RU2170998C1 - Method and device for building up inverse population in carbon dioxide gas-dynamic laser - Google Patents
Method and device for building up inverse population in carbon dioxide gas-dynamic laser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170998C1 RU2170998C1 RU99122527A RU99122527A RU2170998C1 RU 2170998 C1 RU2170998 C1 RU 2170998C1 RU 99122527 A RU99122527 A RU 99122527A RU 99122527 A RU99122527 A RU 99122527A RU 2170998 C1 RU2170998 C1 RU 2170998C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- nozzle
- gases
- laser
- molecule
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к лазерной технике, в частности к устройствам газодинамических CO2-лазеров (ГДЛ).The invention relates to laser technology, in particular to devices for gas-dynamic CO 2 lasers (GDL).
Известен способ создания инверсной населенности активной среды в газодинамическом CO2-лазере за счет быстрого расширения в сверхзвуковом сопле нагретой до высоких температур смеси газов CO2, N2, H2O (He) [1]. К недостаткам этого способа относятся:
- Требуемая высокая температура газов до 2000 К и выше и, как следствие, большие трудности с охлаждением и низкий ресурс узлов лазера.A known method of creating an inverse population of the active medium in a gas-dynamic CO 2 laser due to the rapid expansion in a supersonic nozzle of a gas mixture of CO 2 , N 2 , H 2 O (He) heated to high temperatures [1]. The disadvantages of this method include:
- The required high temperature of gases up to 2000 K and higher and, as a result, great difficulties with cooling and low resource of laser units.
- Низкий коэффициент усиления активной среды, низкая запасенная колебательная энергия на входе в резонатор, низкая эффективность оптического резонатора и низкий удельный энергосъем излучения с единицы расхода газа. - Low gain of the active medium, low stored vibrational energy at the entrance to the resonator, low efficiency of the optical resonator and low specific energy consumption of radiation per unit gas flow.
- Практически невозможно, основываясь на этом способе, создать экономически выгодный технологический лазер. - It is practically impossible, based on this method, to create a cost-effective technological laser.
Известен способ получения инверсной населенности в газодинамическом CO2-лазере получения инверсной населенности с селективным вдувом холодных компонент газа (CO2 и Не) через инжектор в районе критического сечения сверхзвукового сопла в поток нагретого до температуры 3000-4000 К азота [2]. К недостаткам этого способа относятся:
- Требуемая высокая температура газов от 3000 до 4000 К и, как следствие, очень большие трудности с охлаждением узлов лазера, их низкий ресурс.A known method of producing an inverse population in a gas-dynamic CO 2 laser for producing an inverse population with selective injection of cold gas components (CO 2 and He) through an injector in the critical section of a supersonic nozzle into a stream of nitrogen heated to a temperature of 3000-4000 K [2]. The disadvantages of this method include:
- The required high temperature of the gases is from 3000 to 4000 K and, as a result, very great difficulties with cooling the laser units, their low life.
- Необходимость наличия чистых газов азота, гелия, что существенно удорожает стоимость эксплуатации лазера. - The need for the availability of pure nitrogen and helium gases, which significantly increases the cost of operating the laser.
- Практически невозможно, основываясь на этом способе, создать экономически выгодный технологический лазер. - It is practically impossible, based on this method, to create a cost-effective technological laser.
Одним из способов получения инверсной населенности в газодинамическом CO2-лазере является способ, показанный на основе устройства, но не запатентованный в патенте [3]. В этом способе углеводородное топливо сжигается в камере сгорания с недостатком окислителя, а в инжектор, размещенный в ресивере перед сопловым блоком, вдувается воздух и происходит догорание CO и Н2 в районе критического сечения сопел. По этой работе имеются следующие недостатки:
- Совершенно не описаны и не запатентованы характеристики устройств и параметров смешивающихся газов, при которых наблюдается эффект увеличения запасенной колебательной энергии в активной среде лазера.One way to obtain an inverse population in a gas-dynamic CO 2 laser is a method shown on the basis of the device, but not patented in the patent [3]. In this method, hydrocarbon fuel is burned in the combustion chamber with a lack of oxidizer, and air is blown into the injector located in the receiver in front of the nozzle block and CO and H 2 are burned in the vicinity of the nozzle critical section. There are the following disadvantages to this work:
- The characteristics of devices and parameters of miscible gases, at which the effect of increasing the stored vibrational energy in the active medium of the laser is not completely described and patented.
- Не описаны физические явления, приводящие к появлению эффекта увеличения запасенной колебательной энергии в активной среде лазера. - The physical phenomena leading to the effect of an increase in the stored vibrational energy in the active medium of the laser are not described.
- Многочисленные экспериментальные исследования подобных устройств в CO2-лазерах показали, что не знание физики явления и не выполнение определенных характеристик устройств и параметров смешивающихся газов не приводит к улучшению характеристик активной среды лазера.- Numerous experimental studies of such devices in CO 2 lasers have shown that not knowing the physics of the phenomenon and not fulfilling certain characteristics of the devices and parameters of miscible gases does not improve the characteristics of the active medium of the laser.
Известно типичное устройство газодинамического CO2-лазера, работающее на продуктах сгорания CO и этилового спирта в кислороде с добавлением азота и состоящее из: камеры сгорания, блока смешения компонент, ресивера, соплового блока, проточной части резонатора, оптического резонатора, диффузора [4]. К типичным недостаткам подобного устройства газодинамического лазера следует отнести:
- Требуемая высокая температура газов до 1700 К и выше и, как следствие, большие трудности с охлаждением узлов лазера. Кроме того, высокая начальная температура газов приводит к большим степеням раскрытия сверхзвуковой части сопел и большого давления газов в ресивере для обеспечения запуска диффузора при выхлопе отработанных газов в атмосферу, что, в свою очередь, приводит к большим затратам энергии на сжатие газов.A typical device is a gas-dynamic CO 2 laser operating on the products of combustion of CO and ethyl alcohol in oxygen with the addition of nitrogen and consisting of: a combustion chamber, a unit for mixing components, a receiver, a nozzle block, a flow part of a resonator, an optical resonator, and a diffuser [4]. Typical disadvantages of such a device of a gas-dynamic laser include:
- The required high temperature of gases up to 1700 K and higher and, as a result, great difficulties in cooling the laser units. In addition, the high initial temperature of the gases leads to large degrees of opening of the supersonic part of the nozzles and the high pressure of the gases in the receiver to ensure that the diffuser starts up when the exhaust gases are exhausted into the atmosphere, which, in turn, leads to high energy costs for gas compression.
