Способ взрывной кумуляции магнитной энергии и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к магнитной кумуляции энергии, где сжатие магнитного потока осуществляют с помощью ударной волны взрывчатого вещества. Электромагнитная энергия, полученная таким образом, может быть использована для запитки высокоимпедансных нагрузок, например таких, как электронные ускорители, плазменные источники, СВЧ-устройства и т. п. , а также для создания сверхсильных импульсных полей с целью изучения поведения веществ в этих полях. Технический результат заключается в увеличении энергии путем повышения напряженности магнитного поля, коэффициента перестройки индуктивности контура устройства и увеличения скорости вывода его индуктивности. Указанный технический результат достигается тем, что в способе взрывной кумуляции магнитной энергии, включающем создание начального магнитного потока, введение его в деформируемый контур, сжатие магнитного потока с помощью ударной волны заряда взрывчатого вещества (ВВ) и выведение магнитной энергии в нагрузку, операцию сжатия магнитного потока осуществляют в торообразном контуре, образованном многовитковой катушкой, деформируя каждый ее виток. Устройство для взрывной кумуляции магнитной энергии содержит деформируемый токопроводящий контур, заряд ВВ и систему инициирования заряда. Деформируемый контур выполнен в виде многовитковой катушки, свернутой в тороид, а между катушкой и зарядом взрывчатого вещества расположен дополнительный диэлектрический элемент. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к магнитной кумуляции энергии, где сжатие магнитного потока осуществляют с помощью ударной волны взрывчатого вещества (ВВ). Электромагнитная энергия, полученная таким образом, может быть использована для запитки высокоимпедансных нагрузок, например, таких как электронные ускорители, лазеры, плазменные источники, СВЧ-устройства и т.п., а также для создания сверхсильных импульсных магнитных полей с целью изучения поведения веществ в этих полях.

Известен способ взрывной кумуляции магнитной энергии, см. сборник научных трудов "Вопросы современной экспериментальной и теоретической физики" /Под редакцией А. П. Александрова - Ленинград. Наука, 1984, стр. 258, рис. 20. Способ включает операции создания начального магнитного потока, введения его в деформируемый контур, сжатия начального магнитного потока с помощью ударной волны заряда ВВ и выведения магнитной энергии в нагрузку. При этом сжатие производят в коаксиальном контуре (полости), а выведение магнитной энергии в нагрузку осуществляют в результате ее деформирования расходящейся, сходящейся или одновременно сходящейся и расходящейся ударной волной от ВВ.

Для увеличения мощности и энергии генерируемого импульса в высокоимпедансную нагрузку, имеющую сопротивление, измеряемое от единиц до сотен Ом, необходимо, чтобы скорость вывода индуктивности контура была больше омического сопротивления всей электрической цепи.

Недостатком данного способа является малая начальная индуктивность (порядка сотни наногенри), что не позволяет за сравнительно короткое время его работы (порядка десяти микросекунд) обеспечить высокий коэффициент перестройки индуктивности контура (K_L), определяемый отношением начальной индуктивности контура к оставшейся индуктивности после деформации, и сравнительно большую скорость вывода (изменения) его индуктивности, и, тем самым, использовать его для питания высокоимпедансных нагрузок.

Наиболее близким к заявляемому является способ взрывной кумуляции магнитной энергии, см. сборник научных трудов "Вопросы современной экспериментальной и теоретической физики". /Под редакцией А.П. Александрова - Ленинград. Наука, 1984, стр. 260, рис. 21.д. Способ по прототипу включает создание начального магнитного потока, введение его в деформируемый контур, сжатие магнитного потока с помощью ударной волны заряда ВВ и выведение магнитной энергии в нагрузку. Операцию сжатия магнитного потока осуществляют также в коаксиальном контуре (полости), с внутренней стороны ограниченной цилиндрическим проводником, а с наружной спиральным проводником (соленоидом). Во время операции сжатия расходящейся ударной волной деформируют только цилиндрический центральный проводник, а витки спирального проводника при этом не испытывают воздействия расходящейся ударной волны ВВ. Из-за введения спирального проводника, являющегося частью контура, удается несколько увеличить индуктивность контура (L_g), и напряженность магнитного поля H.

