Магнитокумулятивный генератор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 704405 ь, ГМ Япз Н 02 И 11/00(61) Дополнительное к авт, сви)-ву(22) Заявлено 07. 10. 76 (2 2410039/24-25 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 1512.82. Бюллетень Йо 46 Дата опубликования описания 06,01,83(54) МАГНИТОКУМУЛЯТИВНЫЙ ГЕНЕРАТОР Изобретение относится к взрывным магнитокумулятивным генераторам сильноточных электрических импульсов.Для получения электрических импуль" сов наиболее широко применяются батареи конденсаторов. Однако иэ-за малой плотности эапасаемой в конденсаторе энергии104 Дж/м) такие источники при энергии импульса 7 1 МДж весьма громоздки и дороги.Известны магнитокумулятивные геНераторы (МКГ) электромагнитной энергии, выполненные в виде соединенного с источником начального тока и нагрузкой электрического индуктивного контура, сжимаемого взрывом взрывчатого вещества (.1). При быстром сжатии контура вго проводник совершает работу против давления магнитного по" ля, в результате механическая энергия переходит в магнитную.Для защиты от напряжения, возникающего при передаче энергии от генератора в нагрузку, токосъемные электроды разделяются изолятором, который частично продолжается в компрессионный объем. Однако при взрывном сжатии электрического контура в воздухе, заполняющем компрессионный объем, возникают удар,-е 1 е волны, которые, разогревая воздух, снижают вго электропрочность, а существующие внутри МКГэлектрические поля приводят к егоионизации. При этом индуцнрованныйв ионизованном воздухе ток шунтируетнагрузку, что значительно снижаетэнергию и мощность генератора. Экспе"римвнтальныв исследования показали,что температура воздуха в компрессионном объеме порядка 1 эВ, что соответствует проводимостивоздуха 10 е"10 См/м; отмечается также, что потери энергии, связанные с пробоями газа, возрастают с увеличением раэме ров МКГ, причем замена воздуха вкомпрессионном объеме на более электропрочный газ (метан, азот, водороди др.) или откачка не приводят к существенному увеличению выходной энергии.Известно использование в магнитогидродинамическом генераторе радиальных стенок для облегчения проникнове-.ния поля через плазму и прерыванияазимутальных токов в плазме ( 2).Однако особенности взрывных магнитокумулятивных генераторов, связанныв с взрывным сжатием токового контура и одноразовостью действия (разрушением их после первого же импуль"704405 ем на изолированные одна от другойобласти, 7 - нагрузка, 8 - клеммыначального тока.При работе устройства батарея 1запитывает МКГ начальным током, Приэтом в контуре МКГ накапливаетсямагнитный поток. В максимуме токазапитки с помощью ЭД инициируетсязаряд БВ 4. Под действием взрыва лайнер 3 расширяется со скоростью2 10 м/с, перемыкавт клеммы 8, эа 3мыкая электрический контур, и вытесняет затем магнитный поток н нагруэ"ку. При этом магнитные силоныв линиипроходят по ионизованному газу только 15 до ближайшего диэлектрического слоя,далее в нагрузку они быстро перетека)от по диэлектрическим слоям. Расстояние между диэлектрическими слоями выбрано небольшим, кроме того, оно 20 уменьшается при сжатии контура, поэтому время прохождения магнитного потока в нагрузку значительно меньшесжатия электрического контура МКГ,.Это обеспечивает эффективный отвод 25 генерируемой энергии, уменьшает потери в сжимаемом объеме и увеличивает выходную энергию и мощность МКГ.Проведено испытание МКГ с предлагаемым размещением изоляции в объеме З 0 МКГ.Испытания показали, что предлага"емое разделение компрессионного объема пленочкой изоляцией на изолированные ячейки поэноляет на 15-20повысить амплитуду выходного тока,на " 30 энергию и мощность МКГ.Предлагаемое изобретение целесообразно испольэовать в различных моделях МКГ больших размеров 20 см),где наблюдается влияние иониэациигаза внутри компрессионного объемана выходные характеристики генератора. где % - максимальный размер изолированной области в направлении днижения силовых линий магнитного поля;- характерный размер компрессионного объема в направлении сжатия электрического контура;50До- магнитная проницаемостьЧ - скорость сжатия электрического контура,На чертеже схематически показанопредлагаемое размещение изоляции рпримере МКГ виткового типа, где 1источник начального тока (батареяконденсаторов), 2 - внешний проводник электрического контура МКГ, выполненный н виде отрезка трубы с двумя разрезами вдоль образующей (ниток),603 - лайнер (внутренняя труба), 4заряд ВВ с электродетонаторами (ЭД;,5 - токосъемные электроды, б - пленочная изоляция, установленная через2 см, разделяющая компрессионный объ Формула изобретения са), нв допускают непосредственного примвнвния в них этого решенная. Вопервых, время работы МКГ 10 а примерно на порядок мвньшв, чем н МГД приборах, и простое радиальное расположение изолятора может не обеспечить необходимую скорость прохожде" ния магнитного поля через проводящую Плазму. Во-вторых, энергия у МКГ выводится одновременно с сжатием токового контура. Поэтому нвобхоцимо кон)структивно обеспечить сохранность оп" Ъимальной геометрии изолятора, облегчающего выход магнитной энергии иэ проводящей плазмы сжимаемого объема в нагрузку в течение всего сжатия контура; при этом изолятор не должен изменять геометрию сжатия токового контура. В"третьих, в сжимаемом объеме нельзя увеличивать толщину изолятора, так как з со Ограничит полное сжатие контура, а при подлете лайнера к изолятору последний разрушится и сосредоточенная н нем магнитная энергия уже не будет выведена, что уменьшит энергию, отводимую к нагрузкеЦелью изобретения является повышение мощности генератора.Цель достигается тем, что часть изолятора, расположенная в компрессионном объеме, выполнена в виде пленок, расположенных под углом к направ лению движения лайнера, так, что ком" прессионный объем разделен ими на отдельные изолированные одна от другой области. Кроме, того ,максимальный размер областей в направлении движения магнитных силовых линий определяется по соотношению 1, Магнитокумулятивный генератор, содержащий индуктивный электрический контур с клеммами для соединения с источником начального тока и токо- съемными электродами для подсоединения нагрузки, лайнер с зарядом взрывчатого вещества и изолятор, разделяющий токосъемные электроды и продолжающийся в компрессионный объем, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения мощности генератора, часть изолятора, расположенная н компрессионном объеме, выполнена н виде пленок, расположенных под углом к напранлвнию движения лайнера так, что компрессионный объем разде" лен ими на отдельные изолированные одна от другой области.2. Генератор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я, твм, что максимальный