- Низкий коэффициент усиления активной среды, низкая запасенная колебательная энергия на входе в резонатор, низкая эффективность оптического резонатора и низкий удельный энергосъем излучения с единицы расхода газа. - Low gain of the active medium, low stored vibrational energy at the entrance to the resonator, low efficiency of the optical resonator and low specific energy consumption of radiation per unit gas flow.
- Требуемая малая высота критического сечения сверхзвукового сопла (0,3-0,4 мм), связанные с ней трудности охлаждения сопловых лопаток и ухудшение характеристик активной среды во время эксплуатации. Кроме того, при малой высоте критического сечения сопел даже для типичной степени раскрытия сверхзвуковой части сопла ~30 толщина сопловой лопатки в максимальном сечении не превышает 11-12 мм, что не обеспечивает ее заданную жесткость конструкции. Лопатки во время работы лазера подвержены вибрациям, они быстро деформируются, разрушаются и ухудшаются характеристики активной среды (мощность излучения уменьшается в 1,5-2 раза). - The required small height of the critical section of the supersonic nozzle (0.3-0.4 mm), the associated difficulties in cooling the nozzle blades and the deterioration of the characteristics of the active medium during operation. In addition, with a small height of the critical section of the nozzles, even for a typical degree of opening of the supersonic part of the nozzle ~ 30, the thickness of the nozzle blade in the maximum section does not exceed 11-12 mm, which does not provide its predetermined structural rigidity. During the operation of the laser, the blades are subject to vibrations, they quickly deform, collapse, and the characteristics of the active medium deteriorate (the radiation power decreases by a factor of 1.5–2).
- Большая требуемая длина проточной части резонатора по потоку газа, связанные с ней ухудшение характеристик активной среды, а также необходимость высокого давления газа перед сопловым блоком для обеспечения запуска диффузора при выхлопе отработанных газов в атмосферу. - The large required length of the flow path of the resonator along the gas flow, the associated deterioration of the characteristics of the active medium, and the need for a high gas pressure in front of the nozzle block to ensure that the diffuser starts up when the exhaust gases are exhausted into the atmosphere.
- Высокая себестоимость эксплуатации такого технологического лазера. - The high cost of operating such a technological laser.
Известно устройство электрогазодинамического CO-лазера, включающего в себя: разрядный блок, смесительный узел, сопловой блок, проточную часть резонатора, оптический резонатор, диффузор, энергоузел в виде турбокомпрессора и электрогенератор, работающий от вала турбокомпрессора [5, 8]. Рабочим телом в этом устройстве служат продукты сгорания от газогенераторов турбины, кроме того, за компрессором отбирается воздух и подается в смесительный узел лазера, а выхлопные газы из лазера через теплообменник подаются на вход турбокомпрессора. К недостаткам этого устройства следует отнести тот факт, что в продуктах сгорания типовых камер турбины присутствует много частиц сажи, которые существенно ухудшают работу разрядного блока, зеркал оптического резонатора, уменьшают выходную мощность излучения лазера и ресурс эксплуатации. Кроме того CO-лазер требует, чтобы статическая температура в зоне резонатора не превышала 100 К (при этом температура газов на входе соплового блока составляет не менее 1500 К), а это приводит к высокой степени раскрытия сверхзвуковой части сопел, необходимости низкого статического давления в зоне резонатора, большой степени эжекции газами турбокомпрессора и, как следствие, очень большой себестоимости эксплуатации подобного лазера. A device is known for an electro-gas-dynamic CO laser, which includes: a discharge unit, a mixing unit, a nozzle unit, a flow part of a resonator, an optical resonator, a diffuser, an energy unit in the form of a turbocompressor, and an electric generator operating from a turbocompressor shaft [5, 8]. The working fluid in this device is the products of combustion from turbine gas generators, in addition, air is taken from the compressor and supplied to the mixing unit of the laser, and the exhaust gases from the laser are fed to the turbocompressor inlet through the heat exchanger. The disadvantages of this device include the fact that in the combustion products of typical turbine chambers there are many soot particles that significantly impair the operation of the discharge block, mirrors of the optical resonator, and reduce the output power of the laser radiation and the service life. In addition, the CO laser requires that the static temperature in the cavity zone not exceed 100 K (in this case, the gas temperature at the inlet of the nozzle block is at least 1500 K), and this leads to a high degree of opening of the supersonic part of the nozzles, the need for low static pressure in the zone resonator, a large degree of gas ejection of a turbocompressor and, as a result, the very high cost of operating such a laser.
Известно устройство оптического резонатора мощного лазера [6], который выполнен 4-х проходным, 6-ти зеркальным с двумя уголковыми отражателями, обеспечивающим переворот пучка излучения по потоку газа в проточной зоне резонатора при каждом проходе излучения между зеркалами таким образом, что по одну сторону газового потока активной среды находится большой уголковый отражатель, а по другую сторону среды блок зеркал, включающий малый уголковый отражатель, выходное выпуклое и заднее вогнутое зеркала, при этом ребра уголковых отражателей размещают перпендикулярно друг другу. A device for an optical resonator of a high-power laser [6] is known, which is made of 4-pass, 6-mirror with two angular reflectors, which ensures that the radiation beam flips over the gas flow in the resonator flow zone at each radiation pass between the mirrors in such a way that on one side the gas flow of the active medium is a large corner reflector, and on the other side of the medium is a block of mirrors, including a small corner reflector, an output convex and rear concave mirrors, while the edges of the corner reflectors are times eschayut perpendicular to each other.
Наиболее близким к настоящему устройству по составу узлов и агрегатов, входящих в газодинамический CO2-лазер является устройство, описанное в работе [7] . Лазерное устройство включает в себя: емкости для хранения исходных компонент рабочей смеси газов или топлив; компрессоры и насосы подачи компонент; нагревательное устройство или камеры сгорания топлива; ресивер; сопловой блок, набираемый из плоских сопловых лопаток; проточную часть резонатора; оптический резонатор; диффузор; выхлопную систему отработанных газов; компрессор системы охлаждения; емкость хранения хладагента; теплообменник; газодинамическое окно для вывода лазерного излучения из резонатора.Closest to the present device in terms of the composition of the units and assemblies included in the gas-dynamic CO 2 laser is the device described in [7]. The laser device includes: containers for storing the initial components of the working mixture of gases or fuels; compressors and component feed pumps; heating device or fuel combustion chambers; receiver; a nozzle block recruited from flat nozzle vanes; flow part of the resonator; optical resonator; diffuser; exhaust system; cooling system compressor; refrigerant storage capacity; heat exchanger; gas-dynamic window for outputting laser radiation from the cavity.
