Розробка потужної газорозрядної електронної гармати для імпульсного нанесення багатокомпонентних та хімічно-складних покриттів

Теоретично та експериментально досліджені умови формування імпульсного електронного пучка в потужній тріодній електронній гарматі високовольтного тліючого розряду з використанням низьковольтного допоміжного розряду. Шляхом моделювання визначені основні геометричні та енергетичні параметри пучка з урахуванням термодинамічних параметрів анодної плазми. Також теоретично досліджені особливості транспортування та сканування електронного пучка. Розроблено нову потужну газорозрядну гармату тріодного типу та системи керування її параметрами в імпульсному режимі роботи з використанням допоміжного низьковольтного розряду. В результаті теоретичного аналізу та моделювання фізичних процесів в високовольтному газовому розряді з холодним катодом показана можливість отримання імпульсного електронного пучка загальною потужністю десятки кВт при питомій потужності 10 5  – 10 6 Вт/см 2 . Розроблені фізико-математичні моделі та проведено комплексне моделювання самоузгодженої електронно-іонної оптики тріодної електродної системи високовольтного розряду та системи електромагнітного транспортування імпульсного електронного пучка через еквіпотенціальний канал із розрядного проміжку з низьким вакуумом в технологічний об’єм з високим вакуумом. Визначено можливість формування імпульсного електронного пучка з поперечним розміром в кілька міліметрів та проведення його із розрядного проміжку в технологічний об’єм при перепаді тиску на 2 – 3 порядки. За результатами проведених досліджень розроблена конструкція газорозрядної електронної гармати тріодного типу потужністю 30 кВт. Розроблено також систему автоматичного керування струмом розряду газорозрядної гармати та систему амплітудно-частотної модуляції електронного пучка. Час регулювання струму розряду зміною тиску в розрядному проміжку не перевищує одиниць секунд, частота модуляції пучка забезпечується в діапазоні десятків-сотень Гц. За результатами теоретичних та експериментальних досліджень створений експериментальний зразок газорозрядної електронно-променевої гармати та розроблена конструкторська документація. Також розроблені експериментальні зразки пристроїв системи керування параметрами гармати.