УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫВОДА ПУЧКА ЧАСТИЦ Советский патент 2013 года по МПК G01S7/38 

Предлагаемое изобретение относится к устройству по выводу пучков частиц из области вакуума в область высокого давления.

Оно предназначено для проведения радиомаскировки летательного аппарата электронным пучком. Для этого пучок частиц, который генерируется в пушке, выводится с помощью предлагаемого устройства в воздушную атмосферу. Так как такое устройство должно устанавливаться на борту летательного аппарата, то оно должно быть малогабаритным, достаточно легким и автономным (т.е. иметь собственные откачные средства).

Известно устройство по авт. свид. СССР № 403370 от 01.04.1970 г., решающее задачу вывода электронного пучка в область высокого давления.

В устройстве по авт. свид. № 403370, состоящем из шлюзовых камер со средствами дифференциальной откачки и поперечного сопла, пучок частиц выводится в атмосферу через отверстия, расположенные между шлюзовыми камерами, причем поперечное сопло, ось которого пересекает ось шлюзовых камер, установлено перед выходом из шлюзовых камер.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, т.е. расширение функциональных возможностей устройства, повышение его надежности, снижение его веса, габаритов и стоимости.

Указанная цель достигается тем, что в шлюзовые камеры высокого вакуума встроены геттерные насосы, в камерах среднего и низкого вакуума встроены криогенные насосы, эжектор установлен по оси шлюзовых камер, а между эжектором и шлюзовыми камерами расположена разделительная камера, соединенная с емкостью, заполненной парами элемента или вещества, не разлагающегося под действием электронного пучка на неконденсируемые составные части, например, парами химически чистой серы.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется рис.1, где изображена принципиальная схема устройства для вывода пучка частиц.

Устройство содержит систему шлюзовых камер 1, 2, 3, 4, окруженных охлаждаемым корпусом 5. В камерах высокого вакуума 3 и 4, расположенных непосредственно за полостью электронной пушки 6, встроены геттерные насосы 7 и 8, а в камерах 1 и 2, установленных за шлюзовыми камерами 3 и 4, - встроенные конденсационные насосы 9 и 10. Непосредственно за камерами низкого и среднего вакуума 1 и 2 расположена разделительная камера 11, которая выполняет роль газодинамического затвора, и по оси устройства за разделительной камерой 11 установлен эжектор 12, который создает разрежение перед разделительной камерой 11. Эта камера сообщается с емкостью 13, заполненной химически чистой серой, со шлюзовыми камерами 1, 2, 3, 4 и с эжектором 12.

Пучок частиц из пушки 6, в которой поддерживается давление 5·10^-6 торр, выводится через систему отверстий 15 в атмосферу с давлением 20-760 торр. При наличии открытых отверстий 15 для обеспечения заданного перепада давления требуется непрерывная откачка натекающего газа.

Для откачки газа в области вязкостного течения используется сверхзвуковой газовый эжектор. Для уменьшения давления перед разделительной камерой 11 в полости 14 газовый эжектор установлен по оси устройства, поэтому эжектирующий газ предотвращает попадание воздуха из атмосферы. Так как эжектор сверхзвуковой, то в его камере смешения эжектирующий газ разгоняется до скоростей М=2-4. Это значит, что статическое давление в эжекторе мало и, следовательно, малы энергетические потери пучка при его прохождении плотной газовой среды. Установка эжектора по оси устройства дает возможность получения максимального разрежения, т.к. нет натекания воздуха из атмосферы.

Сразу же за эжектором, в области вязкостного течения установлена разделительная камера 4, которая является газодинамическим затвором. Пары химически чистой серы подаются из емкости 13 в разделительную камеру 11 с давлением большим, чем давление в полости 14.

Таким образом обеспечивается замена воздуха на пары химически чистой серы. Пары серы из разделительной камеры 11 истекают через отверстия 15 в полость 14 и в шлюзовые камеры 1, 2, 3 и 4.

Такая замена позволяет применить конденсационные малогабаритные насосы 9 и 10, расположенные в полостях шлюзовых камер с низким и средним вакуумом (1, 2), и при температуре поверхности конденсации +60 - +80°C получить давление 10^-4-10^-3 торр. Для поддержания глубокого вакуума от 10^-4 до 5·10^-6 торр в шлюзовых камерах 3 и 4 установлены геттерные насосы 7 и 8, которые работают при той же температуре +60 - +80°С. Это позволяет использовать в качестве охладителя воздух, воду, фреон или другие подобного рода теплоносители.

Все вышеперечисленные преимущества позволяют использовать устройство для вывода пучка электронов в высокое давление не только в стационарных, но и в летных условиях, так как его вес и габариты очень незначительны при диаметре отверстий 15 d=6 мм (вес 60-70 кг, 370×220×220 мм²). Предложенное устройство прошло успешно испытания, и была доказана его работоспособность.

Изобретение относится к средствам проведения радиомаскировки летательных аппаратов электронным пучком. Устройство выполнено в виде газодинамического канала. Устройство содержит шлюзовые камеры высокого, среднего и низкого вакуума со средствами откачки (геттерные и криогенные насосы), разделительную камеру, эжектор. Эжектор установлен соосно оси вывода пучка. Непосредственно за камерами низкого и среднего вакуума расположена разделительная камера, выполняющая роль газодинамического затвора. Разделительная камера соединена с емкостью, заполненной парами вещества, не разлагающегося под действием электронного пучка на составные части, например, серой. Технический результат - расширение функциональных возможностей, снижение весогабаритных характеристик и повышение надежности устройства. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для вывода пучка частиц в область высокого давления, выполненное в виде газодинамического канала, содержащего последовательно расположенные шлюзовые камеры высокого, среднего и низкого вакуума со средствами откачки, разделительную камеру и эжектор, отличающееся тем, что, с целью снижения веса и габаритов устройства, эжектор установлен соосно оси вывода пучка, а разделительная камера соединена с емкостью, заполненной парами вещества, не разлагающегося под действием электронного пучка на неконденсируемые составные части.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства откачки шлюзовых камер высокого вакуума выполнены в виде геттерных насосов, а шлюзовых камер среднего и низкого вакуума в виде конденсационных насосов.

3. Устройство по пп.1, 2, отличающееся тем, что емкость, соединенная с разделительной камерой, заполнена парами химически чистой серы.