К недостаткам этого прототипа следует отнести все недостатки, описанные выше для аналога по работе [4]. Кроме того, при создании технологических лазеров на основе ГДЛ подобного типа возникают следующие трудности:
- Высокая температура рабочей смеси газов приводит к дополнительным затратам энергии на охлаждение узлов и низкому их ресурсу эксплуатации.The disadvantages of this prototype should include all the disadvantages described above for the analogue of [4]. In addition, when creating technological lasers based on GDL of this type, the following difficulties arise:
- The high temperature of the working gas mixture leads to additional energy costs for cooling the nodes and their low service life.
- Большие акустические и динамические воздействия на зеркала резонатора и окружающую среду. - Large acoustic and dynamic effects on the resonator mirrors and the environment.
- Большим расходам компонент топлива и высокой себестоимости эксплуатации устройства. - High fuel component costs and high cost of operation of the device.
Целью изобретения нового способа создания инверсии активной среды газодинамического CO2-лазера являются:
- Существенное улучшение характеристик активной среды CO2-лазера: увеличение коэффициента усиления, запасенной колебательной энергии, эффективности оптического резонатора и выходной мощности излучения (не менее чем в два раза).The aim of the invention of a new method for creating an inversion of the active medium of a gas-dynamic CO 2 laser is:
- A significant improvement in the characteristics of the active medium of a CO 2 laser: an increase in the gain, the stored vibrational energy, the efficiency of the optical resonator, and the output radiation power (not less than two times).
- Значительное снижение начальной температуры смешивающихся газов и, следовательно, улучшение всех технических характеристик устройств, использующих этот способ. - A significant reduction in the initial temperature of the mixing gases and, therefore, an improvement in all the technical characteristics of devices using this method.
- Возможность создания экономически выгодного технологического CO2 - ГДЛ.- The ability to create cost-effective technological CO 2 - GDL.
Предлагаемый способ создания инверсной населенности в газодинамическом CO2-лазере при низких температурах основан на том факте, что в общем случае скорость химической реакции образования молекул CO2 зависит не только от статической температуры смеси газов, но и от колебательных температур (внутренней энергии) вступающих между собой в реакцию молекул газов.The proposed method for creating an inverse population in a gas-dynamic CO 2 laser at low temperatures is based on the fact that, in the general case, the rate of the chemical reaction of the formation of CO 2 molecules depends not only on the static temperature of the gas mixture, but also on the vibrational temperatures (internal energy) entering between themselves into the reaction of gas molecules.
В смеси реагирующих газов, содержащих буферный, нейтральный газ, при оптимальных параметрах и определенных условиях возможна следующая схема протекания физико-химических процессов. Вновь образующиеся молекулы газа, являющегося продуктом реакции реагирующих компонент, передают часть колебательной энергии, запасенной в них в процессе химической реакции, при столкновении молекулам буферного, нейтрального газа, в которых эта энергия накапливается. Далее при столкновении молекул буферного газа с молекулами одного или нескольких реагирующих газов им передается часть запасенной колебательной энергии, переводя их в возбужденное состояние и увеличивая колебательную температуру молекул. При этом скорость химических реакций резко возрастает, нарабатывается большее количество молекул газа, являющегося продуктом реакции, увеличивается количество запасенной колебательной энергии, которая в большем объеме передается молекулам реагирующих газов. Таким образом, происходит лавинообразный процесс ускорения реакций при низких статических температурах, приводящий к взрывному горению. In a mixture of reacting gases containing a buffer, neutral gas, under optimal parameters and certain conditions, the following flow diagram of physicochemical processes is possible. The newly formed gas molecules, which are the product of the reaction of the reacting components, transfer part of the vibrational energy stored in them during the chemical reaction when they collide with the buffer, neutral gas molecules in which this energy accumulates. Then, when the buffer gas molecules collide with the molecules of one or more reacting gases, they transfer part of the stored vibrational energy, transferring them to an excited state and increasing the vibrational temperature of the molecules. In this case, the rate of chemical reactions increases sharply, a greater number of gas molecules are produced, which is a reaction product, the amount of stored vibrational energy increases, which is transferred to molecules of reacting gases in a larger volume. Thus, an avalanche-like process of accelerating reactions at low static temperatures occurs, leading to explosive combustion.
В качестве буферного накопителя колебательной энергии может использоваться при определенных условиях и один из реагирующих газов, но в этом случае начальная концентрация его должна быть велика, а по мере расходования этого газа в процессе реакций эффект лавинообразного ускорения реакций прекращается и полного выгорания реагирующих газов не происходит. Для того чтобы протекала подобная реакция необходимо подобрать подходящий буферный, нейтральный газ и подавать реагирующие и буферный газы в смесительное устройство с заданными оптимальными параметрами, а в зоне мономолекулярного смешения газов создать определенные условия, описанные ниже. Under certain conditions, one of the reacting gases can also be used as a buffer storage of vibrational energy, but in this case, its initial concentration should be high, and as this gas is consumed during reactions, the effect of an avalanche-like acceleration of reactions stops and the reaction gases do not burn out completely. In order for such a reaction to occur, it is necessary to select a suitable buffer, neutral gas and supply reacting and buffer gases to the mixing device with the specified optimal parameters, and create certain conditions in the monomolecular gas mixing zone described below.
Рассмотрим это на примере брутто реакции 2CO+O2+N2 = 2CO2 + N2 в присутствии водорода или паров воды. Добавляемый в смесь реагирующих газов CO и O2 буферный газ N2, имеет характеристическую температуру нижнего колебательного уровня 3354 К, который близко расположен к нижнему колебательному уровню антисимметричной моды (001) молекулы углекислого газа CO2 (3380 К), являющегося продуктом реакции газов CO и O2. В то же время нижний колебательный уровень молекулы N2 достаточно близок и к нижнему колебательному уровню молекулы горючего CO (3084 К).Consider this as an example of the gross reaction 2CO + O 2 + N 2 = 2CO 2 + N 2 in the presence of hydrogen or water vapor. The buffer gas N 2 added to the mixture of reacting gases CO and O 2 has a characteristic temperature of the lower vibrational level of 3354 K, which is close to the lower vibrational level of the antisymmetric mode (001) of the carbon dioxide molecule CO 2 (3380 K), which is the product of the reaction of CO gases and O 2 . At the same time, the lower vibrational level of the N 2 molecule is also quite close to the lower vibrational level of the combustible CO molecule (3084 K).