Недостатком способа по прототипу является недостаточный уровень генерируемой магнитной энергии из-за ограничений по напряженности магнитного поля, по коэффициенту перестройки индуктивности контура и по скорости вывода индуктивности.

При создании данного изобретения решалась задача создания способа взрывной кумуляции магнитной энергии, позволяющая реализовать это при получении мощных импульсов магнитной энергии микросекундного диапазона в высокоимпедансных нагрузках.

Технический результат, достигаемый при решении данной задачи, заключается в увеличении энергии, путем повышения напряженности магнитного поля, коэффициента перестройки индуктивности контура и увеличения скорости вывода индуктивности.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным способом взрывной кумуляции магнитной энергии, включающим создание начального магнитного потока, введение его в деформируемый контур, сжатие магнитного потока с помощью ударной волны заряда ВВ и выведение магнитной энергии в нагрузку, новым является то, что операцию сжатия магнитного потока осуществляют в торообразном контуре, образованном многовитковой катушкой, деформируя каждый ее виток.

Так как контур образован многовитковой катушкой, сжатие магнитного потока осуществляется непосредственно при деформации каждого витка самой катушки, т. е. катушке одновременно присущи две функции: она является токонесущим контуром, позволяющим генерировать высокую напряженность магнитного поля (H ≈ 10⁶ Э) между витками из-за малого сечения проводника, и сама выполняет роль отсутствующего лайнера при сжатии магнитного потока. Высокая индуктивность многовитковой торообразной катушки в сочетании с малым временем деформации ее контура обеспечивают достижение больших K_L, больших скоростей вывода индуктивности и вытеснения магнитного потока. А так как, кроме того, создается еще высокая напряженность магнитного поля H, которой соответствует высокая плотность энергии магнитного поля (H²/8π), чтобы обеспечить эффективное преобразование энергии ВВ в электромагнитную на малом участке торможения без существенных потерь, то все эти условия позволяют увеличить выход энергии в нагрузку и повысить ее мощность. Малое время деформации контура катушки определяется максимальным радиальным размером торообразной полости и радиальной средней скоростью деформации витка V_R в этом месте. При этом средняя фазовая скорость V_F, с которой происходит вдоль периметра окружности катушки продвижение контакта замыкания, возникающего при полной деформации каждого витка, определяется в соответствии с зависимостью ∞ > V_F ≥ πV_R(D₁+h_m)/h_m, где D₁ - внутренний диаметр катушки, h_m - максимальный поперечный размер полости катушки в момент подлета (соприкосновения) внутренней (D₁) ее поверхности к наружной (D₂). Для случая, когда ось заряда ВВ совпадает с осью катушки, передвижение контакта замыкания будет происходить практически мгновенно c V_F _→ ∞. При создании одновременно сходящейся и расходящейся ударной волны виток деформируется сразу и снаружи, и изнутри, что обеспечивает наибольшую скорость его деформации, а следовательно, и меньшее время.

Известно устройство для осуществления способа взрывной кумуляции магнитной энергии, см. сборник научных трудов "Вопросы современной экспериментальной и теоретической физики". /Под редакцией А.П. Александрова - Ленинград. Наука, 1984, стр. 258, рис. 20. Устройство содержит деформируемый токопроводящий коаксиальный контур, заряд ВВ, расположенный внутри цилиндрического проводника, снаружи контура или одновременно внутри и снаружи контура, систему инициирования заряда. Подключение нагрузки к такому контуру зависит от расположения заряда ВВ и способа его инициирования.

