Сверхзвуковое обтекание тел и распространение ударных волн в слабоионизованной неравновесной плазме

2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. Критический обзор литературы, посвященной изучению распросфанения акустических и ударных волн в слабоионизованной неравновесной плазме 14
1.1. Распространение акустических волн в СНП 14
1.2. Обзор экспериментальных и теоретических работ по распространению У В
в СНП 21
1.3. Экспериментальные исследования обтекания тел в СНП 28
ГЛАВА 2. Описание экспериментальных установок и диагностического комплекса 31
2.1. Описание экспериментальных установок и диагностического комплекса 31
2.2. Диагностический комплекс, используемый в экспериментах 40
2.3. Изучение парамефов и характеристик газоразрядной плазмы на УТ- 1
и УТ- 2 50
ГЛАВА 3. Исследование распространения и взаимодействия слабых УВ и АВ с СНП 63
3.1. Плазма-акустические исследования в СНП продольного разряда на установке УТ-1 63
3.2. Плазма-акустические исследования в СНП поперечного разряда на УТ-2 80
ГЛАВА 4. Экспериментальное изучение структуры и распространения У В в СНП 91
4.1. Распространение УВ в СНП продольного разряда 91
4.2. Особенности распространения УВ в распадающейся газоразрядной плазме 106
4.3. Структура и эволюция УВ в СНП поперечного импульсного разряда 110
4.4. Распросфаненис УВ в разрядной плазме при наличии внешнего магнитного поля 122
4.5. Нормальное отражение плоских У В от жесткой диэлектрической стенки
в СНП 134
4.6. Численное моделирование распространения УВ в структурированной плазме импульсного продольною разряда 146
з
ГЛАВА 5. Исследование сверхзвукового обтекания тел в СНП 155
5.1. Плазма-баллистические эксперименты 156
5.2. Экспериментальное и расчетное исследования сверхзвукового обтекания затупленного тела с иглой при наличии электрического разряда в сто головной части 170
5.3. Изучение сверхзвукового обтекания модели N с поверхностными плазменными образованиями 181
5.4. Плазма-аэродинамические эксперименты с моделью А и плазмогенератором комбинированного разряда, расположенным в ее носовой части 2(>4
5.5. Изучение сверхзвукового обтекания модели 1/6 и модели 1/12 с плазменными образованиями на АДТ-113 217
5.6. Численное моделирование сверхзвукового обтекания модели 1/6 с областью энерговыделения 237
5.7. Плазма-аэродинамические эксперименты с моделью 1/3 в АДТ У-21 244
5.8. Особенности плазма-аэродинамического СВЧ эксперимент на АДТ 257
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ 268
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
273
4
Основные обозначения, принятые в работе
МПА - магнитная и плазменная аэродинамика,
ПА- плазменная аэродинамика, плазма- аэродинамический,
ПБ- плазма- баллистический,
АД- аэродинамический,
СИП - слабоионизованная неравновесная плазма,
J1A - летательный аппарат,
ГПВРД - гиперзвуковой прямоточный воздушно- реактивный двигатель, НП - неравновесный плазмоид,
УВ - ударная волна,
УТ - ударная труба,
АВ - акустическая волна,
ЛИ - акустический импульс,
АДТ - аэродинамическая труба,
АДХ - аэродинамические характеристики,
ПГ- плазмогенератор,
ТР - тлеющий разряд,
ИР - импульсный разряд,
Tg - газовая статическая температура,
Т0 - газовая температура торможения потока,
Ps - статическое давление,
Р0 - полное давление торможения потока,
М - число Маха,
Те - электронная температура,
Tv - колебательная температура,
Tr - вращательная температура,
Кс - электронная концентрация,
Ng - концентрация нейтралов,
Nd - концентрация кластеров (пылевых) частиц,
Е - напряженность электрического поля,
Н- напряженность магнитного поля,
E/N - приведенная напряженность электрического поля,
Q- мощность, вложенная в разряд.
Э-м- электромагнитный
5
ВЧ- высокочастотный
ДВ- детонационная волна
ВП- внешняя плазма
ВВ- взрывная волна
И К- инфракрасный
ЭРП- электроразряданая пушка
ВЧЕР- ВЧ разряд емкостного типа
РС- рабочая секция
ПД- пьезодатчик
СБМ- субмилл и метровый
СФР- сверхскоростной регистратор
АЧХ- амплитудно-частотная характеристика
110- плазменное образование
6
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время стремительно развивается новая область науки и техники - магнитная плазменная аэродинамика (МПА или магнитная ПА). Фундаментальные исследования в этой области проводятся как в России, так и за рубежом. Следует отметить, что эго направление первоначально зародилось в России, и до сих пор лидирующие позиции в этой новой области знаний сохраняются за нашей страной.
Теоретическим основанием для рождения МПА явился ряд работ [см., например, 1+4], посвященных вопросам обтекания тел с локальными зонами энерговыделения во внешнем потоке, управления внешним и внутренним горением в потоке газа. Использование мощных электромагнитных полей, создаваемых дистанционными или бортовыми генераторами, позволяет создать локальные плазменные энергетические зоны (далее называемые нлазмоидами) с требуемыми параметрами во внешнем потоке вблизи летательного аппарата (JIA) для управления параметрами воздушного потока вокруг этого J1A или внутри канала ГПВРД.
Экспериментальным основанием для развертывания исследований в области МПА послужили научное открытие, полученное автором данной диссертационный работы совместно с коллегами из ФТИ имени А.Ф. Иоффе и НИИРП (Мишиным Г.И., Авраменко Р.Ф., Бединым А.П. и др., [5]), и ряд пионерских работ, выполненных в других организациях (см. ГЛАВУ 2).
В этом открытии экспериментально был обнаружен ряд ранее неизвестных особенностей сверхзвукового обтекания тел и распространения ударных волн (УВ) в неравновесной слабоионизованной плазме (СНП) и в неравновесной структурированной плазме (неравновесных плазмоидах, НИ), необъясняемых простым усредненным нагревом газа в разрядной области, в том числе:
• аномально большой отход отхода У В от тела,
• формирование плазменных предвестников перед головной УВ в СПИ,
• дисперсия и затухание У В в CHI I,
• перестройка течения вблизи тела (уменьшение размеров отрывной зоны в корме тела, ламиниразация спутного течения в корме тела и т. д.),
• уменьшение сопротивления тел движущихся В СНП.