Такое близкое расположение колебательных уровней молекул этих газов позволяет принципиально накопить колебательную энергию от вновь образующихся молекул CO2 в азоте и передать ее молекулам горючего CO за времена меньшие времен релаксации колебательной энергии с молекул CO2, CO, N2. Кроме того, при больших концентрациях газом-накопителем колебательной энергии для этой реакции может служить и CO.Such a close arrangement of the vibrational levels of the molecules of these gases allows one to fundamentally accumulate vibrational energy from newly formed CO 2 molecules in nitrogen and transfer it to combustible CO molecules for times shorter than the relaxation times of vibrational energy from CO 2 , CO, N 2 molecules. In addition, at high concentrations, CO can also serve as a storage gas of vibrational energy.
Поставленная цель достигается:
1. В дозвуковой части сопла организуют струйное перемешивание всех компонент таким образом, чтобы полное перемешивание газов на мономолекулярном уровне произошло в районе критического сечения сопла.The goal is achieved:
1. In the subsonic part of the nozzle, jet mixing of all components is organized so that complete mixing of the gases at the monomolecular level occurs in the region of the critical section of the nozzle.
Здесь выдвигается требование очень быстрого, интенсивного перемешивания турбулентных молей компонентов газов в дозвуковой части сопла на оптимальной минимальной длине, чтобы конечное смешение газов на мономолекулярном уровне в турбулентных молях произошло в районе критического сечения сопла. Это позволит создать условия для образования плоского фронта пламени (зоны горения) в районе критического сечения сопла, при этом выдвигаются определенные требования к характеристикам потока смешивающихся газов, инжекторного устройства и критического сечения сопла. Если не создать требуемые условия, то частично реакция окисления CO может происходить на поверхностях турбулентных молей газа в дозвуковой части сопла, колебательная энергия вновь образующихся молекул CO2 релаксирует в тепло, накопление ее в азоте не происходит и не возникнет самоускоряющейся реакции.Here the requirement is put forward for very fast, intensive mixing of turbulent moles of gas components in the subsonic part of the nozzle at the optimal minimum length, so that the final mixing of gases at the monomolecular level in turbulent moles occurs in the region of the nozzle critical section. This will create the conditions for the formation of a flat flame front (combustion zone) in the region of the critical section of the nozzle, while certain requirements are put forward for the characteristics of the flow of miscible gases, the injection device and the critical section of the nozzle. If the required conditions are not created, then partially the CO oxidation reaction can occur on the surfaces of turbulent moles of gas in the subsonic part of the nozzle, the vibrational energy of the newly formed CO 2 molecules relaxes in heat, its accumulation in nitrogen does not occur, and a self-accelerating reaction does not occur.
2. Параметры смешивающихся газов подбирают и поддерживают в процессе протекания реакции в заданном диапазоне, исходя из условий, чтобы в зоне перемешивания компонент на мономолекулярном уровне в районе критического сечения сопла выполнялись условия. 2. The parameters of the miscible gases are selected and maintained during the course of the reaction in a given range, based on the conditions that the conditions are met in the mixing zone of the components at the monomolecular level in the region of the nozzle critical section.
а) Время перемешивания компонент на мономолекулярном уровне было не более времени химических реакций между молекулами реагирующих компонент. a) The mixing time of the components at the monomolecular level was no more than the time of chemical reactions between the molecules of the reacting components.
В данном случае выдвигается естественное требование, чтобы перемешивание газов на мономолекулярном уровне было быстрее, чем скорости химических реакций. В противном случае запасенная колебательная энергия в молекулах за счет химических реакций будет успевать релаксировать и самоускоряющаяся реакция не пойдет. In this case, a natural requirement is put forward that gas mixing at the monomolecular level is faster than the rates of chemical reactions. Otherwise, the stored vibrational energy in the molecules due to chemical reactions will have time to relax and a self-accelerating reaction will not work.
б) Время химических реакций образования молекулы CO2 было не более времени релаксации колебательной энергии молекулы CO2.b) The time of chemical reactions of the formation of a CO 2 molecule was no more than the relaxation time of the vibrational energy of the CO 2 molecule.
Это условие означает, например, что скорость образования молекул CO2 в реакции должна быть больше скорости релаксации колебательной энергии этой же молекулы после ее образования и обеспечивало возможность накопления колебательной энергии.This condition means, for example, that the rate of formation of CO 2 molecules in the reaction should be greater than the rate of relaxation of the vibrational energy of the same molecule after its formation and should allow the accumulation of vibrational energy.
в) Время передачи колебательной энергии от нижнего колебательного уровня 001 молекулы CO2 на нижний колебательный уровень молекулы N2 должно быть не более времени релаксации колебательной энергии молекулы CO2.c) The time of transfer of vibrational energy from the lower vibrational level 001 of the CO 2 molecule to the lower vibrational level of the N 2 molecule should be no more than the relaxation time of the vibrational energy of the CO 2 molecule.
Это требование подразумевает, что при столкновении вновь образовавшейся колебательно возбужденной молекулы CO2 с молекулами азота за счет Ферми-резонанса и подобранных начальных параметров смеси создаются условия, когда большая доля колебательной энергии передается азоту. В случае, когда в качестве накопителя колебательной энергии используется реагирующий компонент (CO), то к нему выдвигается вышеприведенное требование.This requirement implies that when a newly formed vibrationally excited CO 2 molecule collides with nitrogen molecules due to the Fermi resonance and the selected initial parameters of the mixture, conditions are created when a large fraction of the vibrational energy is transferred to nitrogen. In the case when a reactive component (CO) is used as a storage of vibrational energy, the above requirement is advanced to it.
г) Время релаксации колебательной энергии молекулы N2 и(или) CO должно быть не менее времени релаксации колебательной энергии молекулы CO2.d) The relaxation time of the vibrational energy of the molecule N 2 and (or) CO must be not less than the relaxation time of the vibrational energy of the molecule CO 2 .
Это условие соответствует тому факту, что за счет подобранных параметров газов создаются условия передачи колебательной энергии от вновь образующихся молекул CO2 к азоту или к CO и накопления ее в них.This condition corresponds to the fact that due to the selected gas parameters, conditions are created for the transfer of vibrational energy from newly formed CO 2 molecules to nitrogen or to CO and its accumulation in them.
