[go: up one dir, main page]

SU683510A1 - Explosion magnetic generator - Google Patents

Explosion magnetic generator Download PDF

Info

Publication number
SU683510A1
SU683510A1 SU731918467A SU1918467A SU683510A1 SU 683510 A1 SU683510 A1 SU 683510A1 SU 731918467 A SU731918467 A SU 731918467A SU 1918467 A SU1918467 A SU 1918467A SU 683510 A1 SU683510 A1 SU 683510A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coil
layer
wires
cylinder
magnetic field
Prior art date
Application number
SU731918467A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Долотенко
Николай Павлович Колокольчиков
Юрий Николаевич Кузнецов
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4665
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 Предприятие П/Я Г-4665 filed Critical Предприятие П/Я Г-4665
Priority to SU731918467A priority Critical patent/SU683510A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU683510A1 publication Critical patent/SU683510A1/en

Links

Landscapes

  • Electromagnets (AREA)

Description

Изобретение относится к технике получения импульсных сверхсильных магнитных полей с помощью взрывной деформации магнитного потока и может быть использовано во многих разде- ί лах современной физики, требующих больших концентраций энергии. Известны взрывомагнитные генераторы (ВМГ) для получения сверхсильных магнитных полей с соленоидальной катушкой в 1 качестве средства созданий начального магнитного потока, расположенной внутри заряда взрывчатого вещества [1JThe invention relates to techniques for producing pulsed superstrong magnetic fields using explosive deformation of a magnetic flux and can be used in many fields of modern physics that require large concentrations of energy. Explosive magnetic generators (VMGs) are known for producing superstrong magnetic fields with a solenoidal coil 1 as a means of creating an initial magnetic flux located inside an explosive charge [1J

Такие генераторы состоят из коль— 1 ца взрывчатого вещества (ВВ1) и расположенного внутри него соосно с ним металлического цилиндра, а начальный магнитный поток внутри цилиндра создается соленоидальной катушкой, 2 размещенной между цилиндром и кольцом ВВ. Катушка запитывается от источника энергии начального магнитного поля, создаваемый им магнитный поток диффундирует сквозь 2 стенку цилиндра и в момент максимума начального магнитного потока .цилиндр начинает схлопываться под действием ударной волны, возбужденной зарядом ВВ. Схлопывающийся Ци/ 2 линдр обжимает захваченный им маг- | нитный поток, увеличивая тем сакым начальное магнитное поле.Such generators consist of a ring of 1 explosive (BB 1 ) and a metal cylinder located coaxially with it, and the initial magnetic flux inside the cylinder is created by a solenoidal coil 2 placed between the cylinder and the BB ring. The coil is powered from the energy source of the initial magnetic field, the magnetic flux created by it diffuses through the 2 walls of the cylinder and at the time of the maximum initial magnetic flux. The cylinder begins to collapse under the action of a shock wave excited by the explosive charge. The collapsing Qi / 2 lindr compresses the mag- | thread flux, thereby increasing the initial magnetic field.

При такой конструкции ВМГ значительны потери энергии на диффузию магнитного поля сквозь стенку цилиндра .With this design, the HMG has significant energy losses due to the diffusion of the magnetic field through the cylinder wall.

Известен также взрывомагнитный генератор сверхсильных импульсных магнитных полей, содержащий средства для создания начального магнитного поля, захвата его и последующего сжатия и расположенные снаружи средства взрывной деформации £2j .Also known explosive generator of superstrong pulsed magnetic fields, containing means for creating an initial magnetic field, capture it and subsequent compression and located outside the means of explosive deformation £ 2j.

Такой ВМГ имеет кольцо ВВ и цилиндр внутри него, выполненный в виде одновиткового соленоида, подводы энергии к которому размещены в радиальном разрезе кольца ВВ. Под действием ударной волны щель в соленоиде закрывается, он приобретает проводимость в азимутальном направлении, захватывает магнитный поток и обжимает его при дальнейшем движении к центру.Such a VMG has an explosive ring and a cylinder inside it, made in the form of a single-turn solenoid, the energy supplies to which are placed in a radial section of the explosive ring. Under the action of the shock wave, the gap in the solenoid closes, it acquires conductivity in the azimuthal direction, captures the magnetic flux and compresses it with further movement to the center.

