RU207799U1 - Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей - Google Patents
Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU207799U1 RU207799U1 RU2021114985U RU2021114985U RU207799U1 RU 207799 U1 RU207799 U1 RU 207799U1 RU 2021114985 U RU2021114985 U RU 2021114985U RU 2021114985 U RU2021114985 U RU 2021114985U RU 207799 U1 RU207799 U1 RU 207799U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic system
- tapes
- htsc
- rocket engines
- bench tests
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, к конструкциям сверхпроводящих магнитов для работы в среде вакуума или газообразного гелия при температуре обмотки 20-30 К, и может быть использована для создания магнитного поля до 2,5 Тл в теплой апертуре диаметром до 100 мм для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей (ПРД).Технический результат заключается в разработке конструкции магнитной системы, повышающей стабильность и надежность ее работы.Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей состоит из соединенных между собой секций в виде катушек типа «двойная галета», на каркас которых намотаны неизолированные ВТСП-2 ленты, отличающаяся тем, что ВТСП-2 ленты соседних секций соединены посредством пайки на контактной площадке, закрепленной через изолирующий слой на нижних щеках каждой «двойной галеты».
Description
Полезная модель относится к электротехнике, к конструкциям сверхпроводящих магнитов для работы в среде вакуума или газообразного гелия при температуре обмотки 20-30 К, и может быть использована для создания магнитного поля до 2,5 Тл в теплой апертуре диаметром до 100 мм для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей (ПРД).
Наиболее близкой является сверхпроводящая магнитная система, создающая поле до 3 Тл в апертуре диаметром 60 мм, которая состоит из 12 секций в виде катушек типа «двойная галета», намотанных ВТСП лентами второго поколения (ВТСП-2 лентами). Соединение секций осуществлено путем прямого спаивания лент соседних галет - (Е.Р. Krasnoperov, V.V. Guryev, S.V. Shavkin, V.E. Krylov, V.V. Sychugov, V.S. Korotkov, A.V. Ovcharov, P.V. Volkov Solenoid from Experimental HTS tape for Magnetic Refrigeration \\ Journal of Engineering Science and Technology, Review 12(1) (2019), p. 104-109).
Недостатком описанной конструкции является наличие слабых мест в виде паянных соединений ВТСП-2 лент, изогнутых для обеспечения связи с соседней секцией. Паяные контакты находятся под действием механических напряжений, вследствие изгиба ленты и являются наиболее вероятными для ее перегорания.
Технической проблемой является разработка конструкции магнитной системы, позволяющей снизить риск снижения токонесущей способности обмотки за счет соединения ВТСП-2 лент соседних секций без дополнительных механических напряжений посредством пайки на контактной площадке.
Технический результат заключается в разработке конструкции магнитной системы, повышающей стабильность и надежность ее работы.
Технический результат достигается в магнитной системе для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей, состоящей из соединенных между собой секций в виде катушек типа «двойная галета», на каркас которых намотаны неизолированные ВТСП-2 ленты, причем ВТСП-2 ленты соседних секций соединены посредством пайки на контактной площадке, закрепленной через изолирующий слой на щеках каждой «двойной галеты».
Контактная площадка выполнена, например, из меди, серебра, золота.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг. 1 показана конструкция секции магнитной системы.
На Фиг. 2 приведена схема магнитной системы.
На Фиг. 3 приведен график распределения магнитного поля по оси магнитной системы.
На Фиг. 4 приведена карта распределения магнитного поля для 16 секций и рабочего тока 140 А.
