Огляд газорозрядної гармати: фізичні основи, застосування та перспективи

Vadym I. Trokhymchuk; Serhii Borysovych Tuhai

doi:10.20535/2523-4455.mea.341617

Т. 30 · № 3 · 2025 гру 24, 2025 Оглядові статті

Огляд газорозрядної гармати: фізичні основи, застосування та перспективи

Vadym I. Trokhymchuk Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Serhii Borysovych Tuhai Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Сторінки341617.1-341617.7 Опублікованогру 24, 2025

PDF

ТОМ 30 · № 3 · 2025 Переглянути випуск

Анотація

Імпульсні газорозрядні гармати є перспективними інструментами в сучасних технологіях електронно-променевої обробки. Ці пристрої працюють на основі високовольтного тліючого розряду (ВТР) і здатні генерувати потужні електронні пучки. У статті наведено огляд існуючих конструкцій гармат, розглянуто фізичні процеси формування плазми та фокусування пучка, а також описано вплив конструктивних особливостей на стабільність роботи та теплове навантаження. Особливу увагу приділено впливу типу робочого газу на характеристики пучка, технологічним можливостям пристрою та перспективам удосконалення керування струмом розряду. Розглянуто принципи побудови автоматизованих схем керування параметрами пучка, що забезпечують стабільність в імпульсному режимі. Наведено приклади практичного застосування гармат на основі ВТР.

Ключові слова

#газорозрядна гармата #високовольтний тліючий розряд (HVGD) #електронний промінь #тріодна система #електродна система (катод-анод) #плазмова обробка #імпульсний режим роботи #вакуумна технологія #система керування електронним променем #електронно-променева обробка

Посилання

S. Denbnovetskyi, V. Melnyk, I. Melnyk, and B. Tugai, “Gas discharge electron beam vaporizer for deposition nanostructured coatings”, Electronics and Communications, vol. 16, no. 3, pp. 64–67, Mar. 2011. doi: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2011.16.3.265029 .
Melnyk I. V. Theoretical and experimental foundations of the design of technological gas-discharge electron sources: Dissertation of Doctor of Technical Sciences. Kyiv, 2008.
Tugay S.B. “Pulsed operating modes of technological electron-beam guns of high-voltage glow discharge”: Disertation Candidate of Technical Sciences. Kyiv, 2013.
Кrаvеz P. І. and Тugаi S. B., “Investigation of electron-optics characteristics of triode gas discharge electron gun with cold cathode”, Electronics and Communications, vol. 18, no. 4, pp. 21–27, Sep. 2013. doi: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2013.18.4.158020
I. V. Melnyk and A. V. Pochynok, “Algorithm of calculation of focal parameters of profile electron beams, formed by the gas-discharge electron guns”, System research and information technologies, no. 2, pp. 7–17, Jun. 2019. doi: https://doi.org/10.20535/SRIT.2308-8893.2019.2.01
Shnaider R. V. Application of dielectric coatings using electron beam evaporation methods. URL: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/371f7ed2-897f-4469-9554-d1d59b3e84d9/content (date of application: 10/15/2025).
Meshkova T. I. “Gas discharge electron gun for silicon melting”: Master's thesis. NTUU "KPI", Kyiv, 2018. URL: https://ela.kpi.ua/items/834ccc68-d307-4551-ba25-8de27890d3bb/full (date of application: 10/15/2025).
Melnyk I. V. “Cold cathode glow discharge electron gun”. URL: https://eds.kpi.ua/?page_id=6978 (date of application: 10/15/2025).
Mokritskyi Y. A. “Gas-discharge electron gun for melting metals”. URL: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/5df1424b-eace-448b-819d-56d4bfb53cc1/content (date of application: 10/15/2025).
Kuzmychev A. I. “Gas-discharge systems with secondary emitters for electronic equipment”. URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/23237/1/Kuzmichev_diss.pdf (date of application: 10/15/2025).
Tugay S. B., Melnyk I. V. “Development and research of a powerful gas-discharge electron gun for use in electron-beam technology for obtaining refractory and chemically active materials”. Materials of the conference of NTUU "I. Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute". 2020.
Kovalchuk D., Melnyk I., Tugai S.. Prospects of application of gas-discharge electron beam guns in additive manufacturing. Proceedings of the International Conference on Electron Beam Technology, 2016.
D. Kovalchuk, “Microstructure and Properties of Ti-6Al-4V Articles 3D-Printed with Co-axial Electron Beam and Wire Technology”, Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 30, no. 7, pp. 5307–5322, Apr. 2021. doi: https://doi.org/10.1007/s11665-021-05770-9
xBeam 3D Metal Printing. 2021. URL: https://xbeam3d.com/ (date of application: 10/15/2025).
Hrytsenko P. V. “Current control system of a gas discharge gun”. URL: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/2cd27229-4641-4c46-af9c-5963e54cdf34/content (date of application: 10/15/2025).