При такой конструкции ВМГ разрез ., сходящейся ударной волны - в виде кругового цилиндра, в результате чего резко ухудшается симметрия сжатия» зазор в одновитковом соленоиде представляет собой ступенчатое нарушение однородности цилиндра, что приводит к образованию струй и быстрому разрушению генератора; режим работы соленоида в процессе запитки от. источника энергии отличается значительной напряженностью, так как все напря’ жение источника энергии приложено к зазору (а его желательно уменьшить по соображениям симметрии сжатия), и в этом зазоре, сосредоточены пондеромоторные силы, действие которых приводит к разрушению изоляции в зазоре - следствием этого является пониженная надежность работы, в процессе запитки внутренний слой соленоида подвержен большим токовым нагрузкам, так как при большой скорости запитки, вызванной· малой индуктивностью соленоида и необходимостью применения инерциального удержания, весь ток сосредоточен в скин-слое, что приводит к перегреву и даже взрыву внутренней поверхности цилиндра, изменение индуктивности одновиткового соленоида потребует изменения размеров кольца ВВ, т.е. практически изготовления нового генератора.With such a design, the VMG section., Of a converging shock wave - in the form of a circular cylinder, as a result of which compression symmetry deteriorates sharply ”the gap in a single-turn solenoid is a stepwise violation of cylinder uniformity, which leads to the formation of jets and rapid destruction of the generator; operating mode of the solenoid in the process of powering off. The energy source is notable for significant tension, since all the voltage of the energy source is applied to the gap (and it is desirable to reduce it for reasons of compression symmetry), and in this gap, ponderomotive forces are concentrated, the action of which leads to destruction of the insulation in the gap - the result is a reduced reliability of operation, in the process of powering the inner layer of the solenoid is subject to high current loads, since at a high speed of powering caused by the low inductance of the solenoid and the need to apply Inertial confinement, all current is concentrated in the skin layer, which leads to overheating and even explosion of the inner surface of the cylinder, a change in the inductance of a single-turn solenoid will require a change in the dimensions of the explosive ring, i.e. practically making a new generator.

ЦеЛь изобретения - улучшение симметрии сжатия.The aim of the invention is to improve the symmetry of compression.

Это достигается тем, что средства для создания начального магнитного поля, захвата его и последующего сжатия выполнены в виде многозвходной многослойной катушки.This is achieved by the fact that the means for creating the initial magnetic field, capturing it and subsequent compression are made in the form of a multi-input multi-layer coil.

внутренний диаметр кольца ВВ 2, снимается с цилиндра-оправки, проволочки по обеим сторонам катушки защищаются и припаиваются (или привариваются ) к токопроводам 3.the inner diameter of the ring BB 2 is removed from the mandrel cylinder, the wires on both sides of the coil are protected and soldered (or welded) to the conductors 3.

Катушка запитывается от источника энергии начального магнитного поля, а в заряде ВВ инициируется сходящаяся ударная волна так, чтобы она вышла на внешнюю поверхность катушки в момент максимума начального магнитного потока. После прохождения ударной волны сквозь катушку проволочки под ее воздействием свариваются, образуя сплошной однородный про15 водящий цилиндр, который захватывает начальный магнитный поток и при дальнейшем своем движении к центру обжимает его, усиливая начальное маг нитное поле.The coil is powered from the energy source of the initial magnetic field, and a converging shock wave is initiated in the explosive charge so that it reaches the outer surface of the coil at the maximum initial magnetic flux. After the shock wave passes through the coil, the wires are welded under its influence, forming a continuous homogeneous conducting cylinder that captures the initial magnetic flux and compresses it with its further movement to the center, strengthening the initial magnetic field.

В предлагаемой конструкции ВМГ обеспечено применение сплошного коль ца ВВ, а зазор между проволочками в слое составляет сотые доли миллиме метра, причем под зазорами одного слоя находятся проволочки другого слоя, после прохождения ударной волны зазоры между проволочками заполняются и толщина цилиндра по длине окружности испытывает лишь оченьIn the proposed design of the VMG, the use of a continuous explosive ring is provided, and the gap between the wires in the layer is hundredths of a millimeter, and the wires of the other layer are under the gaps of one layer, after the shock wave passes, the gaps between the wires are filled and the cylinder thickness undergoes only very

