纯净靶激光等离子体力学特性的理论模拟

基于磁流体力学模型,对Xe、He、C、N、O、Ne、Al、Ar等元素在激光辐照下的等离子体力学特性进行了研究,并且以Al元素为例,研究了不同波长情况下的靶材烧蚀速度以及烧蚀压力的变化趋势。结果表明:在相同入射条件下,除Xe外,He、C、N、O、Ne、Al、Ar这几种元素的烧蚀压力比较接近,并且各元素的烧蚀速度的情况也大体相同,这样从增加火箭的有效载荷的角度考虑,采用大气驱动模式将是非常有利的。另外数值模拟结果还表明,随着入射光波长的增加,靶材的烧蚀速度、烧蚀压力单调下降并逐渐趋于平缓,尤其是当入射光波长小于某一个值时,这个变化非常迅速。因此,如果单纯从入射光波长角度考虑,波长越短将越有利于产生更大的推力。但短波长激光被大气散射严重,造成极大的能量损耗。因而在实际应用时,应该根据飞行器所处的不同飞行位置合理选择驱动光波长。