д) Время передачи колебательной энергии с нижнего колебательного уровня молекулы N2 и(или) с CO2 на нижний колебательный уровень молекулы CO должно быть не более времени релаксации колебательной энергии молекул N2 и CO.d) The time of transfer of vibrational energy from the lower vibrational level of the N 2 molecule and (or) from CO 2 to the lower vibrational level of the CO molecule should be no more than the relaxation time of the vibrational energy of the N 2 and CO molecules.
Это условие означает, что при столкновении молекул горючего CO с молекулами азота значительная доля запасенной колебательной энергии в N2 должна передаваться молекулам CO, либо в случае отсутствия буферного газа колебательная энергия сразу от молекул CO2 передается молекулам CO.This condition means that in the collision of molecules of combustible CO with nitrogen molecules, a significant fraction of the stored vibrational energy in N 2 must be transferred to CO molecules, or in the absence of a buffer gas, vibrational energy is transferred directly from CO 2 molecules to CO molecules.
е) Время релаксации колебательной энергии молекулы CO должно быть не менее времени протекания всей цепочки химических реакций образования молекулы CO2.f) The relaxation time of the vibrational energy of the CO molecule must be not less than the duration of the entire chain of chemical reactions of the formation of the CO 2 molecule.
Это требование необходимо, чтобы после передачи колебательной энергии от азота к CO колебательно возбужденные молекулы CO должны присутствовать во всей цепочке и во все время протекания реакций образования CO2.This requirement is necessary so that after the transfer of vibrational energy from nitrogen to CO, vibrationally excited CO molecules must be present in the entire chain and during the entire course of the reactions of formation of CO 2 .
ж) Время релаксации колебательной энергии молекулы N2 и(или) CO должно быть не менее пролетного времени смеси газов зоны индукции и зоны реакции.g) The relaxation time of the vibrational energy of the molecule N 2 and (or) CO must be at least the flight time of the gas mixture of the induction zone and the reaction zone.
Данное естественное требование нужно, чтобы на протяжении всей зоны индукции и зоны реакции молекулы CO подпитывались колебательной энергией от молекул азота. This natural requirement requires that throughout the induction zone and the reaction zone, CO molecules be fed vibrational energy from nitrogen molecules.
Осуществление способа. The implementation of the method.
В случае выполнения в совокупности всех вышеперечисленных требований создаются условия, когда колебательная энергия вновь образующихся молекул CO2, передается молекулам азота и "замораживается" в нем на некоторое время. Далее эта колебательная энергия передается молекулам CO, переводя их в возбужденное состояние. Для колебательно возбужденных молекул CO, в связи с присутствием колебательной температуры в экспоненциальном множителе коэффициента скорости реакции резко увеличивается количество молекул CO2. Это, в свою очередь, приводит к возрастанию запасенной колебательной энергии газов и увеличению "накачки" молекул CO. Возникает лавинообразный процесс увеличения скорости реакции и выгорание данного вида горючего осуществляется взрывным способом.If all of the above requirements are fulfilled, the conditions are created when the vibrational energy of the newly formed CO 2 molecules is transferred to nitrogen molecules and is "frozen" in it for some time. Further, this vibrational energy is transferred to CO molecules, transferring them to an excited state. For vibrationally excited CO molecules, due to the presence of vibrational temperature in the exponential factor of the reaction rate coefficient, the number of CO 2 molecules increases sharply. This, in turn, leads to an increase in the stored vibrational energy of gases and an increase in the "pumping" of CO molecules. There is an avalanche-like process of increasing the reaction rate and the burnout of this type of fuel is carried out in an explosive way.
Целью изобретения устройства газодинамического CO2-лазера для осуществления способа создания инверсной населенности являются:
- существенное улучшение характеристик активной среды лазера и увеличение удельного энергосъема с единицы расхода газов;
- снижение начальной температуры смешивающихся газов, уменьшение давления газов в ресивере и энергетических затрат на сжатие газов;
- увеличение высоты критического сечения сопел до 1 - 1,2 мм, исключение вибраций сопловых лопаток и увеличение их ресурса эксплуатации;
- значительного уменьшения расходимости лазерного излучения, за счет уменьшения влияния на нее вибраций зеркал оптического резонатора;
- создание экономически выгодного в эксплуатации технологического лазера, в том числе и для автономного перевозимого варианта.The aim of the invention is the device gas-dynamic CO 2 laser for implementing the method of creating an inverse population are:
- a significant improvement in the characteristics of the active medium of the laser and an increase in the specific energy consumption per unit gas flow rate;
- reducing the initial temperature of the mixing gases, reducing the gas pressure in the receiver and energy costs for gas compression;
- increasing the height of the critical section of the nozzles to 1 - 1.2 mm, eliminating the vibration of the nozzle blades and increasing their service life;
- a significant reduction in the divergence of laser radiation, by reducing the effect of vibration of the mirrors of the optical resonator on it;
- creation of a cost-effective technological laser in operation, including for an autonomous transported option.
Поставленная цель достигается конструкциями узлов и схемными решениями устройства, показанными на фиг. 1 - 4. The goal is achieved by the designs of nodes and circuit solutions of the device shown in FIG. 14.
