Магнитокумулятивный генератор

 

МАГНИТОКУМУЛЯТИВНЫЙ ГЕНЕРАТОР , содержащий осесимметричные токопроводящие деформируемые пластины, образующие полости сжатия магнитного потока, чередующиеся с полостями, заполнеиными зарядами ВВ, токопроводящие оболочки, соединяющие в периферийной части попарно деформируемые пластины, соприкасающиеся с обпрш для них зарядом ВВ, кольцевые элементы, соединякщие в полостях сжатия магнитного потока центральные части смежных пластин, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельного энергосъема генератора путем увеличения подводимой начальной энергии за сче/ равномерного распределения входного напряжения между всеми полостями сжатия магнитного потока, в центральной части генератора расположен изолированный по всей длине проводник, на котором установлен ряд независимых кассет, каждая из которых образована из двух деформируемых пластин с зарядом ВВ между ними и токопроводящей оболочки, причем кассеты заключены между двумя дополнительно установленными торцовыми пассивными пластинами с кольцевы (Л ми выступами в центральной части, причем источник первоначальной энергии подсоединен к одной пассивной пластине непосредственно, а к другойс через указанный проводник, кроме того , кольцевые элементы изолированы от деформируемых пластин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„2 76

y(c>>H 02 N 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3230680/24-25 (22) 05.01.81 (46) 30.06.85. Бюл. У 24 (72) А.С.Борискин, В.Ф.Бухаров, В.E.Ãóðêí, E.Ì.Äèìàíò, P.3.Людаев, А.И.Павловский и С.С.Павлов (53) 621.373 (088.8) (56) 1,Авторское свидетельство СССР

Ф 112392, кл. Н 02 N 11/00, 1974 .

2.Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2772115/25, кл. Н 02 И 11/00, 1979 (прототип). (54)(57) ИАГНИТОКУИУЛЯТИВНЪ|Й ГЕНЕРАТОР содержащий осесимметричные токопроводящие деформируемые пластины, образующие полости сжатия магнитного потока, чередующиеся с полостями, заполненными зарядами ВВ, токопроводящие оболочки, соединяющие в периферийной части попарно деформируемые пластины, соприкасающиеся с общим для них зарядом ВВ, кольцевые элементы, соединяющие в полостях сжатия магнитного потока центральные части смежных пластин, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения удельного энергосъема генератора путем увеличения подводимой начальной энергии эа сче, равномерного распределения входного напряжения между всеми полостями сжатия MarHHTного потока, в центральной части генератора расположен изолированный по всей длине проводник, на котором установлен ряд независимых кассет, каждая иэ которых образована из двух деформируемых пластин с эарядом ВВ между ними и токопроводящей оболочки, причем кассеты эаключены между двумя дополнительно установленными торцовыми пассивными пластинами с кольцевыми выступами в центральной части, причем источник первоначальной энергии подсоединен к одной пассивной пластине непосредственно, а к другой - = через указанный проводник, кроме того, кольцевые элементы изолированы от деформируемых пластин.

952076

Изобретение относится к технике генерирования сильных магнитных полей и токов, а именно к магнитокумулятивным генераторам (МКГ). Генераторы могут использоваться для исследо= вания физики плазмы, твердого тела, сильноточных разрядов в газах и т.п.

Б некоторь(х случаях требуется от

ИКГ создание иьтульснь(х токов с амплитудой и 100 млн А и выше при (й малом времени нарастания (порядка десятка микросекунд) в потребителях, отнесенных HB безопасные расстояния, обеспечивающие их защиту от разрушающего воздействия ВВ. (2(веГT 1 ыагнитокумулятиHный

—:ÅÍÅÐàòОР с1 1, СОД(ЕРжаЩИй ДЕфОРМИруе((;. ю полость,, образованную двумя проводящими пластинами „соединенными в центре токопроводящей перемы !I(oI,, «Ig двя заряда ВБ, расположенных ня ВнешHIKE# поь2свх!Iocтях пластин, инду ктив ную нагрузку„соединяющую пластины

Mp1I(»; : собой на периферии . H OH(..тему

ИцнцннрОВЯ (11(я 2 y «-;BHOHJIH:-"H 1R C O C TO- сб

РОНЬ ПсЕПЕМЬ(Ч(сн в .л-.-.;1(:;на Отношения э;-!ергии. до. (я».-.,=:ВВой в пя р (зку, к энергии, запа—

HмП 1 11 1 B \0 ((| ./

1((1(Н:. Г1 2 с> Ь(ЕПЕ С В(сара(- IH

v=H.=c ".в"= т(рот .2!v :. -..o «p H симметричнь1е токопроводящие дефсрми(ъуемые г1ластины, Образ ую1ЦБP пОлОГ— ти сжатия магнит;.02 о потока, че1 HTI у -.

