Оптогетеродинные доплеровские измерения баллистического разлета продуктов разрушения поверхности ударной волной: эксперимент и теория
Андрияш А.В., Асташкин М.В., Баранов В.К., Голубинский А.Г., Ириничев Д.А., Кондратьев А.Н., Куратов С.Е., Мазанов В.А., Рогозкин Д.Б., Степушкин С.Н., Хатункин В.Ю.

Поступила в редакцию: 5 Ноября 2015

DOI: 10.7868/S0044451016060031

PDF (487K)

Представлены результаты лазерных оптогетеродинных измерений баллистического разлета продуктов разрушения поверхности при ударно-волновом нагружении. Показана возможность определения различных физических характеристик быстролетящего облака пыли, включая скорость движения, размеры микрочастиц, поверхностную плотность облака пыли. Дано описание малогабаритного стенда для проведения экспериментов по ударному воздействию на металлические образцы. Ударное воздействие осуществлялось танталовым ударником толщиной 100 мкм, разогнанным до скорости 2.8 км/с. В качестве образцов использовались пластины свинца различной толщины с одинаковым качеством обработки поверхности. При давлении в ударной волне 31.5 ГПа продуктами разрушения были твердые микрочастицы с характерными размерами порядка 50 мкм. При давлениях 42 ГПа и 88 ГПа образуется жидко-капельное облако пыли с характерными размерами частиц 10-15 мкм. Для интерпретации спектральных данных оптогетеродинных доплеровских измерений разлета продуктов разрушения поверхности (отколов, микрочастиц пыли) предложено использование транспортного уравнения для функции взаимной когерентности многократно рассеянного поля. Проведены расчеты доплеровских спектров сигнала обратного рассеяния для модели возникающего при выходе ударной волны на поверхность пылевого облака с типичными для экспериментальной ситуации параметрами. Обнаружены качественные изменения в спектрах в зависимости от оптической толщины пылевого облака. Полученные теоретические результаты согласуются с данными экспериментов.