Недостатком данного устройства является незначительная скорость вывода индуктивности и малый K_L, не позволяющие эффективно его использовать на рассмотренные ранее нагрузки.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для осуществления способа взрывной кумуляции магнитной энергии, см. см. сборник научных трудов "Вопросы современной экспериментальной и теоретической физики". /Под редакцией А.П. Александрова - Ленинград. Наука, 1984, стр. 260, рис. 21.д. Устройство по прототипу содержит деформируемый токопроводящий контур, заряд ВВ и систему инициирования заряда. Деформируемый токопродящий контур выполнен в виде соленоида и установленного соосно с ним внутреннего центрального проводника. Заряд ВВ расположен внутри центрального проводника, а система инициирования размещена вдоль оси этого ВВ.

Недостатком устройства по прототипу является невысокий уровень генерируемой магнитной энергии из-за ограничений по напряженности магнитного поля, по коэффициенту перестройки индуктивности контура и по скорости вывода индуктивности. Для изменения индуктивности устройства в процессе работы необходимо наличие металлической трубы (лайнера), деформируемой продуктами детонации ВВ. Расположение такого лайнера внутри соленоида приводит к уменьшению начальной индуктивности устройства, обусловленному экранировкой этого соленоида, вследствие электромагнитного взаимодействия между ними. Чтобы сделать устройство с временем работы порядка одной микросекунды, требуемым для целого ряда высокоимпедансных нагрузок, необходимо располагать лайнер близко к соленоиду, так как скорость его разлета ограничена обычно величиной 2-3 км/с. Но это в свою очередь приводит к значительному уменьшению начальной индуктивности устройства и, как следствие, к значительному уменьшению K_L и скорости вывода индуктивности при его работе, снижая, тем самым, эффективность работы такого устройства на высокоимпедансные нагрузки. Экспериментально показано, что растяжение трубы без разрушения происходит при увеличении ее диаметра примерно в два раза. Таким образом, при соблюдении данного соотношения между лайнером и соленоидом, обеспечивающего нормальную работу устройства, его начальная индуктивность будет уменьшена примерно на 25-30%. На самом же деле, даже если минимальный размер заряда ВВ с протяженной системой инициирования, обеспечивающей его одновременный подрыв вдоль оси, попытаться сделать диаметром 25 мм, то с учетом трубы (толщина стенки ≈ 1 мм), наружный диаметр соленоида при соблюдении условия растяжения лайнера в два раза будет 54 мм. Следовательно, база пролета лайнера до соприкосновения его со спиралью составит 13.5 мм. Максимальная скорость у трубы будет ≈ 2.5 км/с, т. е. время деформации будет никак не меньше 5 мкс. Увеличение же наружного диаметра лайнера с ВВ до 48 мм, чтобы обеспечить время работы ≈ 1 мкс, приведет к значительному уменьшению его индуктивности. Она уменьшится по крайней мере на 80% от значения индуктивности, которая соответствует отдельному соленоиду. Таким образом, наличие металлического лайнера значительно уменьшает начальные параметры устройства, что, в свою очередь, накладывает ограничение на использование его для питания высокоимпедансных нагрузок.

Техническим результатом является увеличение генерируемой энергии, путем повышения напряженности магнитного поля, коэффициента перестройки индуктивности контура и увеличения скорости вывода его индуктивности.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным устройством для взрывной кумуляции магнитной энергии, содержащим деформируемый токопроводящий контур, заряд ВВ и систему инициирования заряда, новым является то, что деформируемый контур выполнен в виде многовитковой катушки, свернутой в тороид, а между катушкой и зарядом ВВ расположен дополнительный диэлектрический элемент. Ось катушки смещена относительно оси заряда ВВ в сторону нагрузки, либо ось наружной поверхности катушки смещена относительно оси внутренней поверхности в сторону нагрузки. Катушка выполнена с увеличивающимся в сторону нагрузки шагом намотки. Площадь поперечного сечения торообразной катушки выполнена увеличивающейся к нагрузке.