В настоящее время интерес к этим исследованиям в области МПА продиктован развитием авиации, и в особой степени гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА).
Ожидается, что плазменные и МГД технологии могут быть полезными для решения целого ряда задач внутренней и внешней аэродинамики, таких как:
7
• управление аэродинамическими характеристиками ЛА (силой сопротивления, подъемной силой, характеристиками пограничного слоя, моментами и т.д.),
• управление тепловыми потоками на поверхности ГЛА при больших числах Маха,
• управление поджигом и горением топливно-воздушных смесей в ГПВД,
• уменьшение интенсивности звукового удара сверхзвукового ЛА и ГЛА,
• уменьшение шума авиационных двигателей,
• грозозащита Л А,
• обеспечение устойчивой радиосвязи с ГЛА и со спускаемыми космическими кораблями с помощью плазменных антенн,
• улучшение экологии воздушного пространства за ЛА,
• и другие.
В период с 1997 по 2001 прошло четыре международных Совещания по плазменной аэродинамике и МГД технологиям в авиации [1+31. Эти Совещания проводились в рамках международных А1АА Конференций, ‘ посвященных развитию гиперзвуковых систем и технологий. В России были организованы и проведены за этот период пять Национальных Совещаний по проблемам МПА в ИВТ РАН (Москва) и холдинговой компании «Ленинец» (С.- Петербург).
В нашей стране наиболее систематическое изучение фундаментальных и прикладных задач в области плазменной аэродинамики проводилось в период с 1980 г. но 1990 г. в рамках Государственной Программы “Ель“, заданной постановлением Правительства бывшего Советского Союза. К выполнению этой программы были привлечены многие ведущие научные институты и университеты. Головной организацией являлся Московский Радиотехнический институт АН СССР.
В период с 1990 по 1993 гг. исследования в области прикладной плазменной газодинамики в России продолжались в рамках Государственной Программы “Планета”, заданной постановлением Правительства РФ. В этой Про1рамме особое место отводилось использованию опыта и задела, полученных в рамках предыдущей Программы “Ель”. В частности, планировалось использовать накопленный опыт но генерации специальной неравновесной плазмы и неравновесных пяазмоидов для решения ряда прикладных задач в авиации, в том числе:
• улучшение аэродинамических характеристик ЛА, (уменьшение силы сопротивления ЛА, увеличение аэродинамического качества и т. д.),
• улучшение манёвренности и управляемости ЛА,
• снижение звукового удара и т.д.
Необходимо отметить, что измерение аэродинамических характеристик (АДХ) современных ЛА с помощью плазменных образований позволило бы сэкономить топливо и увеличить дальность полёта ЛА. В свою очередь, уменьшение расхода топлива позволило бы улучшить экологию воздушного пространства. В силу экономических трудностей в России данная Программа не была выполнена до конца.
В настоящее время фундаментальные исследования в области МПА в России продолжаются в рамках контрактных работ с ведущими иностранными авиационными фирмами, такими как компания Боинг, компания Бритиш Аэроспейс и другими. Экспериментальные исследования проводятся на установках в МВТ РАН, ЦАГИ, ЦНИИМаш и др.
Цель диссерт ационной работы и постановка задач
Целью настоящей диссертационной работы является проведение комплекса экспериментальных и теоретических исследований по изучению распространения и структуры акустических и ударных воли и сверхзвукового обтекания тел в слабоионизованной неравновесной плазме (в том числе, в структурированных плазменных образованиях или плазмоидах).
Достижение этой цели предполагает решение следующих основных задач:
1. Исследование распространения акустических и ударных волн в СНП и взаимодействия этих возмущений с плазмой.
2. Исследование сверхзвукового обтекания тел в СНП и при наличии неравновесных плазменных образований пред ними.
3. Изучение особенностей зажигания и горения электрического разряда при прохождении УВ (акустической волны) плазменной области и в сверхзвуковом газовом потоке вблизи модели.
4. Численное моделирование распространения УВ в СНП и тел с локальными энергетическими плазменными зонами перед ними. Сравнение экспериментальных и теоретических результатов.
Авторы научного открытия (упомянутого выше) пришли к выводу о том, что именно изменение структуры и интенсивности структуры головной УВ перед телом, движущегося со сверхзвуковой скоростью, были ответственны за аномальное обтекание этого тела и снижение его сопротивления в СНП. Потому вопросам генерации распространения и структуры УВ и акустических волн в СНП посвящена значительная часть настоящей диссертационной работы.
9
Программа экспериментальных исследований, результаты которой изложены в первой части диссертационной работы, состояла из следующих основных разделов:
• Создание двух экспериментальных установок УТ-1 и УТ-2 для изучения взаимодействия УВ (ЛВ) с СМИ различных типов разрядов.
• Создание, настройка и испытание ИГ для создания СНП различных разрядов в рабочих секциях установок УТ-1 и УТ-2.
• Создание диагностического комплекса для измерения параметров плазмы и УВ, способного функционировать в условиях сильных электромагнитных шумов (наводок), генерируемою ПГ и электроразрядным генератором У В.
• Отработка методики плазма-газодинамического эксперимента на специализированной ударной трубе с диэлектрической рабочей секцией. Синхронизация различных импульсных процессов на экспериментальной установке в условиях сильных электромагнитных шумов (наводок).
• Изучение структуры и эволюции УВ в СНП различных типов разрядов, в широком диапазоне изменения параметров плазмы и чисел Маха ударной волны (М< 6). СНП создается в различных газах (в том числе атомарных и молекулярных) при различных начальных давлениях.
• Исследование дисперсионных свойств акустических волн (АВ) в СНП различных типов разрядов в широком диапазоне изменения параметров плазмы. СНП создастся в различных газах (в том числе атомарных и молекулярных) при различных начальных давлениях.
• Изучение особенностей отражения плоских УВ от нормальной стенки в СНП. Изучение релаксационных процессов в ударно-сжатой СНП за фронтами падающей УВ и отраженной УВ.
• Изучение особенностей распространения У В в СНП различных разрядов при наличии внешнего магнитного поля.
Последняя задача, по нашему мнению, является ключевой задачей для выяснения роли электронной компоненты плазмы и плазменных структур на структуру и динамику УВ в СНП.
