RU112501U1 - Взрывомагнитный генератор - Google Patents
Взрывомагнитный генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU112501U1 RU112501U1 RU2011135475/07U RU2011135475U RU112501U1 RU 112501 U1 RU112501 U1 RU 112501U1 RU 2011135475/07 U RU2011135475/07 U RU 2011135475/07U RU 2011135475 U RU2011135475 U RU 2011135475U RU 112501 U1 RU112501 U1 RU 112501U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liner
- spiral coil
- taper angle
- explosive
- section
- Prior art date
Links
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
1. Взрывомагнитный генератор импульса тока, содержащий лайнер в виде токопроводящей трубы, заполненной взрывчатым веществом, с возможностью подрыва со стороны входного торца лайнера, и многосекционную спиральную катушку, коаксиально охватывающую лайнер, между входными торцами которых включен через коммутатор накопительный конденсатор, а между их выходными торцами подключена, например, через импульсный трансформатор нагрузка, при этом, по меньшей мере, примыкающая к выходному торцу лайнера секция спиральной катушки выполнена конусной, сужающейся к выходному торцу лайнера. ! 2. Генератор по п.1, в котором токопроводящая труба лайнера заполнена бинарным взрывчатым веществом. ! 3. Генератор по п.1, в котором конусная секция спиральной катушки выполнена с углом конусности, близким, но не превышающим расчетный угол конусности взрывающегося лайнера. ! 4. Генератор по п.3, в котором угол конусности конусной секции спиральной катушки меньше расчетного угла конусности взрывающегося лайнера на 1÷15°. ! 5. Генератор по любому из пп.1-4, в котором спиральная катушка содержит, по меньшей мере, одну конусную секцию, расширяющуюся к выходному торцу лайнера.
Description
Область техники
Полезная модель относится к магнитным генераторам импульсов, управляемым энергией взрыва, и может быть применена в электроэнергетике, например, для формирования испытательных импульсов для проверки молниеустойчивости воздушных линий электропередачи (ВЛ) и оборудования подстанций (ПС).
Уровень техники
Известен, принятый за прототип, взрывомагнитный генератор, содержащий лайнер из токопроводящей трубы, заполненной взрывчатым веществом, с возможностью подрыва со стороны входного торца лайнера, и спираль, коаксиально охватывающую трубу лайнера, между входными торцами которых подключен через коммутатор накопительный конденсатор, а между выходными торцами подключена нагрузка [пат. RU 91467 U1, МПК H01H 39/00, H03K 3/53, 2010 г.]. Для повышения импульсной мощности, отдаваемой в нагрузку, прототип содержит взрывной размыкатель с разрывным проводником в цепи нагрузки, срабатывающий от детонации взрывчатого вещества на выходном торце лайнера.
Недостаток прототипа состоит в том, что он не обеспечивает одновременного выполнения требований по импульсной мощности и компактности конструкции, предъявляемых к оборудованию мобильного испытательного комплекса для проверки молниеустойчивости ВЛ и ПС высокого напряжения.
Раскрытие существа полезной модели
Предметом полезной модели является взрывомагнитный генератор (ВМГ) импульса тока, содержащий лайнер в виде токопроводящей трубы, заполненной взрывчатым веществом (ВВ), с возможностью подрыва со стороны входного торца лайнера, и многосекционную спиральную катушку, коаксиально охватывающую лайнер, между входными торцами которых включен через коммутатор накопительный конденсатор, а между их выходными торцами подключена, например через импульсный трансформатор, нагрузка, при этом, по меньшей мере, примыкающая к выходному торцу лайнера секция спиральной катушки выполнена конусной, сужающейся к выходному торцу лайнера.
Технический результат, достигаемый указанной совокупностью признаков, состоит в повышении скорости скольжения лайнера по виткам спиральной катушки и в создании возможности получения требуемых характера изменения во времени скорости вывода индуктивности из контура нагрузки и параметров импульса мощности, отдаваемой в нагрузку. Этот результат достигается без увеличения мощности заряда ВВ, без использования взрывного размыкателя в цепи нагрузки и, следовательно, без увеличения габаритов устройства.
Развитие полезной модели предусматривает, что токопроводящая труба лайнера может быть заполнена бинарным взрывчатым веществом (БВВ).
Другое развитие полезной модели предусматривает, выполнение спиральной катушки с углом конусности, близким, но не превышающем расчетный угол конусности лайнера при детонации взрывчатого вещества. При этом угол конусности конусной секции спиральной катушки, сужающейся к выходному торцу лайнера, может быть меньше расчетного угла конусности лайнера при детонации взрывчатого вещества на 1°-15°.