Деформируемый контур выполнен в виде многовитковой катушки, свернутой в тороид для того, чтобы иметь возможность расположить ВВ концентрически под и над этим контуром. Использование такой геометрии позволяет легко сформировать как цилиндрически сходящуюся, так и расходящуюся ударную волну при инициировании таких ВВ. Так как контур образован многовитковой катушкой, сжатие магнитного потока осуществляется непосредственно при деформации каждого витка самой катушки, т. е. катушке одновременно присущи две функции: она является токонесущим контуром, позволяющим генерировать из-за малого сечения проводника высокую напряженность магнитного поля (H ≈ 10⁶ Э) между витками, и сама выполняет роль отсутствующего лайнера при сжатии магнитного потока. Высокая индуктивность многовитковой катушки в сочетании с малым временем деформации ее контура обеспечивают достижение больших K_L, скоростей вывода индуктивности и вытеснения магнитного потока. А так как, кроме того, создается еще высокая напряженность магнитного поля H, которой соответствует высокая плотность энергии магнитного поля (H²/8π), чтобы обеспечить эффективное преобразование энергии ВВ в электромагнитную на малом участке торможения без существенных потерь, то все эти условия позволяют увеличить выход энергии в нагрузку и повысить ее мощность. Малое время деформации контура катушки определяется максимальным радиальным размером торообразной полости и радиальной средней скоростью деформации витка V_R в этом месте. В случае одновременно сходящейся и расходящейся ударной волны виток деформируется сразу и снаружи, и изнутри, что обеспечивает наибольшую скорость его деформации, а следовательно, и меньшее время деформации. Наличие диэлектрического элемента и существующей изоляции в виде воздушной или пленочной изоляции витков катушки необходимо для того, чтобы продукты детонации (взрыва) не проникали внутрь деформируемого контура, и витки не перемыкались в процессе деформации. Прорыв продуктов детонации привел бы к локальным искривлениям проводников деформируемой катушки, образованию замкнутых контуров с отсекаемыми потоками и к повреждению изоляции, что в свою очередь привело бы еще к преждевременным электрическим пробоям между витками и резкому снижению выходного напряжения. Кроме того, так как катушка имеет торообразную форму, то витки получаются вееровидными: соприкасаются только между собой на внутреннем диаметре D₁ и не имеют больше общих точек соприкосновения до наружного диаметра D₂. В результате такого расположения витков материал диэлектрических элементов в процессе деформации будет проникать в существующие зазоры между ними (масса диэлектрического элемента меньше массы этого элемента с витком, находящимся на нем), обеспечивая тем самым еще дополнительную межвитковую изоляцию. Использование же увеличивающегося шага намотки и увеличивающего поперечного сечения в сторону нагрузки позволяет наиболее эффективно усиливать ток (а, следовательно, и энергию) в процессе всего времени работы устройства при сохранении в катушке на должном максимальном уровне магнитного поля ≈ 1 МЭ. При этом необходимо, чтобы ось катушки была смещена относительно оси заряда ВВ, либо, чтобы ось внутренней окружности не совпадала с осью наружной и была смещена в противоположную сторону от нагрузки. Все выше сказанное позволяет существенно расширить класс непосредственно подключаемых к устройству различных типов нагрузок.

На фиг. 1 показана схема для реализации способа взрывной кумуляции магнитной энергии.

На фиг. 2 схематично изображено устройство для осуществления способа взрывной кумуляции магнитной энергии при создании например, расходящейся ударной волны.

На фиг. 3 приведено сечение А-А этого устройства.

На фиг. 4 изображено заявляемое устройство при создании например, одновременно расходящейся и сходящейся ударной волны при инициировании ВВ.

На фиг. 5 изображено заявляемое устройство, когда ось катушки смещена относительно оси заряда ВВ в сторону нагрузки.

На фиг. 6 изображено заявляемое устройство для случая, когда катушка выполнена с увеличивающим в сторону нагрузки шагом намотки.

