Магнитокумулятивный генератор Советский патент 1985 года по МПК H02N11/00 

Изобретение относится к технике генерирования сильных магнитных полей и токов, а именно к магнитокуку- лятивным генераторам (МКГ). Генерато ры могут использоваться для исследования физики плазмы, твердого телЯд сильноточных разрядов в газах и т.п В некоторых случаях требуется от МКГ создание импульсных токов с амплитудой ч 100 p.fflH А и выше при малом времени нарастания (порядка десятка микросекунд) в потребителях отнесенньк на безопасные расстояния обеспечивающие их защиту от разруша ющего воздействия ВВ, Известен ма г нит окумуляти в ньм генератор L1 1 содержащий деформиpye ryю полость, образованную двумя ггронодянсими пластинам соединенным в центре токопроводящей перемычкой, два заряда ВВ, расположенных на зне .т-гх поверхностях пластин, индуктив ную нагрузку,, соединяющую пластины между собой на периферии, и cncTeNry иыициирования S установлентгую со сто ронк перемычки, ОсноБпы; « здос7лтком такого геие сртора янл;яется cpaBUHTejibHo малая ве1;ичина отношения энергии, доставлзттной в ;7агрузку,5 к энергии, запаciiRHGH а зарядах ЕВ ( - 2%) . Друг;Пм недост аткогл такого гет оратсра является то что сн познсляет получ):ть тока 100 млн ИзвестЕ-;- другой HK звсллет получа7ь в Heiifi грузке 1-;мт1ульсы гокп 100 млн А ДазШо Й генератор- выбран} ый качестве прототипа, содержит осе симметричные токопроводяиз е деформируемые пластины, образующие полос ти сжатия магнитного потока, череду ощиесл с полостями3 заполненными за рядакш ВВз .т.окопроводят;.е оболо-ки, соединяющие в периферийной части попарно дефоргдаруемые пластины, ссприкасаюпц1еся с общим для них зарядом BE5 кольцевые элементы; сс/единяющие в полостях сжатия магнитного потока центральные части смежных пластин о Б центральной части генератора в полостях сжатия магнитного потока все смежные дефсрг-шрует-я-ле пластины соедине ш между собой кольцевыла элемента /1и, за исключением крайней полости сжатия,, имеющей между коль-цевым элементом и одной из пластин 2 зазор с расположенным в нем изолятором. Через зтот зазор осуществляется подвод электромагнитной энергии от источника первоначальной энергии. Линия передачи от нагрузки подходит к первой и последней оболочкам, а система инициирования установлена на оси зарядов. Существенным недостатком данного генератора является то, что напряжение от источника первоначальной энергии приложено все на входе к зазору между кольцевым элементом и деформируемым диском, в результате чего подвод начальной энергии определяется электропрочностньгки характеристика ш изолятора (обычно в генераторе толщина изолятора несколько NtM, а наружный диаметр выбирается примерно равным максимально гу нapyжнo fy диаметру кольцевого ) . Увеличение габаритов изолятора с целью увеличения подводимой начальной энергией, а следовательно, и увеличения конечного тока генераторе. -- трудно ВЫПОЛНИМО;, так как зг.полнение полости сжатия изолятором пр водит к ухудшению работы самого тч-нератора-. Это обусловлено тем, что запол}шющий полость сжатия генератора изолятор не т озволяет обеспечить хорощий электрический контакт пластины разлетающейся под действием Г1родуктов взрыва, вначале с кольцеяы-м элементом, а в дальнейшем - с другой деформируемой пластиной. При дальнейшем увеличении размеров изолятора контакт не будет наблюдаться совсем. Поэтому для получеьгия бальiiinx токов необходимо увеличение габаритов генератора. Увеличение же габаритов затрудняет осуществление защить; нагрузки от ударных волн и разрушающих воздействий осколков I Другим недостатком данного генератора является то, что при подводе начальной энергии на токопроводящие пластины действует давление магнитного поля, вызьгоающее деформацию их в область занятую ВВ. Деформируемые пластины воздействуют на ВВ, в результате чего происходит неконтролируемьш (преждевременный) подрыв ВВ итш вытекание (выдавливание) его из наиболее нагруженных мест о Целью изобретения является увели чение удельного энергосъема МКГ путем увеличения проводимой начальной энергии за счет равномерного распре деления входного напряжения между всеми полостями сжатия магнитного потока и за счет устранения силового воздействия токопроводя1дих пластин на ВВ. Цель достигается тем, что в маг-нитокумудятиБном генераторе, содер-жащем осесимметричные токопроводяши деформируемые пластины, образуюпще полости сжатия магнитного потока, чередурощиеся с полостями, заполненными зарядаьщ взрывчатого вещества, токопроводягцие оболочки, соединяющие в периферийной части попарно деформируемые пластинЫ; соприкасающиеся