Экспериментально скорость распространения одноэлектродного ВЧ разряда оценивалась авторами многих работ [49]. Из этих работ вытекает, что значения скорости распространения разряда при частотах 1—40 МГц в зависимости от условий эксперимента лежат в интервале от нескольких метров в секунду до 10 м/с. С ростом перенапряжения скорость увеличивается. Зависимость ее от частоты более сложная. В указанном диапазоне частот она является наибольшей при частоте 10 МГц. При неизменной амплитуде приложенного ВЧ напряжения скорость распространения разряда убывает приблизительно экспоненциально с ростом расстояния до вершины острия. При дополнительном постоянном напряжении между электродами скорость изменяется сложным образом в зависимости от значения постоянного напряжения.
Скорости определялись по измерениям времени перекрытия разрядом расстояния от острия до некоторой воображаемой плоскости, перпендикулярной к оси электрода. Как показывают фотографии (рис. 3-11—3-17), распространение ВЧ разряда в общем случае происходит по сложным траекториям. Появление новых ветвей и пространственная структура системы каналов подчиняются статистическим закономерностям. Поэтому времена перекрытия определенного расстояния разными разрядными вспышками в одинаковых условиях могут сильно отличаться друг от друга.
В некоторых работах приведены максимальные значения скорости, которые соответствуют, очевидно, разрядным каналам, распространяющимся по кратчайшему пути в сторону противоположного электрода. В предельном случае они должны распространяться прямолинейно в направлении оси острия. Вероятность появления разрядных вспышек прямолинейной формы может быть весьма незначительной. Она зависит от разных факторов, например, от значений ВЧ и постоянного потенциала и полярности последнего, формы электрода и др. [54]. В работе [55] отмечена сильная зависимость формы вспышек oт влажности воздуха (рис. 3-16). Малая вероятность появления прямолинейно распространяющихся вспышек и зависимость этой вероятности от разных факторов могут быть причиной расхождения результатов разных авторов, измерявших скорость распространения разряда.
В отличие от большинства предыдущих измерений целью авторов работы [54] было измерение скорости распространения одиночного разрядного канала. Для этого были подобраны условия, при которых канал ВЧ разряда распространяется прямолинейно по оси разрядного промежутка без разветвления. Остриями были вольфрамовые проволоки с коническими вершинами. Диаметр проволоки изменялся в интервале 2—6 мм, угол заточки — 30°. Длина разрядного промежутка 40 см, частота приложенного напряжения — 10 и 20 МГц. Измерения были проведены при дополнительном постоянном потенциале на острие до ±25 кВ, что способствовало появлению прямолинейных каналов. При частоте 10 МГц вероятность появления таких каналов была достаточна для проведения измерений и без дополнительного постоянного потенциала.
Результаты измерений представлены на рис. 3-18, где показана скорость распространения разрядного канала в зависимости от пройденного расстояния (скорость удлинения канала в зависимости от длины канала). Цифры у кривых — амплитудные значения ВЧ потенциала на остриевом электроде в киловольтах.
Рис. 3-18. Скорость распространения канала ВЧ разряда в зависимости от пройденного расстояния. Цифры у кривых — амплитудные значения ВЧ потенциала на острие в киловольтах, а — f=10 МГц, б — 20 МГц
Основные выводы работы {54] заключаются в следующем. Вблизи острия скорость распространения канала ВЧ разряда в промежуток убывает с увеличением расстояния до острия экспоненциально, затем темп уменьшения скорости замедляется. При частоте 20 МГц скорость распространения канала больше, чем при частоте 10 МГц. Начиная с расстояния в несколько миллиметров от острия, скорость канала в резконеоднородном поле слабо зависит от формы острия и определяется в основном формой вершины самого разрядного канала. Влияние противоположного электрода на скорость становится заметным, когда расстояние от этого электрода меньше нескольких сантиметров. Скорость при этом увеличивается. Сильно увеличивается скорость распространения канала с увеличением ВЧ напряжения. Зависимость скорости распространения канала от дополнительного постоянного потенциала на острие слабая. Изменение потенциала в пределах от 0 до ±25 кВ изменяет скорость не более чем на 5 %. Отмеченная в некоторых ранних работах .сложная зависимость скорости распространения ВЧ разряда от постоянного напряжения относится не к истинной скорости распространения канала, а к его составляющей вдоль оси разрядного промежутка. С такой скоростью удаляется от острия в направлении противоположного электрода световая граница разрядной области. Заметная и сложная зависимость этой скорости от постоянного напряжения обусловлена сильной зависимостью формы разрядных вспышек от постоянного напряжения. Следует отметить, что, начиная с частоты примерно 10 МГц и выше, и прямолинейные каналы могут быть двух типов. Одни имеют вершины в виде остроугольного конуса (рис. 3-16 при Um= +20 кВ), другие заканчиваются расширением в виде «звездочки» (рис. 3-16 при Um = +2 и +5 кВ). Причина возникновения «звездочки» в конце канала в настоящее время неизвестна. Можно лишь сказать, что при частоте 20 МГц ее образование сопровождается резким уменьшением скорости продвижения канала на один—два порядка. Кривые на рис. 3-18 для f=20 МГц получены при положительном потенциале на острие +20 кВ, когда при L≤50 мм образование «звездочки» не наблюдалось.
