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 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 61 >> Следующая

Для оценки этого излучения будем рассматривать эволюцию токового слоя в окрестности фронта ударной волны, где протекает основной ток. Согласно изложенному выше, на заключительной стадии она слабо зависит от процессов в окрестности поршня.
Будем рассматривать этот ток как магнитный диполь. В [5.11] показано, что на больших расстояниях электрические и магнитные поля системы токов могут быть описаны через изменение магнитного момента системы:
5.5. Расчеты проведены.
141
магнитных полей на расстоянии R много большем размера кристалла выражаются через M по следующим формулам:
= Hr = На = 0,
Еа= Hq=-
sin(9) д2
C2R dt2
M
R
Энергия электромагнитного поля в пустоте определяется следующим соотношением [5.11]:
W = — (E2 +H2I Sn
а закон ее сохранения в интегральном виде имеет следующий вид:
dt
~§[ExH]ndQ.
В правой части этого уравнения, через интеграл вектора Умова—Пойнтинга (S), описан поток электромагнитной энергии, проходящий через поверхность Q, то есть излучение. Используя выражения для E и H через магнитный момент системы токов, представим S в следующем виде:
An An
An R2C3
Для определения спектральных характеристик излучения необходимо представить в виде интеграла Фурье функцию S, описывающую процесс изменения мощности излучения при сжатии магнитного поля сходящейся волной. Тогда фурье-образ Е(со) примет вид:
Е((о) = J ei(0tS(t)dt = jS(t)cos(utdt +і fS(t)sm<Dtdt.
142 5. Излучающая ударная волна: схождение до последнего микрона
Для плотности энергии /(со) = д/F'(со)F(со) из предыдущего по-
лучим Дсо) = .
JS(Ocoscotafr + JS(Osincotafr
v-oo
Физический смысл до) — суммарная энергия во всем диапазоне частот. Для характеристики спектрального состава излучения используем спектральную плотность энергии:
Е _df((o) _ Ит /(со)-/(со+Acq)
Она выражает производную излучаемой мощности по частоте. Так как реализованная программа дает возможность получить информацию об изменении параметров процесса только до схло-пывания ударной волны, нет возможности оценить вклад в излучение процессов, происходящих после отражения волны от центра. Поэтому, в частности, невозможно исследовать спектр излучения в первом варианте, где максимум мощности излучения в расчетной области не достигается.
Результаты расчета суммарной мощности излучения на заключительной стадии схлопывания представлены на рис. 5.21
Рис. 5.21. Зависимость десятичного логарифма интегральной мощности (Вт) РЧЭМИ от безразмерного времени
5.5. Расчеты проведены.
143
для трех рассмотренных вариантов. Как и предполагалось ранее, максимальная мощность достигается во 2 варианте и составляет 109 Вт. В двух других она примерно на 4 порядка меньше. Мощное излучение обусловлено немонотонным поведением магнитного поля, которое приводит к существенному изменению магнитного момента токового слоя. Следует обратить внимание на то, что превышение начальной индукцией оптимального для наибольшей генерируемой мощности значения («перекармливание излучателя»), значительно менее благоприятно, чем генерация при пониженном значении начальной индукции.
На рис. 5.22 представлена спектральная плотность энергии в вариантах 2 и 3. Во 2-м варианте максимум излучения приходится на сантиметровый диапазон, в 3-м — на дециметровый. Для получения мощного излучения необходимо торможение волны на достаточно малых радиусах. При этом более близкое к центру торможение обеспечивает и более «жесткий» спектр излучения (максимум смещен в область больших частот) и больший интегральный выход РЧЭМИ. Особо следует подчеркнуть весьма «острую» зависимость оптимума излучения от начальных параметров (так, превышение начальной индукцией оптимального значения всего на 10% приводит к снижению интегральной мощности РЧЭМИ более чем вдвое). Этому обстоятельству суждено было сыграть фатальную роль при принятии решений о выборе ЦУВИ в качестве основы для электромагнитных боеприпасов.
В 1987 году была подготовлена первая статья о ЦУВИ [5.12], а позже — и доклад на конференции Мегагаусс [5.13]. Цензуру удалось перехитрить, заменив слова «электромагнитное излучение» на «диссипативные потери электромагнитной энергии».
ig«
Рис. 5.22. Зависимость десятичного логарифма спектральной плотности мощности (Вт/Гц) РЧЭМИ от угловой частоты
144 5. Излучающая ударная волна: схождение до последнего микрона
5.6. Опять потребовалось получить «из ничего» токовый импульс для питания излучателя, но уже гораздо более мощный. Выбить поле из железных пластин!
Чтобы быть пригодным для применения в боеприпасе, ЦУВИ должен был иметь автономный источник энергообеспечения. Постоянные магниты для этого не годились: в этом случае начальная энергия магнитного поля в ВМГ составляла десятые доли джоуля и требовался очень «длинный» ВМГ, чтобы усилить эту энергию на четыре порядка. Перспективы ударно-волнового пьезоэлектрического генератора были благоприятнее, но для ЦУВИ требовался начальный импульс тока с энергией на порядок большей, чем для ВГЧ, и поэтому размеры первичного источника имели значение. Ударная демагнетизация пластин из электротехнического железа позволяла получить с единицы объема рабочего тела энергию вдвое большую, чем от пьезокерами-ки. Ферромагнитный генератор (ФМГ) уже был создан в Арзамасе-16 В. Стрекиным и С. Паком и нечто похожее разработали и для ЦУВИ (рис. 5.23). Расширяющаяся труба 1, прежде чем начать движение по виткам обмотки ВМГ, ударяла по набору 2 железных пластин, в котором системой постоянных магнитов 3 и магнитопроводов 4 было создано поле довольно значительной индукции (2 Тл). Удар трубы по пластинам формировал в железе волну давлением около 20 ГПа, в железе происходил фазовый переход первого рода, при котором ферромагнитное а-железо с объемноцентрированной кубической решеткой превращается в немагнитное є-железо с гексагональной плотноупакованной решеткой. Этот фазовый переход осуществлялся в магнитном поле, поэтому энергия ударной волны преобразовывалась в электрическую [5.14—5.18]: поле вытеснялось в обмотку 5, где наводилась ЭДС. Сборка генератора была сложной, каждую пластину набора надо было изолировать лавсановой пленкой (чтобы поле выходило в обмотку, а не растрачивало энергию на нагрев металла вихревыми токами), а кроме того, создать из пластин квазиконус (чтобы труба одновременно ударила по всем ним), ддя чего использовались клинья из бронзы.
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 61 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.