Вторая часть диссертационной работы посвящена изучению особенностей обтекания различных аэродинамических (АД) моделей в СНП различных типов разрядов. Два основных метода изучения сверхзвукового обтекания моделей в СНП использовалось в настоящей диссертационной работе:
10
• Движение АД модели через неподвижную СНП больших размеров (по сравнению с размерами самой модели). Экспериментальные исследования такого рода проводились на баллистической установке.
• Обтекание моделей с локальными плазменными образованиями, созданными в газовом потоке с помощью бортовых генераторов. Экспериментальные исследования такого рода проводились на аэродинамических трубах (АДТ).
Экспериментальная программа второй части диссертационной работы состояла из следующих разделов:
1. Создание ряда АД моделей с бортовыми ПГ для проведения ПА экспериментов на
АДТ.
2. Создание, настройка и испытание ПГ для создания СНП различных типов разрядов (в том числе и комбинированных) вблизи АД моделей.
3. Изучение возможностей снижения электромагнитного шума (или защиты от него) от работающих бортовых ПГ на измерительную диагностическую аппаратуру во время проведения НА эксперимента.
4. Изучение режимов устойчивого поджига и горения электрических разрядов в сверхзвуковом потоке. Измерение параметров электрического разряда и СНП в сверхзвуковом потоке газа вблизи модели.
5. Отработка методики проведения ПА эксперимента. Изучение особенностей сверхзвукового обтекания АД моделей в ПА эксперименте.
6. Измерение АДХ различных АД моделей в СНП, таких как сила сопротивления, подъемная сила, вращательные моменты, распределение давления вдоль поверхности модели и т.д. Отметим, что интегральные АДХ (такие как сила сопротивления) и дифференциальные характеристики (такие как, распределение давления по поверхности модели) планировалось измерять в ряде ПА экспериментов одновременно.
7. Оценки эффективности использования СНП в ПА эксперименте.
Структура диссертационной работы
В настоящей диссертационной работе излагаются результаты экспериментальных исследований в области МПА, полученные автором самостоятельно и совместно с коллегами в период с 1978 гго 1999 гг. Автор настоящей работы принимал активное участие в проведении указанных Государственных Программ и руководстве контрактных работ.
11
Большинство полученных автором результатов опубликовано более чем в 70 научных трудах, докладывалось на 26 международных конференциях.
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 286 страниц текста, 142 рисунка и 13 таблиц. Список литературы содержит 170 наименований.
В первой главе приведен критический обзор, имеющихся в литературе экспериментальных и теоретических работ по распространению акустических и ударных волн в СНП и обтеканию тел потоками СНП. В этой главе рассмотрены основные методические трудности и ошибки, встречающиеся при проведении плазма-газодинамичсских экспериментов.
Во второй главе приведено описание экспериментальных установок и диагностических средств, используемых в плазма-газодинамических экспериментах.
В этой главе описаны также результаты экспериментальных исследований параметров газоразрядных СНП, создаваемых в различных экспериментах. Проведен сравнительный анализ экспериментальных результатов с расчетными результатами, полученными при условиях, близких к эксперименту.
Третья глава посвящена изучению распространения слабых УВ и акустических волн в СНП. Приведены амплитудно-частотные характеристики акустических импульсов в СНП продольного и поперечного разрядов. Теоретически рассматривается задача о распространении слабых УВ в колебательно-возбужденном воздухе, созданного с помощью тлеющего разряда. Проведен сравнительный анализ расчета и эксперимента.
В четвертой главе описаны результаты экспериментальных исследований структуры и эволюции УВ в СНП без наличия внешнего магнитного ноля и при его наличии.
В этой же главе рассмотрены особенности отражения УВ от нормальной стенки в СНП.
Пятая глава посвящена изучению сверхзвукового обтекания тел потоками СНП. Проведено сравнение экспериментальных результатов с расчетными результатами. Обсуждаются возможности повышения эффективности воздействия плазменных образований в ПА эксперименте (например, повышения эффективности использования плазмоидов при снижении силы сопротивления тел и т.д.).
В заключении приводятся основные выводы, сделанные в работе и обсуждаются вопросы, связанные с их приложениями.
12
На защиту выносятся следующие положения диссертационной работы и
экспериментальные результаты:
1. Результаты измерения характеристик электрического разряда и параметров СИП в сверхзвуковом газовом потоке вблизи модели и во время прохождения УВ разрядной области.
2. Методика и измерение параметров УВ и АВ в СН11 различных разрядов различных газов.
3. Результаты исследования режимов дисперсии, усиления и затухания акустических волн в СИП импульсного и непрерывного разрядов в зависимости от параметров электрического разряда.
4. Экспериментальные результаты по измерению скорости и структуры УВ в СНП. Формирование плазменных предвестников перед УВ в СНП. Стимулированная контракция разряда и формирование плазменных образований за фронтом УВ в СНП.
5. Влияние слабою магнитного поля на структуру и распространение УВ в СНП.
6. Формирование устойчивых ВЧ и СВЧ илазмоидов в сверхзвуковом потоке перед головной УВ модели во время ПА эксперимента на АДТ. Измерение параметров плазменных образований в сверхзвуковом воздушном потоке.
7. Изменение сверхзвукового обтекания АД моделей при образовании плазменных образований перед ними.
8. Уменьшение сопротивления моделей с плазменными образованиями в ПА эксперименте на АДТ.
Достоверность полученных результатов
Экспериментальные результаты по распространению УВ в СНП проверялись на различных экспериментальных установках самим автором, а также другими группами исследователей в России и за рубежом. Нагрев газа в СНП, измерение параметров плазмы и параметров УВ (акустической волны) проводилось несколькими независимыми диагностическими методами в наших экспериментах. Таким образом, достоверность выводов о различных механизмах распространения УВ (АВ) в СИП различных разрядов является высокой. ПБ и ПА экспериментальные результаты, полученные в настоящей диссертационной работе, проверялись на различных экспериментальных установках в России и за рубежом с привлечением современных диагностических методик. Таким
13
образом, достоверность полученных экспериментальных результатов полученных во время НА экспериментов на АДТ и баллистических установках является также высокой.
