Нано- и субнаносекундные электромагнитные импульсы, наблюдаемые в экспериментах с длинными искровыми разрядами на генераторах импульсных напряжений и физической модели грозового облака

В различных экспериментах, моделирующих молниевые разряды, обнаружены и изучены эффекты генерации сверхширокополосных (СШП) электромагнитных импульсов (ЭМИ) нано- и субнаносекундной длительности. Сверхширокополосные ЭМИ с близкими характеристиками наблюдаются в искровых разрядах на промежутках с длиной от 1 до 4 м, зажигаемых с помощью генераторов импульсных напряжений, а также в разрядах с длиной порядка 1 м, вызываемых заряженным до высокого потенциала облаком водяного аэрозоля. Эксперименты показывают, что источниками СШП ЭМИ являются процессы, развивающиеся в приэлектродных областях разрядов, главным образом с катодной стороны. Возможными источниками импульсного излучения могут быть быстрые электронные лавины, развивающиеся, например, на катоде положительного разряда при старте встречного лидера. Наблюдаемые в модельных экспериментах СШП ЭМИ могут рассматриваться как ранее не учитывавшиеся опасные факторы молнии, которые могут быть существенными, например, при взаимодействии длинных искровых разрядов с различными заземлёнными или изолированными объектами.

На английском языке

Nano- and subnanosecond electromagnetic pulses observed in long-spark experiments with discharges produced by pulse voltage generators and in a physical model of a thunderstorm cloud

Zudin I.Yu., Gushchin M.E., Shlugaev Yu.V., Syssoev V.S., Vershinin I.M., Basov E.V., Bogatov N.A., Galka A.G., Istomin A.A., Korobkov S.V., Loskutov K.N., Mikryukov P.A., Nikolenko A.S., Naumova M.Yu., Kuznetsov Yu.A., Orlov A.I. and Mareev E.A.

We detect and study the effects of generation of ultra-wideband (UWB) nano- and subnanosecond electromagnetic pulses (EMP) in various experiments simulating lightning discharges. UWB EMP with similar characteristics are observed in spark discharges in air gaps from 1 m to 4 m long, which are ignited by using pulse voltage generators, as well as as in discharges 1 m long, which are caused by a cloud of water droplets charges to a high potential. The experiments show that UWB EMP are launched by the processes developing in the near-electrode regions of the discharges, mainly on the cathode side. Possible sources of the pulsed radiation can be fast electron avalanches developing, e.g., on the cathode of the positive discharge during the start of an upward leader. The UWB EMP observed in the model experiments can be regarded as lightning damage factors previously unaccounted for, which can be significant, e.g., during interaction of long spark discharges with various grounded or isolated objects.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_07_556

Пример ссылки для цитирования:

Зудин И.Ю., Гущин М.Е., Шлюгаев Ю.В., Сысоев В.С., Вершинин И.М., Басов Е.В., Богатов Н.А., Галка А.Г., Истомин А.А., Коробков С.В., Лоскутов К.Н., Микрюков П.А., Николенко А.С., Наумова М.Ю., Кузнецов Ю.А., Орлов А.И., Мареев Е.А. Нано- и субнаносекундные электромагнитные импульсы, наблюдаемые в экспериментах с длинными искровыми разрядами на генераторах импульсных напряжений и физической модели грозового облака // Изв. вузов. Радиофизика. 2025. Т. 68, № 7. C. 556–571.