Взрывомагнитный формирователь импульса тока

о) А 6 НО" Ч 390 ТСКИХТИЧЕСК СОК)З СО СОЦИАЛЗ ГОСУДАР ВЕДОМСТ спугълт ТВЕННОЕ ПЛТЕНТНО РЕТЕНИ ц О Ву А, Волков Г И,Н, Стрекин В.П Р В 1226502,электромирования микросео фронта ой мощсодержитстороны 11ЛЭ ВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ПИСАНИЕ ИЗ авторскому свидетельс(54) ВЗРЫВОМАГНИТНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛИМПУЛЬСА ТОКА(57) Изобретение относится к областитехники, а именно к устройствам формупьтимегаамперных импульсов тока скундным временем нарастания переднегЦепь изобретения - повышение выходнности формирователя. формировательразрушаемый проводник 1, по разные(19) У (И) 151944 от которого расположены диэлектрический струе формирователь 2 с кумулятивными выемками 3 на поверхности, обращенной к разрушаемому проводнику 1, и диэлектрический струегаситель 4, по другую сторону от которого расположен первый токопровод 5, соединенный с одним концом разрушаемого проводника, второй токопровод б, расположенный по другую сторону струеформироватепя 2 и соединенный с другим концом разрушаемого проводника 1, заряд взрывчатого вещества 7, расположенный над вторым токопроводом б Струеформироватепь 2 установлен с зазором Ь по отношению к токопрпяоду б согласно соотношению 0,1 Ь - о 1,5 Ьсфсф где Ь - толщина струеформироватепя. Ввесфдение зазора ду струеформироватепем и вторым токопров м приводит к созданию успоаня дпя осуществления дополнительной куму - пяцни энергии за счет сжатия деформируемого контура с помощью заряда 88, предназначенногодпя разоыза разрушаемого проводника. Причем это не вызывает уменьшения скорости его разрыва за счет этого увепичивается выходная мощность формироватепя. 4 ип.РИзобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам формирования мультимегаампеоных ил 1 пульсов тока с микросекундным временем нарастания переднего фронта, предназначенным, например, для исследовж гля свойств плазмы (нагрев, ускорение и т. д,).Целью изобретения является увеличение мощности,На фиг. 1 показан формирователь, в котором струеформирователь находится в контуре источника питания, струегаситель - в контуре нагрузки, заряд взрывчатого вещества(ВВ) с системой инициирования размещен на втором токопроводе, а струи направлены от оси формирователя; на фиг, 2 - формирователь, в котором струеформирователь находится в контуре источника питания, заряд ВВ с системой его инициирования размещен на первом токо- проводе, а струи направлены к оси формирователя; на фиг. 3 - формирователь, в котором струеформирователь находится в контуре нагрузки, заряд ВВ с системой его инициирования размещен на правом токо- проводе, а струи направлены к оси формирователя; на фиг. 4 - формирователь, в котором струеформирователь находится в контуре нагрузки, заряд ВВ с системой его инициирования расположен на первом токопроводе, а струи направлены от центра формирователя.Взрывомагнитный формирователь импульса тока (ВМФИТ) содержит разрушаемый проводник 1, по разные стороны от которого расположены диэлектрический струеформирователь 2 с кумулятивными выемками 3 на поверхности, обращенной к разрушаемому проводнику 1, и диэлектрический струегаситель 4, по другую сторону от которого расположен первый токопровод 5. На втором токопроводе 6 расположен заряд взрывчатого вещества 7. Токопровод 6 электрически соединен с разрушаемым проводником 1, Выводы 8 для подключения источника питания расположены на одном конце разрушаемого проводника 1 и токо- проводе 6. Выводы 9 для подключения нагрузки расположены на другом конце разрушаемого проводника 1 и токопроводе 5. Струеформирователь 2 установлен по отношению к второму токопроводу 6 с зазором д, который выполнен по соотношению 0,1 Ь,фд1,5 Л,ф, где Л,ф - толщина струеформиро ветел я,Система инициирован 1 я разрывногозаряда состоит из детонационного распределителя 10 и инициатора 11, Дополнительное накопление энергии может 5 10 15 20 25 л 0 35 40 45 50 55 происходить при любом типе источника запитки, но для решения поставленной задачи необходимо использовать только взрывомагнитные источники энергии (спиральные, дисковые. ш,нные), являющиеся наиболее энергоемхплл.ВМФИТ оаботает следующим образом, В требуемый момент времени (определяемый из расчета, чтобы дополнительная кумуляциа энергии началась в тот момент, кода взрывомагнитный источник энергии имеет в конечном контуре максимальную энергию) производится подрыв электродентонаторов и задействуется детонационный распределиель, вызывающий появление детонационной волны одновременно на всей поверхности заряда ВВ 7, соприкасающейся с детонационным распределителем 10, При выходе детонационной волны заряда В В 7 на поверхность, граничащую с токо- проводом 6, последний начинаетускоряться по направлению к струеформирователю 2, Зэ счет ул 1 еньшения объема между струе- формирователем 2 и токопроводом 6, вызванного движением токопровода 6, начинается дополнительное сжатие магнитного потока в этом объеме. За счет этого в контуре возрастает ток и происходит