На фиг. 7 изображено заявляемое устройство для случая, когда площадь поперечного сечения торообразной катушки выполнена увеличивающейся в сторону нагрузки.

На фиг. 8 изображено сечение А-А катушки, показанной на фиг. 7.

Заявленный способ взрывной кумуляции (фиг. 1) включает создание начального магнитного потока, введение его в деформируемый контур 1 и выведение магнитной энергии в нагрузку с помощью ударной волны заряда ВВ 2 с системой инициирования 3. Операцию сжатия магнитного потока осуществляют в горообразном контуре 1, образованном многовитковой катушкой 4, деформируя каждый виток. Магнитная энергия выводится в нагрузку, подключаемую к клеммам 6. Начальный магнитный поток создается с помощью источника начального тока, подключаемого к клеммам 7. Конкретная реализация способа взрывной кумуляции магнитной энергии заключалась в следующем. Начальный магнитный поток в деформируемом контуре создавался от заряженной до 10 кВ батареи емкостью 0.35 мкФ, которая при срабатывании разрядника разряжалась на многовитковую катушку. Операцию сжатия магнитного потока осуществляли в торообразном контуре, например, как в конкретном случае, расходящейся ударной волной заряда ВВ 2, расположенной внутри этого контура, где поток сжимался с увеличением плотности энергии. Независимая (без перемыкания между собой) деформация витков позволяет сохранить тороидальное магнитное поле в течение всего времени сжатия магнитного потока, что обеспечивает эффективное усиление тока и, как следствие, увеличение энергии генерируемого импульса в нагрузку.

Устройство для осуществления способа взрывной кумуляции магнитной энергии содержит (фиг.2-8) деформируемый токопроводящий контур 1, заряд взрывчатого вещества 2 с системой инициирования 3, при этом деформируемый контур выполнен в виде многовитковой катушки 4, свернутой в тороид, а между катушкой 4 и зарядом ВВ 2 размещен дополнительный диэлектрический элемент 5. Ось катушки 4 смещена относительно оси заряда ВВ 2 в сторону нагрузки. Катушка 4 выполнена с увеличивающим в сторону нагрузки шагом намотки. Площадь поперечного сечения торообразной катушки 4 выполнена увеличивающей в сторону нагрузки. Ось наружной поверхности катушки 4 смещена относительно оси внутренней поверхности катушки 4 в сторону нагрузки. Нагрузка подключается к клеммам 6, а источник начального магнитного потока - к клеммам 7. Если сверху катушки 4 отсутствует заряд 2, то в этом месте располагается кольцевой утяжелитель 8 витков катушки 4 из диэлектрика. Катушка имеет радиальную щель 9 в месте максимального поперечного размера h.