ЗУ слабые изменения. Квазигармонический характер этого начального возмущения толщины, высокий номер гармоники это го возмущения приводят к сглаживанию их в процессе сжатия.Memory weak changes. The quasiharmonic character of this initial perturbation of the thickness and the high harmonic number of this perturbation lead to their smoothing during compression.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого генератора в разрезе, а на фиг. 2 - поперечное сечение час ти многозаходной многослойной катушки. ‘ 40 ' Многозаходная многослойная катушка 1 изготавливается из медного изолированного провода типа ПЭВ-2 диаметром 0,12-03 мм следующим образом На цилиндре-оправке соответствующего диаметра этим проводом укладываются несколько витков с шагом порядка или больше диаметра цилиндра. Рядом с этой проволочкой вплотную к ней справа и слева укладываются следующие проволочки и так далее проволочка к проволоке, пока весь цилиндр не будет покрыт слоем проволочек, после чего наматывается второй слой, проволочки которого укладываются в промежутки между проволочками первого слоя. Шаг намотки при одной и той же рабочей длине катушки и ее диаметре /определяет ее индуктивность, а число -.слоев-массу катушки. После намотки не добходимого числа слоев рабочая длина катушки обматывается несколькими слоя40 ми стеклоткани и пропитывается под вакуумом компаундом на основе эпоксидных смол. Затем катушка обтачивается полIn FIG. 1 shows a General view in section of the proposed generator, and in FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of a multi-start multi-layer coil. ‘40 'Multi-start multi-layer coil 1 is made of insulated copper wire type PEV-2 with a diameter of 0.12-03 mm as follows. Several turns with a pitch of the order of or more than the diameter of the cylinder are laid on the mandrel cylinder of the corresponding diameter. Next to this wire, next wires are laid right and left next to it, and so on, wire to wire, until the entire cylinder is covered with a layer of wires, after which a second layer is wound, the wires of which are laid in the gaps between the wires of the first layer. The winding pitch for the same working length of the coil and its diameter / determines its inductance, and the number of layers is the mass of the coil. After winding the required number of layers, the working length of the coil is wrapped with several layers of 40 fiberglass and impregnated under vacuum with a compound based on epoxy resins. Then the coil is ground

Повышение надежности работы катушки в процессе создания начального магнитного поля обусловлено тем, что напряжение запитки приложено по всей длине окружности и при большом числе проволочек (числе заходов) между соседними проволочками приложено напряжение 100-200 В, точно так же и механические силы распределены по длине окружности, а многослойность катушки приводит к сильному увеличению толщины скин-слоя следовательно к меньшей плотности тока. Индуктивность многозаходной многослойной катушки легко меняется изменением шага намотки и при одинаковых размерах может быть меньше индуктивности одновиткового соленоида.An increase in the reliability of the coil during the creation of the initial magnetic field is due to the fact that the supply voltage is applied along the entire circumference and when a large number of wires (number of runs) between adjacent wires, a voltage of 100-200 V is applied, the mechanical forces are distributed along the circumference , and the multilayer coils leads to a strong increase in the thickness of the skin layer and therefore to a lower current density. The inductance of a multi-start multilayer coil is easily changed by changing the winding pitch and, with the same dimensions, can be less than the inductance of a single-turn solenoid.

Claims (1)