Устройство газодинамического CO2-лазера (ГДЛ) включает в себя: камеры сгорания в качестве генераторов смеси компонент нагретого газа 1; ресивер, необходимый для равномерной подачи смеси газов в сопловой блок 2; сверхзвуковой сопловой блок 3, набираемый из плоских сопловых лопаток 4; инжекторное устройство для подачи второго из компонент холодного газа (смеси газов окислителя с азотом либо горючего), размещаемое в дозвуковой части соплового блока 5; проточную часть резонатора 6; оптический резонатор 7; сверхзвуковой и дозвуковой диффузоры лазера 8; газодинамическое окно для вывода лазерного излучения из резонатора 9; турбокомпрессор для подачи сжатого воздуха 10; выхлопную систему отработанных газов с эжектором 11; системы охлаждения узлов и агрегатов устройства.The device of a gas-dynamic CO 2 laser (GDL) includes: combustion chambers as generators of the mixture of components of the
Работа лазерного комплекса осуществляется следующим образом: поступающий атмосферный воздух 12 сжимается в турбокомпрессоре и далее воздух высокого давления 13 подается вначале между стенками ресивера 2, осуществляя регенерацию тепла, выделяемого в камерах сгорания 1, потом непосредственно в сами камеры сгорания 1, а также в инжекторный узел 5 через коллектор 14. Воздух низкого давления 15 из турбокомпрессора 10 поступает в газодинамическое окно 9 и на охлаждение узлов лазера 16. Камеры сгорания 1 размещены по боковой и торцевым поверхностям ресивера 2, что обеспечивает равномерное распределение параметров газа на входе в сопловой блок, минимальные газодинамические и тепловые потери. The operation of the laser complex is as follows: the incoming atmospheric air 12 is compressed in a turbocompressor and then the
Горячий компонент газов 17, поступающий из камер сгорания 1, подается в ресивере 2 на вход соплового блока 3, смешивается с холодным компонентом, поступающим через инжекторное устройство 5, и создается зона горения CO в районе критического сечения сопел 18. При этом в зависимости от параметров потоков газов горячего и холодных компонент отверстия инжекторного узла 5 размещены на оптимальном расстоянии (Lopt) от района критического сечения сопел, определяемого из соотношения: Lopt = ud2/Dt, где u - скорость смеси газов в дозвуковой части сопла, d - характерный размер инжекторного устройства, Dt - коэффициент турбулентной диффузии. Это условие означает, что перемешивание турбулентных молей компонент газов должно завершиться в районе критического сечения сопел 18.The hot component of the
Сопловые лопатки 4 имеют центральные каналы для охлаждения водой 19, которые стыкуются с подающим 20 и сливным 21 трубопроводами, а в дозвуковой части каналы 5 с отверстиями инжектора для подачи холодного газового компонента в основной поток газа. Кроме того, в районе критического сечения сопел 18 должны выполняться требования, чтобы время перемешивания газов на мономолекулярном уровне τсм было не более времени химических реакций между молекулами реагирующих газов τхим, то есть τсм< τхим. Время смешения на мономолекулярном уровне можно определить τсм~ L2/Dм, где L - тепловой масштаб турбулентности потока газа, a DM - коэффициент молекулярной диффузии. Тепловой масштаб турбулентности согласно теории А.Н. Колмогорова можно оценить из формулы L~ h/Re3/4, где h - характерный размер высоты и ширины площадки постоянного критического сечения сопел 18, a Re - число Рейнольдса, определенное по характерному размеру h и параметрам газового потока. Тогда условие для выбора характерного размера h определяется следующим образом: h < τ
Ресивер 2 выполнен в виде сегмента тонкостенной трубы с двойными стенками и с помощью фланцев пристыковывается к фланцам корпуса соплового блока 22. Такая конструкция в рабочем режиме под давлением газов внутри позволяет улучшить уплотнения между корпусом соплового блока 22 и сопловыми лопатками 4, а, кроме того, растягивая их, уменьшает вибрации лопаток. The receiver 2 is made in the form of a segment of a thin-walled pipe with double walls and, with the help of flanges, joins the flanges of the
Оптический резонатор выполнен 4-х проходным, 6-ти зеркальным с двумя уголковыми отражателями 23, 24, обеспечивающим переворот пучка излучения по потоку газа в проточной зоне резонатора при каждом проходе излучения между зеркалами. При этом по одну сторону газового потока активной среды находится большой уголковый отражатель 23, а по другую сторону среды - блок зеркал, включающий малый уголковый отражатель 24, выходное выпуклое 25 и заднее вогнутое 26 зеркала, кроме того, ребра уголковых отражателей размещают перпендикулярно друг другу. Выходное пятно излучения имеет форму прямоугольника с вырезанным углом. Данная оптическая схема резонатора перед другими имеет следующие преимущества:
- переворот пучка излучения позволяет получить распределение интенсивности излучения в выходном пучке близко к равномерному;
- уменьшить влияние активной среды на расходимость излучения;
- существенно уменьшает чувствительность резонатора к разъюстировкам зеркал под действием динамических и акустических нагрузок во время работы газодинамического тракта лазера и турбокомпрессора, а следовательно, уменьшить интегральную расходимость излучения.The optical resonator is made of 4-pass, 6-mirror with two
- flipping the radiation beam allows you to get the distribution of the radiation intensity in the output beam close to uniform;
- reduce the influence of the active medium on the divergence of radiation;
- significantly reduces the sensitivity of the resonator to the alignment of the mirrors under the action of dynamic and acoustic loads during operation of the gas-dynamic path of the laser and the turbocharger, and therefore reduce the integral divergence of radiation.
Диффузор, предназначенный для торможения газа и восстановления статического давления 8, состоит из сверхзвуковой части, в которую входит суживающий канал, обеспечивающий плавный переход от прямоугольного сечения в круглое 27 и трубы постоянного сечения 28, а дозвуковая часть из усеченного расширяющегося конуса 29 и трубы постоянного сечения 30. При этом трубы конечной дозвуковой части диффузора 30 являются составным узлом эжектора 11 выхлопного устройства. The diffuser, designed to inhibit gas and restore static pressure 8, consists of a supersonic part, which includes a narrowing channel, providing a smooth transition from a rectangular section to a
Лазерное устройство снабжено эжектором 11, в котором отходящие газы 31 из турбокомпрессора 10 используются для эжектирования выхлопных газов из газодинамического тракта непосредственно лазера 32. Это позволяет создать дополнительное разряжение на выходе диффузора лазера и уменьшить требуемое давление газов в ресивере 2, необходимое для запуска диффузора, что, в свою очередь, уменьшает требования к турбокомпрессору и удешевляет эксплуатацию комплекса. На выхлопе эжектора устанавливается шумоглушащее устройство 33, обеспечивающее уменьшение акустических воздействий от выхлопной струи газов 34 на оборудование и обслуживающий персонал. The laser device is equipped with an ejector 11, in which the exhaust gases 31 from the turbocharger 10 are used to eject the exhaust gases from the gas-dynamic path of the laser directly 32. This allows you to create additional vacuum at the output of the laser diffuser and reduce the required gas pressure in the receiver 2, necessary to start the diffuser, which , in turn, reduces the requirements for a turbocharger and reduces the cost of operation of the complex. A noise suppressing device 33 is installed at the ejector exhaust to reduce the acoustic effects of the exhaust gas stream 34 on equipment and maintenance personnel.
