RU2583451C1 - Rail accelerator of micron particles - Google Patents

Rail accelerator of micron particles Download PDF

Info

Publication number
RU2583451C1
RU2583451C1 RU2015100691/07A RU2015100691A RU2583451C1 RU 2583451 C1 RU2583451 C1 RU 2583451C1 RU 2015100691/07 A RU2015100691/07 A RU 2015100691/07A RU 2015100691 A RU2015100691 A RU 2015100691A RU 2583451 C1 RU2583451 C1 RU 2583451C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
micron
rails
accelerator
micron particles
Prior art date
Application number
RU2015100691/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Игоревич Сухачев
Николай Данилович Семкин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority to RU2015100691/07A priority Critical patent/RU2583451C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2583451C1 publication Critical patent/RU2583451C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to acceleration engineering and can be used to accelerate macrobodies, simulate micrometeorites and manmade particles used in high-speed impact physics. Rail accelerator of micron particles comprises a power housing, rails, magnetising coils, a current source, a metal container containing accelerated micron particles.
EFFECT: technical result consists in possibility of acceleration of micron particles, groups of micron sized particles, wherein accelerated particles can consist of any refractory material and differ by weight and size.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для ускорения макротел, моделирования микрометеоритов и техногенных частиц, применяться в физике высокоскоростного удара.The invention relates to the field of accelerator technology and can be used to accelerate macrobodies, simulate micrometeorites and technogenic particles, and can be used in high-speed impact physics.

Известен рельсовый электромагнитный ускоритель твердых тел, состоящий из силового корпуса, параллельных электродов, образующих внешнюю и внутреннюю пару, соединенные перемычкой, а также двух источников питания и двух коммутаторов. (Патент РФ №2066434, МПК F41B 6/00. Опубликован 10.09.1996). Недостатком данного ускорителя является невозможность ускорения частиц с размерами менее долей миллиметра.Known rail electromagnetic solid state accelerator, consisting of a power housing, parallel electrodes forming an external and internal pair, connected by a jumper, as well as two power sources and two switches. (RF patent No. 2066434, IPC F41B 6/00. Published on September 10, 1996). The disadvantage of this accelerator is the inability to accelerate particles with sizes less than a fraction of a millimeter.

Также известен рельсовый кондукционный ускоритель твердых тел (Патент РФ №2027971, МПК F41B 6/00. Опубликован 27.01.1995), обладающий аналогичными недостатками.A rail-mounted solid state rail accelerator is also known (RF Patent No. 2027971, IPC F41B 6/00. Published on January 27, 1995), which has similar disadvantages.

Наиболее близким является рельсовый электромагнитный ускоритель, содержащий силовой корпус и находящиеся в нем рельсы и подмагничивающие катушки, соединенные последовательно с источником тока, через скользящий по рельсам якорь. Подмагничивающие катушки выполнены двухслойными для уменьшения силовых нагрузок на рельсы. (Патент РФ №2418350, МПК Н02К 41/02. Опубликован 10.05.2011). Однако и он не позволяет ускорять микронные частицы, хоть и обладает большей эффективностью из-за наличия подмагничивания. Кроме того, представленные прототипы неспособны разгонять сразу группу мелких частиц.The closest is a rail electromagnetic accelerator containing a power casing and the rails located therein and magnetizing coils connected in series with a current source through an armature sliding along the rails. The magnetizing coils are made two-layer to reduce power loads on the rails. (RF patent No. 2418350, IPC Н02К 41/02. Published on 05/10/2011). However, it does not allow accelerating micron particles, although it is more effective due to the presence of magnetization. In addition, the presented prototypes are unable to disperse immediately a group of small particles.

Поставлена задача разработать ускоритель, свободный от указанных недостатков.The task is to develop an accelerator free of these shortcomings.

Поставленная задача решается тем, что в ускорителе, содержащем силовой корпус и находящиеся в нем рельсы и подмагничивающие катушки, соединенные с источником тока, согласно изобретению добавлен металлический контейнер, содержащий микронные ускоряемые частицы, расположенный в пространстве между рельсами с возможностью продольного перемещения и обеспечивающий электрический контакт между ними.The problem is solved in that in the accelerator containing the power casing and the rails and magnetizing coils in it, connected to the current source, according to the invention, a metal container is added containing micron accelerated particles located in the space between the rails with the possibility of longitudinal movement and providing electrical contact between them.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид рельсового ускорителя микронных частиц.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of a rail accelerator of micron particles.