увеличение энергии, т, е. Осуществляется дополнительная кумуляция энергии в формирователе, При ударе токопровода 6 о поверхность струеформирователя 2 в последнем возникает ударная волна одновременно на всей поверхности с той стороны, куда обращены вершины всех кумулятивных выемок 3, Под действием ударной волны в струеформирователе 2 образуется группа движущихся кумулятивных струй. Эти струи пронизывают (разрезают) разрушаемый проводник 1 и "глохнут" в струегасителе 4, В результате разрыва разрушаемого проводника 1 струями на его концах возникает ЭДС которая и обуславливает протекание тока в нагрузке,Все четыре варианта исполнения формирователя разработаны и дают положительный эффект. Однако надо учесть, что при больших линейных плотностях тока(более 0,1 УА/сл) величина магнитного давле;-чля на разрушаемый проводник превышает 600 кг/см, Поэтому в вариантах формирователя, показанных на фиг, 3 и 4, при больших плотностях тока существует опасность преждевременного разрыва разрушаемого проводника еще до начала процесса дополнительной кумуляции энергии за счет его вдавливания в кумулятивные выел 1 ки под деиствием давления л 1 агнитного поля тока источника питания, Вследствие этого при линейных плотностях тока в разрушаел 1 ол 11519446 5 10 15 20 25 30 35 40 50 проводнике более 0,1 МА/см необходимо использовать варианты формирователя, показанные нэ фиг, 1 и 2.В зависимости от геометрии формирователя (плоский или цилиндрический заряд ВВ 7, инициатор 11, струегаситель 4, струаформирователь 2, разрушаемый проводник 1, токопроводы 5 и 6 могут иметь цилиндрическую или плоскую форму, Выбор параметров заряда ВВ, струегасителя, разрушаемого проводника. струеформирователя, токопроводов осуществляется, как и в известном формирователе. Толщина струеформирователя Лсф и толщина разрушаемой перемычки и выбрана в соотношенииЬф10, Толщина струегасителя о итолщина струеформирователя Ьсф выбраны в соотношеКиип,7 1,5 Толщинасфзаряда ВВ составляет 10-30 толщин разрушаемого проводника. Разрушаемый проводник выполняется иэ алюминия или меди толщиной 1 - 3 глубинам скин-слоя на частоте токового импульса источника запитки.П р и м е р. Был изготовлен и испытан образец взрывомагнитного формирователя импульса тока, в котором в качестве источника питания был применен ВМФИТ диаметром 200 мм, цилиндрической геометрии. Формула изобретения ВЗРЫВОМАГНИТНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСА ТОКА, содержащий разрушаемый проводник, по разные стороны от которого расположены диэлектрический струеформирователь с кумулятивными выемками на поверхности, обращенной к разрушаемому проводнику, и диэлектрический струегаситель, по другую сторону от последнего расположен первый токопровод, соединенный с одним концом разрушаемого проводника, второй токопровод, расположенный по другую сторону диэлектрического струеформирователя и соединенный с другим концом разрушаемого проводника, заряд взрывчатого вещества с инициатором, расположенный на поверхноТол щина струеформирователя равна толщине струегасителя и составила 70 мм. Толщина зазора между струеформирователем и вторым токопроводом 10 мм, т. е. д- Ьсф, Толщина разрушаемого проводника 1 мм, длина 600 мм. Толщина ВВ в опыте 20 мм. В испытуемом образце величина энергии за счет дополнительного сжатия магнитного потока возросла с 3,6 до 5,4 Дж. Это позволило получить в нагрузке индуктивностью 50 нГн импульс тока амплитудой 8 МА за время 2 - 3 мкс (время формирования сохранилось таким же, как и в прототипе) и повысить мощность формирователя с 6 101 до 1,0 1012 Вт. При толщине зазора 0,1 Ьсф расчетная оценка показывает, что величина энергии за счет дополнительного сжатия магнитного потока увеличится с 3,6 до 3,8 МДж и мощность формирователя составит 0,7 1012 Вт. При толщине зазора 1,5 Ьсф величина энергии за счет дополнительного сжатия магнитного потока увеличится с 3,6 до 5,8 МДж, но время формирования импульса тока в нагрузке возрастет в 1,2-1,3 раза и мощность формирователя составит 0,7 10 ц Вт.В предлагаемом ВМФИТе получено увеличение мощности в 1,5 раза за счет создания условий дополнительного сжатия магнитного потока и оптимальных условий для его осуществления. сти второго токопровода со стороны, противоположной расположению диэлектрического струеформирователя, выводы для подключения источника питания, расположенные на одном конце разрушаемого проводника и втором токопроводе, и выводы для подключения нагрузки, расположенные на другом конце разрушаемого проводника и первом токопроводе, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности формирователя, диэлектрический струеформирователь установлен по отношению к второму токопроводу с зазором д выбираемому из соотношения0,1 Лсфс д1,5 Ьсф,где Лсф - толщина диэлектрического струеформирователя519446 г гф 1 2 у 2 Лгг е. Ф Редактор А, Купряко оррект кач аказ 832 исное 4 5 Составитель Н, КузинаТехред М.Моргентал Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушска роизводственно-издательский комбинат "Пат