Топливо для турбокомпрессора 10 и газогенераторов 1 подается с помощью насоса 35 из емкости 36 через систему трубопроводов 37 вначале в теплообменник 38, в котором хладагент, прокачиваемый с помощью насоса 39, через систему охлаждения 40 зеркал оптического резонатора 7 отдает тепло этому топливу. Кроме того, в лазерном устройстве используется электрогенератор 41, приводимый во вращение от вала турбокомпрессора. Такое техническое решение позволяет создать технологический лазер полностью автономный от внешних систем охлаждения и электропитания. Fuel for the turbocharger 10 and
Использование способа и устройства для его реализации позволит улучшить следующие характеристики газодинамического CO2-лазера:
- значительно повысить коэффициент усиления и запасенную колебательную энергию активной среды, эффективность резонатора и выходную мощность излучения не менее чем в два раза по сравнению с равновесным режимом ГДЛ;
- уменьшить начальную температуру смешивающихся газов до 1000 К и менее;
- увеличить высоту критического сечения сопел, увеличить толщину сопловых лопаток, снять проблемы охлаждения их и значительно увеличить ресурс работы;
- получить минимальную расходимость излучения (не более 1,5 мрад по уровню энергии 0,9) при большой мощности;
- создать экономически выгодный технологический CO2-лазер большой мощности.Using the method and device for its implementation will improve the following characteristics of a gas-dynamic CO 2 laser:
- significantly increase the gain and the stored vibrational energy of the active medium, the resonator efficiency and the output radiation power of not less than two times in comparison with the equilibrium mode of the GDF;
- reduce the initial temperature of the mixing gases to 1000 K or less;
- increase the height of the critical section of the nozzles, increase the thickness of the nozzle blades, remove the problems of cooling them and significantly increase the service life;
- to obtain the minimum divergence of radiation (not more than 1.5 mrad in energy level 0.9) at high power;
- create a cost-effective technological CO 2 laser of high power.
Пример 1. Данный способ создания инверсной населенности был проверен на модельной газодинамической установке, которая включала в себя газогенератор, работающий на твердом топливе, ресивер, единичное щелевое сопло, систему подачи холодного воздуха через ряд отверстий инжектора в дозвуковой части сопла, вакуумную емкость и систему измерения коэффициента усиления. Высота критического сечения сопла была 0,3 мм, степень раскрытия сверхзвуковой части 40, а давление газов в ресивере изменялось в диапазоне 30 - 50 ат. Состав продуктов сгорания на выходе газогенератора включал в себя CO, H2, N2 и при дожигании его в воздухе (в газогенераторе) в обычном равновесном режиме ГДЛ при температуре 1800 К коэффициент усиления активной среды составлял 0,3 - 0,5 1/м, а запасенная колебательная энергия до 16 кДж/кг. В случае неравновесного режима дожигания смеси в воздухе в районе критического сечения сопла при температуре 1000 К и ниже, коэффициент усиления активной среды имел максимальную величину до 1 1/м, а запасенная колебательная энергия возросла до 25 кДж/кг. При этом темп релаксации колебательной энергии по потоку активной среды был значительно ниже, чем для равновесного режима ГДЛ.Example 1. This method of creating an inverse population was tested on a model gas-dynamic installation, which included a solid fuel gas generator, a receiver, a single slotted nozzle, a cold air supply system through a series of injector openings in the subsonic part of the nozzle, a vacuum container, and a measurement system gain factor. The height of the critical section of the nozzle was 0.3 mm, the degree of opening of the supersonic part was 40, and the gas pressure in the receiver varied in the
Пример 2. Испытывалось устройство CO2 - ГДЛ, включающее в себя камеру сгорания, работающую на продуктах сгорания керосина в воздухе, ресивер, сопловой блок, набранный из плоских сопловых лопаток, инжектор холодного воздуха представляющий собой гребенку из тонких трубок с отверстиями, которая имела возможность линейной подвижки относительно критического сечения сопловых лопаток, проточную часть резонатора, устойчивый и неустойчивый оптический резонаторы, диффузор, выхлопную систему, а в качестве источника сжатого воздуха - турбокомпрессор. Высота критического сечения сопел составляла 0,5 мм, степень раскрытия сверхзвуковой части сопла - 30, давление газов в ресивере 3 - 5 ат, при этом для неравновесного режима ГДЛ в камере сгорания керосин в воздухе сжигался с недостатком окислителя таким образом, что нарабатывалось определенное количество CO, которое дожигалось в районе критического сечения сопел при вдуве холодного воздуха в инжектор. Для равновесного режима ГДЛ полное сжигание топлива осуществлялось в камере сгорания, а в инжектор воздух не вдувался. Результаты экспериментов показали, что, если для равновесного режима ГДЛ при температуре продуктов сгорания 1700 К типичный максимальный коэффициент усиления активной среды составлял 0,4 - 0,5 1/м, запасенная колебательная энергия 12 кДж/кг, выходная мощность излучения из неустойчивого резонатора 4,5 кДж/кг, то для неравновесного режима ГДЛ и температуры подходящих газов менее 1000 К соответствующие величины коэффициента усиления, запасенной колебательной энергии и выходной мощности были 0,81 1/м, 23 кДж/кг и 8 кДж/кг. При этом неравновесный режим ГДЛ удавалось получить только при определенных параметрах смешивающихся газов и заданном оптимальном положении гребенки инжекторов относительно критического сечения сопел. Кроме того в неравновесном режиме ГДЛ наблюдался эффект полного выгорания в районе критического сечения сопел сажи, которая образовывалась в камере сгорания при сжигании в них керосина с недостатком окислителя.Example 2. We tested a device CO 2 - GDL, including a combustion chamber operating on the products of combustion of kerosene in air, a receiver, a nozzle block drawn from flat nozzle blades, a cold air injector representing a comb of thin tubes with holes, which had the ability linear displacement relative to the critical section of nozzle blades, the flow passage of the resonator, stable and unstable optical resonators, a diffuser, an exhaust system, and a turbocompresso as a source of compressed air R. The height of the critical section of the nozzles was 0.5 mm, the degree of opening of the supersonic part of the nozzle was 30, the pressure of the gases in the receiver was 3–5 atm, and for the nonequilibrium GDL regime in the combustion chamber, kerosene in the air was burned with a deficiency of oxidizer in such a way that a certain amount was produced CO, which was burned in the vicinity of the critical section of the nozzles by blowing cold air into the injector. For the equilibrium GDL regime, complete combustion of the fuel was carried out in the combustion chamber, but air was not blown into the injector. The experimental results showed that, if for the equilibrium GDL regime at a temperature of combustion products of 1700 K the typical maximum gain of the active medium was 0.4 - 0.5 1 / m, the stored vibrational energy was 12 kJ / kg, and the output radiation power from the