Попередня у випуску Графічний метод оцінки ефективності реабілітації слухового органу Наступна у випуску Механічно перелаштовувана антена з іонно-полімерним металевим композитом

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Програмні засоби супроводження курсу вищої математики у технічному університеті

Дмитро Войціх, Данило Гринь, Марія Гринюк, канд. техн. наук, доц. Олексій Вікторович Богданов, канд. фіз.-мат. наук, доц. Юрій Павлович Буценко, канд. техн. наук, доц. Олена Іванівна Баліна, канд. техн. наук, доц. Ірина Сергіївна Безклубенко

У цій статті досліджується методологічний підхід до модернізації навчальної програми з вищої математики для студентів-інженерів, з особливим акцентом на потреби…

#Інженерна освіта #Викладання інженерії #Електронна інженерія #GNU Octave

с. 359022.1-359022.10

10.20535/2523-4455.mea.359022

Акустичні вимоги до приміщень для особистої та групової психотерапії

Illia Volodymyrovych Melnyk

Психологічний вплив війни в Україні створив нагальну та суттєву потребу в ефективних втручаннях у сфері психічного здоров'я, зокрема в психотерапії. Оскільки…

#акустичний комфорт #психотерапія #терапевтичні простори #звукоізоляція

с. 329151.1-329151.7

10.20535/2523-4455.mea.329151

Програмні засоби супроводження курсу вищої математики у технічному університеті

Oleksii Viktorovych Bogdanov, Yurii Pavlovych Butsenko, Olena Ivanivna Balina, Iryna Srhiivna Bezklubenko

У статті розглядаються актуальні проблеми математичної підготовки сучасних інженерів, зокрема у контексті спеціальності G5 Електроніка, електронний зв'язок…

#Освітня технологія #Гібридне навчання #Електронне навчання #Інженерна освіта

с. 328241.1-328241.7

10.20535/2523-4455.mea.328241

Схожі статті

Liubomyr Mykolaiovych Korolevych, Natalia Maksimchuk, Oleksandr Vasyliovych Borysov, Вплив методів отримання тонких плівок оксиду церію на вольт-фарадні характеристики МДН-структур , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 3 (2019)
Антон Васильович Коцюбайло, д-р техн. наук, проф. Олександр Миколайович Лисенко, Розподілена архітектура системи Wi-Fi-керування активним ортезом верхніх кінцівок , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Khaldon Araffa, Планування траєкторії антропоморфного крокуючого робота (Biped Robot) , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
д-р техн. наук, проф. Сергій Анатолійович Найда, д-р техн. наук, доц. Олександр Іванович Дрозденко, канд. техн. наук, доц. Павло Васильович Попович, PhD, Assoc. Prof. Kateryna Serhiivna Drozdenko, канд. техн. наук Олександр Ігорович Нижник, канд. техн. наук Ярослав Іванович Старовойт, Акустична локалізація повітряних об’єктів та практична оцінка її точності , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Sergey M. Osinov, Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Boris Ivanovych Lupyna, Olexandr Vasylovych Borisov, Моделювання багатофункціанального терморезистивного перетворювача, що використовує технологію теплообміну , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
Valerij Kostyantynovych Bohushevych, Lidiya Mykolayivna Zamarenova, Hlib Mykhaylovych Kotov, Mykhailo Ivanovych Skipa, Прецизійні ультразвукові вимірювачі рівня рідини в закритих резервуарах , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 1 (2019)
Ірина Брика, Наталія Юріївна Філіпова, Двостороння система попередження учасників дорожнього руху на базі мікроконтролера ESP32 , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Maksim Oleksiiovych Korzhyk, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksii Volodymyrovych Korzhyk, Імпедансні характеристики плоско-паралельного акустичного хвилеводу з комбінуванням межами при порушенні його двочастотних сигналом , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Yana Vjyatsheslavivna Kabushka, Anton Serhiiovych Zotko, Ivan Viktorovich Kandrachuk, Oleksii Volodymyrovych Korzhyk, Дальність виявлення малих повітряних об’єктів наземною системою шумопеленгування , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)