54) ВЗРЫВОМАГНИТНЫЙ ГЕНЕРАТОР представл ет собой ступенчатое нарушение однородности цилиндра, что приводит к образованию струй и быстрому разрушению генератора; режим работы соленоида в процессе запитки от. источника энергии отличаетс  значительной напр женностью, так как все напр  жение источника энергии приложено к зазору (а его желательно уменьшить по соображени м симметрии сжати ), и в этом зазоре, сосредоточены пондеромоторные силы, действие которых приводит к разрушению изол ции в зазоре - следствием этого  вл етс  пониженна  надежность работы, в процессе запитки внутренний слой соленоида подвержен большим токовым нагрузкам , так как при большой скорости запитки, вызванной малой индуктивностью соленоида и необходимостью применени  инерциального удержани , весь ток сосредоточен в скин-слое, что приводит к перегреву и даже взрыву внутренней поверхности цилиндра, изменение индуктивности одновиткового соленоида потребует изменени  размеров кольца ВВ, т.е. практически изготовлени  нового генератора . ЦеЛь изобретени  - улучшение симметрии сжати . Это достигаетс  тем, что средства дл  создани  начального магнитного пол , захвата его и последующего сжати  выполнены в виде многозаходной многослойной катушки. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого генератора в разрезе, а на фиг. 2 .- поперечное сечение час ти многозаходной многослойной катушки . Многозаходна  многослойна  катушка 1 изготавливаетс  из медного изолированного провода типа ПЭВ-2 диаме ром 0,12-03 мм следующим образом на цилиндре-оправке соответствующего диаметра этим проводом укладываютс  несколько витков с шагом пор дка или больше диаметра цилиндра. Р дом с этой проволочкой вплотную к ней справа и слева укладываютс  следующие проволочки и так далее проволочка к проволоке, пока весь цилиндр не будет покрыт слоем проволочек, после чего наматываетс  второй слой, проволочки которого укладываютс  в промежутки между проволочками первого сло . Шаг намотки при одной и той же рабочей длине катушки и ее диаметре определ ет ееиндуктивность, а число ,слоеБ-массу катушки. После намотки н обходимого числа слоев рабоча  длина катушки обматываетс  несколькими сло ми стеклоткани и пропитываетс  под в куумом компаундом на основе эпоксидн смол. Затем катушка обтачиваетс  под внутренний диаметр кольца ВВ 2, снимаетс  с цилиндра-оправки, проволоч-, ки по обеим сторонам катушки защища- . ютс  и припаиваютс  (или привариваютс  ) к токопроводам 3. Катушка запитываетс  от источника энергии начального магнитного пол , а в зар де ВВ инициируетс  сход ща с  ударна  волна так, чтобы она вышла на внрл;шюю поверхность катушки в момент максимума начального магнитного потока. После прохождени  ударной волны сквозь катушку проволочки под ее воздействием свариваютс , образу  сплошной однородный провод щий цилиндр, который захватывает начальный магнитный поток и при дальнейшем своем движении к центру обжимает его, усилива  начальное маг нитное поле. В предлагаемой конструкции ВМГ обеспечено применение сплошного коль ца ВВ, а зазор между проволочками в слое составл ет сотые доли миллиметра , причем пол зазорами одного сло  наход тс  проволочки другого сло , после прохождени  ударной волны зазоры между проволочками заполн ютс  и цилиндра по длине окружности испытывает лишь очень слабые изменени . Квазигармонический характер этого начального возмущени  толщины, высокий номер гармоники это го возмущени  привод т к сглаживанию их в процессе сжати . Повышение надежности работы катушки в процессе создани  начального магнитного пол  обусловлено тем, что напр жение запитки приложено по всей длине окружности и при большом числе проволочек (числе заходов ) между соседними проволочками приложено напр жение 100-200 В, точно так же и механические силы распределены по длине окружности, а многослойность катушки приводит к сильному увеличению толщины скин-сло  следовательно к меньшей плотности тока. Индуктивность многозаходной многослойной катушки легко мен етс  изменением шага намотки и при одинаковых размерах может быть меньше индуктивности одновиткового соленоида. Формула изобретени  Взрывомагнитный генератор сверхсильных импульсных магнитных полей, содержащий средства дл  создани  начального магнит-ного пол , захвата его и последующего сжати  и расположенные снаружи средства взрывной деформации , отличающийс  тем, что,с целью повышени  симметрии,сжати , средства дл  создани  начально го ма1 нитного пол , захвата его и последующего сжати  выполнены в виде многозаходной катушки.54) EXPLOSION-GENERATOR is a stepwise violation of the cylinder uniformity, which leads to the formation of jets and the rapid destruction of the generator; mode of operation of the solenoid in the process of power from. The energy source is significantly stressful, since all the voltage of the energy source is applied to the gap (and it is desirable to reduce it due to compression symmetry), and in this gap, ponderomotive forces are concentrated, the action of which leads to the destruction of the insulation in the gap - a consequence of this is reduced reliability of operation; in the process of powering the inner layer of the solenoid is subject to high current loads, since at high speed of powering, caused by the small inductance of the solenoid and the need Neny inertial retention, all of the current is concentrated in the skin layer, leading to overheating and even explosion inner surface of the cylinder, single-turn coil inductance change would require changes BB ring size, i.e. practically making a new generator. The purpose of the invention is to improve the symmetry of compression. This is achieved by the fact that the means for creating the initial magnetic field, capturing it and subsequent compression are made in the form of a multi-input multi-layer coil. FIG. 1 shows a general view of the proposed generator in section, and FIG. 2 .- cross section of a part of a multi-feed multi-layer coil. A multiple-use multi-layer coil 1 is made of copper insulated wire of the type PEV-2 with a diameter of 0.12-03 mm as follows on the cylinder-mandrel of the appropriate diameter with this wire several turns are placed with a step of the order of or greater than the diameter of the cylinder. Next wire next to the right and left next to this wire, and so on, wire to the wire until the entire cylinder is covered with a layer of wires, after which the second layer is wound, the wires of which are placed between the wires of the first layer. The winding pitch with the same working length of the coil and its diameter determines its inductance, and the number, layer B, is the mass of the coil. After winding up the required number of layers, the working length of the coil is wrapped with several layers of fiberglass and impregnated under an epoxy resin-based compound. Then the coil is turned around under the internal diameter of the ring BB 2, removed from the cylinder-mandrel, wire, ki on both sides of the coil of protection-. The solder is fed from the energy source of the initial magnetic field, and in the explosive charge, a converging shock wave is initiated so that it reaches the internal magnetic field at the time of maximum of the initial magnetic flux. After the shock wave passes through the coil, the wires under its influence are welded to form a continuous homogeneous conductive cylinder that captures the initial magnetic flux and, with its further movement to the center, compresses it, increasing the initial magnetic field. In the proposed design of the VGH, a continuous ring of explosives is provided, and the gap between the wires in the layer is one hundredths of a millimeter, and the gaps of one layer are wires of the other layer, after the passage of the shock wave, the gaps between the wires are filled and the cylinder along the circumference experiences only very weak changes. The quasiharmonic nature of this initial perturbation of thickness, the high harmonic number of this perturbation, leads to their smoothing during compression. Improving the reliability of the coil in the process of creating the initial magnetic field due to the fact that the power supply voltage is applied along the entire circumference and with a large number of wires (number of passes) between the adjacent wires a voltage of 100-200 V is applied, and the mechanical forces are distributed along the circumference, and the multi-layer coil leads to a strong increase in the thickness of the skin layer, hence to a lower current density. The inductance of a multiple-input multi-layer coil is easily changed by changing the winding pitch and, with the same dimensions, it may be less than the inductance of a single-turn solenoid. Claims An explosive magnetic generator of ultrastrong pulsed magnetic fields, containing means for creating an initial magnetic field, capturing it and subsequent compression, and located outside the means for explosive deformation, characterized in that, in order to increase symmetry, compression, means for creating an initial magnetic the floor, its gripping and subsequent compression are made in the form of a multiple coil. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination Кнопфель. Сверхсильныв иммагнитные пол , М,, Мир, 259, фиг. 9.20в,Knopfel. Superpowered magnetic fields, M ,, Mir, 259, fig. 9.20b, Кйопфель..Сверхсильпые иммагнитные пол . М., Мир 259, фиг. 9.20г. (протоKyopfel. Super-strong magnetic field. M., Mir 259, fig. 9.20g. (proto /у: у/// Ш 7//////2 / // / y: u /// Sh 7 // ////// 2 / // fu2.{fu2. {  .г.g
SU731918467A 1973-05-22 1973-05-22 Explosion magnetic generator SU683510A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU731918467A SU683510A1 (en) 1973-05-22 1973-05-22 Explosion magnetic generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU731918467A SU683510A1 (en) 1973-05-22 1973-05-22 Explosion magnetic generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU683510A1 true SU683510A1 (en) 1980-08-15