Апробации работы
Основные результаты работы были доложены и обсуждены на 26 международных и национальных конференциях, в том числе:
Совещание «Вопросы Физики и Газодинамики Ударных Волн». Одесса, 15-19 сентября 1987; 1-ый и 2-ой Всесоюзные семинары “Взаимодействие акустических волн с плазмой”. Мегри, Ереван. 1989, 1991; 8-ая Всесоюзная конференция «Физика низкотемпературной плазмы». Минск. 1991; XXI-th Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases (ICP1G-XXI). Bochum, 1993; Symposium on Shock Wave, Japan, 1994, 1996. 2001; X Московский Международный Симпозиум по Истории Авиации и Космонавтики, Москва, РАН, РКА, 1995; Workshop on Weakly Ionized Gases. Proc. USAF Academy, Colorado, 9-13 June 1997; 2-nd Weakly Lonized Gases Workshop. Proc. Norfolk, Virginia, USA, April 24-25, 1998; Workshop “Perspectives of MND and Plasma Technologies in Aerospace Applications”. Moscow, IVTAN, 1999, 2000. 2001; 3-nd Weakly Ionized Gases Workshop and 9-th International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. Norfolk,VA, 1-5 November 1999; 26-ая и 27-ая Конференции по физике плазмы и У ГС. Звенигород. 1999 и2000; Симпозиум «Термохимические процессы в плазменной аэродинамике». Санкт-Петербург. 2000. 2001; 5-th French-Russian-Finnish Workshop, Finland, Jyvaskyla, June 26-28,2000; 5-th Frcnch-Russian-Finnish Workshop, Finland, Jyvaskyla, June 26-28,2000; 32 AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference and 4th Weakly Ionized Gases Workshop. 11-14 June 2001/Anaheim,CA; IEEE Conference. PPPvS-2001. Pulsed power plasma science 2001. June 17-22, 2001. Las Vegas, Nevada USA.
14
ГЛАВА 1
Критический обзор литературы, посвященной изучению распространения акустических и ударных волн в слабоионизованной неравновесной плазме
1.1. Распространение акустических волн в СНП
II акустоплазмофизике традиционными задачами являются:
• усиление и дисперсия акустических волн (АВ) в газоразрядной плазме,
• затухание АВ в элекпоразрядной плазме,
• изменение фазовой и групповой скоростей распространения звуковых возмущений в СНП,
• преломление и отражение АВ на границе плазма - холодный газ,
• изменение параметров разряда при распространении АВ в нем и т.д.
Изучению именно этих вопросов посвящены многочисленные экспериментальные и теоретические работы, обзор которых можно найти в 11-2].
В настоящее время появились в этой области и новые задачи, связанные с влиянием акустических волн на структуру и параметры самого электрического разряда. К их числу могут быть отнесены следующие задачи:
• уменьшение температуры разрядной плазмы с помощью стоячих АВ [1],
• изменение сопротивления разряда и удельного энерговклада в разряд с помощью АВ [КЗ],
• нелинейные эффекты при распространении сильных акустических волн в СНП, [1,4],
• управление динамикой контракции разряда с помощью АВ [ 1] и т.д.
В существующей литературе наиболее подробно рассмотрены вопросы усиления и дисперсии АВ в СП П. Установлено, что существует несколько физических механизмов усиления и дисперсии АВ, а именно:
• Рэлеевский тепловой механизм усиления звука, связанный с модуляцией объемного тепловыделения в СНП (модуляция джоулева нагрева газа в пучностях волны), [54-7],
• силовой (нетепловой) механизм усиления звука, обусловленный взаимодействием (трением) горячих электронов и относительно холодных ионов в СИИ, [8],
• механизм усиления звука за счет стимулированного сброса энергии, запасенной во внутренних энергетических уровнях молекул и атомов в возбужденном газе, в пучностях акустической волны, [94-13],
15
• механизм усиления звука, обусловленный выделением (поглощением) энергии вследствие процессов прилипания электронов к молекулам в электро-отрицательных газах, а также процессами диссоциации молекул в СНП, 114|.
Возможны и другие механизмы дисперсии и усиления звуковых волн в СНП при наличии внешнего магнитного поля, [15].
Тепловой механизм наиболее подробно изучался в ряде экспериментальных и теоретических работ [5-5-8].
В широко известной работе [6] сравнивались результаты теоретических вычислений по тепловой модели с экспериментальными результатами, полученными в плазмоакустических экспериментах в инертных газах. В этой работе было получено следующее выражение для инкремента усиления звука в СНП
КДКГ = ( Е\ Р ) іР\ у (0+ (диссипативные члены пропорциональные частоте волны со), (1)
Сп\Со = 1 + ( Е\Р ) ]р С0пп у (I, \ 6 Со. (2)
где К і.г - мнимая и действительная части инкремента,
ІР - плотность тока разряда, со - частота звуковых волн,
С,„ С„ - скорости звука в плазме и холодном газе,
0)пп -частота нейтрал-нейтральных столкновений, с1г - диаметр трубы.
При выводе (1) и (2) считалось, что нагрев в СНП осуществляется за счет упругих столкновений электронов с нейтралами. Экспериментальная проверка положений этой теории была осуществлена в работе [6]. Экспериментальная установка представляла собой вакуумную стеклянную трубу диаметром 10 см. В трубе располагались динамик, микрофон, электроды для создания электрического разряда. Протяженность плазменной области составляла - 20 см. В установке создавался продольный тлеющий разряд с величиной полного тока ]р < 100 мА. В качестве исследуемых газов использовались аргон и неон при начальном давлении несколько Тор. Параметры СНП были типичными для тлеющего разряда:
Ме -10 |0см'3,
Е\Р=1.5-г2 В/см Тор, в аргоне,
Е\Р = 4.5^5 В/см Тор, в неоне Диапазон частот со, используемых в эксперименте звуковых волн, составлял 3-г8 кГц. В этой работе были получены следующие результаты:
1. Экспериментальная зависимость Сп(іР) хорошо описывалась теоретическим выражением (2).
16
2. Величина скорости звука в плазменной области увеличивалась на 30 -г 40 %.
3. Измеренный инкремент составил К * ~ 1.2 м'1 и был заметно выше теоретического значения (1).
4. Экспериментальная дисперсионная зависимость Сп(со) отличалась от теоретической зависимости и не объяснялась в рамках рассматриваемой теоретической модели.
5. Скорость звука Сп зависела от направления тока в разряде (при jp> 60 мА). Этот результат не описывался теоретической моделью, используемой в этой работе.
