Магнитокумулятивный генератор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 2 76 4 с 1 Н 02 И 11/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ич ор чальнои энергии эа сче, равномерногораспределения входного напряжениямежду всеми полостями сжатия магнитного потока, в центральной части генератора расположен изолированный повсей длине проводник, на которомустановлен ряд независимых кассет,каждая иэ которых образована из двухдеформируемых пластин с эарядом ВВмежду ними и токопроводящей оболочки,причем кассеты эаключены между двумядополнительно установленными торцовыми пассивными пластинами с кольцевыми выступами в центральной части,причем источник первоначальной энергии подсоединен к одной пассивнойпластине непосредственно, а к другойчерез указанный проводник, кроме того, кольцевые элементы изолированыот деформируемых пластин. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1,Авторское свидетельство СССРФ 112392, кл. Н 02 Н 11/00, 1974 .2.Авторское свидетельство СССРпо заявке Ф 2772115/25,кл. Н 02 И 11/00, 1979 (прототип).(54)(57) ИАГНИТОКУИУЛЯТИВНЪЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий осесимметричные токопроводящие деформируемые пластины,образующие полости сжатия магнитногопотока, чередующиеся с полостями,заполненными зарядами ВВ, токопроводящие оболочки, соединяющие в периферийной части попарно деформируемые пластины, соприкасающиеся с общим для них зарядом ВВ, кольцевыеэлементы, соединяющие в полостяхсжатия магнитного потока центральные смежных пластин, о т л и ч а й с я тем, что, с целью увея удельного энергосъема генера утем увеличения подводимой на 952076Изобретение относится к техникегенерирования 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 некоторьх случаях требуется отКГ создание иьтульсньх токов с амплитудой и 100 млн А и выше при тймалом времени нарастания (порядкадесятка. микросекунд) в потребителях,отнесенных на безопасные расстояния,обеспечивающие их защиту от разрушающего воздействия ВВ,т","звестен магнитокумулятивныйгенератор ,1 1, содержащий деформируем;.то полосгь, образсванную двумяпроводящими пластинап т соединеннымиВ цЕНтрЕ ТОКОПрОВОдящЕй ПЕртЕМЫттзй, .1 ддва зарядя БВ, расположенных ня Внеш,НИХ 1 ОЫЕОХОС тпяХ ПЛЯСтИН, ИНдуКТВнуо нагрузку соединяющую пластинымежду собой на перифертти. и системуИицИИрОВат 1 я, УСТЯНОВЛЕННУЮ СО СТОРОНЬ -,с ПЕ 1;-;тс; и,велянина атносенин э:Ногин, до 1 ЯЙ-эчпой д нагрузку к энергии, задават ттпунт ть ИМПт ЬГ т 1 гав я 10 тГ П.т1 ятНЬт ГЕЕОя-.ОП. ВЬбряи,ЬйКЯЧЕг ТВ Е ПРОТ 01 И;: СОПЕРжИТ ОС Е СИМт.втртт.НЬЕ тОКОПрОВОдящнв дЕформиРУемые гх 1 Я" тины обРазУЮЩите потОс - И сжатия мЯПНИТого потокЯ чеетт"юштттт т г 11 тот Ртттп ог,тт тнфтнпт 1 ърядтят 1 ББт ТОКОроВОцящитт ОбОЛОтКт, соединяющие в периферийной части ПОПаРНО ДЕЬОРИРУЕ:тЫЕ ПЛЯСТИНЫ СО- прикасающиеся с общим для них з:. - рядом ББ, ,кольцевые элементь, соединяющие в полостях сжатия магнитно- ГО ПОТОКЯ внтратЬНЫЕ ЧЯСт т"МЕжнЫХпластинБ центральной части генератора в полостях сжатия магнитного потока ВСЕ СМЕжНЬЕ ДЕфОР 1:-тРУЕ 1 ЬЬЕ ПЛЯСТИНЫ соединены между собой кольцевью:, элементами, за исключением крайней полости сжатия имеющей между ксльцевым элементом и одной иэ пластин 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 установленана Оси зарядов,Суественньм недостатком данногогенератора является то, что напряжение от источника первоначальнойэнергии приложено все на входе кзазору между кольцевьм элемеьтом идеформируемым диском, в результате чего подвод начальной энергии определяется электропрочностньми характеристиками изолятора 1 обычно в генераторе толщина изолятора несколько мм, а наружный диаметр выбирается примерно равным максимальномунаружному диаметру копьцевого элемента). Увеличение габаритов изолятора с целью увеличения подводимой начальной энергией, а следовательно, и увеличения конечного тока генератора - трудно выполнимо, так как заполнение полости сжатия изолятором приводит к ухудшению работы самого генератора, Это обусловленс тем,что заполняющий полость сжатия Генеряторя изолятор не позволяет обеспечить хороший электрический контакт пластины, разлетающейся под действиемт 1 тодуКТОВ ВэрЫВЯ ВНЯЧЯЛЕ С КОЛЬЦЕвым элементом, а в дальнейшем - сдругой деформируемой пластиной. ПриЦт,1 тнвйЕМ УВЕЛИЧЕНИИ РаЗМЕРОВ ИЗОятора контакт не будет наблюдатьсясовсем. Поэтому для получеия большх токов необходимо увеличение габаритов генератора,Увеличение же гя яритов затрудняет осуществление зашить. Нагрузки отударных волн и разрушающих воздействий осколков,Другим недостатком данного генератора является то, что при подводеначальной энергии на токопроводящиепластины действует давление магнитного поля, вызывающее деформацию ихв область, занятую ВВ.Деформируемые пластины воздействуют на ВВ, в результате чего происходит неконтролируемьЙ (преждевременный) подрыв ВВ или вытекание,выдавливание) его из наиболее нагруженных мест.Целью изобретения является увеличение удельного энергосъема МКГ путем увеличения проводимой начальнойэнергии за счет равномерного распределения входного напряжения между всеми полостями сжатия магнитногопотока и эа счет устранения силового воздействия токопроводящих пластин на ВВ.