Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Взрывы и волны. Взрывные источники электромагнитного излучения радиочастотного диапазона - Прищепенко А.Б.
Прищепенко А.Б. Взрывы и волны. Взрывные источники электромагнитного излучения радиочастотного диапазона — М. : БИНОМ, 2008. — 208 c.
ISBN 978-5-94774-726-3
Скачать (прямая ссылка): vzriviivolni2008.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 61 >> Следующая

4.2. Романтика взрывных экспериментов. «Одуревшие» мины
95
SS
б
шшшшшшшшшшшшшл
Рис- 4,16- Осциллограммы производной тока: а) в ВГЧ, электроды которого соединены с конденсатором; б) в том же устройстве, электроды которого соединены «закороткой» из провода
Давление в пьезокерамике, развиваемое при ударе летящей со скоростью около 2 км/с металлической трубы значительно выше значений, указанных в таблице, и превышает сотню гигапаскалей (миллион атмосфер), поэтому для его снижения используют буфер — элемент цилиндра из плексигласа, размещаемый поверх пье-зоэлементов. Для большей надежности рабочие напряжения в пьезоэлементах стараются выбирать не слишком близкими к пробивным значениям, потому что габаритные объемы ВГЧ позволяют размещать такое число пьезоэлементов, что зарядка конденсатора возможна до напряжений в многие десятки и даже — в сотню с лишним киловольт.
Взрывные пьезогенераторы могут использоваться для питания любых нагрузок: активных, емкостных, индуктивных и смешанных. Мощность генерируемых импульсов достигает нескольких мегаватт, энергия — десятков джоулей.
96 4. Взрывные генераторы частоты: игра на быстрых гармониках
4.2.2.1. Основы расчета ВГЧ
Идеи, положенные в основу расчета характеристик ВМГЧ и ВГЧ, различаются незначительно, поэтому достаточно схематичного описания последнего случая [4.32]. Начинают с разложения тока ВГЧ в интеграл Фурье:
+00
I(a>,r) = (l/2n)jj(t,r)ei(0tdt
о
и получают фурье-представление вектор-потенциала в форме: Afar^/4$IMey-lkr')<H, к = «,/с,
/ Г
причем интегрируют вдоль контура /, состоящего из двух дуг (образованных электродами ВГЧ и закорачивающей их трубой). Образы фурье-компонентов электромагнитного поля находят из уравнений:
H = TOt(A), E= (i/ ?)(graddivi + к2А). Далее получают и значения напряженностей:
+00 — +GO —
E=J Ё(ф-Ша(й, H=J Щф-шАй,
—00 —00
а из соотношения Умова-Пойнтинга — и интегральную мощность излучения:
P(O = Re^(E X E)ds,
s
где s — площадь поверхности сферы, вмещающей в себя контур с током.
Затем интегрируется баланс энергии в эквивалентном RLC-контуре (внимательный читатель заметит здесь отличие: эквивалентный контур ВМГЧ описывался с помощью соотношений Кирхгофа):
+ ju +RJ2 +P(t) = 0, U = -\jdt. dt С{
4.3. О длительности импульсов РЧЭМИ
97
Закон изменения индуктивности L{t) получают при помощи описанного в [4.13] прибора, а нелинейные уравнения для E и H решают численно-аналитически, по методике, описанной в [4.33]. Частотно-мощностное распределение (спектр) РЧЭМИ, генерируемого ВГЧ, рассчитывается из выражения:
Спектр излучения ВГЧ более «жесткий» (большие спектральные плотности мощности соответствуют более высоким частотам) по сравнению с ВМГЧ, что неудивительно, ввиду более быстрой деформации токового контура.
Помимо выигрыша в эффективности за счет геометрических факторов, применение ВГЧ позволяет повысить стабильность эффектов поражения, потому что воздействие на цель излучения с нескольких разных направлений делает более вероятным совпадения лепестков приема на наиболее «чувствительных» для цели частотах с соответствующими им лепестками излучения. Кроме того, малое время генерации этого источника (микросекунды) дает возможность повысить электропрочность среды вокруг ВГЧ при применении в условиях разреженного воздуха на большой высоте, взрывом образовав вокруг излучателя облако очень плотных газов. Малое время излучения ВГЧ позволяет избежать пробоя в еще не успевшем разлететься газовом «чехле», но вполне достаточно для действия по цели.
4.3. О длительности импульсов РЧЭМИ: вообще-то хотелось бы сделать их покороче, но для дешевых генераторов частоты сойдут и микросекундные
О пробое окружающего воздуха под действием мощного РЧЭМИ речь впереди, а вот почему для вывода электроники из строя вполне достаточно коротких импульсов, стоит обсудить. В общем-то, это и так должно быть ясно: чем короче токовый импульс, наведенный РЧЭМИ, тем меньше теплоотвод от того элемента, в котором реализуется энергия этого импульса, но
98 4. Взрывные генераторы частоты: игра на быстрых гармониках
Рис. 4-17. Распределение температур в кремнии при различных режимах тепловыделения в слое микронной толщины (длительность тепловыделения указана)
і Температура кремния, град J 400
30
Глубина слоя кремния, мкм
оценить численные значения стоит. Пусть весь тепловой эффект сосредоточен в области /?—/7-перехода (размеры которого — около микрона). Тогда импульс бесконечно малой длительности (при которой повышение температуры кремния на расстоянии, сравнимом с микроном, пренебрежимо), нагревающий до температуры 1400 градусов пластину данной площади, должен иметь определенную энергию, которая при дальнейших расчетах принималась равной единице (100%-й КПД). Величина 1400 градусов была выбрана потому, что этот уровень соответствует плавлению кремния, а изменение фазового состояния приводит к растрескиванию -перехода, то есть имеет место необратимый выход полупроводникового элемента из строя (рис. 4.17). Если же энергия выделяется на той же глубине, но в течение большего времени, существенным становится теплоотвод, и для достижения той же температуры нагревать придется уже не микронный слой кремния, а и близлежащие слои, что ведет к снижению КПД. В результате простых расчетов была получена зависимость КПД различных временных режимов облучения, из которой следовало, что режимы более длительные, чем единицы микросекунд, не являются рациональными, энергосберегающи-
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 61 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.