Пример 3. Модельная установка ГДЛ испытывалась авторами работы [8], которая включала в себя: плазмотрон для нагрева воздуха, ресивер, сопловой блок, набранный из плоских лопаток, инжектор из гребенки трубок, устанавливаемый перед сопловым блоком и имеющий возможность линейной подвижки относительно его, выхлопную емкость и системы подачи компонент. Воздух плазмотроном нагревался до 1000 - 1100 К, а в инжектор вдувалось газообразное горючее - пропан, при этом высота критического сечения сопел была 1,2 мм, степень раскрытия сверхзвуковой части сопла - 25, а давление газов в ресивере 9 ат. Измерения коэффициента усиления показали, что если для равновесного режима ГДЛ и температуре газов 1600 К он не превышал 0,5 1/м, то для неравновесного режима при оптимальном положении инжектора относительно критического сечения сопел и температуре газов 1000 К его величина достигала 0,7 1/м. Example 3. The GDL model installation was tested by the authors of [8], which included: a plasma torch for heating air, a receiver, a nozzle block drawn from flat blades, an injector from a tube comb installed in front of the nozzle block and having the possibility of linear movement relative to it, exhaust tank and component feed systems. Air was heated by a plasma torch to 1000 - 1100 K, and propane gas was injected into the injector; the nozzle critical section height was 1.2 mm, the supersonic part of the nozzle was disclosed at 25, and the gas pressure in the receiver was 9 atm. Measurements of the gain showed that if for the equilibrium GDF regime and a gas temperature of 1600 K it did not exceed 0.5 1 / m, then for a nonequilibrium mode with an optimal injector position relative to the critical nozzle cross-section and a gas temperature of 1000 K, its value reached 0.7 1 / m
Приведенные примеры экспериментально обосновывают и подтверждают новый способ осуществления инверсии активной среды в газодинамическом CO2-лазере при низкой температуре газов в широком диапазоне параметров и существенное улучшение технических характеристик устройства, реализующего этот способ.The above examples experimentally substantiate and confirm a new method of inverting the active medium in a gas-dynamic CO 2 laser at a low temperature of gases in a wide range of parameters and a significant improvement in the technical characteristics of a device that implements this method.
Источники информации
1. Андерсон Дж. "Газодинамические лазеры: введение". "Мир", 1979, с. 13-42.Sources of information
1. Anderson J. "Gas-dynamic lasers: an introduction.""World", 1979, p. 13-42.
2. Патент Франции N 604514, кл. H 01 S 3/0953, 1978. 2. French patent N 604514, cl. H 01
3. Патент РФ N 2059333, кл. H 01 S 3/0953, 1996. 3. RF patent N 2059333, cl. H 01
4. Аблеков В. К. и др. "Справочник по газодинамическим лазерам" - М.: "Машиностроение", 1982, с. 19, 20. 4. Ablekov V. K. and others. "Guide to gas-dynamic lasers" - M.: "Engineering", 1982, p. 19, 20.
5. Патент РФ N 2065240, кл. H 01 S 3/0979, 1996. 5. RF patent N 2065240, cl. H 01
6. Патент РФ N 2029421, кл. H 01 S 3/08, 1995. 6. RF patent N 2029421, cl. H 01
7. Аблеков В. К. и др. "Справочник по газодинамическим лазерам" - М.: "Машиностроение", 1982, с. 12. 7. Ablekov V. K. and others. "Guide to gas-dynamic lasers" - M .: "Engineering", 1982, p. 12.
8. Заклязминский Л.А. и др. "Влияние пропана на коэффициент усиления в сверхзвуковом потоке", ФГВ N 6, 1980. 8. Zaklyazminsky L.A. and others. "The effect of propane on the gain in a supersonic flow",
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99122527A RU2170998C1 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Method and device for building up inverse population in carbon dioxide gas-dynamic laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99122527A RU2170998C1 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Method and device for building up inverse population in carbon dioxide gas-dynamic laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2170998C1 true RU2170998C1 (en) | 2001-07-20 |
Family
ID=20226242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99122527A RU2170998C1 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Method and device for building up inverse population in carbon dioxide gas-dynamic laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2170998C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516985C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Operation of aircraft gas turbine and device to this end |
-
1999
- 1999-10-26 RU RU99122527A patent/RU2170998C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АБЛЕКОВ В.К. и др. Справочник по газодинамическим лазерам. - М.: Машиностроение, 1982, с. 12. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516985C1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Operation of aircraft gas turbine and device to this end |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4206429A (en) | Gas dynamic mixing laser | |
US3899749A (en) | Gas dynamic lasers | |
Endo et al. | High-efficiency operation of chemical oxygen-iodine laser using nitrogen as buffer gas | |
US4100507A (en) | Method for exciting a gas dynamic CO2 laser and apparatus for performing the method | |
Zagidullin et al. | Highly efficient supersonic chemical oxygen—iodine laser with a chlorine flow rate of 10 mmol s-1 | |
RU2170998C1 (en) | Method and device for building up inverse population in carbon dioxide gas-dynamic laser | |
US3832650A (en) | Supersonic chemical transfer laser | |
US4097820A (en) | Lasers | |
US4013976A (en) | Gas dynamic lasers | |
US3984784A (en) | Expander open cycle gas dynamic laser | |
JPS637036B2 (en) | ||
US7817699B2 (en) | High-power, high-throughput microwave discharge singlet oxygen generator for advanced electrical oxygen-iodine lasers | |
Nikolaev et al. | An efficient supersonic COIL with more than 200 torr of total pressure in the active medium | |
US4320358A (en) | Gasdynamic lasers | |
US3882416A (en) | Thermally pumped gasdynamic lasers | |
Wilson | Deuterium fluoride CW chemical lasers | |
Zagidullin et al. | Efficient chemical oxygen—iodine laser with a high total pressure of the active medium | |
CN110739602B (en) | Pre-mixing type carbon dioxide pneumatic laser driven by pulse detonation rocket combustion | |
Zagidullin et al. | Sub-and supersonic COILs driven by a jet-type singlet oxygen generator | |
US9862498B2 (en) | Laser-charged high-speed propulsion system and method for production of high-powered laser | |
US3671882A (en) | Apparatus for mixing gas in a fluid mixing laser | |
RU2012114C1 (en) | Method of generation of high-power radiation laser in flow co2 laser | |
US4031485A (en) | Method for achieving gas dynamic lasing | |
US4236123A (en) | High-power CO laser | |
US4042892A (en) | Hypersonic gas laser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091027 |