Прохождение акустических импульсов (длительностью 1+1.5 мс) и гармонических звуковых волн (с частотами 0.1 + 10 Кпд) через неравновесную плазму ВЧ- разряда в аргоне изучалось в [7]. В этой работе поперечный ВЧ разряд (N=20 Вт) создавался в вакуумированной кварцевой трубке диаметром 41 мм и длиной 37 мм. В эксперименте было обнаружено, что усиление амплитуды звука в СНП составило ~ 25%.
Максимум резонансной кривой (зависимость амплитуды ЛВ от частоты) стоячих акустических колебаний в трубке (резонаторе) смещался в сторону более высоких частот при горении разряда. Сама резонансная кривая становилась более узкой и несимметричной. В работе сделан вывод, что обнаруженный сдвиг по частоте максимума резонансной кривой может быть объяснен нагревом газа в разряде на ДТ = 75К. Однако прямых измерений температуры в разряде сделано не было. У кручение и несимметричная деформация резонансной кривой в этой работе остались необъясненными.
Необходимо отмстить, что основным недостатком рассмотренных выше работ является отсутствие прямых измерений температурного поля в разрядной трубке. Поэтому вывод, сделанный в этой работе, о том, что обнаруженные результаты объясняются нагревом газа в разряде, является неубедительным.
Отмеченные недостатки отсутствуют в более поздних работах [8,16].
Распространение акустических воли через плазму тлеющего разряда в аргоне, при одновременном измерении профиля температур внутри разрядной области было проведено в [16]. Плазма тлеющего разряда создавалась в трубке диаметром 46 мм в аргоне при начальном давлении - 5-^8 Тор. Ток разряда не превышал 100 мА. При этом параметры СНП были следующими:
Мг= 10 см Л Тс = 2-И эВ, Тмжс = 600 К.
В эксперименте использовался ультразвуковой пучок диаметром 2 см, (к = 1см), который пересекай плазменный столб в перпендикулярном направлении. В эксперименте было показано, что скорость звука в СНП близка к тепловой скорости звука, и определялась температурой газа в разрядной плазме.
17
Детальное изучение распространения звуковых волн в плазме тлеющего разряда (ТР) в инертных и в молекулярных газах проводилось в работе [8]. В этой работе были учтены недостатки выше рассмотренных работ. Экспериментальные исследования проводились в круглой кварцевой трубе, диаметром 22 мм. Длина плазменной области составляла 40 см. Плотность тока в разряде не превышала jp < 6 мАУ см3. В качестве исследуемых газов использовались Аг , № , Не , N2 и их смеси при давлении 6+16 Тор. Профиль температуры нейтралов в разряде определялся термопарным методом. Измеренная максимальная температура в разряде не превышала 600К. В эксперименте использовались звуковые волны с частотами до 5 кГц. В силу технических причин излучатель и приемник звука были отделены от плазмы балластными промежутками холодного газа общей длиной порядка 10 см, (отметим, что такие же балластные промежутки холодного газа имелись и в других выше рассмотренных работах). В этих исследованиях специально изучался вопрос влияния этих промежутков холодного воздуха на резонансные и усилительные свойства СИП. Было показано, что коэффициент усиления звука в СНП различных газов определяется следующим простым выражением:
Измеренная величина К, не превышала 0,6 м'1 и была близка к значениям инкрементов, полученных в [6, 7]. при близких условиях экспериментов. Также как и в работе [6] обнаружено, что величина инкремента зависела от направления тока в разряде.
Особый интерес представляют работы по измерению сдвига фаз б(р между колебаниями электронов, нейтралов и ионов в звуковой волне [1, 17]. Примечательно, что большой сдвиг 5(р = 30° -г 40° имелся только в молекулярных газах, в то время как в инертных газах сдвиг фаз был малым и не превышал 5°. Этот результат согласуется с результатами работы [7], в которой измеренный сдвиг фаз в СНП инертных газов был близок к нулю. По мнению авторов, большие значения вер в плазме молекулярного газа обусловлены стимулированными У-Т процессами в пучностях АВ в СНП. Однако достоверного доказательства этой гипотезы в работе не получено.
Нелинейные эффекты в интенсивных АВ в плазме импульсного разряда изучались в [4]. В трубке диаметром 20 мм и длиной 50 см создавался фоновый разряд с малым током 1г~ 3 мА в аргоне, при начальном давлении 1+10 Тор. Затем на фоновую плазму накладывался относительно мощный импульсный разряд с энергией 0.1+2 Дж и длительностью 3+10 мкс. В результате в трубке генерировались радиальные АВ. Для наблюдения за эволюцией АВ
Кг- (у- 1))Е/уСпР, С„ = у/ у Т/М.
(3)
(4)
18
использовался оптический интерфсромстрический метод. Обнаружено, что при малой энергии импульсного разряда
\У< 0.1 Дж
дисперсия звука в СИП была малой. Значительное усиление высших гармоник происходило при значительном энерговкладс в разряд
\У> 1 Дж.
В этом режиме синусоидальные А В превращались в волны с пилообразным профилем давления и с осцилляциями на вершинах пилы. Показано, что определяющим параметром дисперсии звука в этих экспериментах является следующий параметр:
11 = со т,
где со - частота АВ , т= (осК*)*1, сс- коэффициент рекомбинации.
Пульсации на вершинах АВ с профилем давления пилообразной формы начинались при значении г|> 0.5 и степени ионизации газа - 10 2.
Нелинейные акустические явления в СПИ наблюдались и изучались также в работе [1]. При смешивании АВ с частотами П и ^ в плазме одновременно генерировались и АВ с комбинированными частотами б- Гг и 1‘|+ Гг. Отметим, что без плазмы АВ с комбинированными частотами в эксперименте не наблюдалось. Таким образом, СНП является нелинейной активной средой для АВ.
В [18] была обнаружена аномально высокая скорость С„ распространения АВ в СНП барьерного разряда, в воздухе при низком начальном давлении ~1-гЗ Тор:
С,, = 600 м/с , при Тс= КХЮК С„ =2100 м/с, при Т0 =10000 К Показано, что скорость звука в таком разряде была близка к скорости ионного звука, определяемого по формуле:
С| = к(Те+Т0/М;.