Устройство содержит силовой корпус 1, рельсы 2, подмагничивающие катушки 3, источник тока 4, металлический контейнер 5, микронные ускоряемые частицы 6. Силовой корпус 1 удерживает находящиеся в нем рельсы 2, соединенные через катушки подмагничивания 3 с источником тока 4, металлический контейнер, содержащий микронные ускоряемые частицы 6, расположенный в пространстве между рельсами с возможностью продольного перемещения и обеспечивающий электрический контакт между ними.The device includes a power casing 1, rails 2, magnetizing coils 3, a current source 4, a metal container 5, micron accelerated particles 6. The power casing 1 holds the rails 2 contained therein, connected through a magnetization coil 3 to a current source 4, a metal container containing micron accelerated particles 6, located in the space between the rails with the possibility of longitudinal movement and providing electrical contact between them.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

По электрической цепи, образованной последовательным включением источника тока 4, катушек подмагничивания 3, пары рельсы 2 и скользящего между ними металлического контейнера 5, протекает ток, создающий магнитное поле в межэлектродном пространстве. Магнитное поле, взаимодействуя с током, протекающим через металлический контейнер, вызывает его ускорение вдоль рельс. Толщина стенок металлического контейнера и величина тока подобраны таким образом, чтобы при достижении необходимой скорости контейнера и расположенных в нем микронных ускоряемых частиц металлический контейнер разрушался от Джоулева нагрева и переходил в состояние плазмы. Образовавшаяся плазма в межэлектродном пространстве рельсотрона, продолжая ускоряться под действием силы Лоренца, набирает большую скорость и вылетает из ускорителя первой относительно микронных ускоряемых частиц, движущихся по инерции после разрушения контейнера.The electric circuit formed by the sequential inclusion of the current source 4, magnetization coils 3, a pair of rails 2 and a sliding metal container 5 between them, current flows, creating a magnetic field in the interelectrode space. A magnetic field, interacting with the current flowing through a metal container, causes its acceleration along the rail. The wall thickness of the metal container and the current value are selected so that when the required speed of the container and the micron accelerated particles located in it are reached, the metal container is destroyed by Joule heating and passes into a plasma state. The resulting plasma in the interelectrode space of the railgun, continuing to accelerate under the action of the Lorentz force, gains high speed and takes off from the accelerator, the first relatively micron accelerated particles moving by inertia after the destruction of the container.

Применение предложенного технического решения позволяет ускорять группу частицы микронных размеров с помощью рельсового ускорителя. При этом следует заметить, что частицы могут быть из любого тугоплавкого материала, как проводящего так и диэлектрического. Кроме того, один контейнер может содержать частицы разного размера и массы. Если образующаяся в процессе разрушения контейнера плазма мешает эксперименту, ее можно отклонять магнитным полем, не влияющим на траекторию нейтральных ускоряемых частиц.The application of the proposed technical solution allows you to accelerate a group of micron-sized particles using a rail accelerator. It should be noted that the particles can be from any refractory material, both conductive and dielectric. In addition, one container may contain particles of different sizes and masses. If the plasma generated during the destruction of the container interferes with the experiment, it can be deflected by a magnetic field that does not affect the trajectory of neutral accelerated particles.

Claims (1)

Рельсовый ускоритель микронных частиц, содержащий силовой корпус и находящиеся в нем рельсы и подмагничивающие катушки, соединенные с источником тока, отличающийся тем, что между рельсами расположен с возможностью продольного перемещения металлический контейнер, содержащий микронные ускоряемые частицы и обеспечивающий электрический контакт между рельсами. A micron particle rail accelerator comprising a power casing and the rails and magnetizing coils located therein, connected to a current source, characterized in that a metal container containing micron accelerated particles and providing electrical contact between the rails is arranged for longitudinal movement between the rails.
RU2015100691/07A 2015-01-12 2015-01-12 Rail accelerator of micron particles RU2583451C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100691/07A RU2583451C1 (en) 2015-01-12 2015-01-12 Rail accelerator of micron particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100691/07A RU2583451C1 (en) 2015-01-12 2015-01-12 Rail accelerator of micron particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2583451C1 true RU2583451C1 (en) 2016-05-10