Устройство работает следующим образом. При подключении источника начального магнитного потока (например, конденсаторной батареи) в деформируемом токопроводящем контуре 1 начинает протекать ток, возрастающий в процессе разряда, а внутри многовитковой катушки 4 генерируется магнитное поле B. Подрыв зарядов ВВ 2 по всем их поверхностям осуществляется системой инициирования 3, формирующей сходящийся и/или расходящийся детонационный фронт. Момент инициирования ВВ 2 выбирается таким образом, чтобы ускоренные давлением ударной волны участки контура разрушили изоляцию в месте подключения 7 источника начального магнитного потока в момент достижения максимума тока. Таким образом, в тороидальной катушке 4 клеммы 7 оказываются замкнутыми накоротко и поступление в нее магнитного потока от источника прекращается. Под действием ударной волны диэлектрические элементы 5, совместно с проводниками катушки 4, ускоряются радиально навстречу друг к другу, совершая работу против пондеромоторных сил магнитного поля. Из-за наличия диэлектрических элементов 5 и существующей изоляции между витками, необходимой, чтобы иметь многовитковую катушку 4, продукты взрыва не проникают внутрь торообразного токопроводящего контура 1, витки не перемыкаются в процессе деформации и магнитный поток через щель 9 вытесняется в нагрузку. Для устройств, показанных на фиг. 2-4, в процессе деформации сокращается только площадь поперечного сечения катушки S, и ток I циркулирует по виткам в течение всего времени работы устройства. Поэтому полный магнитный поток (Ф = INS) вытесняется из объема катушки в виде суммы отдельных магнитных потоков Ф_i = IS,(i = 1...N), где N - полное количество витков катушки 4. В результате этой операции, хотя и происходит быстрое сжатие большого начального магнитного потока, генерируемое полное напряжение U ~ ∂Φ/∂t, приложенное в месте выведения магнитного потока (щель 9), будет не очень большим из-за того, что осуществляется одновременная деформация всего объема тороидальной полости, имеющей большую индуктивность, равномерно распределенную вдоль периметра катушки. На долю высокоимпедансной нагрузки приходится напряжение, измеряемое обычно от нескольких десятков до сотни киловольт, что является удобным в работе (сильноточный импульс при относительно не очень высоком напряжении). Напряжение U будет распределено между всеми витками N катушки 4 с относительно малой амплитудой (U/N). Поэтому небольшой межвитковой изоляции (десятые-сотые доли миллиметра) оказывается достаточно для предотвращения межвиткового электрического пробоя. Для устройств, показанных на фиг. 4-8, принцип работы будет несколько иным. После прекращения поступления начального магнитного потока в катушку 4 диэлектрические элементы 5, совместно с проводником катушки 4, ускоряются радиально под действием ударной волны навстречу друг к другу, совершая работу против пондеромоторных сил магнитного поля. При этом происходит следующее. В процессе деформации витки будут полностью сжиматься уже постепенно (не так, как в рассмотренном выше устройстве, где они полностью сжимались одновременно все сразу) либо, начиная с места, где масса диэлектрического элемента с витками будет наименьшая, и заканчиваясь в месте большей массы (фиг. 4), либо, начиная с места, где поперечный размер h у катушки будет минимальным, и далее продвигаясь в сторону максимального поперечного размера (фиг. 5-8). На начальной стадии деформации полный магнитный поток вытесняется из объема катушки в виде суммы всех отдельных потоков Ф_i = IS_i (i = 1...N). Далее полный магнитный поток в контуре катушки будет последовательно уменьшаться по мере роста числа полностью сжатых витков (K). Таким образом можно создавать различные по форме импульсы при одной и той же его длительности. Например, достигнуть более короткого фронта нарастания импульса на начальной стадии деформации, чем в устройствах, показанных на фиг. 2-4, а далее иметь некую плату. Это можно обеспечить путем изменения шага намотки, площади поперечного сечения катушки в сторону нагрузки и т. п. В данном конкретном случае площадь поперечного сечения S=h·1 торообразных катушек, показанных на фиг. 4-8, выполнена увеличивающей за счет изменения поперечного размера торообразной полости (h_i....h_k). Хотя S можно также увеличить как в результате изменения одного 1, так и одновременного изменения 1 и h. При этом, чтобы устройство работало, необходимо иметь либо смещение оси катушки относительно оси заряда, либо использовать катушку, у которой ось внутренней окружности не совпадала с осью наружной окружности.