Изучение распространения звуковых импульсов через СНП безэлекгродного импульсного СВЧ - разряда проводилось в [19]. Обнаружена сильная дисперсия АВ в структурированном СВЧ-разряде и значительное увеличение средней скорости распространения АВ. К сожалению, в силу технических трудностей измерение локальной С„ и профиля газовой температуры в СНП в этих экспериментах не было.
Сделаем общие выводы н замечания к большинству рассмотренных работ по распространению АВ в СНП.
1. Хорошо известно, что разряд в трубках неоднородно на!рст как по сечению, так и по длине. В результате такого нагрева газа внутри трубки реализуется неоднородный акустический волновод. Поэтому плоский фронт зондирующей АВ в разрядной
19
области сильно деформируется. Именно вследствие этою в нлазма-акустическом эксперименте необходимо использовать локальный приемник АВ, размеры которого значительно меньше характерного размера радиуса искривленного фронта волны. В большинстве рассмотренных работ это условие не выполняется. Поэтому в этих экспериментах наблюдаюсь фиктивное уширение фронта АВ в СНП, связанное с интегральными свойствами самого приемника. Кроме того, в неоднородном продольном электрическом разряде возможны были интерференционные процессы, обусловленные переотражением искривленных фронтов АВ от размытых границ плазменной области и стенок трубы. Такие сложные интегральные интерференционные эффекты должны, безусловно, сказаться на дисперсионных и резонансных характеристиках АВ в СНП.
2. В силу ряда технических трудностей (значительный нагрев газа в разряде, наличие больших потенциалов в плазме и т.д.) излучатель и приемник АВ нельзя приблизить к разрядной плазме па расстояние ближе, чем несколько сантиметров. В результате в экспериментальной установке образуются балластные промежутки холодного воздуха между приемником, излучателем и СНП. При этом возможно частичное персотражение АВ от границ СНП и приемно-передающих устройств. Возникает задача учета этих балластных объемов на характеристики АВ в СНП (в частности, влияние на амплитудно-частотные характеристики АВ в СНП).
3. В большинстве экспериментальных работ вопрос об акустической развязке излучателя, приемника и самой плазмы с помощью акустических трансформаторов и окон связи вообще не рассматривался, что приводило к появлению нежелательных обратных связей в плазма-акустическом эксперименте. В итоге, в рассматриваемых работах зачастую измерялись завышенные значения инкрементов усиления АВ.
4. Как правило, в большинстве рассматриваемых работ отсутствуют измерения температурного ноля в разрядной области (которые необходимо проводить несколькими независимыми методами). При этом такие измерения необходимо выполнять во время распространения АВ в СНП, т. к. температура газа может значительно измениться во время взаимодействия АВ с СЛІП [1]. Этот факт не учитывался не в одной из работ, известных автору.
20
Выводы к разделу
1. В ряде работ |7,16] скорость распространения А В (А И) в СНП была близка к тепловой скорости звука, определяемой нагревом газа в разряде. В других работах [4, 18] измеренная скорость распространения АВ в СНП значительно отличалась от тепловой скорости звука.
2. Измеренный инкремент усиления звука в СНП (ТР, )а< 10 мЛ/см2) достигал значений Кі< 1,2 м'\ При этом теоретические значения Кі систематически превышали соответствующие экспериментальные значения инкремента усиления звука. Причина такого расхождения до сих пор не выяснена.
3. В ряде экспериментальных работ обнаружена значительная дисперсия АВ в СНП С„((о), которая не объясняется существующими теоретическими моделями.
4. В эксперименте обнаружены зависимости скорости звука С„ и инкремента К; от направления тока разряда, которые не объяснялись в рамках используемых теоретических подходов.
5. В ряде работ обнаружены нелинейные свойства АВ большой амплитуды в активной среде СНП (укручение фронтов АВ, трансформация гармонических АВ в волны с пилообразным профилем давления, появление АВ с комбинированными частотами и т. д.).
6. Зарегистрирован значительный сдвиг фаз между колебаниями электронов, ионов, нейтралов для АВ в СНП молекулярных газов.
7. Обнаруженные особенности АВ в СИП нуждаются в теоретическом объяснении и требуют дальнейших экспериментальных исследований с целью их подтверждения и уточнения.
21
1.2. Обзор экспериментальных и теоретических работ по распространению УВ в
СПИ
При изучении взаимодействия УВ с СИП выделяют следующие важные задачи:
• усиление и дисперсия УВ в плазме.
• ускорение УВ в СИП.
• преломление и отражение УВ от границы плазма - холодный газ,
• изменение параметров разряда при распространении УВ в нем.
С аналогичными задачами мы сталкивались в разделе 1.1, посвященном распространению АВвСНП.
Одновременно с упомянутыми задачами возникают и принципиально новые, связанные с нелинейным характером взаимодействия сильных газодинамических возмущений (УВ) с возбужденной плазменной средой, а именно:
• изменение структуры УВ в СИП,
• эволюция УВ при входе в СИП и выходе из нее,
• нерегулярное отражение УВ, дифракция и интерференция УВ в СИП,
• стимулированная контракция разряда на фронте УВ,
• гашение разряда У В.
Одной из первых работ, посвященных особенностям взаимодействия УВ с СИП, была работа 11J. В ней рассматривались физические процессы в электромагнитных ударных
трубах (ОМУТ). Было обнаружено, что перед сильными УВ (М>10) в ідзе пониженного давления образовывалась СНП. Было показано, что СНП создавалась как » результате процессов, происходящих в электроразрядной пушке (генерация быстрых электронов, фотоионизациия газа, наличие мягкого рентгеновского излучения и т.д.) так и процессов на фронте сильной УВ (фотоионизация газа), генерируемой в ЭМУТ.
Отметим, что имелось значительное расхождение между традиционной
газодинамической теорией и экспериментом при сравнении параметров У В. генерируемых на этой установке. Ого послужило причиной постановки вопроса о возможном влиянии СНП перед УВ на ее параметры. Перечислим некоторые важные, на наш взгляд,
экспериментальные результаты, полученные в этой работе:
• Обнаружено расщепление УВ при взаимодействии сс с СИП перед ней. Об этом надежно свидетельствовали показания ФЭУ. На сигналах, полученных с ФЭУ, имелись два четких пика светимости плазмы на фронте волны при начальном давлении, меньше 5 Тор, (образовывался предвестник I I (или Р) перед УВ).
