Взрывомагнитный генератор тока Советский патент 1981 года по МПК H02N11/00 

Изобретение относится к устройствам для получения сильных магнитных полей, больших токов и магнитной эне гии в индуктивных нагрузках. Известны врзывомагнитные генераторы (ВМГ), преобразующие энергию взрывчатого вещества (ВВ) в электромагнитную энергию путем сжатия магни ного потека в замкнутом электрическом контуре l 3. Известен также ВМГ в виде одновит кового соленоида с переменной токонесущей частью 2 1 . Этот ВМГ выбран в качестве лрототипа, как наиболее близкий по конструктивному выполнению. Этот генератор содержит одновитковый соленоид диаметром D, токопро водящий цилиндр диаметром d, заполненный ВВ и расположенный внутри со ноида, замыкающее устройство и нагрузку в виде индуктивности. Важными харак7еристиками ВМГ являются:а) идеальный коэффициент усиления тока ,ЬсНи . где L - индуктивность соленоида, 1ц - индуктивность нагрузки, К - коэффициент усиления тока. б) КПД - использования ВВ - 2, 1- , где иц - энергия в индуктивности нагрузки, m - масса ВВ, Wjj - энергия, поступающая от источника запитки. Индуктивность соленоида L подчиняется соотношению: ()) сз) где fJ(Q магнитная проницаемость, К,численный коэффициент, h - ширина соленоида, S - площадь сечения со.леноида, S - площадь сечения оболочки.Масса используемого ИВ т--рте ()li . где р - плотность ВВ. Подставляя (З) и (4 учитывая, что L L получ 1М ветствеппо: у /OoKuTtD(, 4(,) . - H-5T)w, (6) что значение oL опВвиду того, ределяется допустимым растяжением т копроводящего (из эксперимента известно, что для медных труб допустимое растял ение составляет 1,5-2 раза), то КПД генераторов такого типа незначительное5%. Низкий КПД не позволяет использовать ВМГ мегаджоулыгого диапазона в лабораторных условиях, т.е. приходится пример ять значительные когшчества ВВ, обладающего большой ра рушительной способностью. Целью пастоящегО ипобретения явл ется повышение эффектишктсти преобразования энергии ВВ в энергию магнитного поля и увеличение коэф(1)ицие та усиле1тя тока. Поставленная пель достигается те что генератор содержит в области ме ду одновитковым соленоидом и токопроводящим цилиндром токопроводящую разомкнутую оболочку, выполненную, например, в виде, спирали Архимеда. Один из вариантов конструк ин1 ВМ показан на чертеже. ВМГ содержит од новитковьш соленоид 1, токопроводящий цилиндр 2 с размещенным в нем зарядом 3, индуктивную нагрузку 4, спиральную токопроводищуго оболо :ку и зам1лка1ощее устройство 6. При работе ВМ1 замыкающее устрой во 6 замыкает токовый к(5нтур после его запитки от стороннего источника тока и инициируется заряд ВВ 3. Взры ВВ растягивает токопроводя,ий цилин 2 и вытесняет магнитный поток из со леноида i в нахрузку А. В момент 1,5+2 краткого растяжен (момент появления трещин и разрывов токопроводящий цилиндр 2 соприкасае ся с первым витком сниральной токопроводящей оболочки 5 и замыкает ег в результате чего образуется новая 34 оболочка с хорошими токопроводяшлми свойствами. Такое об|тонление токопроводящих свойств происходит до тех пор, пока магнитный поток из соленоида 1 не будет вытеснен в на грузВведение внутрь ВМГ спиральной токопроводящей оболочки 5 позволяет увеличить деформацию токопроводящего цилиндра 2 без ухудшения его проводимости. Коэффициент деформации может быть представлен в виде: d- C,5--f-a)( (7) где п - число витков спирали. Введение спиральной токопроводя цей оболочки в рабочую область генератора позволяет увеличить, как КПД генерг-тора, так и коэ(}Лициент усиления тока. Например, при КПД генератора возрастает в 3-4 раза, а коэффициент усиления тока на 25%. При соответствующие нараметры могут быть определены из формул (5) и (б) при г одстановке конкретного значения оС в виде выражени.я () . Предельно целесообразное количество витков спиральрюй токопроводящей оболочки 5 определяется из условия равенства давления ВВ на конечной стадии расширения и давления магнитного ноля в этой стадии. Формула изобретения Врзрывомагнитный генератор тока, содержащий одновитковый соленоид, токопроводящий цилр-)ндр, заполненный ВВ, и}шуктивную нагрузку и замыкающее устройство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с це:гыо повьпиения эффективности преобразования энергии ВВ н энергию магнитного пол. и увеличетш коэффициента усиления тока, генератор содержит в области между одновитковым соленоидом и токопроводяашм цилиндром токонроводящую разомкнутую оболочку, выполненную, например, в виде спирали Архимеда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 266100, кл. Н 02 М 11/00, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 321190, кл. Н 02 N 11/00, 1970 (прототип).