1-10 з 49 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] S. Denbnovetskyi, V. Melnyk, I. Melnyk, and B. Tugai, “Gas discharge electron beam vaporizer for deposition nanostructured coatings”, Electronics and Communications, vol. 16, no. 3, pp. 64–67, Mar. 2011. doi: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2011.16.3.265029 .

[2] Melnyk I. V. Theoretical and experimental foundations of the design of technological gas-discharge electron sources: Dissertation of Doctor of Technical Sciences. Kyiv, 2008.

[3] Tugay S.B. “Pulsed operating modes of technological electron-beam guns of high-voltage glow discharge”: Disertation Candidate of Technical Sciences. Kyiv, 2013.

[4] Кrаvеz P. І. and Тugаi S. B., “Investigation of electron-optics characteristics of triode gas discharge electron gun with cold cathode”, Electronics and Communications, vol. 18, no. 4, pp. 21–27, Sep. 2013. doi: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2013.18.4.158020

[5] I. V. Melnyk and A. V. Pochynok, “Algorithm of calculation of focal parameters of profile electron beams, formed by the gas-discharge electron guns”, System research and information technologies, no. 2, pp. 7–17, Jun. 2019. doi: https://doi.org/10.20535/SRIT.2308-8893.2019.2.01

[6] Shnaider R. V. Application of dielectric coatings using electron beam evaporation methods. URL: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/371f7ed2-897f-4469-9554-d1d59b3e84d9/content (date of application: 10/15/2025).

[7] Meshkova T. I. “Gas discharge electron gun for silicon melting”: Master's thesis. NTUU "KPI", Kyiv, 2018. URL: https://ela.kpi.ua/items/834ccc68-d307-4551-ba25-8de27890d3bb/full (date of application: 10/15/2025).

[8] Melnyk I. V. “Cold cathode glow discharge electron gun”. URL: https://eds.kpi.ua/?page_id=6978 (date of application: 10/15/2025).

[9] Mokritskyi Y. A. “Gas-discharge electron gun for melting metals”. URL: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/5df1424b-eace-448b-819d-56d4bfb53cc1/content (date of application: 10/15/2025).

[10] Kuzmychev A. I. “Gas-discharge systems with secondary emitters for electronic equipment”. URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/23237/1/Kuzmichev_diss.pdf (date of application: 10/15/2025).

[11] Tugay S. B., Melnyk I. V. “Development and research of a powerful gas-discharge electron gun for use in electron-beam technology for obtaining refractory and chemically active materials”. Materials of the conference of NTUU "I. Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute". 2020.

[12] Kovalchuk D., Melnyk I., Tugai S.. Prospects of application of gas-discharge electron beam guns in additive manufacturing. Proceedings of the International Conference on Electron Beam Technology, 2016.

[13] D. Kovalchuk, “Microstructure and Properties of Ti-6Al-4V Articles 3D-Printed with Co-axial Electron Beam and Wire Technology”, Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 30, no. 7, pp. 5307–5322, Apr. 2021. doi: https://doi.org/10.1007/s11665-021-05770-9

[14] xBeam 3D Metal Printing. 2021. URL: https://xbeam3d.com/ (date of application: 10/15/2025).

[15] Hrytsenko P. V. “Current control system of a gas discharge gun”. URL: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/2cd27229-4641-4c46-af9c-5963e54cdf34/content (date of application: 10/15/2025).