22
• Расщепление УВ было обнаружено как в СНП инертных газов (Аг, Не, и др.), гак и в СНП молекулярных газов (СО г . N2 , Н 2 и др.).
• Отмечено, что расщепленная УВ имела искривленный, неплоский фронт свечения. Однако при отражении от металлической стенки фронт УВ одновременно становился плоским.
• Показано, что в плазменном предвестнике перед фронтом основной волны отсутствует движение заряженных частиц. Этот результат позволил авторам работы сделать предположение о том, что плазменный предвестник имеет фотоионизационное происхождение. Измерения показали, что электронная концентрация в П может достигать значения
10 "см'3
• Измеренная величина давления за фронтом П в расщепленной УВ оказалась в 2 раза меньше расчетной величины, полученной на основании использования законов сохранения на волне, с известной скоростью распространения.
• Отношение плотностей рг/р1 на фронте волны П (в режиме образования П) оказалось в 2-3 раза ниже расчетного значения.
• Электронная температура в П была выше расчетной величины в 1,5+2 раза, а газовая температура оказалась значительно ниже расчетной и не превышала 6000 К.
В работе был сделан вывод о том, что учет в теоретических расчетах наличия фотоионизационной СНП с измеренными параметрами значительно улучшает согласие эксперимента и теории.
В настоящее время вопросам генерирования фотоионизационных предвестников перед сильными УВ и их воздействия на структуру волны посвящено большое количество работ (21. Среди них особое место занимают работы по изучению так называемой релаксационной неустойчивости УВ (РНУВ). Здесь мы не будем подробно останавливаться на этом интересном, но слабоизученном вопросе. Отметим лишь, что границы появления РНУВ хорошо коррелируют с началом протекания физико-химических процессов за фронтом сильной УВ (диссоциации, ионизации и т.д.), (21- Исчерпывающее объяснение РНУВ отсутствует сегодня.
В [3| особое внимание уделялось генерации внешней плазмы (ВП) или плазменных предвестников перед фронтами сильных детонационных волн (ДВ), получаемых с помощью твердых и жидких взрывчатых веществ. Утверждается, что специфические плазменные процессы являются неотъемлемой частью процессов детонации в таких ВВ. На основании экспериментальных результатов делается вывод, что электроны и ионы в ВП находятся в
23
квазисвязанном состоянии, подобном тому, как они находятся в металле. Электроны в ВП передвигаются свободно, но при заметном отрицательном энергетическом потенциале.
Обнаружено наличие сил высокого сцепления в ВП, которые обеспечивали ее большую плотность, при относительно малом сс давлении на стенки трубки.
Эксперименты, выполненные в различных газах (Ar, N 2, О 2» С12 и метане) выявили, что активность и энергозапас ВІI зависят от сродства электронов к молекулам газа:
• активность и энергозапас ВП убывают по мере возрастания степени сродства электрона к молекуле при переходе ОТ Лг К СІ2- Следствием этого является интересный экспериментальный результат, что ВП может пропадать в одном газе (например, в СНд) и вновь появляться в другом (например, в Аг), при прохождении ДВ газовых ячеек, разделенных тонкими лавсановыми перегородками.
Обнаружено, что ВІІ перед фронтом ДВ может взаимодействовать с внешними электромагнитными пол я м и :
• ВП может закручиваться в поперечном магнитном поле с напряженностью И ~ 0.1 Т.
• ВП может замедляться при прохождении через металлическую сетку, с приложенным к ней отрицательным потенциалом, порядка - 1кВ.
• Установлено, что проводимость ВП - электронная.
Детонационные волны в неравновесных возбужденных средах (и в частносги, в СНП) рассматривались в работах (4+6J.
Различные режимы детонации в колебательно-возбужденном газе были описаны в 14]. Показано, что в режиме стационарной детонации скорость волны определяется соотношением:
V„= ( [Y" - 1/2) Ev + Cf )ш + ( [у2 - 1 / 2] Ev)и , где Ev - тепловой эффект процесса дезактивации колебательно- возбужденных молекул, Ci-скорость звука перед волной. Влияние температуры и давления на время Ту-т колсбатслыю-поступателыюго обмена энергией определяется зависимостью Ландау - Теллера
piv.T= Аехр(ВТш).
В качестве возможных дополнительных энергетических резервуаров в СНП могут также являться:
• резервуар метастабильных элекронио-возбужденных молекул и атомов,
• резервуар неравновесного диссоциированного газа и др.
Учет энергии ассоциированных молекул в СНП на характер детонационных процессов в ней проводился в [5].
Отмстим, что в условиях создания СИП в азоте и в сухом воздухе, протяженность релаксационных зон за фронтами детонационных волнах (ДВ) достаточно велика и может
24
достигать десятки и даже сотни сантиметров [6]. Такие ДВ с протяженными релаксационными зонами в литературе называют релаксационными ДВ (УВ). В [6] показано, что размер релаксационной зоны за ДВ может быть значительно уменьшен с помощью добавления малых активных примесей к исследуемому газу (например, наличие паров воды, пыли в исследуемом колебательно- возбужденном газе).
При распространении УВ в СИП могут изменяться как параметры электрического разряда так и самой плазмы за УВ. В свою очередь, такое изменение параметров разряда может изменить характер детонацонных процессов в ударно-сжатом газе.
В 171 учитывалась влияние дополнительного джоулева нагрева газа за фронтом УН в СНП и ионного состава плазмы на структуру и динамику УВ в плазме. Показано, что за УВ (М = 2) в плазме инертного газа ксенона может развиваться перегревно-ионизационная неустойчивость, которая приводит к значительному ускорению УВ в СНП. К сожалению, в этой работе имеются ряд неточностей и ошибок. В работе предполагалось, что напряженность электрического поля в тлеющем разряде постоянна (т.е. предполагалось, что имеется источник напряжения). Однако, хорошо известно, что для создания тлеющего разряда используется источник тока (практически с постоянной величиной тока, и с большим балластным сопротивлением). Поэтому проверить теоретические результаты в эксперименте с ТР не представляется возможным.
