ф., Папынов Е.К., Шичалин О.О., Авраменко В.А., Севастьянов В.Г., Кузнецов Н.Т. Исследование поведения керамических материалов HfB2-SiC (10, 15 и 20 об. %) в потоках высокоэнтальпийного воздуха // Журнал неорганической химии. 2016. Т. 61. № 10. С. 1259-1275.
    DOI: 10.7868/S0044457X16100172
    [eLibrary]
    = Simonenko E.P., Gordeev A.N., Simonenko N.P. et al. Behavior of HfB2-SiC (10, 15, and 20 vol %) ceramic materials in high-enthalpy air flows Russ. J. Inorg. Chem. (2016) Vol. 61. Iss. 10. P. 1203-1218.
    DOI: 10.1134/S003602361610017X
  42. Колесников А.Ф., Гордеев А.Н., Васильевский С.А. Эффекты каталитической рекомбинации на поверхностях металлов и кварца для условий входа в атмосферу Марса // Теплофизика высоких температур. 2016. Т. 54. Вып. 1. С. 32-40.
    DOI: 10.7868/S0040364415050178
    [MathNet]
    = Kolesnikov A.F., Gordeev A.N., and Vasil'evskii S.A. Effects of catalytic recombination on the surface of metals and quartz for the conditions of entry into the Martian atmosphere // High. Temp. (2016) Vol. 54. Iss. 1. P. 29-37.
    DOI: 10.1134/S0018151X1505017X

План работы УНУ

План работы УНУ на 2025 г.

  1. Научно-исследовательские работы в рамках Госзадания 124012500440-9 (второй этап).
  2. Научно-исследовательские работы в рамках гранта РНФ 22-79-10083 (третий этап, до 06.2025).
  3. Газодинамические испытания образцов конструкционных материалов в рамках работ с АО ВПК "НПО Машиностроения".
  4. Прочие работы.

План работы УНУ на 2024 г.

  1. Научно-исследовательские работы в рамках Госзадания 124012500440-9 (первый этап).
  2. Научно-исследовательские работы в рамках гранта РНФ 22-79-10083 (третий этап).
  3. Испытания материалов в рамках договорных работ с АО ВПК "НПО Машиностроения", НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ.
  4. Прочие работы.

План работы УНУ на 2023 г.

  1. Научно-исследовательские работы в рамках Госзадания 123021700057-0 (первый этап).
  2. Научно-исследовательские работы в рамках гранта РНФ 22-79-10083 (второй этап).
  3. Испытания материалов в рамках договорных работ с АО УНИИКМ, АО ВПК "НПО Машиностроения", ВИАМ, ИТПЭ РАН.
  4. Прочие работы.

План работы УНУ на 2022 г.

  1. Научно-исследовательские работы в рамках Госзадания АААА-А20-120011690135-5 (третий этап).
  2. Научно-исследовательские работы в рамках гранта РНФ 22-79-10083 (первый этап).
  3. Испытания материалов в рамках договорных работ с АО УНИИКМ, АО Композит, АО ОНПП Технология, АО НИИграфит.
  4. Прочие работы.

Сведения о календарной загрузке научного оборудования

 Месяц 2024 годаОбщее количество
за 2024 год
123456789101112
ВГУ-4 и ВГУ-3
количество экспериментов		 20283535211523665322223325
 Месяц 2023 годаОбщее количество
за 2023 год
123456789101112
ВГУ-4 и ВГУ-3
количество экспериментов		22332735251512253320117265
 Месяц 2022 годаОбщее количество
за 2022 год
123456789101112
ВГУ-4 и ВГУ-3
количество экспериментов		2510365412310152950256293

Проект договора на выполнение работ и оказания услуг для проведения научных исследований, а также осуществления экспериментальных разработок

plasma_dogovor_template.pdf

Форма заявки на выполнение работ и оказание услуг для проведения научных исследований, а также осуществления экспериментальных разработок

plasma_request_form.pdf

Порядок расчета стоимости нестандартных услуг

Минимальная цена одного испытания образца материала составляет 97200 руб. Фактическая стоимость услуги определяется с учетом продолжителности испытания, сложности конфигурации эксперимента, объема диагностики и расчетов параметров эксперимента, а также объемов собираемой и обрабатываемой информации.

Контактная информация

119526, г. Москва, проспект Вернадского, д. 101, корп. 1
Колесников Анатолий Федорович
8 (495) 434-36-74
kolesipmnet.ru

Информация на апрель 2025 г.

См. также: Плазмотроны ВГУ на портале НТИРФ в каталоге УНУ