с общим для них зарядом взрыв чатого вещества, кольдевые элементы соединяющие в полостях сжатия магнитного потока дентральные части смежных пластин, в центральной части генератора расположен изолирован ный по всей длине проводник, на котором установлен ряд исзазкск ък кассет, каждая из которь х образована из двух деформируемых пластин с зарядом взрывчатого вещества кекд ними и токопроводящей оболочки, 1:ри чем кассеты включены между двумя до полнительно установленны ги: торцовыуо пассивными пластинами с кольцевыми выступами в центральной части.; причем источник первоначальной энергии подсоединен к одной пассивной пластине непосредственно, а к другой через указанный проводник, кроме то го, кольцевые элементы изолированы от деформируемых пластин. В результате использования независимых (автокомнг.гх) кассет в конту ре генератора все начальное нагфяжение прикладывается не к за зору между деформируемой пластиной и кольцевым элементам, как в прототипе, а ко всем изолированным зазорам между кассетами и кольцсвь1ми элементами. Равномерное распределение между зазорами позволяет запиты вать генератор большей начальной энергией, так как можно использоват источник первоначальной энергии с бсльашм напряжением, В данном генераторе можно подать на вход напряжение в 2п раз большее ( п - количество кассет), при условии, что 64 изоляторы будут же как изолятор в прототипе. Создание же в контуре генератора большего начального потока не будет ограничено и вторьм отрицательным эффектом, наблюдаемом в прототипе, где воздействие давле1шя магнитного поля на токопроводящ1 е пластины приводит к неконтролируемому подрьгоу зарядов BBj так как а объемах, занятых заряда1 ш ВВ, создается такое же начальное поле., что и в объемах сжатия магнитного потока. В результате давлеш-:е, действующее на токопрозодящие пластины изнутри обье.(а, занятого БЕ, противодействчет давлению на них снаружи. На чертеже приведен один из вариантов исполнения магнитного кумулятивного генератора. Генератор состоит из последовательно чередующихся полостей сжатия магнитного потока 1 и полостей, заполненньк ВВ 2 , Заряд находится между деформируем1:с- и пластинами 3. соединенными попарно в периферийной части с токопроводлиу ми оболочкагш 4, Эти пластины в свою очередь аксиально размешены между пассивнь&ш пластинами DS 6с кольцевьа-м выступагчи, которые в периферийной части с помощью ЛИНИ;-, передачи 7 (например, выполненной на кабелях) соединены с нагрузкой 8. В центоапьной части генератора установлен проводник 9, изолированный диэлектриком 10 по всей длине, Центральньш проводник одним концом соединен с пассивной пластиной 6j а на другом имеет зажим 11 для подсоединения источника первоначальной энергии 12. Второй зажим 13 находится на другоь пассивном диске 5, На центральном проводнике установлены кольцевые элементы 14 Эти же изоляторы с зoлятopa {И установлены между пассивными и дефop tиpy мы пi пластинаьп. Система инициироЕания 16 уста1 овлена в осевых отверстиях зарядов ВВ, Она обеспечивает одновременную и однородную детонацию во всех зарядах 2, распространяющ ю от центра к периферии. Работает магнитокум лятивный генератор cлeдyюlян образом. -Создани начального потока в контуре генератора (полости 1 и полости, занятые осуществляется от источника пер

МАГНИТОКУМУЛЯТИВНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий осесимметричные токопроводящие деформируемые пластины, образующие полости сжатия магнитного потока, чередующиеся с полостями, заполнеиными зарядами ВВ, токопроводящие оболочки, соединяющие в периферийной части попарно деформируемые пластины, соприкасающиеся с обпрш для них зарядом ВВ, кольцевые элементы, соединякщие в полостях сжатия магнитного потока центральные части смежных пластин, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельного энергосъема генератора путем увеличения подводимой начальной энергии за сче/ равномерного распределения входного напряжения между всеми полостями сжатия магнитного потока, в центральной части генератора расположен изолированный по всей длине проводник, на котором установлен ряд независимых кассет, каждая из которых образована из двух деформируемых пластин с зарядом ВВ между ними и токопроводящей оболочки, причем кассеты заключены между двумя дополнительно установленными торцовыми пассивными пластинами с кольцевы(Л ми выступами в центральной части, причем источник первоначальной энергии подсоединен к одной пассивной пластине непосредственно, а к другой- с через указанный проводник, кроме того, кольцевые элементы изолированы от деформируемых пластин.