Цель достигается тем, что в мягнитокумулятивном генераторе содер" жащем осесимметричные токопроводящие деФормируемые пластины, образующие полости сжатия магнитного потока, чередующиеся с полостями, запслнснньпи зарядами взрывчатого вещества. токопрсводящие оболочки, соединяющие в пери рерийнсй части попарно деформируемые пластины., соприкасающиеся с общим для них зарядом взрывчатого вещества, кольцевые элементы, соединяющие в полостях сжатия магнитного потока центральные части смежных пластин, в центральной частиенерятора расположен изолированный по всей длине проводник, някотором установлен ряд незявисигп,пг кассет, каждая из которых брязевяна из двух десрмируемьгх пластин с зарядом взрывчатого вещества межц ними и токопровсдящей сбспсчки, причем кассеты включены между двумя дсполнительнс установленными тсрцс-ымипяссивныгпг пластинами с ксп 1 ьцевыг 1 и выступами в центральной части., причем источник первоначальной энерги:.г подсоединен к одной пассивной пластине непосредственно, я 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 нагряжение прикладывается не к одному зазору между деформируемсй пластиной и кольцевым элементам, кяк в прототипе, а ко всем изолированным зазорам между кассетами и кольцевыми элементами. Равномерное распределение между зазорами позволяет зяпитывять генератор большей начальной энергией, так как можно использовать источник первоначальной энергии с бсльпгим напряжением, В данном генераторе можно подать на вход напряжение в 2 и раз большее ( п - количество кассет), при условии, что изоляторы будут такими же, как изоля-тор ь прототипе. Создание же в контуре генератора большего начального потока не будет ограничено и вторым отрицательным эффектом, наблюдаемом в прототипе, где воздействие давлегпгя магнитногополя на токопроводящие пластины приводит к неконтролируемому подрыву . зарядов ВВ так как а объемах, занятых зарядами ВБ, создается такое же начальное магнитное поле что ив объемах сжатия магнитного потока. В резупьтате давление, действующее ня тскопрсзодящие пластины изнутри объема, занятогс ВВ, противодейств.ет давлению на них снаружи. На чертеже приведен один из вариантов исполнения магнитного кумулятивного генератора.Генерягор с.остоит из последовательно чередующихся полостей сжатия магнитного истока 1 и полостей, заполненньг; ВВ 2Заряд находится между деФормируемьпги пластинами 3, соединенными пс;арно в периферийной части с токо проводящими сбслсчкями . Эти плястины в свою очередь яксиально размещены между пяссивньжи пластинами6 с ксць:,евыгы выстъпями котс рые Б периферийной части с помощью Л "НИ, .ЕПСЯЧ - КЯПТЗИМЕО ВЫПОЛ ненной ня кабелях) соединены с нагрузкой Й, В центвальной части генератора установлен проводник 9, изолированный диэлектриком 10 по всей длине, Центральный проводник одним концом соединен с пассивной пластиной 6, я на другом имеет зажим 11 для псцссецинения источника первоначальной энергии 2. Второй зажим 13 находится ня другом пассивном диске 5, Ея центральном провоцнике установлены кольцевые элементы 14 с изоляторами 15. Эти же изоляторы установлены между пассивными и дефсрмируегп.пп; плястиняпи . Система ини. циирсгания 16 устянсвленя в осевых отверстиях зарядов ВВ. Она обеспе -чивает одновременную и однородную детоня"пю во всех зарядах 2, распространяющую от центра к периФерии. Работает магнитскумулятивный генератор следующим образом. Соэдяниначального потока в контуре генератора (полости 1 и полости, занятые ВВ) осуществляется от источника пер 95207 бвоначальной энергии 12, подсоединенного к зажимам 11, 13. На момент окончания ввода магнитного потока с помощью системы инициирования 16 происходит подрывзарядов ВВ 2. Распространение детонации в зарядах ВВ от центра к периферии приводит к тому, что пад действием продуктов взрыва токоправодящие пластины 3 деФормируются. В результате они перемыкают изоляторы 15, соединяются с пассивными пластинами 5, б и с кольцевыми элементами 1 ч и начинают снимать магнитный поток в полостях 1, вытесняя ега через передиощую линию 7 в нагрузку Я. На чертеже пунктирными линиями показа- ны два произвольных положения деформации токопроводящкх пластин 3. 11 амент перемыкания изоляторов 15 подбирается таким образам, чтобы в контуре генератора был максимальный ток от источника перваначалг пайэнергии,Предлагаемый генератор выгодлготличается от прототипа тем, чта начальные напряжения от источникапервоначальной энергии равномернораспределяется между двумя зазорами,образованными между независимымикассетами и кольцевыми элементамичисло кассет в генераторе). Врезультате для генератора можно будет использовать источник первона чальнай энергии с выходным напряжением, в 2 о раз большим, Увеличенному напряжению будет соответствоватьувеличенный в контуре генераторамагнитный поток в 2 н раз, Получение 15 же такого магнитного потока абеспечивается за счет создания во всем объеме генератора, включая объем, занятый ВБ, магнитного поля, устраняю,цего опасность преждевременного 20 подрыва ВВ. Использование же увели,енног а магнитного патака обеспечит эффективное преобразование кинематическай энергии движения деформируемых пластин при работе МКГ в электромагнитную, а следовательно, позволит увеличить удельный энергосъем источника