大气压非平衡等离子体射流物理基础：电场强度对射流推进的影响

等离子体的长度取决于等离子体子弹的推进距离，而等离子体子弹的推进距离则受到子弹前沿的电场强度和局部气体的击穿场强的影响。显然，外加电压影响的是等离子体子弹头部的电场强度。电场强度和外加电压幅值基本呈线性关系。因此，在没有其他因素限制的情况下，射流的长度和电压基本呈线性关系。

脉宽影响等离子体子弹的推进时间。当脉宽小于800ns时，等离子体子弹在到达电压幅值所能支持的最大推进距离之前，电压脉冲的下降沿就已经到来。随着下降沿的到来，外加电压下降，等离子体子弹头部电场也随之迅速下降，因此放电无法继续推进，导致射流长度较短。而当脉宽大于800ns时，射流的长度就不再受到脉宽的限制。不过，研究发现，脉宽还会对射流的推进速度以及各种激发态粒子的发射光谱强度产生影响，尤其是在长脉宽下，甚至会对射流的长度产生显著的影响。而这些影响的机制目前还不清楚。由于脉宽影响的是相邻两次放电之间的间隔时间，可能是随着脉宽的增加，脉冲下降沿的放电和下一次脉冲上升沿的放电时间间隔变小，从而有更高浓度的空间电荷和各种活性粒子。但还需要开展更多的理论和实验研究来了解所观测到的现象。

频率对射流长度的影响则不是非常明显。改变频率，长度基本保持不变。不过有意思的是，高频率下放电的时间提前了。与长脉宽的影响类似，频率影响的是前后两次放电之间的间隔时间，不过到目前为止，对具体何种粒子起到关键作用还不是很清楚。

气体流速、喷嘴直径、周围空气扩散等因素则共同影响到射流内的气体组分，从而进一步影响到射流的长度。较高的气流速度可以使气流到达空间中某一位置的时间缩短，从而抑制周围空气的扩散，使该处工作气体浓度更高，击穿电压更低，从而利于等离子体的推进。但是当气流速度太高时，气流会由层流转化为湍流，造成工作气体与周围空气的剧烈混合，从而使等离子体难以推进。(www.xing528.com)

电压脉冲极性的影响与传统流注放电的影响类似。正极性脉冲下，由于子弹头部带正电荷，暗通道内的电场强度弱，但电导率较高，因此射流头部的电场得到加强，这有利于射流的推进。而负极性脉冲下的情况则正好相反，暗通道内的电场较强，而射流头部电场由于子弹头部的正电荷而被削弱，从而射流推进速度较低，推进距离也较短。

电压脉冲的上升沿时间决定了实际的放电电压。上升沿时间越短，则放电击穿时的电压越高，等离子体子弹推进速度更快，推进距离也更长；而且等离子体中电子温度更高，激发态活性粒子浓度也更高，使等离子体具有更高的化学活性。