Family

ID=55959953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015100691/07A RU2583451C1 (en) 2015-01-12 2015-01-12 Rail accelerator of micron particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2583451C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0251864A1 (en) * 1986-06-20 1988-01-07 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Process for launching hypervelocity projectiles, and launcher for carrying out this process
JPH02130396A (en) * 1988-11-09 1990-05-18 Hitachi Ltd Rail gun type electromagnetic accelerator
JPH043897A (en) * 1990-04-18 1992-01-08 Agency Of Ind Science & Technol Rail gun type electromagnetic accelerator equipped with dispersed electrode
RU2027971C1 (en) * 1990-10-22 1995-01-27 Научно-исследовательский центр теплофизики импульсных воздействий Научного объединения "ИВТАН" РАН Rail conduction electromagnetic accelerator of solids
RU2418350C2 (en) * 2009-01-11 2011-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Rail electromagnetic accelerator (rea)
RU2523666C1 (en) * 2012-12-18 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Pulse accelerator of solid particles
RU2534227C2 (en) * 2012-12-18 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) High-speed solid particle accelerator

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0251864A1 (en) * 1986-06-20 1988-01-07 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Process for launching hypervelocity projectiles, and launcher for carrying out this process
JPH02130396A (en) * 1988-11-09 1990-05-18 Hitachi Ltd Rail gun type electromagnetic accelerator
JPH043897A (en) * 1990-04-18 1992-01-08 Agency Of Ind Science & Technol Rail gun type electromagnetic accelerator equipped with dispersed electrode
RU2027971C1 (en) * 1990-10-22 1995-01-27 Научно-исследовательский центр теплофизики импульсных воздействий Научного объединения "ИВТАН" РАН Rail conduction electromagnetic accelerator of solids
RU2418350C2 (en) * 2009-01-11 2011-05-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Rail electromagnetic accelerator (rea)
RU2523666C1 (en) * 2012-12-18 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Pulse accelerator of solid particles
RU2534227C2 (en) * 2012-12-18 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) High-speed solid particle accelerator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jia et al. Investigation of the swirl flow on anode surface in high-current vacuum arcs
Hu et al. Experiment and analysis on the new structure of the coilgun with stepped coil winding
Lindmayer Cooling mechanisms of switching arcs under transverse magnetic fields in comparison with arcs without magnetic blast
JP2017201623A (en) Arc motivation device
RU2583451C1 (en) Rail accelerator of micron particles
RU143137U1 (en) CONTROLLED VACUUM DISCHARGE
RU2554054C1 (en) Resonance rail accelerator
Schrank et al. Breaking performance of a circuit breaker influenced by a permanent magnetic field at DC voltages up to 450 V
WO2014048483A1 (en) Electrical switch with thomson coil drive
RU143138U1 (en) CONTROLLED VACUUM DISCHARGE
Liu et al. Design, simulation, and characterization of a low-cost in-plane spark gap microswitch with dual-trigger electrode for pulsed power applications
Heydari et al. A novel augmented railgun using permanent magnets
US3716685A (en) Magnetic circuit breaker
US10290485B2 (en) Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry
CN204270932U (en) A kind of contact-making switch arc-control device
Jia et al. Experimental study on deflection behavior of vacuum arcs under the influence of external transverse magnetic field
Dong et al. Structure optimization on high-speed electromagnetic repulsion mechanism
Sadeghi et al. Ion acceleration mechanism in plasma focus devices
RU201052U1 (en) High voltage electromagnetic contactor
Yang et al. Operating property analysis of a new high-speed DC switch repulsion mechanism
RU164105U1 (en) CONTACTOR OPERATING ON DC AND AC
Zhao et al. Failure mechanism analysis of electromagnetic relay under mechanical impact
CN105097333A (en) Switching device and arc extinguishing assembly thereof
RU2667888C1 (en) Device for investigation of opportunity of excitation of electric power during rotation of tested solutions of various substances
RU90260U1 (en) MAXIMUM CURRENT DISCONNECTOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170113