1ОШ(ссзся Г ПОЛО, ГЯМИ . (О-(НЕННЬ(; 1ъ, рядами с(Б,,токОпровоцящие Об Оло"- к11, соединяющие в периферий н(зй части

ПОПЯВ -IO Д(ЕЙОР2МО 7Е. (ЫЕ Плсг СТИ1(Ы ((2"прикасающиеся с общим для них oc рядом ББ, .кольцевые элементь1, соединяющие в полостях сжатия магнитного по т Окя центральные чяс ("и смежных г»(ла стин

Б центральной части генератора в полостях сжатия магнитного потока все смежнь1е д фор1(иру 1ьь(е плас ти ны соединены между собой кольцевы а-: элементами, за исключением крайней полости сжатия,. Имеющей между кольцевым элементом и одной иэ плаcòèH зазор с расположенным в нем изолятором. Через этот зазср осуществляется подвод электромагнитной энергии от источника первоначальной энергии.

Линия передачи от нагрузки подходит к первой и последней оболочкам, а система инициирования установлена на Оси зарядов.

Существеннь2м недостатком данного генератора является то, что напряжение от источника первоначальной энергии приложено все на входе к зазору между кольцевь(м элементом и деформируемым диском, в результате чего подвод начальной нергии определяется электропрочностными характеристиками изолятора (обычно в генераторе толщина изолятора несколько мм, а наружный диаметр выбирается примерно равным максимальному наружному диаметру кольцевого элеи":-(та) .

Увеличения габаритов изолятора с целью увеличения подводимой начальной энергией, а следовательно, и увеличения конечного тока генерат Ора — трудно выполнимо, так как заполнение полости сжатия изолятором приводит к ухудшению работы самого генератора: Это обу«ловленс тем, что

2апОл11яющий полость сжатия FBHBpBTopB

H=.îïÿòîð не позволяет обеспечить хороший электрический контакт плас— тины, разлетающейся под действием !

1 ОдуктОВ Взрывя вначяле с кольце вым элементом, а в дальнейшем — с другой деформируемой пластиной. При дальнейшем увеличении размеров изо(ятора контакт не будет наблюдаться совсем. Поэтому для получе(г(я больших токов необходимо увеличение габаритов генератора.

Увеличение же "-BI аритов затрудняет осуществление защит::. Нагрузки от ударных волн и разрушающих воздействий осколков.

Другим недостатком данного генератора является то, что при подводе начальной энергии на токопроводящие пластины действует давление магнитного поля, вызывающее деформацию их в область, занятую ВВ.

Деформируемые пластины воздействуют на ВВ, в результате чего происходит неконтролируемь(й (преждевременный) подрыв ВВ или вытекание (выдавливание) его из наиболее нагруженных мест.

9520/6

Целью изобретения является увеличение удельного энергосъема МКГ путем увеличения проводимой начальной энергии за счет равномерного распределения входного напряжения между всеми полостями сжатия магниrHot о потока и эа счет устранения силового воздействия токопроводящих пластин на ВВ.

Цель достигается тем, что в маг-нитокумулятивном генераторе,, оорЕр-. жащем осесимметричные токопроводящие деформируемые пластины, образующи"полости сжатия магнитного потока, чередующиеся с полостями, заполнсн— ныли зарядами взрывчатого веществе. токопроводящие оболочки, соединяюiItHe в периферийной части попарно деформируемые пластины., соприкасающиеся с общим для них зарядом взрывчатого вещества, кольцевые элементы, соединяющие в полостях сжатия маг-. нитного потока центральные части смежных пластин, в центральной части генератора расположен изолирован-ный по всей длине проводник, на котором установлен ряд нозависигп,пг кассет, каждая из которых :.-бразсвана из двух деформируемых пластин с зарядом взрывчатого вещее:HB меж

HHMH H ТОкопроводящей Оболочки, чем кассеты включены между двумя дополнительно установленHIIMH торцовыми пассивньпи пластинами с кол ьцевыги выступами в центральной:-.ас;H, прг— чем источник первоначальной энерги:-г подсоединен к одной -,BOOHIçíoé пластине непосредственно, а к другой через указанный проводник, кроме того, кольцевые элементы изолированы от деформируемых пластин.