В [8] учитывалась роль заряженной компоненты в СНП и рассматривалось ее влияние на параметры УВ в плазме. Показано, что перед УВ в СИП возможна генерация ионнозвуковых предвестников, приводящих к се затуханию (диссипации). Физический механизм образования таких предвестников обусловлен наличием амбиполярной диффузии “горячих“ электронов на фронте УВ в СИП (ТС»'П) и наличием трения между нейтралами, ионами и электронами. В работе показано, что заметная диссипация УВ в СНП со степенью ионизации К!с/Ма < 10 5 может иметь место только для относительно слабых волн с числами М< 1.2. В [9] была рассмотрена структура У15 с образованием плазменных предвестников в электроотри I;ател ьн ом газе.
Ряд работ посвящен выяснению вопроса о влиянии неоднородного нагрева газа на структуру и параметры У В в разрядной плазме непрерывного тлеющего разряда 110+14]. Заметим, что нагрев газа в различных разрядах имеется всегда. Поэтому выяснение роли неоднородного нагрева газа в разрядной плазме является важным и необходимым в каждом конкретном плазма-газодинамическом эксперименте.
Экспериментальное исследование влияния нагрева газа в продольном стационарном тлеющем разряде (1р< 300 мА) в молекулярных и инертных газах было проведено в 110, 121. Показано, что учет неоднородного нагрева газа в разряде позволяет объяснить ускорение и
25
структуру УВ в плазме. Однако следует заметить, что продольный профиль температуры в СНП не был измерен (например, в [12] делалась только оценка средней температуры нейтралов в плазме). Детальная структура У В в таком разряде не была исследована [10,12]. Поэтому, строгого сопоставления расчета и эксперимента в этих работах не было получено.
В настоящее время имеется целый ряд экспериментальных работ, в которых воздействие СНП на УВ не сводится только к тепловому механизму [15-И8]. В [15] было показано, что изменение параметров У В в плазме поперечного сильноточного ТР (1Р~1А), созданного в открытом пространстве, определялось профилем электронной температуры _ТС{К) в разряде, а не профилем газовой температуры Та(Я), как в предыдущих работах. При этом, профиль газовой температуры в разрядной области был определен с большой надежностью и точностью (возможная ошибка не превышала 10%) с помощью четырех независимых, хорошо апробированных методик. Утверждается, что скорость УВ в плазме V,, была близка к местной скорости ионного звука, определяемой следующим соотношением
У„='У$ = 1/ук Те/М; ,
где М,- масса иона.
С помощью специализированных датчиков давления надежно зафиксирована двух фронтовая структура УВ в СНП, состоящая из предвестника и основной волны. Напомним, чго такая же структура УВ в СПИ была зафиксирована и в работе [I], рассмотренной выше. Обнаруженное расщепление исходной падающей волны в плазме не объяснялось неоднородным нагревом газа в разрядной области.
К недостаткам этой работы можно отнести наличие сложной пространственной топологии плазменной области и использование сферических (нсплоских) УВ в эксперименте. Эю значительно усложняет расшифровку полученных экспериментальных результатов, их сравнение с теоретическими.
Экспериментальные исследования, выполненные в [15, 18], по изучению распространения УВ в СНП инертных газов (Аг, Хе) и молекулярных газов показали, что в плазмах всех изучаемых газов имелись одинаковые особенности УВ. Этот важный результат однозначно показал, что обнаруженные особенности УВ в СНП не могут быть обусловлены механизмом стимулированной релаксации колебательно-возбужденных молекул за фронтом УВ, рассмотренным нами выше (очевидно, что в инертных газах этот механизм не является определяющим).
Значительное затухание (диссипация) слабых УВ (М< 1.2) в плазме лазерной искры в воздухе была обнаружена в [16,20]. На основании экспериментальных результатов был сделан вывод о том, что обнаруженное затухание УВ в плазме лазерной искры не возможно было объяснить простым нагревом газа в ней.
26
Важные результаты были получены в работе [21] по экспериментальному изучению ускорения УВ в плазме импульсного разряда в гелии. Убедительно показано, что тепловой механизм не являлся ответственным за ускорение и увеличение скорости УВ в СИП в этих экспериментах. Причину ускорения УВ в СПИ в этом эксперименте, по мнению авторов, следует искать в специфических плазменных механизмах или в образовании неоднородных плазменных структур в разрядной области. Недостатком этой работы являлось то, что в ней отсутствует прямое измерение профиля ісмиоратурьі внутри разрядной области. В случае сильно неоднородного прогрева газа в зоне горения разряда возможны значительные отклонения в оценке температуры, сделанной авторами работы. Кроме того в этой работе было показано, что исключительно важную роль играет ионный состав плазмы. Малая примесь воздуха к чистому гелию (которая не сказывалась на распространении УВ в контрольных экспериментах без разряда) существенно снижала скорость УВ в СНП до значения, характерного для УВ в чисто воздушной плазме.
В последних исследованиях [18], выполненных за рубежом, приводятся новые экспериментальные результаты по распространению УВ в непрерывном тлеющем разряде в аргоне. Утверждается, что полученные результаты по изучению ускорения УВ и сс структуры в СНП невозможно объяснить структуру с помощью простого нагрева газа. В частности, в эксперименте было обнаружено, что скорость УВ в СНП зависит от направления тока в разряде. Уязвимым местом этих исследований остается достоверность определения газовой температуры в разряде, распределения поля температур в разрядной области. Кроме того, в эксперименте используется УВ е Г^- образным профилем давления за ее фронтом (а не УВ с однородным профилем давления и постоянной скоростью распространения в классической ударной трубе). Эти особенности и недостатки эксперимента не позволяют поставить окончательную точку в споре оппонентов относительно доминирующего механизма ускорения УВ в СНП непрерывного ТР.
В ряде работ [19, 20] при распространении УВ в СНП был обнаружен теплопроводностиый плазменный предвестник перед фронтом УВ. В [19] был зарегистрирован плазменный предвестник в виде волны разрежения перед фронтом УВ (М=3) в плазме поперечного ВЧ- разряда емкостного типа в воздухе и в аргоне при начальном давлении Р0= 10*1000 11а.
В [20] был обнаружен предвестник УФ-свечения (л < 0.4 мкм) перед фронтом УВ (М < 7) в плазме поперечного ВЧ- разряда в СО: , при Р0< 15 'Гор. В этой же работе было также показано, что за фронтом УВ происходило резкое возрастание неравновесного ИК излучения в СНП в ССЬ. Обнаружено, что отношение плотностей рі/р2 на фронте УВ в СНП было в 2-3