Обмотка магнитной системы формируется за счет соединения секций (11) (Фиг. 2), выполненных в виде катушек типа «двойная галета» (3) (Фиг. 1), навитых высокотемпературными сверхпроводящими ВТСП-2 лентами (5) на стеклотекстолитовый каркас (2) и отделенными от щеки (1) электрической изоляцией (4). Для предотвращения возникновения вихревых токов в щечках при вводе тока в магнитную систему, предусмотрена диэлектрическая вставка из стеклотекстолита (8). Компенсация расширения секций под действием магнитного поля в радиальном направлении осуществляется за счет стягивания конструкции хомутами (7), а по оси магнитной системы за счет стягивания всей конструкции шпильками из аустенитной немагнитной стали марки А2 (9) (Фиг. 2). Параллельно оси магнитной системы расположены теплопроводы в виде медных трубок (12) для выравнивания рабочей температуры секций. Для размещения элементов активной защиты от квенча предусмотрены сквозные каналы (10). Последовательное электрическое соединение секций осуществляется с помощью перемычек (13) из ВТСП-2 лент, распаянных на контактных площадках (6).
Магнитная система работает следующим образом: для проведения стендовых испытаний на оси секций (11, Фиг. 2) магнитной системы размещают канал плазменного ракетного двигателя, далее для создания магнитного поля к токовводам (на чертеже не указано) магнитной системы подключают источник тока и устанавливают на нем линейную развертку тока от 0 до 140 А. При достижении 140 А в центре магнитной системы создается магнитное поле 2,5 Тл.
Предложенная конструкция отвечает параметрам, приведенным в таблице 1.
Для достижения параметров, приведенных в таблице 1, проведены расчеты оптимального числа секций и однородности распределения поля в осевом и радиальном направлениях. Оптимальное количество секций, необходимое для достижения параметров магнитной системы, указанных в таблице 1, при минимальной длине обмотки в катушке (3, Фиг. 1) и магнитной системе в целом (с условием достижения однородности поля в осевом направлении ±25 мм) составляет 16 секций (Фиг. 3). В расчетах принято значение рабочего тока на уровне 140 А (с условием двукратного запаса критического тока, достигаемого для коммерчески доступных ВСТП-2 лент в поле 3 Тл, и температуре 30 К).
Основные расчетные параметры магнитной системы, обеспечивающие достижение указанных в таблице 1 характеристик, представлены в таблице 2.
Предложенная конструкция магнитной системы может служить источником магнитного поля для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей. Максимальное рабочее магнитное поле (2,5 Тл) в центре апертуры магнитной системы достигается при вводе в систему электрического тока 140 А, при этом магнитное поле распределяется в пространстве в соответствии с графиком на Фиг. 4.
Стабильность и надежность работы магнитной системы обеспечивается за счет исключения винтового скручивания ВТСП-2 лент в местах их контактного электрического соединения, что предотвращает снижение токонесущей способности или перегорание ВТСП-2 лент, связанного с механическими напряжениями. С целью предотвращения внезапного перехода магнитной системы из сверхпроводящего в резистивное состояние конструкция секций предусматривает повышенный теплоотвод в радиальном направлении за счет использования неизолированной ВТСП-2 ленты.
Claims (2)
1. Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей, состоящая из соединенных между собой секций в виде катушек типа «двойная галета», на каркас которых намотаны неизолированные ВТСП-2 ленты, отличающаяся тем, что ВТСП-2 ленты соседних секций соединены посредством пайки на контактной площадке, закрепленной через изолирующий слой на щеках каждой «двойной галеты».