В результате использования неза— висимых (автономных) кассет в контуре генератора все начальное НВНрНжение прикладывается не к одному зазору между деформируемой пластиной и кольцевым элементам, как в прототипе, а ко всем изолированным зазорам между кассетами и кольцевыми элементами. Равномерное распределеННе между зазорами позволяет запитывать генератор большей начальной энергией, так как можно использовать источник первоначальной энергии с бсльпим напряжением. В данном генераторе можно подать на вход напря.жение в 2п раз большее (II — количество кассет), при условии, что изоляторы будут такими же, как изолятор ь прототипе.

Создание же в контуре генератора большего начального потока не будет ограничено и вторым отрицательным эффектом, наблюдаемом в прототипе, где воздействие давлегпгя магнитного поля на токоцроводящие пластины приводит к неконтролируемому подрыву . зарядов ВВ„ так как а объемах, saнятых заряда.-и ВБ, создается такое же начальное магнитное поле, что и в объемах сжатия магнитного потока.

В результате давление, действующее на -.oêîïðoзодящие пластины изнутри объема, занятого БВ, противодейств-"ет давленио на них снаружи.

На чертеже приведен Один из вариантов исполнения магнитного кумулятивногo генератора.

ГPHepB гор состоит из последовательно чередующихся полостей сжатия магнитного потока 1 и полостей, заIiOIiiieHHt.o; ВВ 2

Заряд находится между деформируемг:-:,.III пласт «HBIIH 3, соединенными попарно в периферийной части с токо. проводящими Оболочками . 3TH тины в сво0 о-:ередь аксиально размещены между пассивными пластинами

> 6 с ко ць,е . ыг ьп выступяг и ) кото

phie Б периферийной части с пОмощью лини.,;-.епедачи . например, выполненной не кабелях) соединены с нагрузкой Й. В центвальной части генератора установлеH проводник 9, иэолированный диэлектриком 10 по всей длине, Центральный проводник одним концом соединен с пассивной пластиНоН 6, а на другом имест зажим 11 для поцсоецинения истo iltHKB первоначальной энергии I2. ВторОЙ зажим

13 находится HB «pyt-o!i пассивном диске 5, Еа центральном провоцнике установлены кольцевые элементы 14 с изоляторами „5. Эти же изоляторы устIHoaHeны между пассивными и деформируеп.пи IIHBñòèíàïè. Система инициирования 16 vñ T:ановлена В oceBblx отверстиях зарядов HP,. Она обеспе— чивает одновремеHHy.о и Однородную детона"пю во всех зарядах 2, распространяющую от центра к периферии.

Работает магнитокумулятивный генератор следующим образом. Соэдани начального потока в контуре генератора (полости 1 и полости, занятые

ВВ) осуществляется от источника пер95207б воначальной энергии 12, подсоединенного к зажимам 11 13. На момент окончания ввода магнитного потока с помощью системы инициирования 16 происходит подрыв зарядов ВВ 2.

Распространение детонации в зарядах ВВ от центра к периферии приводит к тому, что под действием продуктов взрыва токопроводящие пластины 3 деформируются. В результате они перемьгкают изоляторы 15, соединяются с пассивными пластинами 5, б и с кольцевыми элементами 1ч и начинают снимать магнитный поток в полостях 1, вытесняя ега через передиощую линию 7 в нагрузку B. Ha чертеже пунктирными линиями показа — ны два произвольных положения деформации токопроводящкх пластин 3. Момент перемыкания изоляторов 15 подбирается таким образам, чтобь. в контуре генератора был максима..ьный ток от источника перваначалгной энергии.

Предлагаемый генератор выгод,„", отличается от прототипа тем, чта начальные напряжения от источника первоначальной энергии равномерно распределяется между двумя зазорами, образованными между независимыми кассетами и кольцевыми элементами (— число кассет в генераторе). В результате для генератора можно будет использовать источник первона10 чальной энергии с выходным напряжением, в 2г раз большим, Увеличенному напряжению будет соответствовать увеличенный в контуре генератора магнитный поток в 2 н раз. Получение же такого магнитного потока абеспечивается за счет саздания во всем объем» генератора, включая объем, занятый BR, магнитного поля, устраняю,цего опасность преждевременного

20 подрыва ВВ. Использование же увели.енног о магнитного патака обеспечит эффективное преобразование кинематической энергии движения деформируемых пластин при работе МКГ в электромагнитную, а следовательно, позволит увеличить удельный энергосъем источника