Family

ID=20552622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU731918467A SU683510A1 (en) 1973-05-22 1973-05-22 Explosion magnetic generator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU683510A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA012059B1 (en) * 2007-07-31 2009-08-28 Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ Method of minerals prospection
RU2743990C1 (en) * 2020-07-30 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Superstrong pulse magnet

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA012059B1 (en) * 2007-07-31 2009-08-28 Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ Method of minerals prospection
RU2743990C1 (en) * 2020-07-30 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Superstrong pulse magnet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4054809A (en) Stator core end magnetic shield for large A.C. machines
CN101793485B (en) Armature-free explosive magnetic compression generator
SU683510A1 (en) Explosion magnetic generator
GB875029A (en) Method and apparatus for producing pinch discharge
US3290541A (en) Inductive apparatus utilizing a magnetic cusp field for accelerating plasmoids
US4935708A (en) High energy pulse forming generator
US3124726A (en) Howland
US3319106A (en) Plasmoid generator and accelerator utilizing an annular magnetic core
Bykov et al. An MC-1 cascade magnetocumulative generator of multimegagauss magnetic fields—ideas and their realization
US3318127A (en) Forming apparatus
JPH0421375A (en) explosive generator
RU2185705C1 (en) Spiral explosive magnetic generator
CN107888169B (en) Pulse current booster, pulse current generating device and preparation method thereof
JP2009050047A (en) Magnetic concentrated explosive generator
US3379928A (en) Triggering device for spark generators
IL26774A (en) Homopolar generators
RU2260896C1 (en) Off-line magnetocumulative generator
RU2028646C1 (en) Source of seismic waves
CN109995167A (en) A kind of novel rotor magnetic pole excitation winding construction and preparation method thereof
SU1551208A1 (en) Method of feeding superconducting winding and topological generator
JPS5533845A (en) Production of composite wire or composite pipe
GB1176527A (en) Improvements in Devices for Producing a High Intensity Magnetic Field
SU639081A1 (en) Electric machine pole piece
SU1039403A1 (en) Method of manufacturing superconductive solenoid
RU2040108C1 (en) Spiral magnetocumulative generator