Пример конкретного выполнения по фиг. 2 представляет собой тороидальный контур, образованный многовитковой катушкой с D₁ = 79.8 мм, D₂ = 86.2 мм и 1 = 10 мм. Катушка навита четырьмя параллельными проводами марки ПЭВ-2. Диаметр отдельного проводника с изоляцией - 0.1 мм. Проводники равномерно распределены вдоль периметра катушки. Вместе подключения нагрузки витки на длине ≈ 40 мм отсутствуют. В месте подключения источника начального магнитного потока на длине 10 мм их тоже нет. Катушка имеет 500 витков, а ее сечение выполнено прямоугольным (β = 90^o). Проводники изолированы друг от друга лаковой изоляцией, имеющей толщину 0.015 мм. Индуктивность и сопротивление (активное) катушки составили соответственно L_g = 37.4 мкГн и R_g = 7.1 Ом. Катушка размещена на оргстеклянном трубчатом элементе. Толщина стенки у трубки - 5 мм. Внутрь этого элемента вставлен дисковый заряд ВВ из ТГ 50/50 и толщиной 15 мм. Система инициирования заряда состоит из одного радиального капсюля-детонатора, размещенного в центре этого заряда. Источником питания являлась конденсаторная батарея емкостью C = 4 мкФ и зарядным напряжением 12 кВ. Сопротивление нагрузки равнялось 8 Ом, а ее индуктивность была 0.07 мкГн. Время работы устройства (порядка 1 мкс) определялось моментом подлета внутренней поверхности катушки к наружной. Расчеты показали, что в этот момент у катушки оставалась еще не выведенная индуктивность, равная 1.16 мкГн, Такая индуктивность обусловлена проникновением магнитного поля в проводник и наличием на нем изоляции. При создании в катушке начального тока, равного 3 кА, в нагрузке при работе устройства был получен ток ≈ 19 кА. (Электропрочность устройства обеспечивалось погружением его в трансформаторное масло). Таким образом, коэффициент перестройки индуктивности устройства составил 28.2 (K_L = 37.4/1.23), средняя скорость вывода индуктивности = 36 Гн/с, максимальная напряженность магнитного поля была порядка 600 кЭ. В нагрузке была получена магнитная энергия 12 Дж, а средняя мощность составила 12 МВт. Рассмотрим прототип, имеющий те же габариты, что и заявляемое устройство. Длина у соленоида будет 10 мм, а диаметр, на котором он навит, равен 86 мм. Так как он навит также четырьмя проводами, каждый из которых имеет диаметр 0.1 мм, то количество витков у соленоида будет 25. Металлическая труба имеет диаметр 80 мм для того, чтобы устройство работало 1 мкс.

Индуктивность у такого устройства, как следует из расчета, составляет величину 12 мкГн, а сопротивление - 4.2 Ом. При работе устройства на нагрузку индуктивностью 0.07 мкГн, начиная с сопротивления 7 Ом, не наблюдается уже никакого усиления энергии и увеличения напряженности магнитного поля, хотя K_L = 24. Энергия и мощность, передаваемые в высокоимпедансную нагрузку, при работе же заявляемого устройства, возрастают. То же самое наблюдается и с H, которое в заявляемом устройстве увеличивается примерно в 6 раз и достигает значения 600 кЭ, а в прототипе происходит наоборот уменьшение начального поля 100 кЭ сразу с момента начала деформации контура. В конкретном заявляемом устройстве скорость вывода индуктивности контура будет в три раза больше, K_L в 1.17 раза, а H возрастет примерно в 6 раз.

Формула изобретения

1. Способ взрывной кумуляции магнитной энергии, включающий создание начального магнитного потока, введение его в деформируемый контур, сжатие магнитного потока с помощью ударной волны заряда взрывчатого вещества и выведение магнитной энергии в нагрузку, отличающийся тем, что операцию сжатия магнитного потока осуществляют в торообразном контуре, образованном многовитковой катушкой, деформируя каждый ее виток.

2. Устройство для осуществления способа взрывной кумуляции магнитной энергии, содержащее деформируемый токопроводящий контур, заряд взрывчатого вещества и систему инициирования заряда, отличающееся тем, что деформируемый контур выполнен в виде многовитковой катушки, свернутой в тороид, а между катушкой и зарядом ВВ размещен дополнительный диэлектрический элемент.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ось катушки смещена относительно оси заряда ВВ в сторону нагрузки.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что катушка выполнена с увеличивающимся в сторону нагрузки шагом намотки.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения торообразной катушки выполнена увеличивающейся в сторону нагрузки.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ось наружной окружности катушки смещена относительно оси внутренней окружности в сторону нагрузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8