Еще одно развитие полезной модели предусматривает, что спиральная катушка дополнительно содержит, по меньшей мере, одну конусную секцию, расширяющуюся к выходному торцу лайнера.
Осуществление полезной модели с учетом ее развитии
На фиг.1 схематически представлено заявляемое устройство.
Лайнер выполнен в виде токопроводящей трубы 1, заполненной конденсированным взрывчатым веществом (КВВ) или БВВ, которое может быть изготовлено, например, на основе нитрометана и сенсибилизатора этилендиамина или DETA. Использование БВВ не требует соблюдения режимных мер по хранению и транспортировке.
Со стороны входного торца 2 лайнера вставлен запал 3, при подрыве обеспечивающий возможность детонации ВВ. Труба 1 коаксиально охвачена многосекционной спиральной катушкой 4. Между входным торцом 2 лайнера и входным торцом катушки 4 через коммутатор 5 включен накопительный конденсатор 6 (цепь его заряда не показана). К выходному торцу 7 лайнера через импульсный трансформатор 8 подключена активно-индуктивная нагрузка 9. Примыкающая к выходному торцу 7 секция 10 катушки 4 размещена соосно с продольной осью трубы 1 лайнера и выполнена конусной, с сужением к выходному торцу 7. Секция 11 выполнена цилиндрической, а секции 12 и 13 выполнены конусными, расширяющимися к выходному торцу 7 лайнера. Для придания катушке 4 требуемой формы витки ее спирали предварительно наматываются на соответствующий технологический каркас и скрепляются компаундом (например, эпоксидной смолой). После отвердения. компаунда технологический каркас удаляется, а в катушку 4 вводится труба 1 лайнера.
Устройство работает на принципе сжатия (кумуляции) магнитного потока. Принцип состоит в следующем.
Замкнутый проводящий контур, ограничивающий магнитный поток, сжимается внешними силами. В результате взаимодействия движущегося проводника и сжимаемого им магнитного поля механическая энергия внешних сил преобразуется в энергию магнитного поля. В частности, в случае ВМГ механическая энергия, преобразуемая в энергию магнитного поля, высвобождается в процессе взрыва заряда КВВ. Продукты детонации КВВ, воздействуя на медную трубу 1 лайнера, расширяют ее поперек силовых линий созданного заранее (при разряде накопительного конденсатора) магнитного поля, совершая тем самым работу против пондеромоторных сил этого нарастающего по величине магнитного поля. Накопленная магнитная энергия импульсного тока передается в нагрузку. Плотность генерируемой электрической энергии в ВМГ может достигать 102 Дж/г, а удельная мощность ГВт/м3. С использованием ВМГ получены импульсные токи до несколько сотен МА и освоен энергетический диапазон несколько сотен МДж при пиковой мощности сотни ТВт.
Устройство работает следующим образом.
Токонесущими элементами ВМГ являются спираль катушки 4 и труба 1 лайнера, заполненная ВВ. Начальный магнитный поток создается током от конденсаторной батареи 6 после замыкания коммутатора 5 Инициирование ВВ производится с торца 2 лайнера с помощью запала 3. По мере продвижения фронта детонации вдоль лайнера, труба 1 расширяется, образуя коническую воронку, обращенную широкой частью к запалу (т.е. к входному торцу лайнера). При этом токопроводящий лайнер скользит своей расширенной частью по виткам спирали катушки 4, вытесняя магнитный поток в нагрузку. Этот процесс можно представить как движение вдоль катушки 4 конусного поршня, сжимающего магнитное поле при распространении детонации от запала 3 к торцу 7. Форма выходного импульса на нагрузке определяется параметрами нагрузки и скоростью V вывода индуктивности L катушки 4 из замкнутого через нагрузку токового контура.
Требуемый характер изменения скорости вывода индуктивности из контура нагрузки задается комбинацией цилиндрической и конусных секций катушки 4 и использованием толстостенной медной трубы 1. Толщина стенки трубы 1 определяет угол конусности воронки взрывающегося лайнера. Конусная форма секции 10 (сужение к выходному торцу лайнера) приводит к увеличению скорости скольжения лайнера по спирали (и скорости V) без использования более мощного ВВ. За счет увеличения толщины стенок трубы 1 угол конусности воронки взрываемого лайнера уменьшается и приближается к углу конусности секции 10, что способствует достижению максимальной скорости скольжения V и созданию требуемой скорости вывода индуктивности из контура нагрузки.
При проведении экспериментов с заявляемым ВМГ были получены следующие результаты.