2. Магнитная система по п. 1, отличающаяся тем, что контактная площадка выполнена, например, из меди, серебра, золота.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114985U RU207799U1 (ru) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114985U RU207799U1 (ru) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU207799U1 true RU207799U1 (ru) | 2021-11-17 |
Family
ID=78610894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021114985U RU207799U1 (ru) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU207799U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223194U1 (ru) * | 2023-04-11 | 2024-02-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Сверхпроводниковая магнитная система типа двойная галета |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006024610A1 (de) * | 2006-05-26 | 2007-11-29 | BLUM, Jürgen | Zweidimensionale Elektronen-Defektelektronen (Löcher) Energiesystem im Energiebereich des Impuls Gleichstroms, des Wechselstroms, der Hochfrequenz und der künstlichen Gravitation (Ballistische Energiesystem III) |
| RU2458490C2 (ru) * | 2008-02-28 | 2012-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Способ регулирования ионных электрических ракетных двигателей и устройство для его осуществления (варианты) |
| RU2647749C2 (ru) * | 2016-05-20 | 2018-03-19 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ управления стационарным плазменным двигателем |
| RU2740078C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-01-11 | Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") | Ракетный лабораторный двигатель на эффекте холла и стенд для его испытаний |
-
2021
- 2021-05-25 RU RU2021114985U patent/RU207799U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006024610A1 (de) * | 2006-05-26 | 2007-11-29 | BLUM, Jürgen | Zweidimensionale Elektronen-Defektelektronen (Löcher) Energiesystem im Energiebereich des Impuls Gleichstroms, des Wechselstroms, der Hochfrequenz und der künstlichen Gravitation (Ballistische Energiesystem III) |
| RU2458490C2 (ru) * | 2008-02-28 | 2012-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Способ регулирования ионных электрических ракетных двигателей и устройство для его осуществления (варианты) |
| RU2647749C2 (ru) * | 2016-05-20 | 2018-03-19 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ управления стационарным плазменным двигателем |
| RU2740078C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-01-11 | Закрытое акционерное общество "СуперОкс" (ЗАО "СуперОкс") | Ракетный лабораторный двигатель на эффекте холла и стенд для его испытаний |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223194U1 (ru) * | 2023-04-11 | 2024-02-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Сверхпроводниковая магнитная система типа двойная галета |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Takayasu et al. | Conductor characterization of YBCO twisted stacked-tape cables | |
| US9117578B2 (en) | No-insulation multi-width winding for high temperature superconducting magnets | |
| US8437819B2 (en) | Superconductor cable | |
| KR100706494B1 (ko) | 초전도 케이블 | |
| US6583351B1 (en) | Superconducting cable-in-conduit low resistance splice | |
| Takayasu et al. | Investigation of twisted stacked-tape cable conductor | |
| Ballarino | Alternative design concepts for multi-circuit HTS link systems | |
| EP0207286B1 (en) | Conical, unimpregnated winding for mr magnets | |
| KR100847681B1 (ko) | 다상 초전도 케이블의 상분기 구조 | |
| KR100717351B1 (ko) | 동시퀀치를 위한 초전도 바이패스 리액터를 갖는 한류기 | |
| JP2005032698A (ja) | 超電導ケーブル及びこの超電導ケーブルを用いた超電導ケーブル線路 | |
| Kim et al. | Development of the 22.9-kV class HTS power cable in LG cable | |
| RU207799U1 (ru) | Магнитная система для стендовых испытаний плазменных ракетных двигателей | |
| US4904970A (en) | Superconductive switch | |
| Wang et al. | Design and experimental research on self-shielding DC HTS cable model with large current capacity | |
| Miura et al. | 66 kV-2 kA peak load test of high-Tc superconducting model cable | |
| Kim et al. | The characteristics of the normal transition in the longitudinal and transverse directions in cryocooled YBCO coils | |
| Bourquard et al. | A new design for the superconducting outsert of the GHMFL 42+ T hybrid magnet project | |
| Chen et al. | Mechanical behavior analysis of a 1 MJ SMES magnet | |
| Laskaris et al. | A compact 0.8 T superconducting MRI magnet | |
| Stekly et al. | A large experimental superconducting magnet for MHD power generation | |
| Herd et al. | Development and fabrication of a Bi-2223 racetrack coil for generator applications | |
| JP3127705B2 (ja) | 酸化物超電導体を用いた電流リード | |
| RU2739710C1 (ru) | Вводы тока в статорные обмотки ВТСП-электродвигателя | |
| Hu et al. | Insulation design of±10kV bipolar coaxial HTS DC cable |