Рост тока в нагрузке от 0,15 до 1 амплитудного значения происходит в последние 15-20 мкс работы ВМГ, а энергия, вырабатываемая ВМГ, возрастает от 10% до 100% за ~15 мкс при полном времени работы около 200 мкс. Максимальная мощность заявляемого ВМГ повышена в 5-10 раз по сравнению с прототипом, имеющим цилиндрическую спиральную катушку.
Выполнение некоторых секций катушки 4 в форме обратного конуса, расширяющегося к выходному торцу 7, позволяет увеличить угол конусности оконечной секции 10 (за счет ее большего начального диаметра), что, в свою очередь, дополнительно способствует росту скорости вывода индуктивности из контура нагрузки и ускоряет достижение выходным током амплитудного значения.
Claims (5)
1. Взрывомагнитный генератор импульса тока, содержащий лайнер в виде токопроводящей трубы, заполненной взрывчатым веществом, с возможностью подрыва со стороны входного торца лайнера, и многосекционную спиральную катушку, коаксиально охватывающую лайнер, между входными торцами которых включен через коммутатор накопительный конденсатор, а между их выходными торцами подключена, например, через импульсный трансформатор нагрузка, при этом, по меньшей мере, примыкающая к выходному торцу лайнера секция спиральной катушки выполнена конусной, сужающейся к выходному торцу лайнера.
2. Генератор по п.1, в котором токопроводящая труба лайнера заполнена бинарным взрывчатым веществом.
3. Генератор по п.1, в котором конусная секция спиральной катушки выполнена с углом конусности, близким, но не превышающим расчетный угол конусности взрывающегося лайнера.
4. Генератор по п.3, в котором угол конусности конусной секции спиральной катушки меньше расчетного угла конусности взрывающегося лайнера на 1÷15°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011135475/07U RU112501U1 (ru) | 2011-08-25 | 2011-08-25 | Взрывомагнитный генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011135475/07U RU112501U1 (ru) | 2011-08-25 | 2011-08-25 | Взрывомагнитный генератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU112501U1 true RU112501U1 (ru) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011135475/07U RU112501U1 (ru) | 2011-08-25 | 2011-08-25 | Взрывомагнитный генератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU112501U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191749U1 (ru) * | 2019-04-25 | 2019-08-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Биконический комплексированный взрывомагнитный генератор с антенным блоком |
-
2011
- 2011-08-25 RU RU2011135475/07U patent/RU112501U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191749U1 (ru) * | 2019-04-25 | 2019-08-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Биконический комплексированный взрывомагнитный генератор с антенным блоком |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fowler et al. | The mark IX generator | |
RU112501U1 (ru) | Взрывомагнитный генератор | |
Shvetsov et al. | Current instability of shaped charge jets | |
RU91467U1 (ru) | Взрывомагнитный генератор | |
US11692797B2 (en) | Permanent magnet seed field system for flux compression generator | |
Fan et al. | An LC generator based on accurate synchronization controlling of multisecondary windings saturable pulse transformer | |
RU123510U1 (ru) | Ускоритель тел | |
RU191749U1 (ru) | Биконический комплексированный взрывомагнитный генератор с антенным блоком | |
Novac et al. | A mobile, high-power, high-energy pulsed-power system | |
Demidov et al. | Electro-exploded current opening switch powered from magneto-cumulative generator | |
Anishchenko et al. | Simulation and design of helical FCG with simultaneous initiation of explosion from both liner ends | |
RU2693841C1 (ru) | Витковый взрывомагнитный генератор | |
RU2156026C2 (ru) | Способ взрывной кумуляции магнитной энергии и устройство для его осуществления | |
RU2568675C1 (ru) | Спиральный взрывомагнитный генератор и способ кумуляции импульса тока | |
Appelgren et al. | Numerical simulations of flux compression generator systems | |
Demidov et al. | Study of fast compact helical MCG | |
Demidov et al. | Explosive pulsed power for controlled fusion | |
Liu et al. | Development of compact seed source with high-precision discharge switch for magnetic flux compression generator | |
Otsuka et al. | A study on shock energy for concrete destruction using underwater shock wave | |
Anishchenko et al. | Half-and-half HFCG with double-end initiation | |
Demidov et al. | An electrical-explosion opening switch powered from a magnetic-explosion generator | |
Goforth et al. | High current performance of the 43 cm long Ranchero generator | |
Mintsev et al. | Multi-stage flux-trapping helical flux compression generators | |
RU2207492C2 (ru) | Способ формирования ударной волны и устройство для его осуществления | |
Chernykh et al. | Nanosecond megavolt charging of forming lines by explosive MCGs |